Embora um pouco confuso, ter duas sub-redes no mesmo link não causará problemas.
Basta configurar a interface LAN do roteador para ter endereços IP 10.109.0.1/16
e 192.168.1.1/24
(ou qualquer gateway que essas máquinas esperem).
É claro que o DHCP sempre fornecerá endereços fora da sub-rede principal (a menos que você adicione leases estáticos para hosts individuais fora da sub-rede).