CN101635585A - 通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信设备，它包括：电容耦合电极，与相邻的导体或相邻的电介质电容耦合，并使该导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件；和匹配电路，其连接至电容耦合电极，当导体或电介质与电容耦合电极相邻且与之电容耦合时，匹配导体或电介质的阻抗以使该导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件。

Description

通信设备

技术领域

本发明涉及一种通信设备。

背景技术

用于无线电通信的天线在接收到预定频率的发射信号(电压或电流)的输入之后辐射用于无线电通信的电磁波(无线电波)。相反，天线还接收电磁波，并转换为接收信号(电压或电流)。这里，当天线具有与用于无线电通信的波长对应的长度时，可改进电磁波的接收灵敏性和发射效率。

因而，通常趋向于将天线元件(天线线路)的长度设置为电磁波的四分之一波长的近似整数倍。具体地讲，这样的天线元件的长度为设计用于中程通信或远程通信的天线的重要因素。它也与短范围通信类似。另一方面，如在日本专利申请公开No.2007-36439中所公开的，关于近程通信，最近已经开发了利用人体作为发射路径的人体通信的技术。然而，由于人体被用作发射路径，所以通信距离受限。因此，难以将人体通信技术应用于中程通信或远程通信。

发明内容

顺便一提，可携带的小型电器，诸如蜂窝电话、便携式电视机和笔记本PC(个人计算机)随着电子技术的最新进展而广泛地普及。这些装置设有通信功能，包括仅接收广播波的情况，这些装置看起来是一种通信设备。因而，通信设备的尺寸缩小。这里，用于无线电通信的电磁波使用各种频率。波长与频率的倒数成正比。因此，例如，低频电磁波的波长将较长。这里，在大多数情况下，希望将上述天线元件的长度(以下，也称为元件长度)设置为四分之一波长的整数倍。因此，对于长波长的低频电磁波，元件长度较长。以这种方式，缩小用于低频电磁波的通信设备的尺寸在技术上与制造特性适于低频电磁波的天线元件相矛盾。因此，难以制造小型且高效的天线。因此，难以成功地实现通信设备尺寸的缩小和电磁波的发射和接收特性的改进。

鉴于以上问题，提出本发明，期望提供一种新改进的可增强发射和接收特性的小型通信设备。

根据本发明的实施例，提供一种包括电容耦合电极和匹配电路的通信设备，所述电容耦合电极与相邻的导体或相邻的电介质电容耦合，并使该导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件，所述匹配电路被连接至电容耦合电极，并且当导体或电介质相邻并且互相电容耦合时，该匹配电路匹配导体或电介质的阻抗，以使该导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件。通常，损耗小的诸如金属材料的导体用于天线元件。然而，由于发射交流信号的能力，电介质可被用作天线元件。在这种情况下，当导体或电介质不相邻时，不匹配阻抗。

利用这种配置，耦合电极能够与相邻的导体或电介质电容耦合。然后，耦合电极和匹配电路可使耦合的导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件。因此，可不必在通信设备中保留用于容纳天线元件的空间。另外，可改进预定频率的电磁波的发射和接收特性。

匹配电路可被配置为使导体或电介质与电容耦合电极电容耦合时的电压驻波比变得比导体或电介质不与电容耦合电极电容耦合时的电压驻波比更接近于1。

该通信设备可包括绝缘部件，该绝缘部件在电容耦合电极和与电容耦合电极相邻的导体或电介质之间实现绝缘。

所述导体或电介质可以是人体。

可将电容耦合电极形成为比相邻的人体投影到电容耦合电极的形状更大的平板形。

电容耦合电极可使所述导体或电介质用作用于波长与所述导体或电介质的长度处于相同级别的电磁波的天线元件。

该通信设备可包括处理单元，该处理单元根据由用作用于预定频率的电磁波的天线元件的导体或电介质接收的接收信号的存在或不存在来执行预定处理。

该通信设备可包括多个电容耦合电极，其中，所述处理单元可根据多个电容耦合电极中哪个电极已经接收到接收信号来确定在预定的处理中将执行哪项处理。

所述处理单元可根据接收信号的存在或不存在来确定是否提供预定服务。

当接收到接收信号时，所述处理单元可使外部处理设备进行预定的处理。

所述电容耦合电极可使导体或电介质用作接收广播波的天线元件。

根据以上描述的本发明的实施例，可实现尺寸缩小以及发射和接收特性的改进。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的通信设备的配置的解释性视图；

