CN102195687A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

一种通信装置，包括：壳体；高频耦合器，其设置在从壳体的表面向内的位置处，以使其与表面分离，并且高频耦合器发送和接收感应电场的信号；以及表面波发送路径，其设置在高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体的表面之间。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通过使用高频波段的弱UWB方法近距离发送大容量数据的通信装置，并且更具体地，涉及这样一种通信装置，其采用使用电场耦合的弱UWB通信并且在由具有大介电常数的流体围绕的情况下抑制谐振频率的变化。

背景技术

已经广泛地将非接触通信方法用作认证信息或其它价值信息(诸如电子货币)的媒介。此外，近年来，新的非接触通信***的应用示例包括大容量数据的发送(诸如视频或音乐等的下载或流媒体播放)。大容量数据发送由单个用户完成，并且还优选地利用与现有技术中的认证和账单处理感觉上相同的访问时间来完成，并且因此有必要提高通信速率。

通常的RFID规格使用13.56MHz波段并且是采用电磁感应作为主要原理的接近式(从0到10cm)的非接触双向通信，但是通信速率仅为106kbps到424kbps。相反，作为能够应用于高速通信的接近无线发送技术，存在闪传(TransferJet)(例如，见日本专利No.4345849和www.transferjet.org/en/index.html(搜索于2010年3月2日))。这种接近无线发送技术(闪传)采用了使用电场耦合作用的方法，其中通信装置的高频率耦合器包括对高频信号进行处理的通信电路单元、从接地部分离开预定高度设置的耦合电极以及有效地将高频信号供应到耦合电极的谐振器。

如果将接近无线发送功能制作为小的尺寸，其适合于内置使用，并且例如，可以被安装在诸如个人计算机或便携式电话的各种信息装置中。这里，使用弱UWB的接近无线发送主要采用由耦合电极产生的电场的纵波E_R的感应电场(下文中将对其进行描述)，因此电场信号在短距离内迅速地下降，并且可以进行通信的范围仅为2到3cm。由于这个原因，在内置使用中，高频耦合器优选地设置在尽可能靠近壳体表面的位置处。

另一方面，作为使用安装有接近无线发送功能的信息装置的形式，信息装置可以不在空气中使用而在水中使用。然而，水的介电常数比空气大得多，高频耦合器的谐振频率由于靠近高频耦合器的水的影响而下降，因此存在用于通信的频率的耦合强度变弱的问题。特别是在海水中，电场信号原本就容易被吸收并且可以进行通信的距离变短。因此，如果将要在水中执行通信，那么有必要使得谐振频率即使在水中也不变化。

为了减小水的介电常数的影响，高频耦合器可以被设置在离开壳体表面向内的位置处，以与表面分离开。然而，电场信号在到达壳体表面的过程中被削弱，并且因此不能防止可以进行通信的范围变短。

发明内容

期望提供了一种能够在近距离内采用使用高频波段的弱UWB通信方法来发送大容量数据的优秀通信装置。

也期望提供这样一种优秀的通信装置，其采用弱UWB并且可以在由具有大介电常数的流体围绕的情况下抑制谐振频率的变化，并且可以防止可以进行通信的范围减小。

根据本发明的实施例，提供了一种通信装置，包括壳体；高频耦合器，其被设置在从壳体的表面向内的位置处，以使其与表面分离，并且高频耦合器发送和接收感应电场的信号；以及

表面波发送路径，其设置在高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体的表面之间。根据本发明的实施例的高频耦合器包括：耦合电极，其连接到发送路径的一端并且聚集电荷；接地部分，其设置为面向耦合电极并且聚集电荷的镜像电荷；谐振单元，其通过将耦合电极安装到驻波的电压幅度变得较大的位置处来增加流动到耦合电极中的电流，驻波是在提供高频信号时产生的；以及支撑单元，其由在耦合电极的几乎中心的位置处连接到谐振单元的金属线构成，其中，由将聚集在耦合电极中的电荷的中心与聚集在接地部分中的镜像电荷的中心相连接的线段形成微小偶极子，其中，朝向通信伙伴侧的高频耦合器输出纵波的感应电场信号，其中通信伙伴侧的高频耦合器被设置为面向耦合电极，以使得与微小偶极子的方向形成的角度θ几乎变为0度。

