特許 7616581 衛星測位受信機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】衛星測位受信機

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/08 20060101AFI20250109BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20250109BHJP

   G01S 19/37 20100101ALI20250109BHJP

   H04B 5/48 20240101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H04B1/08 Z

H01Q1/24 Z

G01S19/37

H04B5/48

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023150273

(22)【出願日】2023-09-15

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】399035766

【氏名又は名称】エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】512109194

【氏名又は名称】マイクロテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】池ノ上 佳嗣

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 優希

(72)【発明者】

【氏名】高桑 清一

(72)【発明者】

【氏名】原田 広

【審査官】麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１５７５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０３７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１１０１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／０８

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０４Ｂ ５／４８

Ｇ０１Ｓ １９／３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボトムケースとこのボトムケースに装着されるトップケースとから構成される筐体と、
前記筐体の内部に収容される、方形をなす平板状のメイン基板と、
前記メイン基板の第１の面に重ねた状態で配置される測距衛星用アンテナユニットと、
前記メイン基板の辺に沿って垂直に配置される無線通信用の平面アンテナユニットと、
前記メイン基板の前記第１の面と反対側となる第２の面と前記ボトムケースとの間に収容され、前記メイン基板に電力を供給する板状をなすバッテリと、
前記バッテリを充電するための充電出力を生成する無線給電ユニットと
を備え、
前記無線給電ユニットは、平板状に構成された無線給電用コイルと、無線給電回路が実装された無線給電回路基板と、前記無線給電用コイルと無線給電回路基板との間を接続する導線とを有し、前記無線給電用コイルを前記ボトムケースの内部底面と前記バッテリとの間に配置すると共に、前記無線給電回路基板を前記ボトムケースの内壁面に沿って垂直に配置してなる、衛星測位受信機。

【請求項2】

前記ボトムケースは、前記ボトムケースの内部底面に前記無線給電用コイルの形状に対応して形成された凹状をなす第１の収容部を有する、請求項１に記載の衛星測位受信機。

【請求項3】

前記ボトムケースは、前記ボトムケースの内壁面に前記無線給電回路基板を垂直に配置するために形成された溝状をなす第２の収容部を有する、請求項１に記載の衛星測位受信機。

【請求項4】

前記無線給電ユニットは、前記無線給電回路基板を前記メイン基板に接続するための無線給電用ハーネスをさらに備える、請求項１に記載の衛星測位受信機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の一態様は、例えば土木工事等の建設現場や農場において作業位置を測定するために用いる衛星測位受信機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、土木工事等の建設現場において、移動しながら作業を行うブルドーザやショベルカー等の建設機械に、全球測位衛星システム（Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）を利用した衛星測位受信機（以後ＧＮＳＳ受信機と呼ぶ）を搭載し、このＧＮＳＳ受信機により建設機械の作業位置をリアルタイムに測定するシステムが提案されている（例えば特許文献１を参照）。この種のシステムを用いることで、測定された建設機械の作業位置データをもとに、例えば工事の進捗状況をリアルタイムに管理することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－２６５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年建設現場では、建設機械に加え作業者の作業位置を併せて管理したいというニーズが顕在化している。しかしながら、建設現場で使用される既存のＧＮＳＳ受信機はサイズが大きく重量もあることから、作業者に携行させると作業者の負荷が増え、作業能率の低下を招きかねない。

【0005】

また、ＧＮＳＳ受信機が内蔵するバッテリへの充電手段として、無線給電ユニットの内蔵が検討されている。しかし、無線給電ユニットを内蔵させるとＧＮＳＳ受信機のさらなる大型化を招くことになり、その対策についても検討する必要がある。