图2A是示出根据本实施例的通信设备的操作的解释性视图；

图2B是示出根据本实施例的通信设备的操作的解释性视图；

图2C是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第一示例的解释性视图；

图2D是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第二示例的解释性视图；

图2E是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第三示例的解释性视图；

图3是示出根据本发明的第二实施例的通信设备的解释性视图；

图4A是示出根据本发明的第三实施例的通信设备的解释性视图；

图4B是示出根据本发明的第三实施例的通信设备的解释性视图；

图5A是示出根据本发明的第四实施例的通信设备的解释性视图；

图5B是示出根据本发明的第四实施例的通信设备的解释性视图；

图6A是示出根据本发明的第五实施例的通信设备的解释性视图；

图6B是示出根据本发明的第五实施例的通信设备的解释性视图；

图7是示出根据本发明的第六实施例的通信设备的解释性视图；和

图8是示出根据本发明的第七实施例的通信设备的解释性视图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记来表示基本具有相同功能和结构的结构元件，并省略对这些结构元件的重复解释。

在根据本发明的每个实施例的通信设备中，例如，诸如人体的任意导体或电介质被用作元件长度为工作频率的四分之一波长的近似整数倍的天线元件。因此，可缩小通信设备的尺寸。另外，可改进通信设备的无线电通信的接收灵敏性和发射效率。以下，首先，为了易于理解，将描述通信设备的配置和操作等作为第一实施例。随后，将描述通信设备的示例性应用作为第二实施例及随后的实施例。也就是说，按以下顺序进行描述。

1.第一实施例

1.1通信设备的配置：图1

1.2通信设备的操作：图2A和图2B

1.2.1电容耦合的第一示例：图2C

1.2.2电容耦合的第二示例：图2D

1.2.3电容耦合的第三示例：图2E

1.3效果的示例

2.第二实施例：图3(广播波接收设备的应用)

3.第三实施例：图4A和图4B(自动售货机的应用)

4.第四实施例：图5A和图5B(外部处理设备的应用)

5.第五实施例：图6A和图6B(自动门的应用)

6.第六实施例：图7(人体通信的应用)

7.第七实施例：图8(多个通信设备的系统的应用)

以下，如图1所示，用“通信设备100”表示本发明的通信设备。在使用多个通信设备100的情况下，如图8所示，用“通信设备101至104”表示通信设备。基本上，与通信设备100类似地配置通信设备101至104，并适当地描述差别。另外，可使用预定频率的电磁波执行无线电通信的各种设备包括在“通信设备”中。例如，通信设备包括诸如普通的收音机和普通的电视机的接收设备，诸如基站的发射设备以及执行双向通信的通信设备例如蜂窝电话、收音机、最新的数字电视机。此外，在不包括发射电路和接收电路(即，处理单元130)的情况下，可将通信设备作为天线处理。该通信设备还可与例如第三至第五实施例中描述的另一装置一起构成一个系统。

