無線通信モジュール
【課題】小サイズ基板に、効率的に無線通信回路を配置することができる無線通信モジュールを提供する。
【解決手段】外部接続領域２０と、ホストインターフェース領域４０と、送信回路部３２、受信回路部３５、３６及び通信制御部３１を備える無線通信回路領域３０とを基板１０上に有する無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域を前記基板の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域を前記基板の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域を前記外部接続領域と前記ホストインターフェース領域との間に配置し、
前記通信制御部を、前記基板上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部の部品を、前記通信制御部から前記基板上の長手方向に前記通信制御部の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域側に向かって前記基板上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成した。
【解決手段】外部接続領域２０と、ホストインターフェース領域４０と、送信回路部３２、受信回路部３５、３６及び通信制御部３１を備える無線通信回路領域３０とを基板１０上に有する無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域を前記基板の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域を前記基板の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域を前記外部接続領域と前記ホストインターフェース領域との間に配置し、
前記通信制御部を、前記基板上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部の部品を、前記通信制御部から前記基板上の長手方向に前記通信制御部の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域側に向かって前記基板上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信モジュールに関し、特に、外部通信用部品と接続するために外部接続領域と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域と、送信回路部、受信回路部及び通信制御部を備える無線通信回路領域とを基板上に有する無線通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）と呼ばれる高速モバイル通信技術が着目されている。かかるＷｉＭＡＸにおいては、無線通信回路を搭載したＵＳＢ（Universal Serial Bus）タイプのＷｉＭＡＸモジュールを用いるが、ＵＳＢタイプのＷｉＭＡＸモジュールは、通常のＵＳＢの大きさを有しているのが一般的であった。
【０００３】
かかる一般的なＵＳＢのサイズを有するＷｉＭＡＸモジュールにおいては、無線通信回路を構成する部品は、送受信の信号の移動が最短距離となるように、基板の長手方向に、送受信の信号の流れに沿って一直線に配置することが可能であり、信号の流れに沿った自然な部品配置を行うことができた。
【０００４】
なお、プリント回路基板上の部品配置方法として、配置すべき部品の位置を容易に確定でき、設計者の負担を軽減し、放射雑音の削減が達成できることを目的とし、プリント回路基板の実装面における給電部の位置を決定する工程と、給電部の位置に基づいて部品配置領域を決定する工程と、それぞれが給電部の位置から所定距離離間した仮想の等距離線の複数で部品配置領域を分割し、複数の距離区分を決定する工程と、部品の消費電力の大きいものから小さくなる順に部品を選択して、距離区分の中の給電部の位置に近いものから遠くなる順に、選択された部品を距離区分に充填配置する工程と、を有する部品配置方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５１７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＷｉＭＡＸモジュールは、ＵＳＢタイプだけではなく、ハーフミニＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）カードを内蔵するタイプも提案されている。かかるハーフミニＰＣＩカードは、接続端子が規格で定められているため、規格に合わせてＵＳＢタイプよりも小さなサイズの基板を用いる必要がある。その場合、無線通信回路の部品を、基板内に送受信の信号の流れに沿って一直線に配列することが不可能になってしまい、従来のデザインをそのまま適用することができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の構成においても、基板のサイズが小さくなった場合の部品配置方法までは考慮されておらず、やはりこの部品配置方法をそのまま適用することはできないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、ハーフミニＰＣＩカード用の基板を始めとする小サイズ基板に、優れた回路機能を保ちつつ効率的に無線通信回路を配置することができる無線通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信モジュールは、外部通信用部品と接続するために外部接続領域（２０）と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域（４０）と、送信回路部（３２）、受信回路部（３５、３６）及び通信制御部（３１）を備える無線通信回路領域（３０）とを基板（１０）上に有し、該基板（１０）が、前記無線通信回路領域（３０）を送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線に配列できる長さを有しない無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域（２０）を前記基板（１０）の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域（４０）を前記基板（１０）の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域（３０）を前記外部接続領域（２０）と前記ホストインターフェース領域（４０）との間に配置し、
前記通信制御部（３１）を、前記基板（１０）上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部（３２）の部品を、前記通信制御部（３１）から前記基板（１０）上の長手方向に前記通信制御部（３１）の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域（２０）側に向かって前記基板（１０）上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成し、
前記受信回路部（３５、３６）を、前記通信制御部（３１）と前記送信回路部（３２）との間に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記受信回路部（３５、３６）の部品は、受信信号の流れ及び前記送信回路部（３２）の部品に沿って略Ｌ字型に配置されてもよい。
【００１１】
また、前記無線通信領域（３０）の角部に発振回路（３７）を有してもよい。
【００１２】
また、前記発振回路（３７）は、前記受信回路部（３５、３６）と離間した位置に配置されてもよい。
【００１３】
また、前記送信回路部（３２）はパワーアンプ（５０）を有し、
該パワーアンプ（５０）は、前記通信制御部（３１）と離間した位置に配置されてもよい。
【００１４】
また、前記発振回路（３７）は、前記通信制御部（３１）に近接した位置に配置されてもよい。
【００１５】
また、前記外部接続領域（２０）、前記インターフェース領域（４０）及び前記無線通信領域（３０）は、前記基板（１０）の表面（１１）上に配置され、
前記発振回路（３７）は、前記基板（１０）の裏面上に配置されてもよい。
【００１６】
また、前記発振回路（３７）の直下には基板貫通孔（１００）が形成され、
前記パワーアンプ（５０）の直下にはスルーホール（１０１）が形成されてもよい。
【００１７】
また、前記パワーアンプ（５０）は、略Ｌ字型に配置された前記送信回路部（３２）の角部に配置されてもよい。
【００１８】
また、前記受信回路部（３５、３６）は、並列して配置された第１の受信回路部（３５）と第２の受信回路部（３６）とを有してもよい。
【００１９】
なお、括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、優れた無線通信機能を維持しつつ、小さなサイズの基板上に無線通信回路を効率的に配置することができ、省スペースで無線通信モジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板の一例を示した構成図である。
【図２】本実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板の一例の構成を配線パターンも含めて示した図である。
【図３】本実施例に係る無線通信モジュールの一例の機能ブロックを示した図である。
