通信设备和高频耦合器制造技术

本发明专利技术提供了通信设备和高频耦合器。一种通信设备包括：处理高频信号的通信电路单元；连接到通信电路单元的传输路径；地；耦合电极，该耦合电极被支撑以与地相对并相距一高度，该高度相对于高频信号的波长是可忽略的；共振单元，其增大经由传输路径流入耦合电极的电流；以及由导体构成的扩展部分，所述导体以相对微偶极子的方向大致为０度的角度θ布置在耦合电极的正面附近，所述微偶极子由连接存储在耦合电极中的电荷的中心与存储在地中的镜像电荷的中心的线段构成，所述导体在与从耦合电极的正面发生的电场信号的传播方向大致相正交的横向方向上扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使用高频宽带的弱UWB通信技术在邻近区域进行大容量数据传 输的通信设备和高频耦合器，具体讲，涉及具有如下可通信区域的通信设备和高频耦合器 在使用电场耦合的弱UWB通信中，其可通信区域在横向方向上被充分扩展。
技术介绍
非接触通信已被广泛用作用于认证信息、电子货币和其他价值信息的媒介。遵循 IS0/IEC 14443的IC卡标准的示例包括A型、B型和FeliCa 。此外，由Sony Corporation 和 Koninklijke Philips Electronics N. V.开发的近场通信(NFC)是一种 RFID 标准， 其主要定义可与A型、B型和FeliCa中的每种IC卡进行通信的NFC通信设备(读取器/ 写入器)的规范。在NFC中，通过使用13. 56MHz频带，可以通过电磁感应执行近距离型 (close-proximity type)(大于等于0但小于等于10cm)非接触双向通信。非接触通信系统的另一应用示例是大容量数据传输，例如运动图片和音乐的下载 或流播(streaming)。例如，可以假设非接触通信在从自动售货机向便携式终端下载付费内 容时或在经由连接到因特网的个人计算机从付费站点向便携式终端下载内容时被使用。在 此情况下，优选地，用户把便携式终端握持在读取表面上这一个用户操作就足够了，并且感 觉上完成该操作所需访问时间与过去的认证和计费的时间相同。因此，需要高通信速率。但是，作为非接触通信的典型示例的NFC通信中的通信速率约为106kbps至 424kbps，这对于个人认证或计费处理是足够了，但是与其他通用无线通信(例如WiFi和蓝 牙)相比要慢得多。而且，在过去的技术(例如NFC通信)中，由于诸如载波频率之类的物 理约束，可实现的最大通信速率顶多到848kbps。因此，难以期望将来在速率方面有极大提 尚o相对照地，可应用到高速通信的近距离无线传输技术的示例是使用弱超宽带 (UWB)信号的Transfer Jet (例如，参考日本未审查专利申请公布No. 2008-99236以及 www. transfer jet. org/en/index. html (2009 年3 月 23 日))。该近距离无线传输技术 (Transferjet)是一种基本上利用电场耦合作用来传输信号的技术，用于该技术的通信设 备包括处理高频信号的通信电路单元；被布置得与地面相距预定高度的耦合电极；以及 将高频信号高效地提供到耦合电极的共振单元。在使用电场耦合作用的弱UWB通信中，其通信距离大约在2cm到3cm，并且高频耦 合器不具有极化波，而是具有在高度方向上和横向方向上具有大致相同的广度(extent) 的方向性。因此，使用该高频耦合器的通信设备具有大致半球型拱顶状通信区域。另一方面，在NFC通信技术中，已经开发并制造出适合并入的、具有微小尺寸的 小型低高度读取器/写入器模块，这样的读取器/写入器模块可被用于实现在各种设备 中，例如销售点(P0S)终端、自动售货机和个人计算机。例如，提出了一种笔记本型信息处 理设备，其中读取器/写入器模块被并入到主体键盘的掌托部分(palm rest portion), 并且从附近的非接触IC标签(tag)读取信息(例如，参见日本未审查专利申请公布No. 2003-87263)。在上述在设备中实现读取器/写入器模块的应用模式中，充当通信目标(例如便 携式终端)的单元一般放置在设备的读取表面上，以便进入可通信区域。现在考虑这种一 般实践被应用到上述弱UWB通信技术的情况。在并入了高频耦合器的便携式终端被放置在 设备的读取表面上的情况下，高频耦合器之间的距离很短，并且高频耦合器处在大致接触 状态中。