根据本发明的实施例的表面波发送路径由金属线构成。

根据本发明的实施例的通信装置的表面波发送路径由电介质棍构成。

根据本发明，可以提供能够在近距离内通过使用高频波段的弱UWB通信方法发送大容量数据的优秀通信装置。

可以提供一种优秀的通信装置，其采用弱UWB并且可以抑制在由具有较大介电常数的流体围绕的情况下谐振频率的变化，并且可以防止可以通信的范围的减小。

在根据本发明的实施例的通信装置中，通过将高频耦合器从壳体表面向内设置以使其与表面分离，可以抑制当在水中使用通信装置时由于水的介电常数的影响而引起的谐振频率的变化，并且通过将表面波发送路径设置在高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体表面之间，可以以低的损耗将电场信号传播到壳体表面。

通过基于本发明的实施例和附图的详细描述，本发明的其他目的、特征或优点将会变得更加清楚。

附图说明

图1的示意图示出了根据弱UWB通信方法的接近无线发送***的构造。

图2的图示出了分别设置在发送器和接收器中的高频耦合器的基本构造。

图3的图示出了安装图2中示出的高频耦合器的示例。

图4的图示出了微小偶极子的电场。

图5的图示出了将图4中示出的电场映射到耦合电极上。

图6的图示出了容性负载天线(capacity loaded antenna)的构造示例。

图7的图示出了其中将分布常数电路用在谐振单元中的高频耦合器的构造示例。

图8的图示出了图7中示出的高频耦合器中的短截线(stub)上产生驻波的状态。

图9的图示出了高频耦合器被设置为靠近信息装置的壳体的表面的状态。

图10的图示出了其中高频耦合器被设置为靠近壳体表面的信息装置处于水中的状态。

图11的图示出了在其中嵌入高频耦合器的信息装置处于空气中、处于淡水中以及处于海水中时，在所使用的每个频率下高频耦合器之间的耦合强度的测量结果。

图12的图示出了高频耦合器设置为从壳体表面向内以离开表面的状态。

图13的图示出了信息装置的构造示例，其中在被设置为从壳体表面向内以离开表面的高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体表面之间形成表面波发送路径。

图14的图示出了信息装置的另一个构造示例，其中在被设置为从壳体表面向内以离开表面的高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体表面之间形成表面波发送路径。

具体实施方式

下文中，将要参照附图描述本发明的实施例。

图1概略地示出了根据使用电场耦合作用的弱UWB通信方法的接近无线发送***的构造。在附图中，其中分别包括用来发送和接收的耦合电极14和24的发送器10和接收器20被设置为在具有例如约3cm(或者约为所使用的频带的波长的一半)的空隙的状态下彼此面对，并且实现电场耦合。如果接收到来自更高等级应用的发送请求的话，发送器侧的发送电路单元11基于所发送的数据产生高频发送信号(诸如UWB信号)，并且所产生的信号作为电场信号而从发送电极14传播到接收电极24。接收器20的接收电路单元21对所接收到的高频电场信号进行解调和解码，并且将再现的数据发送给更高等级的应用。

如果在接近无线发送中使用UWB的话，可以实现约100Mbps的超高速数据发送。同样，在接近无线发送中，如下文中所述的，代替辐射电场，使用了静电场或感应电场耦合作用。因为场强度与距离的立方或平方成反比，所以在距无线设备3米距离内的场强度局限于预定水平以下，并且因此接近无线发送***可以执行弱无线通信，这种弱无线通信是不需要无线电局许可的。因此，可以以低成本来构造接近无线发送***。此外，因为在接近无线发送中通过电场耦合方法来执行数据通信，所以存在这样的优点：来自周围反射体的反射波的数量较小，因此存在较少的干涉影响，并且没有必要考虑防止发送路径上的黑客攻击或者确保保密性。