【図４】本実施例に係る無線通信モジュールの放熱構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板１０の一例を示した構成図である。図１において、基板１０は、表面１１上に外部接続領域２０と、無線通信回路領域３０と、ホストインターフェース領域４０とを有する。外部接続領域２０とホストインターフェース領域４０は、基板１０の短手方向の端部にそれぞれ配置されている。つまり、一方の短手方向端部に外部接続領域２０が配置され、他方の短手方向端部にホストインターフェース領域４０が配置された構成となっている。そして、外部接続領域２０とホストインターフェース領域４０との間に、無線通信回路領域３０が配置されている。つまり、基板１０の短手方向に、外部接続領域２０、無線通信領域３０及びホストインターフェース領域４０が順に配置されている。
【００２４】
図１において、本実施例に係る無線通信モジュールは、基板１０の表面１１上の無線通信回路領域２０内に無線通信回路が搭載され、ＷｉＭＡＸモジュール等に用いられる無線通信モジュールとして装置内部に搭載可能な構成となっている。基板１０には、ハーフミニサイズＰＣＩカード等の、ＵＳＢタイプに用いられる基板よりも小さいサイズの基板１０が用いられる。ＵＳＢタイプに用いられる基板の場合、外部接続領域２０とホストインターフェース領域３０とを基板の長手方向の両端部に、無線通信回路をその間に配置し、送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線状に配置することが可能である。しかしながら、ハーフミニサイズＰＣＩカードのようなＵＳＢタイプ用基板よりも大幅に小さい、例えば、１／２程度の長さしか有しない基板１０の場合には、無線通信回路の部品を、基板１０の長手方向に一直線状に配置することができない。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、ＵＳＢ用基板の場合と異なり、基板１０の短手方向に、外部接続領域２０、無線通信領域３０及びホストインターフェース領域４０が配置された構成となっている。
【００２５】
外部接続領域２０は、外部通信用の部品又は装置と接続を行うための領域であり、外部通信用の部品又は装置と接続するためのコネクタ等が配置される。図１においては、外部接続領域２０は、アンテナコネクタ２１、２２と、ＧＮＤパターン２３、２４とを有する。
【００２６】
アンテナコネクタ２１、２２は、基板１０の外部に設置されたアンテナとの接続を行うための端子であり、外部との接続が容易な位置に設けられる。アンテナコネクタ２１、２２は、複数備えられてよく、例えば、図１に示すように、２つ備えられてもよい。一般的に、無線通信の受送信は、アンテナの電波状況に応じて、電波状況の良いアンテナを用いるという切り替え動作を行うことが多いため、必要に応じて複数のアンテナコネクタ２１、２２を備えるようにしてよい。
【００２７】
また、ＧＮＤパターン２３、２４は、接地電位を供給するための配線パターンであり、必要に応じて設けられてよい。図１においては、ＧＮＤパターン２３、２４は、アンテナコネクタ２１、２２の外側に設けられている。
【００２８】
無線通信回路領域３０は、無線通信回路が形成された領域であり、無線通信回路を構成するのに必要な部品が搭載されて配置される。無線通信回路領域３０は、通信制御部３１と、送信回路部３２と、受信回路部３５、３６と、発振回路３７と、スイッチ６１、６２とを有する。
【００２９】
通信制御部３１は、ベースバンド処理を行うとともに、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の通信動作を制御する手段である。通信制御部３１は、例えば、ＢＢ（Base Band、ベースバンド）ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）と、ＲＦ（Radio Frequency）ＩＣとが一体となったＢＢ／ＲＦ／ＩＣが用いられてよい。よって、通信制御部３１は、ベースバンド処理部と、ＲＦ回路部とを内部に備えてよい（図示せず）。
【００３０】
ベースバンド処理部は、送信を行う前のデジタル信号を処理するデジタル回路部である。ＲＦ回路部は、ベースバンド処理された信号をアンテナ送信周波数に変換するとともに、アンテナ受信信号をベースバンド処理部で処理できる周波数に変換する。また、通信制御部３１は、上述のように、送信回路部３２と受信回路部３５、３６の通信制御も行う。
【００３１】
通信制御部３１は、基板１０の表面１１の長手方向の端部、つまり無線通信回路領域３０内の端部に設けられる。これにより、通信制御部３１に接続される送信回路３２及び受信回路３５、３６を、基板１０の長手方向に延在させて配置することが可能となる。また、通信制御部３１は、基板の短手方向において、外部接続領域２０と隣接するように、無線通信回路領域３０の外部接続領域２０側の端部に配置されている。これにより、無線通信回路領域３０内の短手方向のホストインターフェース領域４０側に、部品配置スペースを形成することが可能となる。
【００３２】
送信回路部３２は、通信制御部３１から出力された送信信号を送信するための送信回路を構成し、信号送信に関与する信号送信回路３３と、電力供給を管理する電力回路３４とを有する。信号送信回路３３は、パワーアンプ５０と、バンドパスフィルタ５３と、ローパスフィルタ５４と、スイッチ５５とを有する。また、電力回路３４は、コンデンサ５１と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）５２とを有する。なお、各回路とも、主要な構成要素のみ参照符号を付し、細かな構成要素には参照符号を付していない。参照符号を付していない構成要素については、その説明を省略する。
【００３３】
送信回路部３２は、全体的に見ると、通信制御部３１の中央のホストインターフェース領域４０側の位置から、基板１０の長手方向に沿って右側に延びて形成されている。そして、基板１０の右側の長手方向端部に到達してから、基板１０の短手方向端部に沿ってホストインターフェース領域４０側から外部接続端子領域２０の側に延びた略Ｌ字型の形状となっている。かかる配置構成により、送信回路部３２は、無線通信回路領域３０の長手方向及び短手方向の両方を延在方向の配置スペースとして用いることができ、基板１０の長手方向に送信回路部３２の部品を一直線状に配列することができない場合であっても、略Ｌ字型に折り曲げた形状で、送信信号の流れに沿った部品の配置に必要な長さを確保することができる。
【００３４】
また、送信回路部３２は、送信信号を生成する信号送信回路３３と、電力供給を管理する電力回路３４とを有するが、信号送信回路３３のみの形状についても、通信制御部３１のホストインターフェース領域４０側から右側に基板１０の長手方向に延び、基板１０の長手方向端部に到達した地点から基板短手方向端部に沿って外部接続領域２０側に向かって延びる略Ｌ字型の形状となっている。このように、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、基板１０は、信号送信回路３３のみの部品についても、長手方向に一直線に配列できる長さを有しないが、信号送信回路３３を基板１０の長手方向及び短手方向の双方に延在させる略Ｌ字型の形状とすることにより、送信信号の流れの順序に沿った状態で部品を配列することができる。
【００３５】
なお、信号送信回路３３において、バンドパスフィルタ５３は、希望の周波数帯域の高周波信号のみを取り出す手段であり、パワーアンプ５０は、高周波信号を増幅する手段である。また、ローパスフィルタ５４は、余分な高調波を除去する手段であり、スイッチ５５は、送信信号をアンテナコネクタ２１、２２のいずれから送信するかを切り替えるための手段である。なお、スイッチ５５は、スイッチ６１、６２を介してアンテナコネクタ２１、２２に接続されているので、実際には、スイッチ６１とスイッチ６２との接続を切り替えることにより、アンテナコネクタ２１とアンテナコネクタ２２との接続切り替えを行う。
【００３６】
電力回路３４においては、コンデンサ５１は電荷を蓄積するための手段であり、ＦＥＴ５２は、パワーアンプ５０に電力供給を行うためのスイッチング素子である。電力回路３４は、送信信号の生成の流れには関与していないが、信号送信回路３３のパワーアンプ５０に電力供給を行うという点で、送信回路部３２の一部を構成している。
【００３７】
なお、電力回路３４は、必ずしも基板１０の表面１１側に形成されている必要は無く、例えば、基板１０の裏面側に形成されていてもよい。電力回路３４においては、送信信号の流れを意識する必要が無いので、パワーアンプ５０に適切に電力を供給できれば、種々の位置に配置することができる。
【００３８】
受信回路部３５は、アンテナコネクタ２１及びスイッチ６１を介して入力された信号を受信するための第１の受信回路部である。受信回路部３５は、バンドパスフィルタ７０と、ローノイズアンプ７１と、バンドパスフィルタ７２とを有する。バンドパスフィルタ７０、７２は、希望の周波数帯域の受信信号を得るための手段であり、ローノイズアンプ７１は、受信信号を増幅するための手段である。
【００３９】
図１に示すように、受信回路部３５も、基板１０の短手方向と長手方向に延在する部分を有する略Ｌ字型の形状を有する。これにより、受信回路部３５を一直線状に配列することができない場合であっても、受信信号の流れに沿って部品を配列することができる。
【００４０】
受信回路部３６は、アンテナコネクタ２２及びスイッチ６２を介して入力された信号を受信するための第２の受信回路部である。受信回路部３６は、バンドパスフィルタ７３と、ローノイズアンプ７４と、バンドパスフィルタ７５とを有する。受信回路部３５と同様に、バンドパスフィルタ７３、７５は、希望の周波数帯域の受信信号を得るための手段であり、ローノイズアンプ７４は、受信信号を増幅するための手段である。
【００４１】
図１に示すように、受信回路部３６も、受信回路部３５と同様に、基板１０の短手方向と長手方向に延在する部分を有する略Ｌ字型の形状を有する。受信回路部３６は、受信回路部３５の更に内側にあり、受信回路部３５より更に許容スペースが小さいが、基板１０の長手方向と短手方向の双方を用いて引き回すように延在させることにより、受信信号の流れに沿った状態で、受信信号の処理順序通りに部品を配列することができる。
【００４２】