【0006】

この発明は上記事情に着目してなされたもので、受信機の大型化を招くことなく無線給電ユニットの内蔵を可能にする技術を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためにこの発明に係る衛星測位受信機の一態様は、ボトムケースとこのボトムケースに装着されるトップケースとから構成される筐体と、前記筐体の内部に収容される、方形をなす平板状のメイン基板と、前記メイン基板の第１の面に重ねた状態で配置される測距衛星用アンテナユニットと、前記メイン基板の辺に沿って垂直に配置される無線通信用の平面アンテナユニットと、前記メイン基板の前記第１の面と反対側となる第２の面と前記ボトムケースとの間に収容され、前記メイン基板に電力を供給する板状をなすバッテリと、前記バッテリを充電するための充電出力を生成する無線給電ユニットとを備える。そして、前記無線給電ユニットは、平板状に構成された無線給電用コイルと、無線給電回路が実装された無線給電回路基板と、前記無線給電用コイルと無線給電回路基板との間を接続する導線とを有し、前記無線給電用コイルを前記ボトムケースの内部底面と前記バッテリとの間に配置すると共に、前記無線給電回路基板を前記ボトムケースの内壁面に沿って垂直に配置するようにしたものである。

【0008】

この発明の一態様によれば、無線給電ユニットは、無線給電用コイルと無線給電回路基板とに分離され、無線給電用コイルはボトムケース内の底面に水平に配置され、一方無線給電回路基板はボトムケースの内壁面に沿って垂直に配置される。このため、自由度の高い配置を行うことができ、これにより受信機のサイズの大型化を招くことなく無線給電ユニットを収容することができる。

【発明の効果】

【0009】

すなわちこの発明の一態様によれば、受信機の大型化を招くことなく無線給電ユニットの内蔵を可能にした技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、この発明の一実施形態に係るＧＮＳＳ受信機の外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示したＧＮＳＳ受信機のトップケースを取り外した状態を第１の方向から示した斜視図である。

【図3】図３は、図１に示したＧＮＳＳ受信機のトップケースを取り外した状態を第１の方向とは反対方向の第２の方向から示した斜視図である。

【図4】図４は、図１に示したＧＮＳＳ受信機の内部構成の一例を示す側面図である。

【図5】図５は、図１に示したＧＮＳＳ受信機に収容される基板ユニットの構成の一例を示すもので、（ａ）は下面図、（ｂ），（ｃ）は長辺側から見た側面図、（ｄ）は上面図、（ｅ），（ｆ）は短辺側から見た側面図である。

【図6】図６は、図５に示した基板ユニットを斜め上方から見たときの構成を示す斜視図である。

【図7】図７は、ＬＴＥ（登録商標）アンテナ基板の構成の一例を示す平面図である。

【図8】図８は、メイン基板とＬＴＥアンテナ基板との間を電気的に接続するための構成の一例を示す平面図である。

【図9】図９は、メイン基板にＬＴＥアンテナ基板を取付ける直前の状態を示す斜視図である。

【図10】図１０は、メイン基板にＬＴＥアンテナ基板を固定するための構造の一例を示す図である。

【図11】図１１は、ＧＮＳＳアンテナユニットを上面側から見た構成を示す斜視図である。

【図12】図１２は、ＧＮＳＳアンテナユニットを裏面側から見た構成を示す斜視図である。

【図13】図１３は、ＧＮＳＳアンテナユニットの側面図である。

【図14】図１４は、メイン基板とＧＮＳＳアンテナユニットとの間を電気的に接続するための構成の一例を示す斜視図である。

【図15】図１５は、メイン基板にＧＮＳＳアンテナユニットを固定した状態を上面側から見た斜視図である。

【図16】図１６は、無線給電ユニットの構成の一例を示す斜視図である。

【図17】図１７は、無線給電ユニットの構成の一例を示す平面図である。

【図18】図１８は、ボトムケースに無線給電ユニットを配置する直前の状態を示す斜視図である。

【図19】図１９は、ボトムケースに無線給電ユニットを配置した状態を示す斜視図である。

【図20】図２０は、ボトムケースに無線給電ユニットを配置した状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図21】図２１は、ボトムケースにバッテリパックを収容した状態を示す斜視図である。