<1.第一实施例>

如上所述，参考图1至图2E，描述根据本发明的第一实施例的通信设备，作为本发明的各个实施例的通信设备的代表性例子。

<1.1通信设备的配置>：图1

图1是示出根据本发明的第一实施例的通信设备的配置的解释性视图。

如图1所示，根据本实施例的通信设备100包括耦合单元110、匹配电路120和处理单元130。

耦合单元110被配置为：当相邻地布置预定的导体或电介质时，耦合单元110与该导体或电介质电容耦合。因此，耦合单元110包括耦合电极111和绝缘单元112。

耦合电极111为实现电容耦合的电容耦合电极的例子。例如，耦合电极111由诸如金属材料的导体形成。

例如，将耦合电极111形成为如图1所示的平板形，以便与从X轴方向的正值侧靠近的预定导体或电介质容易地电容耦合。然而，耦合电极111的形状不限于平板形。在不是平板形的情况下，希望将耦合电极111形成为与和耦合电极111相对的、发生电容耦合的相对侧导体或电介质的表面类似的形状。在没有限定相对侧导体或电介质的形状的情况下，希望耦合电极111的形状为如图1所示的平板形。通过将耦合电极111形成为上述的形状，可以加强与相对侧导体的耦合。

在将耦合电极111形成为平板形的情况下，希望将耦合电极111形成为比相对侧导体或电介质投影到耦合电极111的形状大。因而，可通过扩大平板形耦合电极111的面积来进一步加强电容耦合。如后所述，当假设人的身体(即，人体)被用作耦合相对物的导体或电介质并且人体靠近耦合电极111的情况时，例如，在耦合电极111和用作电介质的人体之间可能有鞋或衣服。然而，通过扩大耦合电极111的面积，即使当这样的介入物质存在时，耦合电极111也能够充分地进行电容耦合。通过人为地用电容器代替电容耦合来定性地描述为什么可通过耦合电极111的形状或面积来加强电容耦合的原因。将耦合电极111和相对侧导体或电介质的相对表面与用两个电极构成的电容器相比，这个电容器的电容C与距离成反比，与面积成正比。因此，可通过将耦合电极111的形状形成为距离均匀地小并且面积大来加强电容耦合。以下，将耦合电极111被形成为平板形的情况作为例子进行描述。

由于耦合电极111与上述预定导体或电介质的电容耦合，该导体或电介质被用作用于预定频率的电磁波(以下也称为工作电磁波)的天线元件。此时，希望将工作电磁波的频率设置为使其波长与该导体或电介质的长度处于相同的级别。此外，在提供稍后描述的匹配电路120的情况下，希望将工作电磁波的频率设置为使其波长与配置有匹配电路120和导体或电介质的天线的元件长度处于相同的级别。顺便一提的是，稍后详细地描述耦合相对物的预定导体或电介质及其作为天线元件的操作。

绝缘单元112在耦合电极和被布置为与耦合电极111相邻的耦合相对物的导体之间实现绝缘。例如，绝缘单元112由绝缘材料形成，并被布置为在与导体相对的部分上覆盖耦合电极111。图1示出绝缘单元112覆盖X轴方向的正值侧的表面的情形，由于耦合电极111被形成为平板形，所以导体以分层的方式与所述表面相邻。然而，在耦合电极111被形成为另一形状的情况下，也可使绝缘单元112形成为仅覆盖与导体相对的部分或者覆盖整个耦合电极111。

通过提供绝缘单元112，耦合单元110可稳定地与耦合相对物的导体进行强电容耦合。在不提供绝缘单元112的状态下，例如，当将导体与耦合电极111直接接触(即，直接连接)的情况与导体和耦合电极111相邻但有空隙(即，电容耦合)的情况进行比较时，在天线元件和耦合电极111之间流动的电流量有非常大的差别。当导体被用作天线元件时，这样大的电流变化可引起从导体辐射的电磁波的幅值的很大偏差。类似地，在由天线元件接收电磁波的情况下，可引起接收信号的幅值的很大偏差。这里，通过预先用绝缘单元112覆盖耦合电极111，导体与绝缘单元112接触。因而，可使导体和耦合电极111之间的距离保持恒定，并可使电容耦合的强度稳定。换句话说，绝缘单元112可使通信设备100的通信状态变稳定。在人体被用作耦合相对物的电介质并且耦合电极111由金属材料形成的情况下，取决于个人可能发生金属过敏。绝缘单元112使得耦合电极111能够与具有这样的过敏反应的人安全地电容耦合。