在无线通信中，传播损耗与相对于波长的传播距离成比例地增加。在使用高频波段信号(像是UWB信号中的信号)的接近无线发送中，约3cm的通信距离对应于半个波长。换言之，即使很接近，通信距离也是不能忽视的，并且有必要将传播损耗抑制到足够低的程度。特别地，特性阻抗问题在高频电路中比在低频电路中更加严重，并且因此在发送器和接收器的电极之间的耦合点处的阻抗失配的影响显现。

例如，在图1中示出的接近无线发送***中，即使在用于高频电场信号的、将发送电路单元11与发送电极14相连接的发送路径是具有例如50Ω阻抗匹配的同轴电缆时，如果发送电极14与接收电极24之间的耦合部分中的阻抗失配，那么电场信号被反射并且因此发生传播损耗。因此，通信效率被降低。

因此，如图2所示，分别包括在发送器10和接收器20中的高频耦合器被经由谐振单元连接到高频信号发送路径，其中谐振单元分别包括板状电极14和24、串联电感12和22以及并联电感13和23。这里描述的高频信号发送路径可以包括同轴电缆、微带线、共面线等。如果高频耦合器被设置为彼此相对的话，那么在准静电场占据统治地位的非常接近的距离内，耦合部分作为带通滤波器来进行工作，并且因此可以发送高频信号。此外，即使在感应电场占据统治地位并且相对于波长不能被忽视的距离处，可以在两个高频耦合器之间经由感应电场有效地发送高频信号，其中感应电场是由通过分别聚集在耦合电极和接地部分中的电荷和镜像电荷形成的微小偶极子(下文中对其进行描述)产生的。

这里，在发送器10与接收器20之间(即，在耦合部分中)，如果仅打算取得阻抗匹配并且抑制反射波的话，即使对于每个耦合器使用其中板状电极14和24以及串联电感12和22在高频信号发送路径上串联连接的简单结构，也可以进行使得耦合部分中的阻抗连贯的设计。然而，在耦合部分之前和之后不存在特性阻抗的变化，并且因此电流的大小不改变。相反，并联电容13和23的安装使得更大的电荷被发送到耦合电极14并且在耦合电极14和24之间产生强电场耦合作用。当在耦合电极14的表面附近感应出大的电场时，所产生的电场是沿着行进方向(微小偶极子的方向，下文中对其进行描述)振动的纵波电场信号，并且从耦合电极14的表面传播出来。由于这种电场波，即使在耦合电极14与24之间的距离(相位长度)相对较大时，仍然可以传播电场信号。

总结上述描述，在根据弱UWB通信方法的接近无线发送***中，高频耦合器所具有的条件如下所述。

(1)存在面向接地部分并且通过电场耦合的耦合电极，所述耦合电极彼此分开可以关于高频信号的波长而被忽视的高度。

(2)存在用于由更强电场耦合的谐振单元。

(3)在用于通信的频带中，在耦合电极被设置为彼此面对时，通过串联和并联的电感和耦合电极来设置电容器常数或者短截线的长度，以取得阻抗匹配。

在图1中示出的接近无线发送***中，如果发送器10和接收器20的耦合电极14和24在具有适当距离的状态下彼此面对，那么两个高频耦合器作为允许期望频带内的电场信号通过的带通滤波器而进行工作，单个高频耦合器作为放大电流的阻抗转换电路而进行工作，并且具有更大幅度的电流向耦合电极流动。另一方面，在高频耦合器独立地位于自由空间中时，因为高频耦合器的输入阻抗不与高频信号发送路径的特性征阻抗相匹配，所以进入高频信号发送路径的信号被反射到高频耦合器内并且没有向外辐射，因此对于存在于附近的其他通信***没有影响。也就是说，与现有技术中的天线不同，在不存在通信伙伴时，发送器侧不释放电波，并且仅在通信伙伴靠近发送器侧时阻抗匹配才消失，并由此发送高频信号。

