[发明专利]高频耦合器及通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用高频宽带的弱UWB(超宽带)通信技术而在近距离执行大量数据传输的高频耦合器及通信装置，具体涉及利用电场耦合确保在弱UWB通信中沿横向的通信范围的高频耦合器及通信装置。

背景技术

已经广泛使用了非接触通信作为用于认证信息、电子货币或其他价值信息的手段。例如由Sony和Philips研发的NFC(近场通信)采用RFID(射频标识)标准，其界定了能够与类型A、类型B、以及符合ISO/IEC14442的FeliCa进行通信的NFC通信装置(读取器或写入器)的规格，使用13.56MHz波带，并能够以电磁感应的方式进行近距离(0至10cm或更短：近距离)式非接触双向通信。此外，近年来，这种非接触通信系统的额外应用可以在动态影像、音乐等的大容量数据传输中进行。也可通过单一使用者的操作来进行上述大容量数据传输，优选地在与现有认证或帐目处理所耗费的相同的访问时间内完成，因此需要提高通信速率。

一般的RFID标准使用13.56MHz带，是用于采用电磁感应作为主原理的近距离(0至10cm或更短：近距离)非接触双向通信，并采用约106kbps至424kbps的通信速率。另一方面，利用弱UWB信号的TransferJet(例如，参考日本专利号4345849以及www.transferjet.org/en/index.html)可以例举出可应用至高速通信的近距离无线传输技术。近距离无线传输技术(TransferJet)大致上是一种通过利用电场耦合作用来传输信号的方法，并且这种通信装置的高频耦合器包括处理高频信号的通信电路单元、布置在离地面特定高度处的耦合电极以及有效地向耦合电极供应高频信号的谐振单元。

利用弱UWB的近距离无线传输具有约2至3cm的通信距离，沿横向及纵向具有大致相同的宽度，不具有偏振波，并且具有大致半球拱顶状的通信范围。为此，需要通过在用于执行数据传输的通信装置之间使耦合电极适当地彼此相对来促成电场耦合。

如果将近距离无线传输的功能单元制造的较小，则功能适于被加入并且可被安装在各种不同类型的信息设备(例如，个人电脑或移动电话等)中。但是，如果减小了高频耦合器中的耦合电极的尺寸，则存在通信范围尤其沿横向缩小的问题。例如，如果在信息设备的壳体表面上标记出表明高频耦合器被嵌入的位置的目标点，则使用者可着眼于目标点实施对准。但是，如果横向通信范围较窄，则在目标点与其他设备相邻时目标点会被其他设备的影子遮蔽，由此导致对目标点实施对准但出现沿横向偏离其中心的情况。

为了提高在实际使用近距离无线传输功能时的可用性，需要扩展沿横向的通信范围。但是，如果仅简单增大高频耦合器中耦合电极的尺寸，则在耦合电极的表面上会产生驻波。此外，因为在驻波的振幅沿相反方向行进的部分处分布有不同极性的电荷并且具有不同极性的两个相邻电场的电场会被抵消，故会出现具有高强度及低强度电场的位置。具有低强度电场的位置变为静点(零点(null point))，其中即使在通信对方的耦合电极被对准时，也不能轻易获得良好的电场耦合效果。

发明内容

希望本发明提供一种极佳的高频耦合器及通信装置，其能够实现在利用高频宽带的弱UWB通信方法中的近距离大量数据传输。

还希望本发明提供一种极佳的高频耦合器及通信装置，其能够在利用弱UWB不具有偏振波的近距离无线传输中确保沿横向的足够通信范围。

根据本发明的实施例，提供了一种高频耦合器，包括：接地部；耦合电极，其面向所述接地部，并且被支撑成间隔开相对于高频信号的波长可忽略的高度；以及谐振单元，其用于使经由传输路径流入所述耦合电极的电流增大；其中，所述耦合电极在具有第一极性的电荷被累积的位置处具有弯折部分，使得当高频信号经由所述传输路径向所述耦合电极输入并产生驻波时，具有第二极性的电荷在朝向电场的辐射方向的前面中聚集；并且其中，形成微小偶极子，所述微小偶极子由将累积在所述耦合电极中的电荷的中心与累积在所述接地部中的镜像电荷的中心连接的线段构成，并且朝向彼此面对布置使得沿所述微小偶极子的方向形成的角度θ大致为0度的通信对方侧的高频耦合器发送所述高频信号。

根据本发明的实施例，所述高频耦合器具有弯折部分，所述弯折部分形成在从所述耦合电极的末端起的每个约1/2波长的奇数倍的部分中。