[發明專利]高頻耦合器及通信裝置

無效

• 申請號: 201110054846.X
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102195115A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 和城賢典
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01P5/00
• 分類號: H01P5/00;H01P5/08;H04B5/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術領域

本發明涉及通過使用高頻寬帶的弱UWB(超寬帶)通信技術而在近距離執行大量數據傳輸的高頻耦合器及通信裝置，具體涉及利用電場耦合確保在弱UWB通信中沿橫向的通信范圍的高頻耦合器及通信裝置。

背景技術

已經廣泛使用了非接觸通信作為用于認證信息、電子貨幣或其他價值信息的手段。例如由Sony和Philips研發的NFC(近場通信)采用RFID(射頻標識)標準，其界定了能夠與類型A、類型B、以及符合ISO/IEC14442的FeliCa進行通信的NFC通信裝置(讀取器或寫入器)的規格，使用13.56MHz波帶，并能夠以電磁感應的方式進行近距離(0至10cm或更短：近距離)式非接觸雙向通信。此外，近年來，這種非接觸通信系統的額外應用可以在動態影像、音樂等的大容量數據傳輸中進行。也可通過單一使用者的操作來進行上述大容量數據傳輸，優選地在與現有認證或帳目處理所耗費的相同的訪問時間內完成，因此需要提高通信速率。

一般的RFID標準使用13.56MHz帶，是用于采用電磁感應作為主原理的近距離(0至10cm或更短：近距離)非接觸雙向通信，并采用約106kbps至424kbps的通信速率。另一方面，利用弱UWB信號的TransferJet(例如，參考日本專利號4345849以及www.transferjet.org/en/index.html)可以例舉出可應用至高速通信的近距離無線傳輸技術。近距離無線傳輸技術(TransferJet)大致上是一種通過利用電場耦合作用來傳輸信號的方法，并且這種通信裝置的高頻耦合器包括處理高頻信號的通信電路單元、布置在離地面特定高度處的耦合電極以及有效地向耦合電極供應高頻信號的諧振單元。

利用弱UWB的近距離無線傳輸具有約2至3cm的通信距離，沿橫向及縱向具有大致相同的寬度，不具有偏振波，并且具有大致半球拱頂狀的通信范圍。為此，需要通過在用于執行數據傳輸的通信裝置之間使耦合電極適當地彼此相對來促成電場耦合。

如果將近距離無線傳輸的功能單元制造的較小，則功能適于被加入并且可被安裝在各種不同類型的信息設備(例如，個人電腦或移動電話等)中。但是，如果減小了高頻耦合器中的耦合電極的尺寸，則存在通信范圍尤其沿橫向縮小的問題。例如，如果在信息設備的殼體表面上標記出表明高頻耦合器被嵌入的位置的目標點，則使用者可著眼于目標點實施對準。但是，如果橫向通信范圍較窄，則在目標點與其他設備相鄰時目標點會被其他設備的影子遮蔽，由此導致對目標點實施對準但出現沿橫向偏離其中心的情況。

為了提高在實際使用近距離無線傳輸功能時的可用性，需要擴展沿橫向的通信范圍。但是，如果僅簡單增大高頻耦合器中耦合電極的尺寸，則在耦合電極的表面上會產生駐波。此外，因為在駐波的振幅沿相反方向行進的部分處分布有不同極性的電荷并且具有不同極性的兩個相鄰電場的電場會被抵消，故會出現具有高強度及低強度電場的位置。具有低強度電場的位置變為靜點(零點(null?point))，其中即使在通信對方的耦合電極被對準時，也不能輕易獲得良好的電場耦合效果。

發明內容

希望本發明提供一種極佳的高頻耦合器及通信裝置，其能夠實現在利用高頻寬帶的弱UWB通信方法中的近距離大量數據傳輸。

還希望本發明提供一種極佳的高頻耦合器及通信裝置，其能夠在利用弱UWB不具有偏振波的近距離無線傳輸中確保沿橫向的足夠通信范圍。

根據本發明的實施例，提供了一種高頻耦合器，包括：接地部；耦合電極，其面向所述接地部，并且被支撐成間隔開相對于高頻信號的波長可忽略的高度；以及諧振單元，其用于使經由傳輸路徑流入所述耦合電極的電流增大；其中，所述耦合電極在具有第一極性的電荷被累積的位置處具有彎折部分，使得當高頻信號經由所述傳輸路徑向所述耦合電極輸入并產生駐波時，具有第二極性的電荷在朝向電場的輻射方向的前面中聚集；并且其中，形成微小偶極子，所述微小偶極子由將累積在所述耦合電極中的電荷的中心與累積在所述接地部中的鏡像電荷的中心連接的線段構成，并且朝向彼此面對布置使得沿所述微小偶極子的方向形成的角度θ大致為0度的通信對方側的高頻耦合器發送所述高頻信號。

根據本發明的實施例，所述高頻耦合器具有彎折部分，所述彎折部分形成在從所述耦合電極的末端起的每個約1/2波長的奇數倍的部分中。