图3是示出了安装图2中示出的高频耦合器的示例。发送器10和接收器20的任何高频耦合器都可以以此方式构造。在相同的图中，耦合电极14被安装到由电介质构成的隔离物15上，并且经由穿过隔离物15的通孔16电连接到印刷电路板17上的高频信号发送路径。在相同的图中，隔离物15具有大致的柱形，并且耦合电极14具有大致的圆形，但是它们不限于具有特定的形状。

例如，当在电介质中将通孔16形成为具有期望的高度之后，利用导体对通孔16进行填充，并且例如通过镀敷技术将将会成为耦合电极14的导体图案设置在电介质的上端面上。布线图案(其为高频信号发送路径)形成在印刷电路板17上。通过回流焊等将隔离物15安装在印刷电路板17上，并由此可以制造出高频耦合器。按照所使用的波长来适当地调整从印刷电路17的电路的表面(或者接地部分18)到耦合电极14的高度(即，通孔16的长度)，并且由此使得通孔16具有电感并且因此可以代替图2中示出的串联电感12。此外，经由芯片形并联电感13将高频信号发送路径连接到接地部分18。

这里，将会考察从发送器10那一侧的耦合电极14产生的电磁场。

如图1和2所示，连接到高频信号发送路径的一端的耦合电极14在其中聚集电荷，从发送电路单元11输出的高频信号流动到该高频信号发送路径中。此时，通过由串联电感12和并联电感13构成的谐振单元中的谐振作用，经由发送路径流动到耦合电极14中的电流被放大并且聚集更多的电荷。

接地部分18被设置为在具有间隙的状态下面向耦合电极14，该间隙的高度相对于高频信号的波长可以被忽视。如上所述，如果电荷聚集在耦合电极14中，那么镜像电荷聚集在接地部分18中。如果点电荷Q被设置在平面导体的外部，那么镜像电荷-Q(这虚拟地代替表面电荷分布)被设置在平面导体内，这在本领域中是公知的，例如由Tadashi Mizoguchi所著的《Electromagnetics》(SHOKABO PUBLISHING Co.，Ltd.，第54页到第57页)。

如上所述，因为所聚集的点电荷Q和镜像电荷-Q，形成了由将聚集在耦合电极14中的电荷的中心与聚集在接地部分18中的镜像电荷的中心相连接的线段所形成的微小偶极子。严格地讲，电荷Q和镜像电荷-Q具有体积，并且微小偶极子被形成为将电荷的中心与镜像电荷的中心相连接。这里描述的“微小偶极子”意味着“电偶极子的电荷之间的距离非常短”。例如，“微小偶极子”也被公开于由Yasuto Mushiake所著的《Antenna and electric wave propagation》(CORONA PUBLISHING CO.，LTD.，第16到18页)。此外，微小偶极子产生电场的横波成分E_θ、电场的纵波成分E_R以及在微小偶极子附近的磁场H_Φ。

图4示出了通过微小偶极子产生的电场。同样，图5示出了将电场映射到耦合电极上的状态。如图所示，电场的横波成分E_θ沿着与传播方向垂直的方向振动，并且电场的纵波成分E_R以沿着与传播方向相平行的方向振动。在微小偶极子附近产生磁场H_Φ。以下的公式(1)到(3)表示由微小偶极子产生的电磁场。在相同的公式中，与距离R的立方成反比的成分表示静电磁场，与距离R的平方成反比的成分表示感应电磁场，并且与距离R成反比的成分表示辐射电磁场。

$E_{\mathrm{\θ}}=\frac{{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{4\mathrm{\π\ϵ}}(\frac{1}{R^3}+\frac{\mathrm{jk}}{R^2}-\frac{k^2}{R})\sin \mathrm{\θ}\·\·\·\left(1\right)$