図１において、送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側に配置されている。これは、細かい部品も含めて考えると、送信回路部３２の方が、受信回路部３５、３６よりも部品点数が多く、占める領域の長さが長くなるからである。よって、送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側に配置し、回路を配置するスペースをより長く確保できる構成としている。
【００４３】
また、送信回路部３２は、パワーアンプ５０を構成部品として備えているが、パワーアンプ５０を通過した後の増幅信号は、通信制御部３１から送信回路部３２に信号が入力される位置から離間させることが好ましい。これは、増幅後の信号が、送信回路部３２への入力信号に影響を与え、雑音等を発生させるおそれがあるからである。図１に示すように、本実施例に係る無線通信モジュールの構成によれば、パワーアンプ５０を通過した後の送信信号は、通信制御部３１とは反対側の長手方向端部に配置されたローパスフィルタ５４、スイッチ５５、スイッチ６１、６２を通過する。よって、増幅後の送信信号は、通信制御部３１とは反対側の基板端部を通過する配置となっているので、送信回路部３２への入力信号に与える影響を最小限にすることができる。
【００４４】
この点、例えば仮に、電力回路３４を基板１０の裏面側に配置し、送信回路部３２を受信回路部３５、３６よりも内側に配置し、信号送信回路３３の部品を密集させて最も内側に配置したとすると、パワーアンプ５０を通過した後の増幅された送信信号が、送信回路部３２への入力信号と接近し、信号経路上も好ましくない配置となる。
【００４５】
これに対し、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、送信回路部３２を最も外側に配置し、受信回路部３５、３６を通信制御部３１と送信回路部３２との間に挟むような配置に構成している。これにより、部品点数の比率のみならず、パワーアンプ５０により増幅された送信信号が送信回路部３２に入力される送信信号に与える影響も最小限とすることができ、回路機能上も優れた配置構成とすることができる。
【００４６】
パワーアンプ５０は、送信回路部３２の経路内のいずれの箇所にも配置することができるが、通信制御部３１から離間して配置することがより好ましい。パワーアンプ５０は、駆動により発熱するので、通信制御部３１に熱を与えるおそれがあるからである。本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、パワーアンプ５０は、送信回路部３２の略Ｌ字型の角部に配置されており、通信制御部３１と反対側の基板端部に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、パワーアンプ５０の発熱が、通信制御部３１に悪影響を与えるおそれが少ない配置構成となっている。
【００４７】
発振回路３７は、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の基準となるクロック信号を生成する回路である。発振回路３７で生成されたクロック信号は、通信制御部３１に入力される。発振回路３７は、適切なクロック信号を生成することができれば、種々の発振機能を有する回路を用いることができるが、例えば、温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator、ＴＣＸＯ）を用いるようにしてもよい。
【００４８】
発振回路３７は、受信回路部３５、３６と離間して配置することが好ましい。発振回路３７は、受信回路部３５、３６にとっては、ノイズ源となり得る。よって、発振回路３７から通信制御部３１にクロック信号が入力されるクロックラインは、受信回路部３５、３６から離間して配置することが好ましい。本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、図１に示すように、発振回路３７は、受信回路３５、３６と離間し、かつ、通信制御部３１を間に挟むように、無線通信回路領域３０の角部に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールによれば、発振回路３７で発生するクロック信号を受信回路３５、３６に影響させずに、優れた受信回路機能を実現させることができる。
【００４９】
また、発振回路３７は、通信制御部３１と近接して配置されているため、クロック信号を供給するクロックラインを極めて短くすることができる。この点においても、クロック信号が受信回路３５、３６に与える影響を極めて小さくすることができる。
【００５０】
発振回路３７は、パワーアンプ５０と離間して配置されることが好ましい。パワーアンプ５０は、発熱源となる部品であるが、発振回路３７自身は発熱せず、また熱を嫌う回路である。よって、発振回路３７は、パワーアンプ５０と離間した位置に配置されることが好ましいが、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、発振回路３７が通信制御部３１側の基板端部にあるのに対し、パワーアンプ５０は通信制御部３１と反対側の基板端部にあり、丁度基板１０の長手方向反対側端部同士に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、発振回路３７は、パワーアンプ５０の発熱の影響を受けることなく、正確にクロック信号を生成することができる。
【００５１】
発振回路３７は、基板１０の裏面上に設けられてもよい。基板１０の裏面であっても、通信制御部３１に正確なクロック信号を供給することができ、また、パワーアンプ５０と離間して配置することができるからである。
【００５２】
このように、本実施例に係る無線通信モジュールの無線通信回路領域３０は、種々の配置上の工夫がなされ、無線通信回路の機能を低下させることなく、小さな基板サイズの基板１０に、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の部品を送受信の信号の流れに沿って配置することができる。
【００５３】
ホストインターフェース領域４０は、パーソナルコンピュータ等のホストとなる機器との接続を行う領域である。ホストインターフェース領域４０は、基板１０の短手方向における外部接続領域２０と反対側に設けられる。ホストインターフェース領域４０には、接続端子（図示せず）の他、基板端子ＧＮＤ４１が形成されている。
【００５４】
図２は、本実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板１０の一例の表面１１側の構成を配線パターンも含めて示した図である。図２において、本実施例に係る無線通信モジュールの基板１０の表面１１側の構成が示されている点は図１と同様であるが、更に配線パターンが示されている点で、図１と異なっている。
【００５５】
図２において、基板１０の表面１１上に外部接続領域２０、無線通信回路領域３０及びホストインターフェース領域４０が形成されている点は、図１と同様である。また、外部接続領域２０は、アンテナコネクタ２１、２２及びＧＮＤパターン２３、２４を備え、無線通信回路領域３０は、通信制御部３１と、送信回路部３２と、受信回路部３５、３６と、発振回路３７を備える点も、図１と同様である。
【００５６】
しかしながら、図２においては、通信制御部３１と送信回路部３２とを結ぶとともに送信回路部３２の内部を接続する配線パターン８０、通信制御部３１と受信回路部３５とを結ぶとともに受信回路部３５の内部を接続する配線パターン８１、通信制御部３１と受信回路部３６とを結ぶとともに受信回路部３６の内部を接続する配線パターン８２が示されている点で、図１と異なっている。更に、図２においては、アンテナコネクタ２１とスイッチ６１、アンテナコネクタ２２とスイッチ６２とを接続する配線パターンも各々示されている。
【００５７】
図２において、送信回路部３２の配線パターン８０は、通信制御部３１の右側中央寄りから右の方に基板１０の長手方向に沿って延び、パワーアンプ５０の位置から基板１０の短手方向に沿って上方（奥側）に延びる略Ｌ字型の配線パターン形状であることが分かる。このような形状とすることにより、送信回路部３２の部品を送信信号の流れの順序通りに通信制御部３１からスイッチ５５に向かって配置することができ、小さな基板１０上に効率よく部品配置を行うことができる。
【００５８】
同様に、受信回路部３５の配線パターン８１及び受信回路部３６の配線パターン８２も、右側に延びて上方に折れ曲がる略Ｌ字型の形状をしており、スイッチ６１から通信制御部３１までの部品と、スイッチ６２から通信制御部３１までの部品をともに受信信号の流れに沿って順序よく配列することができ、省スペースで効率よく必要な部品の配置を行うことができる。
【００５９】
図２において、ホストインターフェース領域４０では、パーソナルコンピュータ等のホスト機器との接続を行う接続端子９０が示されている。図２に示すように、接続端子９０を用いて、ホスト機器との接続を行うことができる。
【００６０】
図２に示したように、本実施例に係る無線通信モジュールは、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６のいずれにおいても、基板１０の長手方向と短手方向の双方に延在する略Ｌ字型の配線パターン８０、８１、８２を設けることにより、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６を効率よく配置することができる。
【００６１】
図３は、本実施例に係る無線通信モジュールの一例の機能ブロックを示した図である。図３において、本実施例に係る無線通信モジュールの機能ブロックが示されているが、図１及び図２で示した構成要素と対応するブロックについては、図１及び図２と同様の参照符号を付し、その詳細な説明は省略又は短縮するものとする。まず、送信側から説明を行う。
【００６２】