【図22】図２２は、ボトムケースにインナーホルダを装着する直前の状態を示す側面図である。

【図23】図２３は、ボトムケースにインナーホルダを装着した状態を示す斜視図である。

【図24】図２４は、ファンクションノブの構成の一例を示す正面図である。

【図25】図２５は、ファンクションノブをトップケースに取り付けた状態を示す斜視図である。

【図26】図２６は、トップケースに基板ユニットを装着する直前の状態を示す斜視図である。

【図27】図２７は、トップケースに基板ユニットを装着する直前の状態を示す側面図である。

【図28】図２８は、トップケースに基板ユニットを装着した状態を示す側面図である。

【図29】図２９は、バッテリパックと基板ユニットとの間を電気的に接続するための構成の一例を示す斜視図である。

【図30】図３０は、トップケースをボトムケースに装着する直前の状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。

【0012】

［一実施形態］
（構成例）
（１）ＧＮＳＳ受信機の全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る衛星測位受信機として用いられるＧＮＳＳ受信機の外観を示す斜視図である。

【0013】

一実施形態に係るＧＮＳＳ受信機は、ボトムケース１にトップケース２を着脱可能に装着した略直方体により構成される。トップケース２の側面部には、ＵＳＢコネクタ２１の開口部と、ファンクションノブ２２用の開口部が設けられている。ＵＳＢコネクタ２１およびファンクションノブ２２はいずれも防水機能を有する。

【0014】

図２および図３は、図１に示したＧＮＳＳ受信機のトップケース２を取り外した状態を、それぞれ第１の方向およびこの第１の方向とは反対方向となる第２の方向から示した斜視図、図４は側面図である。

【0015】

図２、図３および図４に示すように、ボトムケース１にはバッテリパック５が収容され、その上にインナーホルダ３に支持される状態で基板ユニット４が配置される。なお、図４には図示していないが、ボトムケース１内の上記バッテリパック５の下方には、無線給電ユニットが配置される。無線給電ユニットについては後述する。

【0016】

（２）基板ユニット４の構成
図５は、基板ユニット４の構成の一例を示すもので、（ａ）は下面図、（ｂ），（ｃ）は長辺側から見た側面図、（ｄ）は上面図、（ｅ），（ｆ）は短辺側から見た側面図である。

【0017】

基板ユニット４は、メイン基板４０を備える。メイン基板４０には電子デバイス４１が実装されている。電子デバイス４１は、測位に必要なＲＴＫ（Real Time Kinematic）方式によりＧＮＳＳ信号を処理して位置座標を求める測位処理回路や、位置座標データをネットワークを介して外部の管理装置へ送信する送信回路等を構成する。

【0018】

メイン基板４０には、第１および第２の無線通信用アンテナとして機能するＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）メインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂと、測距衛星から送信されるＧＮＳＳ信号を受信するためのＧＮＳＳアンテナユニット７とがそれぞれ装着される。ＧＮＳＳアンテナユニット７は、周波数の異なる２種類のＧＮＳＳ信号を受信するために、Ｌ１用アンテナ７ａとＬ２用アンテナ７ｂとを備える。

【0019】

（３）ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの構成とその装着
図６は、メイン基板４０にＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂが装着された状態を示す斜視図である。

【0020】

図６に示すようにＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂは、それぞれメイン基板４０の互いに直交する短辺および長辺に沿わせた状態で、メイン基板４０の基板面に対し垂直に装着される。

【0021】

上記メイン基板４０の両面には、上記ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂが装着される短辺および長辺に対応する領域に、例えば図６に示すようにパターン禁止領域４３が形成されている。パターン禁止領域４３は、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂとメイン基板４０との間の干渉を低減する。

【0022】

ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂは、例えば図７に示すように、横長の長方形状をなすアンテナ基板６０に、ＬＴＥアンテナ素子パターン６１を形成した平面アンテナからなる。アンテナ基板６０には、メイン基板４０との間を電気的に接続するための長孔部６２ａ，６２ｂが穿設されており、これらの長孔部６２ａ，６２ｂには端子が形成されている。