$E_R=\frac{{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{2\mathrm{\π\ϵ}}(\frac{1}{R^3}+\frac{\mathrm{jk}}{R^2})\cos \mathrm{\θ}\·\·\·\left(2\right)$

$H_{\mathrm{\φ}}=\frac{\mathrm{j\ω}{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{4\mathrm{\π}}(\frac{1}{R^2}+\frac{\mathrm{jk}}{R})\sin \mathrm{\θ}\·\·\·\left(3\right)$

在图1中示出的接近无线发送***中，为了抑制与附近***的电波干涉，优选地，抑制包括辐射电场成分的横波成分E_θ并且使用不包括辐射电场成分的纵波成分E_R。这是因为根据公式(1)和(2)可以看到，电场的横波成分E_θ包括与距离成反比(即，小距离衰减)的辐射电场，而纵波成分E_R不包括该辐射电场。

首先，为了产生电场的横波成分E_θ，有必要使得高频耦合器不作为天线而进行工作。一眼看过去，图2中示出的高频耦合器具有与其中金属设置在天线元件的前端以具有电容并且降低天线高度的“容性负载天线”类似的结构。因此，有必要使得高频耦合器不作为容性负载天线而进行工作。图6示出了容性负载天线的构造示例，并且在相同的附图中，电场的纵波成分E_R主要沿着箭头A的方向产生，并且电场的横波成分E_θ主要沿着箭头B₁和B₂的方向产生。

在图3中示出的耦合电极的构造示例中，电介质15和通孔16具有对耦合电极14与接地部分18耦合进行阻止以及形成串联电感12的组合功能。通过选择从印刷电路17的电路安装表面到电极14充分的高度来形成串联电感12，防止了接地部分18与电极14之间的电场耦合，并且确保了与接收器侧的高频耦合器的电场耦合。然而，如果电介质15的高度较大，即，如果印刷电路17的电路安装表面到电极14的距离到达不能相对于所使用的波长忽视的长度，高频耦合器作为容性负载天线来进行工作，并且因此产生由图6中的箭头B₁和B₂表示的横波成分E_θ。因此，电介质15的高度遵循以下条件：长度足以通过防止电极14与接地部分18之间的耦合而获得作为高频耦合器的特性并且足以形成被用来作为阻抗匹配电路而进行工作的串联电感12，并且长度短到能够抑制通过在串联电感12中流动的电流而引起的不必要的电波E_θ。

另一方面，通过以上公式(2)，可以看到纵波成分E_R在形成在微小偶极子的方向上的角度θ＝0处变为最大。因此，为了通过有效地使用电场的纵波成分E_R来执行非接触通信，优选地将通信伙伴的高频耦合器设置为面向对方以使得与微小偶极子的方向形成的角度θ几乎变为0度并且发送高频电场信号。

此外，可以通过包括串联电感12和并联电感13的谐振单元使得流动到耦合电极14中的高频信号的电流更大。因此，可以使得通过聚集在耦合电极14中的电荷以及在接地部分侧的镜像电荷所形成的微小偶极子的力矩(moment)更大，并且可以将由纵波成分E_R构成的高频电场信号朝向与微小偶极子的方向形成的角度θ几乎变为0度的传播方向有效地发送。

在图2中示出的高频耦合器的阻抗匹配单元中，基于并联电感和串联电感的常数L₁和L₂来确定工作频率f₀。然而，在高频电路中，已知集总常数电路具有比分布常数电路更窄的波段，并且电感的常数随着频率的升高而减小。因此，存在谐振频率由于常数的差异而偏离的问题。相反，阻抗匹配单元或谐振单元构成使用分布常数电路而不是集总常数电路的高频耦合器，由此实现了宽波段。

图7示出了在匹配单元或谐振单元中使用分布常数电路的高频耦合器的构造示例。在图中所示的示例中，接地导体72形成在底部，并且高频耦合器被安装到其上形成印刷图案的印刷电路板71上。作为高频耦合器的阻抗匹配单元和谐振单元，代替并联电感和串联电感，形成作为分布常数电路而进行工作的微带线或共面波导(即，短截线73)，并经由信号线图案74将其连接到接收电路模块75。短截线73形成短路电路，短截线73的前端经由穿透印刷电路板71的通孔76与底部上的接地部分72相连接。短截线73的中心的附近通过由薄金属线构成的单个端子77连接到耦合电极78。