図３において、ホストインターフェース領域４０にある端子９０は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続される。ホスト機器から端子９０を介して入力された信号は、通信制御部３１に入力される。一方、ホスト機器からの電力供給は、電力回路３４に供給される。
【００６３】
また、発振回路３７からのクロック信号が通信制御部３１に入力されるとともに、フラッシュメモリに記憶されたプログラムやデータを通信制御部３１が読み込む。なお、フラッシュメモリは、図１及び図２には図示されていないが、例えば、基板１０の裏面側に設けられてよい。
【００６４】
通信制御部３１は、ベースバンド処理部とＲＦ回路部とを備え、デジタル信号から出力周波数に変換した送信信号をバンドパスフィルタ５３に出力する。バンドパスフィルタ５３を通過した所定の周波数の出力信号は、パワーアンプ５０に入力されて増幅される。なお、パワーアンプ５０は、電力回路３４により電力供給及び電力管理が行われている。パワーアンプ５０を通過して増幅された送信信号は、ローパスフィルタ５４に入力される。ローパスフィルタ５４で不要な高調波ノイズが除去された送信信号は、スイッチ５５に出力される。スイッチ５５では、アンテナ（図示せず）の送信状況に応じて、アンテナコネクタ２１側のアンテナを用いるか、又はアンテナコネクタ２２側のアンテナを用いるかを判断し、送信状況の良好な側のスイッチ６１、６２に送信信号を出力する。送信信号は、スイッチ６１又はスイッチ６２を通過し、アンテナコネクタ２１又はアンテナコネクタ２２のいずれかから出力され、送信される。
【００６５】
ここで、バンドパスフィルタ５３、パワーアンプ５０、ローパスフィルタ５４及びスイッチ５５は、信号送信回路３３の構成要素であり、略Ｌ字型に配置された部品から構成されている。また、電力回路３４は、通信制御部３１からパワーアンプ５０に向かって基板１０の長手方向に延びる形状を有している。そして、信号送信回路３３と電力回路３４とで、送信回路部３２を構成しており、この部品も全体で基板１０の長手方向及び短手方向に延びる略Ｌ字型の配置構成を有している。これらは、図１及び図２で説明した通りである。このように、本実施例に係る無線通信モジュールによれば、小さい基板１０のスペースに、送信回路部３２を送信信号の流れに沿った順序で部品を効率的に配置できていることが分かる。
【００６６】
次に、受信側の説明を行う。アンテナコネクタ２１から受信された受信信号は、スイッチ６１を介して、バンドパスフィルタ７０に入力される。バンドパスフィルタ７０で所定の周波数範囲とされた受信信号は、ローノイズアンプ７１で増幅され、バンドパスフィルタ７２に入力される。バンドパスフィルタ７２を通過した所定の周波数範囲の受信信号は、通信制御部３１のＲＦ回路部で検波され、デジタル信号に復元される。この、アンテナコネクタ２１からの受信信号の流れは、受信回路部３５の信号の流れであり、バンドパスフィルタ７０、ローノイズアンプ７１及びバンドパスフィルタ７２は、受信回路部３５を構成する。受信回路部３５においても、バンドパスフィルタ７０、ローノイズアンプ７１及びバンドパスフィルタ７２は、基板１０の長手方向及び短手方向に延びる略Ｌ字型の構成で配置されており、受信回路部３５においても、受信信号の流れに沿って部品が配置されていることが分かる。
【００６７】
同様に、アンテナコネクタ２２から受信された受信信号は、スイッチ６２を介して、バンドパスフィルタ７３に入力される。バンドパスフィルタ７３で所定の周波数範囲とされた受信信号は、ローノイズアンプ７４で増幅され、バンドパスフィルタ７５に入力される。バンドパスフィルタ７５を通過した所定の周波数範囲の受信信号は、通信制御部３１のＲＦ回路部で検波され、デジタル信号に復元される。受信回路３６においても、バンドパスフィルタ７３、ローノイズアンプ７４及びバンドパスフィルタ７５は、受信回路部３６を構成するとともに、受信回路３５よりも更に内側にある略Ｌ字型に配置構成されている。
【００６８】
このように、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６は、送受信の信号の流れに沿って、信号処理の順序に従って構成部品が略Ｌ字型に折れ曲がるように配置されている。そして、部品点数の多い送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側でＬ字を描くように配置され、効率よく、またノイズ等を防ぎつつ配置されている。これにより、ＵＳＢタイプの基板よりも遥かに小さいハーフミニＰＣＩカード等の基板１０上に、回路機能を低下させることなく無線通信回路を搭載することができる。
【００６９】
図４は、本実施例に係る無線通信モジュールの放熱構造を説明するための図である。図４において、本実施例に係る無線通信モジュールに用いられた基板１０の表面１１の構成が透過的に示されている。
【００７０】
図４において、発振回路３７とパワーアンプ５０に着目すると、発振回路３７の直下の基板１０には、放熱用の基板貫通孔１００が形成され、パワーアンプ５０の直下には、スルーホール１０１が形成されている。
【００７１】
発振回路３７の直下に形成された基板貫通孔１００は、発振回路３７の空気への接触面積を増やし、発振回路３７を冷却し易くするための孔であり、基板１０に貫通孔を形成して設けた貫通孔である。
【００７２】
一方、パワーアンプ５０の直下のスルーホール１０１は、孔の側面が金属膜で覆われ、電気的接続が可能となった孔である。パワーアンプ５０は、駆動により発熱し、パワーアンプ５０から発生する熱を、積極的に外部に放出することが好ましい。かかる観点から、スルーホール１０１は、基板端子ＧＮＤ４１と接続されている。これにより、パワーアンプ５０で発生した熱を、基板端子ＧＮＤ４１に伝達させ、基板端子ＧＮＤ４１から基板１０の外部に放出することができる。なお、基板１０は、積層構造を有し、何層目かの配線パターンにおいて、基板端子ＧＮＤ４１を形成することが可能な構成となっている。スルーホール１０１は、基板端子ＧＮＤ４１が形成された配線層に接続され、パワーアンプ５０の発熱を積極的に基板１０の外部に放出することができる構成となっている。
【００７３】
一方、発振回路３７は、パワーアンプ５０のような駆動による発熱は無く、自分自身は発熱源とはならない。よって、外部からの発熱を受けないように、また受けた熱を素早く冷却できる構成を有していれば十分である。よって、発振回路３７の直下には、電気的接続機能を有しない基板貫通孔１００を設けている。
【００７４】
このように、本実施例に係る無線通信モジュールは、必要に応じて、発振回路３７の直下に基板貫通孔１００、パワーアンプ５０の直下にスルーホール１０１を設けるようにしてもよい。これにより、小さいスペースに部品が配置された基板１０であっても、効率よく放熱を行い、無線通信機能を高性能に維持することができる。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ＷｉＭＡＸ等のネットワークに無線通信接続を行う無線通信モジュールに利用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 基板
１１ 表面
２０ 外部接続領域
２１、２２ アンテナコネクタ
２３、２４ ＧＮＤパターン
３０ 無線通信回路領域
３１ 通信制御部
３２ 送信回路部
３３ 信号送信回路
３４ 電力回路
３５、３６ 受信回路
３７ 発振回路
４０ ホストインターフェース領域
４１ 基板端子ＧＮＤ
５０ パワーアンプ
５１ コンデンサ
５２ ＦＥＴ
５３、７０、７２、７３、７５ バンドパスフィルタ
５４ ローパスフィルタ
５５、６１、６２ スイッチ
７１、７４ ローノイズアンプ
８０、８１、８２、８３ 配線パターン
９０ 接続端子
１００ 基板貫通孔
１０１ スルーホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信モジュールに関し、特に、外部通信用部品と接続するために外部接続領域と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域と、送信回路部、受信回路部及び通信制御部を備える無線通信回路領域とを基板上に有する無線通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）と呼ばれる高速モバイル通信技術が着目されている。かかるＷｉＭＡＸにおいては、無線通信回路を搭載したＵＳＢ（Universal Serial Bus）タイプのＷｉＭＡＸモジュールを用いるが、ＵＳＢタイプのＷｉＭＡＸモジュールは、通常のＵＳＢの大きさを有しているのが一般的であった。
【０００３】
かかる一般的なＵＳＢのサイズを有するＷｉＭＡＸモジュールにおいては、無線通信回路を構成する部品は、送受信の信号の移動が最短距離となるように、基板の長手方向に、送受信の信号の流れに沿って一直線に配置することが可能であり、信号の流れに沿った自然な部品配置を行うことができた。
【０００４】