以这种方式，高频耦合器可以与设备足够接近以使得电场耦合作用发生。高频耦 合器原本具有在高度方向上和横向方向上具有大致相同的广度的方向性(如上所述)。即 使在高度方向(即信号传播方向)上的通信距离很短时，如果在横向方向上(换言之，与传 播方向正交的方向上)扩展可通信区域，可以布置读取表面(即，通信设备)的区域则被扩 展，从而使得用户更容易使用。由于对于每个终端，高频耦合器被并入在不同地点，因此即 使每个终端以类似方式被放在设备的读取表面上，高频耦合器之间的距离也会有所不同。例如，建议如下弱UWB通信技术的通信系统其中，使用铜线或其他导体构成线性 元件的表面波传输线被布置在耦合电极附近，并且从发射器的耦合电极发射的电场信号传 播通过该传输线的内侧和表面以扩展电极之间的距离(例如，参见日本未审查专利申请公 布No. 2008-99234)。该系统使用电场沿导体表面行进这一属性。就是说，出现与表面波传 输线垂直的电场和绕表面波传输线外侧缠绕的磁场，并且利用电场和磁场之间的这种能量 交替改变形式，表面波信号被传播到很远。但是，上述使用表面波传输线的通信系统在高度方向(即，信号传播方向)上扩展 通信距离，但是不在横向方向(换言之，与传播方向正交的方向)上扩展可通信区域。而 且，沿表面波传输线的纵向方向，周期性地出现强电场部分和弱电场部分，以对应于驻波的 最大位置和波节。虽然用户可以从直观上知道在靠近读取表面中心的位置上通信质量更 高，但是表面波传输线在纵向方向上的中心不一定具有高电场强度(参见日本未审查专利 申请公布No. 2008-99234，图31A至31F)。因此，用户难以凭直观执行操作。作为另一示例，建议表面波传输线具有如下结构一端由成束的线材料构成，这些 线材料的末端表面以适当位置和角度附接到耦合电极以有极好的通信状态，另一端则不成 束并且每个线材料的末端表面分布在一平坦耦合表面中(例如，参见日本未审查专利申请 公布No. 2008-103993)。这样做，可以提供可通信区域在横向方向上被扩展的耦合表面。但 是，通过成束线材料构成的表面波传输线难以使小型高频耦合器具有低高度。
技术实现思路
希望提供一种优良的通信设备和高频耦合器，它们能够通过使用高频宽频带的弱 UWB通信技术在邻近范围中执行大容量数据传输。还希望提供一种优良的通信设备和高频耦合器，它们能够具有在使用电场耦合的 弱UWB通信中在横向方向上充分扩展的可通信区域。还希望提供一种优良的通信设备和高频耦合器，它们允许用户执行直观操作，从 而当在使用电场耦合的弱UWB通信中将设备放在读取表面附近时开始数据传输。根据本专利技术的一个实施例，一种通信设备包括通信电路单元，其处理传输数据的 高频信号；用于所述高频信号的传输路径，该传输路径连接到所述通信电路单元；地；耦合 电极，该耦合电极被支撑以与所述地相对并相距一定高度，该高度相对于所述高频信号的波长是可忽略的；共振单元，其增大经由所述传输路径流入所述耦合电极的电流；以及由 导体构成的扩展装置，所述导体以相对微偶极子的方向大致为o度的角度e布置在所述耦 合电极的正面附近，所述微偶极子由连接存储在所述耦合电极中的电荷的中心与存储在所 述地中的镜像电荷的中心的线段构成，所述导体在与从所述耦合电极的正面发生的电场信 号的传播方向大致相正交的横向方向上扩展。而且，根据本专利技术的另一实施例，根据前述的实施例的通信设备的扩展装置具有 薄矩形截面形状并且由金属板构成，所述薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信设备，包括：通信电路单元，其处理传输数据的高频信号；用于所述高频信号的传输路径，该传输路径连接到该通信电路单元；地；耦合电极，该耦合电极被支撑以与地相对并相距一高度，该高度相对于所述高频信号的波长是可忽略的；共振单元，其增大经由所述传输路径流入所述耦合电极的电流；以及由导体构成的扩展装置，所述导体以相对于微偶极子的方向大致为０度的角度θ布置在所述耦合电极的正面附近，所述微偶极子由连接存储在所述耦合电极中的电荷的中心与存储在所述地中的镜像电荷的中心的线段构成，所述导体在与从所述耦合电极的正面发生的电场信号的传播方向大致相正交的横向方向上扩展。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：和城贤典，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]