匹配单元120连接至耦合电极111，并匹配相对侧导体或电介质的阻抗，以使与耦合电极111耦合的导体或电介质可用作用于工作电磁波的天线元件。图1示出集总常数类型的匹配电路的例子，所述匹配电路包括与发射路径串联的电感121以及一端连接在电感121和耦合电极111之间而另一端接地的电容122。这里，匹配电路120的构造不限于如图1所示的集总常数类型。除了其它集总常数类型之外，肯定可采用分布常数类型的匹配电路或者组合集总常数类型和分布常数类型的匹配电路。

匹配电路120被配置为使在与耦合电极111电容耦合的导体或电介质和匹配电路120自身上由工作电磁波的频率产生的VSWR(电压驻波比)接近于1。换句话说，匹配电路120被配置为在工作电磁波的频率上针对预定的导体或电介质来设置每个部分(例如，电感121和电容122)的容量。例如，首先，确定工作电磁波的频率和将用作天线元件的导体或电介质。然后，形成具有耦合电极111的耦合单元110。所确定的导体或电介质靠近耦合电极111，以便被电容耦合。然后，利用网络分析器等来构造电源线和耦合电极111之间的匹配电路120，以使VSWR接近于1。结果，匹配电路120可被配置为能够使所确定的导体或电介质用作在所确定的频率上具有优选特性的天线元件。利用如上配置的匹配电路120，例如，通信设备100可人为地将导体或电介质的长度延长或缩短为满足以下条件的长度：即使当导体或电介质比工作电磁波的四分之一波长的整数倍短或长时，该导体或电介质也可有效地用作天线元件。因此，通信设备100可将匹配电路120和导体或电介质的总长度设置为工作电磁波的四分之一波长的近似整数倍，并且通信特性可得到改进。这里，在这种情况下，当某一长度的导体或电介质没有被电容耦合时，未进行匹配，VSWR变大。

然而，在仅通过导体或电介质可保证优选的通信特性的情况下，例如在导体或电介质的长度近似等于工作电磁波的四分之一波长的整数倍的情况下，不必提供匹配电路120。在根据本实施例的通信设备100中，希望预先确定可用作天线元件的导体或电介质。然而，导体的长度并不总是一致的。由于导体或电介质的长度的这种偏差将造成与工作电磁波的四分之一波长的整数倍的偏差，所以通信特性(例如，接收灵敏性和发射效率等)受到影响。于是，通过如在本实施例中那样布置匹配电路120，可减小导体或电介质的长度偏差相对于用匹配电路120和导体或电介质人为地形成的天线的元件长度的比值。因而，匹配电路120可抑制导体或电介质的长度偏差而稳定通信特性。

以下，在描述作为剩余结构的处理单元130之前描述导体或电介质及其长度。

在本实施例中，如上所述，预先确定与耦合电极111电容耦合并且实现流过交流信号的天线元件的功能的导体或电介质。可采用各种物质作为导体或电介质，只要交流信号可流过该导体或电介质即可，诸如人的身体(以下，也仅称为人体)、动物的身体和植物等生物；汽车、铁路车辆、自行车、船等交通工具；桥梁、建筑、房屋等结构；窗扇、门、把手等构件；其它电器等。这里，导体或电介质的长度表示不限于特定长度的各个部分的长度。例如，在电介质为人的情况下，长度表示人体的高度、宽度、手的大小、脚的宽度等。换句话说，如同小提琴的谐振波长不限于小提琴本体的纵向长度一样，导体或电介质的长度不限于最长的长度。以下，为了方便描述，人体被用作电介质，身高被用作电介质的长度。虽然损耗比金属材料的损耗大，但是人体为发射在一定程度上可发射高频信号的电介质。因此，根据本实施例的通信设备100可使人体代替金属材料用作天线的辐射元件的一部分。