なお、プリント回路基板上の部品配置方法として、配置すべき部品の位置を容易に確定でき、設計者の負担を軽減し、放射雑音の削減が達成できることを目的とし、プリント回路基板の実装面における給電部の位置を決定する工程と、給電部の位置に基づいて部品配置領域を決定する工程と、それぞれが給電部の位置から所定距離離間した仮想の等距離線の複数で部品配置領域を分割し、複数の距離区分を決定する工程と、部品の消費電力の大きいものから小さくなる順に部品を選択して、距離区分の中の給電部の位置に近いものから遠くなる順に、選択された部品を距離区分に充填配置する工程と、を有する部品配置方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５１７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＷｉＭＡＸモジュールは、ＵＳＢタイプだけではなく、ハーフミニＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）カードを内蔵するタイプも提案されている。かかるハーフミニＰＣＩカードは、接続端子が規格で定められているため、規格に合わせてＵＳＢタイプよりも小さなサイズの基板を用いる必要がある。その場合、無線通信回路の部品を、基板内に送受信の信号の流れに沿って一直線に配列することが不可能になってしまい、従来のデザインをそのまま適用することができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の構成においても、基板のサイズが小さくなった場合の部品配置方法までは考慮されておらず、やはりこの部品配置方法をそのまま適用することはできないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、ハーフミニＰＣＩカード用の基板を始めとする小サイズ基板に、優れた回路機能を保ちつつ効率的に無線通信回路を配置することができる無線通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信モジュールは、外部通信用部品と接続するために外部接続領域（２０）と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域（４０）と、送信回路部（３２）、受信回路部（３５、３６）及び通信制御部（３１）を備える無線通信回路領域（３０）とを基板（１０）上に有し、該基板（１０）が、前記無線通信回路領域（３０）を送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線に配列できる長さを有しない無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域（２０）を前記基板（１０）の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域（４０）を前記基板（１０）の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域（３０）を前記外部接続領域（２０）と前記ホストインターフェース領域（４０）との間に配置し、
前記通信制御部（３１）を、前記基板（１０）上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部（３２）の部品を、前記通信制御部（３１）から前記基板（１０）上の長手方向に前記通信制御部（３１）の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域（２０）側に向かって前記基板（１０）上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成し、
前記受信回路部（３５、３６）を、前記通信制御部（３１）と前記送信回路部（３２）との間に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記受信回路部（３５、３６）の部品は、受信信号の流れ及び前記送信回路部（３２）の部品に沿って略Ｌ字型に配置されてもよい。
【００１１】
また、前記無線通信領域（３０）の角部に発振回路（３７）を有してもよい。
【００１２】
また、前記発振回路（３７）は、前記受信回路部（３５、３６）と離間した位置に配置されてもよい。
【００１３】
また、前記送信回路部（３２）はパワーアンプ（５０）を有し、
該パワーアンプ（５０）は、前記通信制御部（３１）と離間した位置に配置されてもよい。
【００１４】
また、前記発振回路（３７）は、前記通信制御部（３１）に近接した位置に配置されてもよい。
【００１５】
また、前記外部接続領域（２０）、前記インターフェース領域（４０）及び前記無線通信領域（３０）は、前記基板（１０）の表面（１１）上に配置され、
前記発振回路（３７）は、前記基板（１０）の裏面上に配置されてもよい。
【００１６】
また、前記発振回路（３７）の直下には基板貫通孔（１００）が形成され、
前記パワーアンプ（５０）の直下にはスルーホール（１０１）が形成されてもよい。
【００１７】
また、前記パワーアンプ（５０）は、略Ｌ字型に配置された前記送信回路部（３２）の角部に配置されてもよい。
【００１８】
また、前記受信回路部（３５、３６）は、並列して配置された第１の受信回路部（３５）と第２の受信回路部（３６）とを有してもよい。
【００１９】
なお、括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、優れた無線通信機能を維持しつつ、小さなサイズの基板上に無線通信回路を効率的に配置することができ、省スペースで無線通信モジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板の一例を示した構成図である。
【図２】本実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板の一例の構成を配線パターンも含めて示した図である。
【図３】本実施例に係る無線通信モジュールの一例の機能ブロックを示した図である。
【図４】本実施例に係る無線通信モジュールの放熱構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板１０の一例を示した構成図である。図１において、基板１０は、表面１１上に外部接続領域２０と、無線通信回路領域３０と、ホストインターフェース領域４０とを有する。外部接続領域２０とホストインターフェース領域４０は、基板１０の短手方向の端部にそれぞれ配置されている。つまり、一方の短手方向端部に外部接続領域２０が配置され、他方の短手方向端部にホストインターフェース領域４０が配置された構成となっている。そして、外部接続領域２０とホストインターフェース領域４０との間に、無線通信回路領域３０が配置されている。つまり、基板１０の短手方向に、外部接続領域２０、無線通信領域３０及びホストインターフェース領域４０が順に配置されている。
【００２４】
図１において、本実施例に係る無線通信モジュールは、基板１０の表面１１上の無線通信回路領域２０内に無線通信回路が搭載され、ＷｉＭＡＸモジュール等に用いられる無線通信モジュールとして装置内部に搭載可能な構成となっている。基板１０には、ハーフミニサイズＰＣＩカード等の、ＵＳＢタイプに用いられる基板よりも小さいサイズの基板１０が用いられる。ＵＳＢタイプに用いられる基板の場合、外部接続領域２０とホストインターフェース領域３０とを基板の長手方向の両端部に、無線通信回路をその間に配置し、送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線状に配置することが可能である。しかしながら、ハーフミニサイズＰＣＩカードのようなＵＳＢタイプ用基板よりも大幅に小さい、例えば、１／２程度の長さしか有しない基板１０の場合には、無線通信回路の部品を、基板１０の長手方向に一直線状に配置することができない。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、ＵＳＢ用基板の場合と異なり、基板１０の短手方向に、外部接続領域２０、無線通信領域３０及びホストインターフェース領域４０が配置された構成となっている。
【００２５】
外部接続領域２０は、外部通信用の部品又は装置と接続を行うための領域であり、外部通信用の部品又は装置と接続するためのコネクタ等が配置される。図１においては、外部接続領域２０は、アンテナコネクタ２１、２２と、ＧＮＤパターン２３、２４とを有する。
【００２６】
アンテナコネクタ２１、２２は、基板１０の外部に設置されたアンテナとの接続を行うための端子であり、外部との接続が容易な位置に設けられる。アンテナコネクタ２１、２２は、複数備えられてよく、例えば、図１に示すように、２つ備えられてもよい。一般的に、無線通信の受送信は、アンテナの電波状況に応じて、電波状況の良いアンテナを用いるという切り替え動作を行うことが多いため、必要に応じて複数のアンテナコネクタ２１、２２を備えるようにしてよい。
【００２７】
また、ＧＮＤパターン２３、２４は、接地電位を供給するための配線パターンであり、必要に応じて設けられてよい。図１においては、ＧＮＤパターン２３、２４は、アンテナコネクタ２１、２２の外側に設けられている。
【００２８】
無線通信回路領域３０は、無線通信回路が形成された領域であり、無線通信回路を構成するのに必要な部品が搭載されて配置される。無線通信回路領域３０は、通信制御部３１と、送信回路部３２と、受信回路部３５、３６と、発振回路３７と、スイッチ６１、６２とを有する。
【００２９】
通信制御部３１は、ベースバンド処理を行うとともに、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の通信動作を制御する手段である。通信制御部３１は、例えば、ＢＢ（Base Band、ベースバンド）ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）と、ＲＦ（Radio Frequency）ＩＣとが一体となったＢＢ／ＲＦ／ＩＣが用いられてよい。よって、通信制御部３１は、ベースバンド処理部と、ＲＦ回路部とを内部に備えてよい（図示せず）。
【００３０】
ベースバンド処理部は、送信を行う前のデジタル信号を処理するデジタル回路部である。ＲＦ回路部は、ベースバンド処理された信号をアンテナ送信周波数に変換するとともに、アンテナ受信信号をベースバンド処理部で処理できる周波数に変換する。また、通信制御部３１は、上述のように、送信回路部３２と受信回路部３５、３６の通信制御も行う。
【００３１】
通信制御部３１は、基板１０の表面１１の長手方向の端部、つまり無線通信回路領域３０内の端部に設けられる。これにより、通信制御部３１に接続される送信回路３２及び受信回路３５、３６を、基板１０の長手方向に延在させて配置することが可能となる。また、通信制御部３１は、基板の短手方向において、外部接続領域２０と隣接するように、無線通信回路領域３０の外部接続領域２０側の端部に配置されている。これにより、無線通信回路領域３０内の短手方向のホストインターフェース領域４０側に、部品配置スペースを形成することが可能となる。