【0023】

一方、メイン基板４０の上記短辺および長辺には、例えば図８に示すように突状の端子部４２ａ，４２ｂが設けられている。これらの端子部４２ａ，４２ｂは、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂをメイン基板４０に装着する際に、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの長孔部６２ａ，６２ｂに挿入される。この挿入により、長孔部６２ａ，６２ｂに設けられた端子と、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの端子部４２ａ，４２ｂとの間が電気的に接続される。そして、上記長孔部６２ａ，６２ｂに設けられた端子と、メイン基板４０に設けられた端子部４２ａ，４２ｂとの間は、はんだ付けされる。これにより上記電気的な接続状態は補強される。

【0024】

また、メイン基板４０の短辺および長辺には、それぞれ切欠部４４ａ，４４ｂが設けられている。これらの切欠部４４ａ，４４ｂは、上記ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂをメイン基板４０に固定する際に、接着剤を注入するために用いられる。

【0025】

図９は、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂをメイン基板４０に装着する直前の状態を、また図１０は装着した状態をそれぞれ示す。図９および図１０に示すように、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂをメイン基板４０にそれぞれ装着する際には、先ずＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの長孔部６２ａ，６２ｂを、それぞれメイン基板４０の端子部４２ａ，４２ｂに挿入することにより、両者間の電気的な接続を行う。そして、メイン基板４０の切欠部４４ａ，４４ｂに接着剤を注入する。かくして、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂはメイン基板４０に固定される。

【0026】

（４）ＧＮＳＳアンテナユニット７の構成とその装着
図１１はＧＮＳＳアンテナユニット７を斜め上方から、また図１２はＧＮＳＳアンテナユニット７を裏面側からそれぞれ見た斜視図、図１３はＧＮＳＳアンテナユニット７の側面図である。

【0027】

ＧＮＳＳアンテナユニット７は、Ｌ１用アンテナ７ａをＬ２用アンテナ７ｂ上に重ねて配置したものとなっている。Ｌ１用アンテナ７ａおよびＬ２用アンテナ７ｂは、いずれも基板にアンテナ素子パターンを形成した平面アンテナからなる。Ｌ２用アンテナ７ｂは長方形をなし、その短辺方向および長辺方向のサイズはトップケース２の内部のサイズに対応するように設定される。その理由は、ＧＮＳＳ受信機のサイズの範囲で可能な限り高い受信感度を得るためと、トップケース２の補強およびがたつき防止のためである。

【0028】

Ｌ２用アンテナ７ｂの裏面側には、高周波回路基板７０が装着される。この高周波回路基板７０には、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）７１を含む高周波回路が設けられている。この高周波回路はシールドケースに収容される。また、上記高周波回路基板７０には、給電ピン７２，７２が突設されている。この給電ピン７２，７２は、Ｌ１用アンテナ７ａをＬ２用アンテナ７ｂに重ねた状態でこれらのアンテナ７ａ，７ｂの基板を貫通する。これにより高周波回路基板７０からＬ１用アンテナ７ａおよびＬ２用アンテナ７ｂへの給電が行われる。

【0029】

また、上記高周波回路基板７０およびメイン基板４０にはそれぞれ接続端子が設けられている。これらの接続端子は、ＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に装着する際に、高周波ケーブル７４により接続される。

【0030】

さらに、Ｌ２用アンテナ７ｂの基板の裏面側には、一対の面実装タップ７３，７３が、例えばはんだ付けにより実装されている。これに対しメイン基板４０には、上記面実装タップ７３，７３と対応する位置に一対の勘合穴４５，４５が設けられている。上記面実装タップ７３，７３は、ＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に装着する際に、上記勘合穴４５，４５に勘合される。