处理单元130依次经由匹配电路120和耦合电极110将工作电磁波的频率的发射信号(例如，高频信号)输入到用作天线元件的人体。此外，处理单元130获取由用作天线元件的人体接收的接收信号。因而，优选地，例如，处理单元130至少具有发射功能和接收功能中的任何一个。在通信设备100被用作发射设备的情况下，处理单元130包括电源、振荡电路和调制电路，并将其产生的高频信号输出到匹配电路120。结果，通信设备100可从部分由人体构成的天线元件将通信用的工作电磁波辐射到外部。另一方面，在通信设备100被用作接收设备的情况下，可通过布置接收工作电磁波的频率的接收信号的接收电路，通过部分由人体构成的天线元件接收工作电磁波。

这里，处理单元130可具有执行其它处理的功能。在第二至第七实施例中描述这样的其它功能。

直到此刻，描述了根据本实施例的通信设备100的配置。

接下来，描述根据本实施例的通信设备100的操作。在通信设备100的操作的以下描述中，工作电磁波被发射。由于除了信号流程相反之外接收工作电磁波与发射工作电磁波几乎相同，所以省略多余的描述。

(1.2通信设备的操作)

图2A和图2B是描述根据本实施例的通信设备的操作的解释性视图。

图2A示出用作电介质的例子的人体与耦合电极111电容耦合的状态。另一方面，图2B示出人体没有与耦合电极111电容耦合的状态。

如图2A所示，在人体200与耦合电极111电容耦合的情况下，当从处理单元130接收信号时，人体200用作天线元件。因此，可作为天线元件以高辐射效率辐射期望频率的电磁波。

另一方面，如图2B所示，假设在人体200没有与耦合电极111电容耦合的情况下从处理单元130输入信号。在这种情况下，由于匹配电路120被配置为当人体200与耦合电极111电容耦合时匹配阻抗，所以在没有电容耦合的情况下信号的回波损耗变大。因此，通信设备100难以将电磁波辐射到外部。

上述与通信设备100接收电磁波的情况相同。当人体200与耦合电极111耦合时，从外部接收电磁波。然而，在没有耦合的情况下，接收信号变得极其微弱。

(1.2.1电容耦合的第一示例)

可考虑各种构造作为耦合电极111与人体200的电容耦合，即，与电介质的电容耦合。这里，描述电容耦合的构造的例子。

图2C是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第一示例的解释性视图。

如图2C所示，例如，可简单地通过由用户携带的耦合电极111使通信设备100与用户的人体200耦合。例如，即使在与用户的衣服接触、被携带在衣服或包里和被悬挂在皮带上的情况下，通信设备100也可与人体200耦合。在这些情况下，理想情况是将耦合电极111布置为面对人体200。

(1.2.2电容耦合的第二示例)

图2D是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第二示例的解释性视图。

如图2D所示，预先在预定的位置布置通信设备100。当用户保持人体200的一部分在耦合电极111的位置上方或者通过绝缘单元112触摸耦合电极111时，通信设备100可与人体200耦合。

作为第二示例，图2D示出通过用户的手指触摸通信设备100的情况。然而，不限于手指，可从诸如头、身体部分、手臂部分和腿部分的各个部分中选择用户触摸通信设备100的位置。作为上述的应用例子，也可考虑以下第三示例。

(1.2.3电容耦合的第三示例)

图2E是示出根据本实施例的通信设备的电容耦合的第三示例的解释性视图。

如图2E所示，在诸如地面、楼梯和椅子的位置上布置通信设备100，用户可站在这些位置上。当用户站在耦合电极111上时，通信设备100可与人体200耦合。在这种情况下，用户将不会意识到他/她自己的人体200正作为天线元件工作，他/她也不会意识到通信设备100的存在。这里，由于存在用户穿鞋的可能性，所以耦合电极111被构造为具有比用户的投影面积大的面积。通过这种构造，可加强用户的人体200和耦合电极111之间的电容耦合。