【００３２】
送信回路部３２は、通信制御部３１から出力された送信信号を送信するための送信回路を構成し、信号送信に関与する信号送信回路３３と、電力供給を管理する電力回路３４とを有する。信号送信回路３３は、パワーアンプ５０と、バンドパスフィルタ５３と、ローパスフィルタ５４と、スイッチ５５とを有する。また、電力回路３４は、コンデンサ５１と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）５２とを有する。なお、各回路とも、主要な構成要素のみ参照符号を付し、細かな構成要素には参照符号を付していない。参照符号を付していない構成要素については、その説明を省略する。
【００３３】
送信回路部３２は、全体的に見ると、通信制御部３１の中央のホストインターフェース領域４０側の位置から、基板１０の長手方向に沿って右側に延びて形成されている。そして、基板１０の右側の長手方向端部に到達してから、基板１０の短手方向端部に沿ってホストインターフェース領域４０側から外部接続端子領域２０の側に延びた略Ｌ字型の形状となっている。かかる配置構成により、送信回路部３２は、無線通信回路領域３０の長手方向及び短手方向の両方を延在方向の配置スペースとして用いることができ、基板１０の長手方向に送信回路部３２の部品を一直線状に配列することができない場合であっても、略Ｌ字型に折り曲げた形状で、送信信号の流れに沿った部品の配置に必要な長さを確保することができる。
【００３４】
また、送信回路部３２は、送信信号を生成する信号送信回路３３と、電力供給を管理する電力回路３４とを有するが、信号送信回路３３のみの形状についても、通信制御部３１のホストインターフェース領域４０側から右側に基板１０の長手方向に延び、基板１０の長手方向端部に到達した地点から基板短手方向端部に沿って外部接続領域２０側に向かって延びる略Ｌ字型の形状となっている。このように、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、基板１０は、信号送信回路３３のみの部品についても、長手方向に一直線に配列できる長さを有しないが、信号送信回路３３を基板１０の長手方向及び短手方向の双方に延在させる略Ｌ字型の形状とすることにより、送信信号の流れの順序に沿った状態で部品を配列することができる。
【００３５】
なお、信号送信回路３３において、バンドパスフィルタ５３は、希望の周波数帯域の高周波信号のみを取り出す手段であり、パワーアンプ５０は、高周波信号を増幅する手段である。また、ローパスフィルタ５４は、余分な高調波を除去する手段であり、スイッチ５５は、送信信号をアンテナコネクタ２１、２２のいずれから送信するかを切り替えるための手段である。なお、スイッチ５５は、スイッチ６１、６２を介してアンテナコネクタ２１、２２に接続されているので、実際には、スイッチ６１とスイッチ６２との接続を切り替えることにより、アンテナコネクタ２１とアンテナコネクタ２２との接続切り替えを行う。
【００３６】
電力回路３４においては、コンデンサ５１は電荷を蓄積するための手段であり、ＦＥＴ５２は、パワーアンプ５０に電力供給を行うためのスイッチング素子である。電力回路３４は、送信信号の生成の流れには関与していないが、信号送信回路３３のパワーアンプ５０に電力供給を行うという点で、送信回路部３２の一部を構成している。
【００３７】
なお、電力回路３４は、必ずしも基板１０の表面１１側に形成されている必要は無く、例えば、基板１０の裏面側に形成されていてもよい。電力回路３４においては、送信信号の流れを意識する必要が無いので、パワーアンプ５０に適切に電力を供給できれば、種々の位置に配置することができる。
【００３８】
受信回路部３５は、アンテナコネクタ２１及びスイッチ６１を介して入力された信号を受信するための第１の受信回路部である。受信回路部３５は、バンドパスフィルタ７０と、ローノイズアンプ７１と、バンドパスフィルタ７２とを有する。バンドパスフィルタ７０、７２は、希望の周波数帯域の受信信号を得るための手段であり、ローノイズアンプ７１は、受信信号を増幅するための手段である。
【００３９】
図１に示すように、受信回路部３５も、基板１０の短手方向と長手方向に延在する部分を有する略Ｌ字型の形状を有する。これにより、受信回路部３５を一直線状に配列することができない場合であっても、受信信号の流れに沿って部品を配列することができる。
【００４０】
受信回路部３６は、アンテナコネクタ２２及びスイッチ６２を介して入力された信号を受信するための第２の受信回路部である。受信回路部３６は、バンドパスフィルタ７３と、ローノイズアンプ７４と、バンドパスフィルタ７５とを有する。受信回路部３５と同様に、バンドパスフィルタ７３、７５は、希望の周波数帯域の受信信号を得るための手段であり、ローノイズアンプ７４は、受信信号を増幅するための手段である。
【００４１】
図１に示すように、受信回路部３６も、受信回路部３５と同様に、基板１０の短手方向と長手方向に延在する部分を有する略Ｌ字型の形状を有する。受信回路部３６は、受信回路部３５の更に内側にあり、受信回路部３５より更に許容スペースが小さいが、基板１０の長手方向と短手方向の双方を用いて引き回すように延在させることにより、受信信号の流れに沿った状態で、受信信号の処理順序通りに部品を配列することができる。
【００４２】
図１において、送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側に配置されている。これは、細かい部品も含めて考えると、送信回路部３２の方が、受信回路部３５、３６よりも部品点数が多く、占める領域の長さが長くなるからである。よって、送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側に配置し、回路を配置するスペースをより長く確保できる構成としている。
【００４３】
また、送信回路部３２は、パワーアンプ５０を構成部品として備えているが、パワーアンプ５０を通過した後の増幅信号は、通信制御部３１から送信回路部３２に信号が入力される位置から離間させることが好ましい。これは、増幅後の信号が、送信回路部３２への入力信号に影響を与え、雑音等を発生させるおそれがあるからである。図１に示すように、本実施例に係る無線通信モジュールの構成によれば、パワーアンプ５０を通過した後の送信信号は、通信制御部３１とは反対側の長手方向端部に配置されたローパスフィルタ５４、スイッチ５５、スイッチ６１、６２を通過する。よって、増幅後の送信信号は、通信制御部３１とは反対側の基板端部を通過する配置となっているので、送信回路部３２への入力信号に与える影響を最小限にすることができる。
【００４４】
この点、例えば仮に、電力回路３４を基板１０の裏面側に配置し、送信回路部３２を受信回路部３５、３６よりも内側に配置し、信号送信回路３３の部品を密集させて最も内側に配置したとすると、パワーアンプ５０を通過した後の増幅された送信信号が、送信回路部３２への入力信号と接近し、信号経路上も好ましくない配置となる。
【００４５】
これに対し、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、送信回路部３２を最も外側に配置し、受信回路部３５、３６を通信制御部３１と送信回路部３２との間に挟むような配置に構成している。これにより、部品点数の比率のみならず、パワーアンプ５０により増幅された送信信号が送信回路部３２に入力される送信信号に与える影響も最小限とすることができ、回路機能上も優れた配置構成とすることができる。
【００４６】
パワーアンプ５０は、送信回路部３２の経路内のいずれの箇所にも配置することができるが、通信制御部３１から離間して配置することがより好ましい。パワーアンプ５０は、駆動により発熱するので、通信制御部３１に熱を与えるおそれがあるからである。本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、パワーアンプ５０は、送信回路部３２の略Ｌ字型の角部に配置されており、通信制御部３１と反対側の基板端部に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、パワーアンプ５０の発熱が、通信制御部３１に悪影響を与えるおそれが少ない配置構成となっている。
【００４７】
発振回路３７は、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の基準となるクロック信号を生成する回路である。発振回路３７で生成されたクロック信号は、通信制御部３１に入力される。発振回路３７は、適切なクロック信号を生成することができれば、種々の発振機能を有する回路を用いることができるが、例えば、温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator、ＴＣＸＯ）を用いるようにしてもよい。
【００４８】
発振回路３７は、受信回路部３５、３６と離間して配置することが好ましい。発振回路３７は、受信回路部３５、３６にとっては、ノイズ源となり得る。よって、発振回路３７から通信制御部３１にクロック信号が入力されるクロックラインは、受信回路部３５、３６から離間して配置することが好ましい。本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、図１に示すように、発振回路３７は、受信回路３５、３６と離間し、かつ、通信制御部３１を間に挟むように、無線通信回路領域３０の角部に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールによれば、発振回路３７で発生するクロック信号を受信回路３５、３６に影響させずに、優れた受信回路機能を実現させることができる。
【００４９】
また、発振回路３７は、通信制御部３１と近接して配置されているため、クロック信号を供給するクロックラインを極めて短くすることができる。この点においても、クロック信号が受信回路３５、３６に与える影響を極めて小さくすることができる。
【００５０】