【0031】

図１４はＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に装着する直前の状態を、また図１５は装着後の状態をそれぞれ示す斜視図である。図１４および図１５に示すように、ＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に装着する際には、Ｌ２用アンテナ７ｂの裏面に設けられた高周波回路基板７０とメイン基板４０との間を高周波ケーブル７４により接続した後、面実装タップ７３，７３を勘合穴４５，４５に勘合し、しかる後面実装タップ７３，７３にバインドネジ７５をねじ込むことにより固定される。

【0032】

（５）無線給電ユニット８の構成と装着
無線給電ユニット８は、例えば図１６および図１７に示すように、Ｑｉ基板８０とＱｉコイル８１とから構成され、これらの間を導線（ハーネス）８２により接続したものとなっている。

【0033】

Ｑｉコイル８１は薄型コイルからなり、ボトムケース１内の底面にＱｉコイル８１の形状に対応して形成された凹状の収容部に水平に配置される。一方、Ｑｉ基板８０は長方形をなす回路基板からなり、ボトムケース１の内壁に形成された溝状の収容部に垂直に装着される。

【0034】

図１８は、無線給電ユニット８をボトムケース１に装着する直前の状態を、また図１９および図２０（ａ），（ｂ）は無線給電ユニット８をボトムケース１に装着した状態をそれぞれ示す図である。これらの図に示すように、無線給電ユニット８をボトムケース１に装着する際には、先ずＱｉコイル８１をボトムケース１内の底面に設けられた凹状の収容部に収容し、Ｑｉ基板８０をボトムケース１内の内壁に設けられた溝状の収容部に差し込むことにより装着する。この場合、ボトムケース１の凹状の収容部に対する上記Ｑｉコイル８１の固定は、例えばＱｉコイル８１またはボトムケース１の凹状収容部に接着剤を塗布することにより行われる。

【0035】

無線給電ユニット８は、図示しない外部無線充電ユニットの送電用コイルから発生した電磁界をＱｉコイル８１で受けて起電力を発生し、発生した上記起電力をもとにＱｉ基板８０が充電電流を生成する。生成された充電電流は、Ｑｉ基板８０からＱｉハーネス８３を介してメイン基板４０に送られ、メイン基板４０の制御の下、バッテリハーネス５１を介してバッテリパック５に供給される。

【0036】

（６）バッテリパック５の収容
図２１は、バッテリパック５をボトムケース１に収容した状態を示す斜視図である。

【0037】

バッテリパック５は、板状をなす薄型の形状を有する。バッテリパック５は、ボトムケース１の上記Ｑｉコイル８１上に重ねて配置される。バッテリパック５から引き出されるバッテリハーネス５１は、バッテリパック５の短辺側から引き出される。このように構成することで、ボトムケース１の短辺方向のサイズを可能な限りバッテリパック５の短辺方向のサイズに近づけることができ、これによりボトムケース１を小型化することができる。

【0038】

（７）インナーホルダ３の装着
インナーホルダ３は、ボトムケース１に装着される。

【0039】

図２２は、インナーホルダ３をボトムケース１に装着する直前の状態を示す側面図である。図２２に示すように、インナーホルダ３はＱｉ基板８０の内側に配置される。そして、インナーホルダ３は、その短辺側の二辺においてそれぞれボトムケース１にセルフタップネジ３１，３１によりネジ止め固定される。図２３は、ボトムケース１にインナーホルダ３を装着した状態を示す斜視図である。

【0040】

（８）ファンクションノブ２２の装着
ファンクションノブ２２は、ＧＮＳＳ受信機の動作モードを設定するためのスイッチ部２２ａを有する。ファンクションノブ２２は、スイッチ部２２ａを例えば図２４に示すように半透明で樹脂製の筐体２２ｂにより支持する。筐体２２ｂを半透明とした理由は、スイッチ部２２ａが備えるＬＥＤランプの発光をＧＮＳＳ受信機の外部へ透過させるためである。