这里，电容耦合的示例为简单的例子。不必说，根据导体的类型，可能有多种应用例子。

(1.3效果的例子)

至此描述了根据本发明的第一实施例的通信设备100。

由于通信设备100具有耦合电极111，所以诸如人体200的外部导体或电介质可用于天线元件。因此，可以不必在通信设备100本身中保留用于容纳天线元件的空间。因此，可缩小通信设备100的尺寸。

例如，从在通信设备100被用于便携式装置的情况下保留用于天线的空间的角度看，可加大便携式装置的尺寸，或者使用与可在可接受的空间中布置的天线元件的长度对应的短波长的电磁波。此外，在这种情况下，在以一定程度上损耗通信特性为代价的情况下，使用相对于波长的小型天线。然而，通过根据本实施例的通信设备100，由于诸如人体的外部导体或电介质可被用作天线元件，所以可在缩小便携式装置的尺寸的同时改进发射和接收特性。顺便一提，天线的布置位置和尺寸对便携式装置的设计添加了约束。然而，通过根据本实施例的通信设备100，可极大地减少这样的设计约束，并可容易地改进设计性能。此外，如上所述，在人体200被用于导体或电介质的情况下，可在将通信设备100装在衣服或包里时来使用它。因此，用户可不通过他/她的手来操纵通信设备100。

接下来，在第二至第七实施例中描述使用根据第一实施例的通信设备100的应用示例。这里，不必说，除了以下被简单地描述为应用示例的实施例之外，还能够以不同的方式形成其它应用。

<2.第二实施例>

图3是示出根据本发明的第二实施例的通信设备的解释性视图。

图3示出通信设备100将人体200作为接收从基站300或卫星发射的广播波的天线元件的情况。

通常，通过工作广播波的波长来确定天线元件的长度。对于其元件长度与波长相比极短的天线，难以获得有效的增益。例如，最近开始的一段(1seg)广播使用超高频(UHF)的频带的广播波，该频带近似为470-770MHz。根据情况，可将波长扩展到几十cm。由于波长，而使得为享受简单的程序而开始的用于一段广播的便携式装置难以在容纳天线的情况下缩小尺寸。因此，在许多情况下，将天线布置在外部。然而，通过根据本实施例的通信设备100，例如，当用户手持通信设备100时，耦合电极111可与人体200电容耦合。结果，通信设备100可将人体200用作天线元件，并可使人体200与匹配电路120一起用作天线元件。因此，通过将通信设备100用于诸如便携式装置的小尺寸装置，可在具有高增益的天线的情况下进一步缩小装置的尺寸。在人体被用作发射用天线的发射一部分的情况下，当发射电压大时，可能存在对人的健康的影响的担心。然而，在人体被用作接收用天线的一部分的情况下，由于人体没有浸在比空气中原本存在的无线电波更多的信号中，所以可能不存在由于使用人体作为天线的一部分而导致的对人的健康的影响。

在本实施例的描述中，通信设备100接收广播波。作为另一应用例子，也可行的是，处理单元130根据由用作天线元件的人体200接收的接收信号的存在或不存在来执行预先建立的预定处理。通过普通的通信设备，由用户或者由分离的控制器执行发射、接收等处理的切换。然而，通过处理单元130，可通过人体200是否与耦合电极111接触来进行切换。换句话说，处理单元130可用作开关。在第三至第五实施例中描述处理单元130执行预定的处理的应用例子。

<3.第三实施例>

图4A和图4B是示出根据本发明的第三实施例的通信设备的解释性视图。

在本实施例的应用例子中，通信设备100具有多个耦合电极111。换句话说，通信设备100具有多组耦合电极111和匹配电路120。然后，处理单元130可根据多个耦合电极111A至111C中哪个耦合电极接收到接收信号来确定将执行多个预先建立的预定处理中的哪项处理。在图4A中，示出自动售货机400作为具有多个耦合电极111A至111C的例子。