発振回路３７は、パワーアンプ５０と離間して配置されることが好ましい。パワーアンプ５０は、発熱源となる部品であるが、発振回路３７自身は発熱せず、また熱を嫌う回路である。よって、発振回路３７は、パワーアンプ５０と離間した位置に配置されることが好ましいが、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、発振回路３７が通信制御部３１側の基板端部にあるのに対し、パワーアンプ５０は通信制御部３１と反対側の基板端部にあり、丁度基板１０の長手方向反対側端部同士に配置されている。よって、本実施例に係る無線通信モジュールにおいては、発振回路３７は、パワーアンプ５０の発熱の影響を受けることなく、正確にクロック信号を生成することができる。
【００５１】
発振回路３７は、基板１０の裏面上に設けられてもよい。基板１０の裏面であっても、通信制御部３１に正確なクロック信号を供給することができ、また、パワーアンプ５０と離間して配置することができるからである。
【００５２】
このように、本実施例に係る無線通信モジュールの無線通信回路領域３０は、種々の配置上の工夫がなされ、無線通信回路の機能を低下させることなく、小さな基板サイズの基板１０に、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６の部品を送受信の信号の流れに沿って配置することができる。
【００５３】
ホストインターフェース領域４０は、パーソナルコンピュータ等のホストとなる機器との接続を行う領域である。ホストインターフェース領域４０は、基板１０の短手方向における外部接続領域２０と反対側に設けられる。ホストインターフェース領域４０には、接続端子（図示せず）の他、基板端子ＧＮＤ４１が形成されている。
【００５４】
図２は、本実施例に係る無線通信モジュールに搭載される基板１０の一例の表面１１側の構成を配線パターンも含めて示した図である。図２において、本実施例に係る無線通信モジュールの基板１０の表面１１側の構成が示されている点は図１と同様であるが、更に配線パターンが示されている点で、図１と異なっている。
【００５５】
図２において、基板１０の表面１１上に外部接続領域２０、無線通信回路領域３０及びホストインターフェース領域４０が形成されている点は、図１と同様である。また、外部接続領域２０は、アンテナコネクタ２１、２２及びＧＮＤパターン２３、２４を備え、無線通信回路領域３０は、通信制御部３１と、送信回路部３２と、受信回路部３５、３６と、発振回路３７を備える点も、図１と同様である。
【００５６】
しかしながら、図２においては、通信制御部３１と送信回路部３２とを結ぶとともに送信回路部３２の内部を接続する配線パターン８０、通信制御部３１と受信回路部３５とを結ぶとともに受信回路部３５の内部を接続する配線パターン８１、通信制御部３１と受信回路部３６とを結ぶとともに受信回路部３６の内部を接続する配線パターン８２が示されている点で、図１と異なっている。更に、図２においては、アンテナコネクタ２１とスイッチ６１、アンテナコネクタ２２とスイッチ６２とを接続する配線パターンも各々示されている。
【００５７】
図２において、送信回路部３２の配線パターン８０は、通信制御部３１の右側中央寄りから右の方に基板１０の長手方向に沿って延び、パワーアンプ５０の位置から基板１０の短手方向に沿って上方（奥側）に延びる略Ｌ字型の配線パターン形状であることが分かる。このような形状とすることにより、送信回路部３２の部品を送信信号の流れの順序通りに通信制御部３１からスイッチ５５に向かって配置することができ、小さな基板１０上に効率よく部品配置を行うことができる。
【００５８】
同様に、受信回路部３５の配線パターン８１及び受信回路部３６の配線パターン８２も、右側に延びて上方に折れ曲がる略Ｌ字型の形状をしており、スイッチ６１から通信制御部３１までの部品と、スイッチ６２から通信制御部３１までの部品をともに受信信号の流れに沿って順序よく配列することができ、省スペースで効率よく必要な部品の配置を行うことができる。
【００５９】
図２において、ホストインターフェース領域４０では、パーソナルコンピュータ等のホスト機器との接続を行う接続端子９０が示されている。図２に示すように、接続端子９０を用いて、ホスト機器との接続を行うことができる。
【００６０】
図２に示したように、本実施例に係る無線通信モジュールは、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６のいずれにおいても、基板１０の長手方向と短手方向の双方に延在する略Ｌ字型の配線パターン８０、８１、８２を設けることにより、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６を効率よく配置することができる。
【００６１】
図３は、本実施例に係る無線通信モジュールの一例の機能ブロックを示した図である。図３において、本実施例に係る無線通信モジュールの機能ブロックが示されているが、図１及び図２で示した構成要素と対応するブロックについては、図１及び図２と同様の参照符号を付し、その詳細な説明は省略又は短縮するものとする。まず、送信側から説明を行う。
【００６２】
図３において、ホストインターフェース領域４０にある端子９０は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続される。ホスト機器から端子９０を介して入力された信号は、通信制御部３１に入力される。一方、ホスト機器からの電力供給は、電力回路３４に供給される。
【００６３】
また、発振回路３７からのクロック信号が通信制御部３１に入力されるとともに、フラッシュメモリに記憶されたプログラムやデータを通信制御部３１が読み込む。なお、フラッシュメモリは、図１及び図２には図示されていないが、例えば、基板１０の裏面側に設けられてよい。
【００６４】
通信制御部３１は、ベースバンド処理部とＲＦ回路部とを備え、デジタル信号から出力周波数に変換した送信信号をバンドパスフィルタ５３に出力する。バンドパスフィルタ５３を通過した所定の周波数の出力信号は、パワーアンプ５０に入力されて増幅される。なお、パワーアンプ５０は、電力回路３４により電力供給及び電力管理が行われている。パワーアンプ５０を通過して増幅された送信信号は、ローパスフィルタ５４に入力される。ローパスフィルタ５４で不要な高調波ノイズが除去された送信信号は、スイッチ５５に出力される。スイッチ５５では、アンテナ（図示せず）の送信状況に応じて、アンテナコネクタ２１側のアンテナを用いるか、又はアンテナコネクタ２２側のアンテナを用いるかを判断し、送信状況の良好な側のスイッチ６１、６２に送信信号を出力する。送信信号は、スイッチ６１又はスイッチ６２を通過し、アンテナコネクタ２１又はアンテナコネクタ２２のいずれかから出力され、送信される。
【００６５】
ここで、バンドパスフィルタ５３、パワーアンプ５０、ローパスフィルタ５４及びスイッチ５５は、信号送信回路３３の構成要素であり、略Ｌ字型に配置された部品から構成されている。また、電力回路３４は、通信制御部３１からパワーアンプ５０に向かって基板１０の長手方向に延びる形状を有している。そして、信号送信回路３３と電力回路３４とで、送信回路部３２を構成しており、この部品も全体で基板１０の長手方向及び短手方向に延びる略Ｌ字型の配置構成を有している。これらは、図１及び図２で説明した通りである。このように、本実施例に係る無線通信モジュールによれば、小さい基板１０のスペースに、送信回路部３２を送信信号の流れに沿った順序で部品を効率的に配置できていることが分かる。
【００６６】
次に、受信側の説明を行う。アンテナコネクタ２１から受信された受信信号は、スイッチ６１を介して、バンドパスフィルタ７０に入力される。バンドパスフィルタ７０で所定の周波数範囲とされた受信信号は、ローノイズアンプ７１で増幅され、バンドパスフィルタ７２に入力される。バンドパスフィルタ７２を通過した所定の周波数範囲の受信信号は、通信制御部３１のＲＦ回路部で検波され、デジタル信号に復元される。この、アンテナコネクタ２１からの受信信号の流れは、受信回路部３５の信号の流れであり、バンドパスフィルタ７０、ローノイズアンプ７１及びバンドパスフィルタ７２は、受信回路部３５を構成する。受信回路部３５においても、バンドパスフィルタ７０、ローノイズアンプ７１及びバンドパスフィルタ７２は、基板１０の長手方向及び短手方向に延びる略Ｌ字型の構成で配置されており、受信回路部３５においても、受信信号の流れに沿って部品が配置されていることが分かる。
【００６７】
同様に、アンテナコネクタ２２から受信された受信信号は、スイッチ６２を介して、バンドパスフィルタ７３に入力される。バンドパスフィルタ７３で所定の周波数範囲とされた受信信号は、ローノイズアンプ７４で増幅され、バンドパスフィルタ７５に入力される。バンドパスフィルタ７５を通過した所定の周波数範囲の受信信号は、通信制御部３１のＲＦ回路部で検波され、デジタル信号に復元される。受信回路３６においても、バンドパスフィルタ７３、ローノイズアンプ７４及びバンドパスフィルタ７５は、受信回路部３６を構成するとともに、受信回路３５よりも更に内側にある略Ｌ字型に配置構成されている。
【００６８】
このように、送信回路部３２及び受信回路部３５、３６は、送受信の信号の流れに沿って、信号処理の順序に従って構成部品が略Ｌ字型に折れ曲がるように配置されている。そして、部品点数の多い送信回路部３２は、受信回路部３５、３６よりも外側でＬ字を描くように配置され、効率よく、またノイズ等を防ぎつつ配置されている。これにより、ＵＳＢタイプの基板よりも遥かに小さいハーフミニＰＣＩカード等の基板１０上に、回路機能を低下させることなく無線通信回路を搭載することができる。
【００６９】
図４は、本実施例に係る無線通信モジュールの放熱構造を説明するための図である。図４において、本実施例に係る無線通信モジュールに用いられた基板１０の表面１１の構成が透過的に示されている。
【００７０】
図４において、発振回路３７とパワーアンプ５０に着目すると、発振回路３７の直下の基板１０には、放熱用の基板貫通孔１００が形成され、パワーアンプ５０の直下には、スルーホール１０１が形成されている。