【0041】

ファンクションノブ２２は、トップケース２の内壁面に装着される。すなわち、トップケース２の側面にはファンクションノブ用の開口窓が設けられており、ファンクションノブ２２はこの開口窓からスイッチ部２２ａを露出させた状態でトップケース２の内壁面に配置される。また、そのときの位置決めは、トップケース２の上記開口窓の周辺部に形成された複数の突出部に、ファンクションノブ２２の筐体２２ｂに設けられた位置決め穴２２ｃを挿入することにより行われる。ファンクションノブ２２のトップケース２への固定は、ファンクションノブ２２の筐体２２ｂに防水性接着剤を塗布することにより行われる。

【0042】

（９）トップケース２への基板ユニット４の収容
基板ユニット４は、トップケース２内に収容される。
図２６は基板ユニット４をトップケース２内に収容する直前の状態を示す斜視図、図２７はその側面図である。

【0043】

図２６および図２７に示すように、基板ユニット４はＵＳＢコネクタ２１がトップケース２の側面に設けられた開口部に対向するように収容される。その収容作業は、トップケース２の内壁面に形成された案内用傾斜部２４により基板ユニット４を滑らせ、トップケース２の内壁面に形成された位置決め用の溝部２３にメイン基板４０の長辺部を挿着することにより行われる。図２８は、基板ユニット４をトップケース２内に収容した状態を示す側面図である。

【0044】

（１０）ボトムケース１へのトップケース２の装着
ボトムケース１にトップケース２を装着する際には、例えば図２９に示すように、先ずボトムケース１に収容されているバッテリパック５から引き出されたバッテリハーネス５１のコネクタと、Ｑｉ基板８０から引き出されているＱｉハーネス８３のコネクタを、メイン基板４０に設けられた受電端子４６のコネクタにそれぞれ接続する。

【0045】

次に、例えば図３０に示すようにボトムケース１の端辺部に、トップケース２の端辺部を嵌め込むことにより、トップケース２をボトムケース１に装着し合体する。図１に合体後の状態を示す。

【0046】

（作用・効果）
以上述べたように一実施形態で係わるＧＮＳＳ受信機によれば、以下のような作用効果が奏せられる。

【0047】

（１）ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂは、それぞれメイン基板４０の互いに直交する短辺および長辺に沿わせた状態で、メイン基板４０の基板面に対し垂直に装着される。このため、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂを、メイン基板４０に並べて水平に配置する場合に比べ、ＧＮＳＳ受信機の水平方向のサイズを小型化することができる。

【0048】

なお、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂはメイン基板４０に対し垂直に配置されるため、ＧＮＳＳ受信機の高さ方向のサイズが大きくなることが懸念される。しかし、メイン基板４０には高さのある電子デバイス４１やＧＮＳＳアンテナユニット７が実装される。このため、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの短辺方向のサイズを上記各部品の高さの範囲内に設定すれば、上記ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂを垂直配置することによるＧＮＳＳ受信機の高さ方向のサイズの大型化は生じない。

【0049】

また、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂは、上記したようにメイン基板４０に対し垂直に配置され、かつアンテナ６ａ，６ｂ同士が互いに直交する位置関係となるように配置される。さらに、メイン基板４０の上記ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂと対向する領域には、パターン禁止領域４３が形成される。このため、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂとメイン基板４０との間の干渉およびアンテナ６ａ，６ｂ相互間の干渉は抑えられる。その結果、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂのアンテナ利得は維持される。

【0050】

すなわち、一実施形態に係るＧＮＳＳ受信機によれば、干渉の抑制によりＬＴＥ無線通信の品質を高く維持しつつ、受信機の筐体サイズを小型化することができる。

【0051】

さらに、メイン基板４０とＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂとの間の電気的接続は、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂに設けた長孔部６２ａ，６２ｂを、メイン基板４０に突設した端子部４２ａ，４２ｂに挿入することにより行われる。このため、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂとメイン基板４０とを接続するためのコネクタを不要にして、アンテナ６ａ，６ｂの装着に必要なスペースをさらに小さくすることができる。

