天线模块、无线仪器及现场仪器控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及天线模块、无线仪器及现场仪器控制系统。
[0002]本申请基于2013年9月17日在日本申请的特愿2013-192339号并要求优先权，并在这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]当前，在车间或工厂等构建有分散控制系统(DCS: Di str ibuted ControlSystem)，该系统为了实现高级的自动操作，将被称为现场仪器的现场设备(测定器、操作器)与执行它们的控制的控制装置经由通信单元进行连接。构成这样的分散控制系统的现场仪器几乎均是执行有线通信的现场仪器，但在近年也实现了执行依照ISA100.11a、WirelessHART(注册商标)等工业用无线通信标准的无线通信的现场仪器(无线现场仪器)。
[0004]上述的无线现场仪器框体内大体地组装有:输入输出部，其执行工业工序中的状态量(例如，压力、温度、流量等)的测定或者操作;无线通信部，其执行依照上述的工业用无线通信标准的无线通信；以及控制部，其集中控制无线现场仪器的动作，该无线现场仪器利用从单一的电源供给的电力使各部分进行动作。在这里，由于无线现场仪器无需像现有的现场仪器那样与通信线或者通信总线连接，基本上单独设置于车间等，因此几乎均是将电池作为上述的单一的电源而内置的现场仪器。
[0005]在下面的专利文献I中公开了一种无线仪器，其安装于没有无线通信部的现有的现场仪器，能够使现有的现场仪器作为上述的无线现场仪器进行动作。具体地说，下面的专利文献I所公开的无线仪器具有:接口部，其与现有的现场仪器连接;无线通信部，其执行无线通信；以及电源部，其经由接口部向现有的现场仪器供给电力。在经由接口部被输入了来自现场仪器的信号的情况下，该无线仪器将该信号从无线通信部向发送对象(例如上位的控制器)发送，在由无线通信部接收到以现场仪器为发送目标的信号的情况下，将接收到的信号经由接口部输出至现场仪器。
[0006]专利文献1:美国专利申请公开第2008/0211664号说明书
【发明内容】
[0007]但是，上述的专利文献I等所公开的无线仪器，出于省略用于对与现场仪器的连接线进行保护的配管(导管)的设置工序而抑制成本的产生等理由，几乎均设置在现场仪器的附近。然而，现场仪器大多设置于下述环境，即，设置有许多管、生产设备等而容易发生电波的反射、遮蔽。因此，存在下述问题，即，如上述的专利文献I所公开的无线仪器那样，在将接口部和无线通信部一体化的结构中，想到有可能难以进行稳定的无线通信。
[0008]在这里，例如在使用天线线缆而能够将天线从无线通信部分离的情况下，由于天线的设置位置的自由度变高，因此还想到能够进行稳定的无线通信。然而，由于在天线线缆传输的信号损耗大且易受噪声的影响，因此存在下述问题，即，由于能够延长的线缆长度存在限度，因此未必能够实现稳定的无线通信。
[0009]另外，如果从上述的专利文献I等所公开的无线仪器作为不必要辐射而放射出高次谐波等杂乱波(Spur1us)，则该不必要辐射可能会对配置在周围的其他无线仪器造成不良影响。因此，例如需要执行将设置于无线仪器的无线通信部由屏蔽部(例如金属制的箱状部件)进行覆盖等对策，以使得不必要辐射不会放射至外部。在这里，如果利用屏蔽部完全地覆盖无线通信部的周围，则能够使不必要辐射几乎为零，但由于也不会放射无线信号，因此不能执行经由天线的通常的无线通信。因此，在专利文献I等所公开的无线仪器中也存在下述问题，即，一边能够实现经由天线的通常的无线通信、一边又需要尽量地抑制不必要辐射。
[0010]本发明的一个方式的目的在于提供一种能够一边抑制不必要辐射、一边无论现场仪器的设置位置如何均能够实现稳定的无线通信的天线模块、无线仪器及现场仪器控制系统。
[0011]本发明的一个方式的天线模块具有:天线；电路，其使用所述天线进行无线信号的收发;框体，其以覆盖所述电路的周围的方式收容所述电路;天线收容部，其以能够进行无线信号的收发的方式收容所述天线；以及第I连接器，其与所述框体接合，用于对由所述电路收发的信号进行输入输出。
[0012]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述电路具有:收发电路，其经由所述第I连接器接收从外部发送来的信号，并且经由所述第I连接器将信号发送至外部；以及无线信号处理电路，其将由所述收发电路接收到的信号变为无线信号而从所述天线发送，并且执行由所述天线接收到的无线信号的处理。