在本实施例中，将多个耦合电极111A至111C作为选择自动售货机400销售的商品的选择按钮提供给自动售货机400。然后，用户携带另一用户通信设备410。

首先，用户通过人体200选择耦合电极111A至111C中的任何一个。换句话说，用户触摸耦合电极111A至111C中的一个，例如，耦合电极111B。然后，将用户的人体200用作天线元件的耦合电极111B接收从用户通信设备410辐射的电磁波，并将接收信号发射到处理单元130。获得接收信号的处理单元130指定耦合电极111B接收。然后，处理单元130确定将执行分配给耦合电极111B的处理，并执行该处理。例如，如图4B所示，处理单元130将与耦合电极111B对应的商品430卸货到商品接收端口420。此外，也可行的是，处理单元130通过经由耦合电极111B、人体200、电磁波等与用户通信设备410通信来对包含在用户通信设备410中的电子货币功能块收费。

以这种方式，如在本实施例中那样，通过将通信设备100应用于自动售货机400等，可根据用户是否触摸耦合电极111来进行是否执行通信的切换。因而，用户可在没有意识到通信设备100的情况下通过处理单元130切换包括通信处理在内的预定处理的ON/OFF。这里，当将多个普通的天线布置成彼此相邻时，可能担心天线之间的耦合发生干扰。然而，对于根据本实施例的通信设备100，在没有被用户触摸的耦合电极111A、111C处没有天线元件。因而，耦合电极111A、111C难以将电磁波辐射到外部，并且难以接收辐射的电磁波。因此，即使当如图4A和图4B所示将多个耦合电极111布置成相邻时，在耦合电极111之间也没有干扰。可仅经由通过与人体200耦合而变得有效的耦合电极111来进行通信。这里，不必说，当仅提供一个耦合电极111时，可获得类似的效果。

<4.第四实施例>

图5A和图5B是描述根据本发明的第四实施例的通信设备的解释性视图。

根据本实施例的通信设备100可根据接收到接收信号的发生来确定是否提供预定服务。此时，通信设备100可使外部通信设备500(外部处理设备的示例)供应服务。

作为通信设备100的例子，如图5A和图5B所示，根据本实施例的通信设备100被嵌入到地面上。然后，在外部布置外部通信设备500。在这种情况下，如图5A所示，人体200不用作天线元件，通信设备100不与外部通信设备500通信，除非人体200站在通信设备100上。另一方面，当人体200站在通信设备100上时，人体200用作天线元件，并且通信设备100变得能够与外部通信设备500通信。例如，当将上述通信设备100应用于美术馆或博物馆中的语音向导时，外部通信设备500可切换是否提供语音向导。

此外，作为根据接收到接收信号的发生而使外部通信设备执行预定处理的通信设备100的另一例子，可实现图6A和图6B中示出的第五实施例。

<5.第五实施例>

图6A和图6B是示出根据本发明的第五实施例的通信设备的解释性视图。

根据本实施例的通信设备100使用作外部处理设备的自动门600执行预定的处理。

例如，如图6A所示，在自动门600前面的地面嵌入通信设备100。可行的是，当没有接收信号时，如图6A所示，通信设备100使自动门600关闭，当存在接收信号时，如图6B所示，使自动门600打开。在这种情况下，也可行的是，将用户的标识信息存储在用户通信设备610的存储器中，并且用户通信设备610将标识信息与将要发射的信号一起发射到通信设备100发射。因此，也可行的是，通信设备100可识别接收信号中包含的标识信息，以便仅为认证的用户打开门或者向用户收费。此外，也可行的是，通过记录谁已通过门来管理进出信息。