在电子器件的技术领域中提到的“短截线”主要指的是这样一种电线：其一端连接到元件并且另一端不连接到该元件或者连接接地，其被设置在电路的途中并且被用来调整、测量、阻抗匹配、滤波等。

这里，从发送和接收电路经由信号线输出的信号被反射到短截线73的前端部分中，并且在短截线73内产生驻波。短截线73的相位长度是高频信号的波长的一半(在相位上来说是180度)，并且信号线74和短截线73由印刷电路板71上的微带线或共面线等形成。如图8所示，在前端在短截线73的半波长的相位长度处短路时，在短截线73内产生的驻波的电压幅度在短截线73的前端处变为0，并且在短截线73的中央(即，距短截线73的前端四分之一波长(90度)的位置处)变为最大。在驻波的电压幅度变为最大的短截线的中心附近，短截线73经由单个端子77连接到耦合电极78，由此形成具有良好的传播效率的高频耦合器。

图7中示出的短截线73是在印刷电路板71上的微带线或共面波导，其具有低的DC电阻，因此具有小的高频信号损耗并且可以使得高频耦合器之间的传播损耗减小。因为形成分布常数电路的短截线73的尺寸约为高频信号的波长的一半那么大，所以由于制作过程中的公差所引起的尺寸误差相比于整个相位长度来说较轻微，并且因此难以产生特性差异。

之后，将要考察接近无线发送功能应用到内置用途的情况。

使用弱UWB的接近无线发送主要采用通过耦合电极产生的电场的纵波E_R的感应电场，因此，电场信号在短距离内迅速减小。由于这个原因，如图9所示，高频耦合器优选地设置为尽可能靠近壳体的表面。

另一方面，作为使用安装有接近无线发送功能的信息装置的形式，信息装置可以不像平常那样在空气中使用，而是如图10所示在水中使用。这里，水为电介质，并且水的具体介电常数是80，这是非常高的。因此，如果将高频耦合器设置为接近壳体表面，高频耦合器的谐振频率由于波长缩短效果而下降。

图11的图示出了在其中嵌入有高频耦合器的信息装置在空气中、在淡水中以及在海水(具有3.5％浓度的盐水)中时，在所使用的每个频率下的、高频耦合器之间的耦合强度进行测量的结果。可以从图中的结果看到，淡水中和海水中的谐振频率相比于空气中下降了10％并且用于通信的频率中的耦合强度变弱。此外，耦合强度在海水中相比于在淡水中进一步变弱，并且这是因为由于离子传导所引起的导体损耗对于海水中的耦合强度有影响。

包括使用弱UWB通信方法的接近无线发送的非接触通信具有电极不与线缆等相接触的巨大优点。因此，存在即使在水中也尽可能不使得高频耦合器的性能力恶化的要求。

为了减小水的介电常数的影响，如图12所示，高频耦合器可以被设置在从壳体表面向内的位置，以使其与壳体分离开。在这种情况下，因为在这种情况下的高频耦合器和电介质(水)彼此分离，并且因此高的介电常数难以受到影响，谐振频率不变化。然而，电场信号在到达壳体表面的同时衰减，并且因此不能防止可以进行通信的范围变短。

电场信号原本以在淡水或海水中比在空气中更大的方式衰减，并且因此有必要使得从高频耦合器辐射的电场信号被设置为尽可能得强。

因此，本发明人提出了这样一种通信装置的构造：其中高频耦合器被设置在离开壳体向内的位置，以使其与表面分离，并且表面波发送路径被设置在高频耦合器的感应电场的辐射表面与壳体表面之间。从高频耦合器辐射的电场信号可以沿着具有低损耗的表面波发送路径传播到壳体表面。因此，因为高频耦合器被设置在从壳体向内的位置处，以与表面分离，所以当在水中进行工作时可以抑制由于水的介电常数的影响而产生的谐振频率的变化，并且实现具有长通信距离的接近无线发送