[0013]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述第I连接器具有:第I接地连接部，其经由外部的连接器与规定所述电路的基准电位的信号接地连接；以及第2接地连接部，其经由所述外部的连接器与规定所述框体的电位的机架接地连接。
[0014]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述第I连接器具有:信号连接器部，其与所述外部的连接器的信号输入输出端连接；以及电源连接器部，其经由所述外部的连接器与所述电路的电源连接。
[0015]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述框体由屏蔽无线信号的物质形成。
[0016]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述天线收容部由会透过无线信号的物质形成。
[0017]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述电路的表层由树脂进行了涂覆。
[0018]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，在所述框体的内部填充有树脂。
[0019]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，如果将以与所述框体的轴正交且包含所述天线的供电点的面为基准的所述天线的3dB半值角设为Θ，将所述框体的外半径设为Φ，则所述框体的轴向的所述天线的供电点与所述框体的最短距离L由以下的(I)式表示，
[0020]L= Φ X tan0...(I) 0
[0021]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述天线是形成在基板上的微带天线。
[0022]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述框体具有:第I框体，其设置于所述天线模块的第I端部；以及第2框体，其设置于与所述第I端部相反侧的端部即第2端部，所述天线以及所述天线收容部设置于所述第I框体与所述第2框体之间。
[0023]另外，本发明的一个方式的天线模块也可以是，所述第I连接器设置于所述第I框体及所述第2框体这两者。
[0024]本发明的一个方式的无线仪器具有:信号处理模块，其在与现场仪器之间执行信号的收发；以及天线模块，其在与所述信号处理模块之间进行信号的收发，所述天线模块具有:天线；电路，其使用所述天线执行无线信号的收发;框体，其以覆盖所述电路的周围的方式收容所述电路;天线收容部，其以能够进行无线信号的收发的方式收容所述天线；以及第I连接器，其与所述框体接合，用于对由所述电路收发的信号进行输入输出。
[0025]另外，本发明的一个方式的无线仪器也可以是，所述信号处理模块具有第2连接器，该第2连接器与所述天线模块的所述第I连接器直接或经由线缆连接。
[0026]另外，本发明的一个方式的无线仪器也可以是，还具有线缆，该线缆将所述第I连接器与所述第2连接器之间连接。
[0027]另外，本发明的一个方式的无线仪器也可以是，所述线缆具有:地线，其与信号接地连接，该信号接地规定设置于所述天线模块的所述电路的基准电位;信号线，其与所述电路连接，执行所述第1、第2信号的收发；电源线，其与所述电路的电源连接；以及屏蔽部，其设置于所述地线、所述信号线以及所述电源线的周围，与规定所述天线模块的框体的电位的机架接地连接。
[0028]本发明的一个方式的现场仪器控制系统具有:现场仪器;信号处理模块，其在与所述现场仪器之间执行信号的收发；以及天线模块，其在与所述信号处理模块之间执行信号的收发，所述天线模块具有:天线；电路，其使用所述天线执行无线信号的收发;框体，其以覆盖所述电路的周围的方式收容所述电路;天线收容部，其以能够进行无线信号的收发的方式收容所述天线；以及第I连接器，其与所述框体接合，用于对由所述电路收发的信号进行输入输出。
[0029]另外，本发明的一个方式的现场仪器控制系统也可以是，所述信号处理模块具有第2连接器，该第2连接器用于在与所述天线模块的所述第I连接器之间执行信号的收发。
[0030]另外，本发明的一个方式的现场仪器控制系统也可以是，还具有线缆，该线缆将所述第I连接器与所述第2连接器之间连接。
[0031]另外，本发明的一个方式的现场仪器控制系统也可以是，所述线缆具有:地线，其与信号接地连接，该信号接地规定设置于所述天线模块的所述电路的基准电位;信号线，其与所述电路连接，在与所述现场仪器之间执行信号的收发;电源线，其与所述电路的电源连