【0052】

（２）ＧＮＳＳアンテナユニット７を、Ｌ１用アンテナ７ａをＬ２用アンテナ７ｂの上面に重ねて配置した構造とし、さらにこのＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０の表面側に重ねて配置している。このため、基板ユニット４、延いてはＧＮＳＳ受信機の水平方向のサイズを小型化することができる。

【0053】

また、ＬＮＡ７１等の高周波回路は、Ｌ２用アンテナ基板上ではなく、専用の高周波回路基板７０に実装され、この高周波回路基板７０がＬ２用アンテナ７ｂの基板の裏面側に接着により装着されるようになっている。これにより、ＬＮＡ７１等の高周波回路をＬ２用アンテナ７ｂの基板に直接形成する場合に比べ、ＧＮＳＳアンテナユニット７の設計上の自由度を高めることができる。

【0054】

しかも、上記高周波回路基板７０とＬ１用アンテナ７ａおよびＬ２用アンテナ７ｂとの間の電気的接続は、上記高周波回路基板７０とＬ１用アンテナ７ａおよびＬ２用アンテナ７ｂとの間を貫通する給電ピン７２により行われる構造となっている。このため、高周波回路基板７０とＬ１用アンテナ７ａおよびＬ２用アンテナ７ｂとの間を接続するためのコネクタを不要にすることができ、これによりＧＮＳＳアンテナユニット７の高さ方向の小型化を図ることができる。すなわち、ＧＮＳＳアンテナユニット７の小型化を維持した上で、設計上の自由度を高めることができる。

【0055】

さらに、ＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に実装する際には、Ｌ２用アンテナ７ｂの基板面に設けられた面実装タップ７３，７３に対し、メイン基板４０側からバインドネジ７５，７５を螺着することにより、ＧＮＳＳアンテナユニット７をメイン基板４０に固定するようにしている。このため、ＧＮＳＳアンテナユニット７にはネジ止めのためのネジ穴を設ける必要がなくなり、これによりＬ２用アンテナへの悪影響を防止しつつ、メイン基板４０に対しＧＮＳＳアンテナユニット７を実装することができる。

【0056】

また、上記したようにＬＮＡ７１等の高周波回路を専用の高周波回路基板７０に形成すると共に、この高周波回路基板７０とメイン基板４０との間の接続を高周波ケーブル７４により行っている。これにより、例えば、将来他の周波数帯域のＧＮＳＳ信号（例えばＬ５）を受信するために、外付けの測距衛星用アンテナを使用する必要性が生じた場合でも、この外付けのＧＮＳＳアンテナへの高周波回路基板７０の接続切替を容易に行うことが可能となる。

【0057】

（３）無線給電ユニット８を、Ｑｉ基板８０とＱｉコイル８１とに分離してこれらをハーネス８２により接続した構成とし、このうちＱｉコイル８１をボトムケース１内の底面に形成された凹状の収容部に水平状態に収容し、Ｑｉ基板８０をボトムケース１の内壁に形成された溝状の収容部に策込むことにより垂直に配置するようにしている。

【0058】

これにより、無線給電ユニット８の配置上の自由度が高められ、ボトムケース１に対しコンパクトに収容することが可能となる。特に、Ｑｉ基板８０をボトムケース１の内壁面に沿わせて垂直に配置したことにより、Ｑｉ基板８０をＱｉコイル８１と共にボトムケース１に水平に配置する場合に比べ、ボトムケース１、つまりＧＮＳＳ受信機の幅方向のサイズを小型化することができる。

【0059】

（４）バッテリパック５のバッテリハーネス５１を、バッテリパック５の短辺から引き出すようにしている。これにより、ボトムケース１の短辺方向のサイズをバッテリパック５の短辺方向のサイズに合わせて設定することが可能となり、これにより例えばバッテリハーネス５１をバッテリパック５の長辺側から引き出す場合に比べ、ボトムケース１の短辺方向のサイズを小型化することができる。