【００７１】
発振回路３７の直下に形成された基板貫通孔１００は、発振回路３７の空気への接触面積を増やし、発振回路３７を冷却し易くするための孔であり、基板１０に貫通孔を形成して設けた貫通孔である。
【００７２】
一方、パワーアンプ５０の直下のスルーホール１０１は、孔の側面が金属膜で覆われ、電気的接続が可能となった孔である。パワーアンプ５０は、駆動により発熱し、パワーアンプ５０から発生する熱を、積極的に外部に放出することが好ましい。かかる観点から、スルーホール１０１は、基板端子ＧＮＤ４１と接続されている。これにより、パワーアンプ５０で発生した熱を、基板端子ＧＮＤ４１に伝達させ、基板端子ＧＮＤ４１から基板１０の外部に放出することができる。なお、基板１０は、積層構造を有し、何層目かの配線パターンにおいて、基板端子ＧＮＤ４１を形成することが可能な構成となっている。スルーホール１０１は、基板端子ＧＮＤ４１が形成された配線層に接続され、パワーアンプ５０の発熱を積極的に基板１０の外部に放出することができる構成となっている。
【００７３】
一方、発振回路３７は、パワーアンプ５０のような駆動による発熱は無く、自分自身は発熱源とはならない。よって、外部からの発熱を受けないように、また受けた熱を素早く冷却できる構成を有していれば十分である。よって、発振回路３７の直下には、電気的接続機能を有しない基板貫通孔１００を設けている。
【００７４】
このように、本実施例に係る無線通信モジュールは、必要に応じて、発振回路３７の直下に基板貫通孔１００、パワーアンプ５０の直下にスルーホール１０１を設けるようにしてもよい。これにより、小さいスペースに部品が配置された基板１０であっても、効率よく放熱を行い、無線通信機能を高性能に維持することができる。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ＷｉＭＡＸ等のネットワークに無線通信接続を行う無線通信モジュールに利用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 基板
１１ 表面
２０ 外部接続領域
２１、２２ アンテナコネクタ
２３、２４ ＧＮＤパターン
３０ 無線通信回路領域
３１ 通信制御部
３２ 送信回路部
３３ 信号送信回路
３４ 電力回路
３５、３６ 受信回路
３７ 発振回路
４０ ホストインターフェース領域
４１ 基板端子ＧＮＤ
５０ パワーアンプ
５１ コンデンサ
５２ ＦＥＴ
５３、７０、７２、７３、７５ バンドパスフィルタ
５４ ローパスフィルタ
５５、６１、６２ スイッチ
７１、７４ ローノイズアンプ
８０、８１、８２、８３ 配線パターン
９０ 接続端子
１００ 基板貫通孔
１０１ スルーホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部通信用部品と接続するために外部接続領域と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域と、送信回路部、受信回路部及び通信制御部を備える無線通信回路領域とを基板上に有し、該基板が、前記無線通信回路領域を送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線に配列できる長さを有しない無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域を前記基板の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域を前記基板の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域を前記外部接続領域と前記ホストインターフェース領域との間に配置し、
前記通信制御部を、前記基板上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部の部品を、前記通信制御部から前記基板上の長手方向に前記通信制御部の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域側に向かって前記基板上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成し、
前記受信回路部を、前記通信制御部と前記送信回路部との間に配置したことを特徴とする無線通信モジュール。
【請求項２】
前記受信回路部の部品は、受信信号の流れ及び前記送信回路部の部品に沿って略Ｌ字型に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信モジュール。
【請求項３】
前記無線通信領域の角部に発振回路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信モジュール。
【請求項４】
前記発振回路は、前記受信回路部と離間した位置に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の無線通信モジュール。
【請求項５】
前記送信回路部はパワーアンプを有し、
該パワーアンプは、前記通信制御部と離間した位置に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項６】
前記発振回路は、前記通信制御部に近接した位置に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項７】
前記外部接続領域、前記ホストインターフェース領域及び前記無線通信領域は、前記基板の表面上に配置され、
前記発振回路は、前記基板の裏面上に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項８】
前記発振回路の直下には基板貫通孔が形成され、
前記パワーアンプの直下にはスルーホールが形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無線通信モジュール。
【請求項９】
前記パワーアンプは、略Ｌ字型に配置された前記送信回路部の角部に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の無線通信モジュール。
【請求項１０】
前記受信回路部は、並列して配置された第１の受信回路部と第２の受信回路部とを有することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
【請求項１】
外部通信用部品と接続するために外部接続領域と、ホスト機器と接続するためのホストインターフェース領域と、送信回路部、受信回路部及び通信制御部を備える無線通信回路領域とを基板上に有し、該基板が、前記無線通信回路領域を送受信の信号の流れに沿って長手方向に一直線に配列できる長さを有しない無線通信モジュールであって、
前記外部接続領域を前記基板の短手方向の一方の端部、前記ホストインターフェース領域を前記基板の短手方向の他方の端部、前記無線通信回路領域を前記外部接続領域と前記ホストインターフェース領域との間に配置し、
前記通信制御部を、前記基板上の長手方向の一方の端部に配置し、
前記送信回路部の部品を、前記通信制御部から前記基板上の長手方向に前記通信制御部の反対側の端部近傍まで延びるように配置するとともに、該端部近傍から前記外部接続領域側に向かって前記基板上の短手方向端部に沿って延びるように配置して略Ｌ字型を形成し、
前記受信回路部を、前記通信制御部と前記送信回路部との間に配置したことを特徴とする無線通信モジュール。
【請求項２】
前記受信回路部の部品は、受信信号の流れ及び前記送信回路部の部品に沿って略Ｌ字型に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信モジュール。
【請求項３】
前記無線通信領域の角部に発振回路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信モジュール。
【請求項４】
前記発振回路は、前記受信回路部と離間した位置に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の無線通信モジュール。
【請求項５】
前記送信回路部はパワーアンプを有し、
該パワーアンプは、前記通信制御部と離間した位置に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項６】
前記発振回路は、前記通信制御部に近接した位置に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項７】
前記外部接続領域、前記ホストインターフェース領域及び前記無線通信領域は、前記基板の表面上に配置され、
前記発振回路は、前記基板の裏面上に配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信モジュール。
【請求項８】
前記発振回路の直下には基板貫通孔が形成され、
前記パワーアンプの直下にはスルーホールが形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無線通信モジュール。
【請求項９】
前記パワーアンプは、略Ｌ字型に配置された前記送信回路部の角部に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の無線通信モジュール。
【請求項１０】
前記受信回路部は、並列して配置された第１の受信回路部と第２の受信回路部とを有することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２０９７５１（Ｐ２０１２−２０９７５１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３６３３（Ｐ２０１１−７３６３３）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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