图13的图示出了信息装置1300的构造示例，其中表面波发送路径1303形成在高频耦合器1302的感应电场的辐射表面与壳体表面之间，高频耦合器1302被设置为从信息装置的壳体1301的表面向内的位置以使其与表面分离。在图中所示的示例中，表面波发送路径由金属线构成。已经转让给本申请人的日本未审查专利申请公报No.2008-99234公开了这样一种表面波发送路径，其由诸如铜线的导体构成并且经由内部和表面发送从高频耦合器辐射出的电场信号。

图14是示出了信息装置1400的另一种构造的图，其中，表面波发送路径1403形成在高频耦合器1402的感应电场的辐射表面与壳体表面之间，高频耦合器1402被设置为从壳体1401的表面向内的位置以使其与表面分离。在图中所示的示例中，表面波发送路径由电介质棍构成。此外，已经转让给本申请人的日本专利No.4345850公开了一种表面波发送路径，其由电介质的线状构件构成并且经由内部和表面发送从高频耦合器辐射出的电场信号。

在诸如天线或高频耦合器的谐振器中，谐振频率由于靠近谐振器的电介质的影响而降低。相反，表面波发送路径有特定的谐振频率，并且因此即使其靠近电介质，谐振频率也不变化，并且不受到电介质的影响

根据图13和图14中示出的信息装置，即使信息装置在空气中或在水中，高频耦合器中的谐振频率的变化也减小，并且在全部情况下可以保持通信情况最优。

根据图13和图14中示出的信息装置，以低的损耗将从高频耦合器辐射的电场信号引导到信息装置的壳体表面，并且因此可以进行通信的距离的减小量在空气中或在水中较小。

在说明书中，虽然已经主要技术其中UWB信号被用在通过无导线的电场耦合来发送数据的通信***中的实施例来进行了说明，本发明的要点不限于此。例如，本发明也可以应用到使用除了UWB通信方法之外的高频信号的通信***，或者通过使用相对低频率的信号的电场耦合或者通过其他电磁作用来进行数据发送的通信***。

本申请含有2010年3月18日递交给日本专利局的日本优先权专利申请JP 2010-062579，并通过引用将其全部内容结合在这里。

本领域的技术人员应当理解，可以根据设计需要和其他因素做出各种修改、结合、子结合和替换，只要它们在权利要求及其等价物的范围内。

Claims (4)

1.一种通信装置，包括：

壳体；

高频耦合器，其设置在从所述壳体的表面向内的位置处，以使其与所述表面分离，并且所述高频耦合器发送和接收感应电场的信号；以及

表面波发送路径，其设置在所述高频耦合器的感应电场的辐射表面与所述壳体的表面之间。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述高频耦合器包括：

耦合电极，其连接到所述发送路径的一端并且聚集电荷；

接地部分，其设置为面向所述耦合电极并且聚集所述电荷的镜像电荷；

谐振单元，其通过将所述耦合电极安装到驻波的电压幅度变得较大的位置处来增加流动到所述耦合电极中的电流，所述驻波是在提供所述高频信号时产生的；以及

支撑单元，其由在所述耦合电极的几乎中心的位置处连接到所述谐振单元的金属线构成，

其中，由将聚集在所述耦合电极中的所述电荷的中心与聚集在所述接地部分中的所述镜像电荷的中心相连接的线段形成微小偶极子，

其中，朝向通信伙伴侧的高频耦合器输出纵波的感应电场信号，其中所述通信伙伴侧的高频耦合器被设置为面向所述耦合电极，以使得与所述微小偶极子的方向形成的角度θ几乎变为0度。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述表面波发送路径由金属线构成。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述表面波发送路径由电介质棍构成。

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