【0060】

（５）無線給電ユニット８およびバッテリパック５をボトムケース１に収容すると共に、基板ユニット４をトップケース２内に収容し、この状態でトップケース２をボトムケース１に装着する構造となっている。このため、すべてのユニットをボトムケース１に装着した状態でトップケース２を被せる場合に比べ、ＧＮＳＳ受信機の組み立てを容易に行うことができ、また各ユニットの装着の位置ずれが発生し難くなって、構造的な信頼性の高いＧＮＳＳ受信機を提供することが可能となる。

【0061】

［その他の実施形態］
前記一実施形態では、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂを、メイン基板４０の短辺および長辺に隣接する状態でＬ型に配置するようにしたが、メイン基板４０の長辺におけるＬＴＥサブアンテナ６ｂの配置位置を調整することで、ＬＴＥメインアンテナ６ａとＬＴＥサブアンテナ６ｂとが離間する状態に配置するようにしてもよい。このようにすると、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂ相互間の干渉のさらなる低減が期待できる。

【0062】

また、前記一実施形態では、無線通信用アンテナユニットとしてＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂを用いた場合を例にとって説明したが、５Ｇ対応のアンテナを用いてもよい。さらに、ＧＮＳＳ用アンテナユニットとしてＬ１用アンテナ７ａとＬ２用アンテナ７ｂを用いた場合を例にとって説明したが、Ｌ５用アンテナを追加することも可能である。

【0063】

その他、ＬＴＥメインアンテナ６ａおよびＬＴＥサブアンテナ６ｂの構成、ＧＮＳＳアンテナユニットの構成とメイン基板４０への装着構造および電気的な接続手段、無線給電ユニット８の構成とボトムケース１への装着構造等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施可能である。

【0064】

以上、この発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点においてこの発明の例示に過ぎない。この発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、この発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

【0065】

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１…ボトムケース
２…トップケース
３…インナーホルダ
４…基板ユニット
５…バッテリパック
６ａ…ＬＴＥメインアンテナ
６ｂ…ＬＴＥサブアンテナ
７…ＧＮＳＳアンテナユニット
７ａ…Ｌ１用アンテナ
７ｂ…Ｌ２用アンテナ
８…無線給電ユニット
２１…ＵＳＢコネクタ
２２…ファンクションノブ
２２ａ…スイッチ部
２２ｂ…ファンクションノブの筐体
２２ｃ…位置決め穴
２３…位置決め用の溝部
２４…案内用傾斜部
３１…セルフタップネジ
４０…メイン基板
４１…電子デバイス
４２ａ，４２ｂ…突状の端子部
４３…パターン禁止領域
４４ａ，４４ｂ…切欠部
４５…勘合穴
４６…受電端子
５１…バッテリハーネス
６０…アンテナ基板
６１…ＬＴＥアンテナ素子パターン
６２ａ，６２ｂ…長孔部
７０…高周波回路基板
７１…低雑音増幅器（ＬＮＡ）
７２ａ，７２ｂ…給電ピン
７３ａ，７３ｂ…面実装タップ
７４…高周波ケーブル
７５…バインドネジ
８０…Ｑｉ基板
８１…Ｑｉコイル
８２…ハーネス
８３…Ｑｉハーネス

【要約】

【課題】この発明の課題は、受信機の大型化を招くことなく無線給電ユニットの内蔵を可能にすることである。
【解決手段】この発明の一態様は、ボトムケースとトップケースとから構成される筐体と、筐体の内部に収容される方形をなす平板状のメイン基板と、メイン基板の第１の面に重ねた状態で配置される測距衛星用アンテナユニットと、メイン基板の辺に沿って垂直に配置される無線通信用の平面アンテナユニットと、メイン基板の第１の面と反対側となる第２の面とボトムケースとの間に収容されるバッテリと、バッテリを充電するための無線給電ユニットとを備え、無線給電ユニットは、平板状に構成された無線給電用コイルと無線給電回路基板との間を導線により接続し、無線給電用コイルをボトムケースの内部底面とバッテリとの間に配置し、無線給電回路基板をボトムケース内壁面に垂直に配置する。
【選択図】図１９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】