直到此刻，描述了根据本发明的第一实施例的通信设备100的应用例子。然而，这些应用例子仅仅是通过使用通信设备100而变得可行的应用例子的一些部分，其它应用也可被实现。因而，通过根据本发明的第一实施例的通信设备100，可实现大量的应用例子。通过将诸如人体200的导体或电介质用作天线元件，通信设备100可用于各种应用。

在第二至第五实施例中，用作天线元件的导体或电介质与一个通信设备100电容耦合。然而，也可行的是，提供多个根据第一实施例的通信设备100，并且单个导体与通信设备耦合。接下来，在第六实施例中描述上述例子。

<6.第六实施例>

图7是示出根据本发明的第六实施例的通信设备的解释性视图。

图7示出根据本实施例的通信设备101、102之一被布置在地面而另一通信设备由用户携带的情况。在这种情况下，由用户携带的通信设备101与用户的人体200电容耦合。另外，当用户站在通信设备102上时，通信设备102与同一用户的人体200电容耦合。换句话说，用户的人体200用作通信设备101的天线元件以及通信设备102的天线元件。在这种情况下，可通过直接将用户的人体200用作通信介质而不使用空气中的电磁波来执行通信设备101、102之间的通信。在这种情况下，由于不使用电磁波，所以与第二至第五实施例相比，能够以极小的传输损耗实现通信信号的发射和接收。例如，在通信设备101用于非接触式IC卡并且通信设备102用于其读取器/写入器的情况下，可在用户不将非接触式IC卡保持在读取器/写入器上的情况下自由地执行它们之间的通信。作为其应用例子，通信设备101、102可执行与车站的自动售票门和门钥匙类似的功能。此外，例如，也可行的是，通信设备101同时具有识别和对通过自动售票门的收费的功能、门钥匙的功能以及在第二至第五实施例中描述的功能。在这种情况下，通信设备101可如在本实施例中那样将用户的人体200用作通信介质，并且通信设备101可如在前述实施例中那样将用户的人体200用作用于电磁波的天线元件。因此，通过这些通信设备100、101和102，可集成多个通信设备，并可共同提供由每个通信设备提供的服务。

此外，如多个通信设备100共享单个人体200的情况那样，也可行的是，通过复杂地组合相对于电磁波的天线元件的使用和通信介质的使用来提供新的服务。作为这样的例子，描述第七实施例。

<7.第七实施例>

图8是示出根据本发明的第七实施例的通信设备的解释性视图。

在图8中，通信设备101、103分别由两个用户携带，通信设备102、104被布置在地面上。然后，在图8中，一个用户的人体201在通信设备102上，另一用户的人体202在通信设备104上。在这种情况下，通信设备101和通信设备102通过将一个用户的人体201用作通信介质而进行通信。然后，通信设备103和通信设备104通过将另一用户的人体202用作通信介质而进行通信。这里，这种通信被称为“人体有线通信”。相反，由于用户的人体201、202还用作用于每一个通信设备101、102、103、104的天线元件，所以电磁波从人体201、202发射。这里，使用电磁波的通信被称为“人体无线通信”。

如在第六实施例中所述，由于与人体无线通信相比人体有线通信具有极小的传输损耗，所以其增益变大。因此，在图8所示的情况下，虽然用于人体无线通信的电磁波干扰人体有线通信，但是由于增益彼此明显不同，所以可抑制影响。因此，在图8所示的情况下，用户可分别独立地进行人体有线通信而彼此不影响。

另一方面，当一个用户(例如，人体201的用户)离开通信设备102时，例如，通信设备101变得可接收从人体202发射的电磁波。因此，通信设备101可与至少通信设备103、104中的任何一个进行人体无线通信。此外，当另一用户(例如，人体202的用户)也离开通信设备104时，例如，通信设备103变得可接收从人体201发射的电磁波。以这种方式，通信设备103和通信设备101之间的通信变得可行。

在本实施例中，例如，假设通信设备101、103为具有呼叫功能和语音答复功能的通信设备，并且假设通信设备102、104为博物馆或美术馆中的语音向导系统。在这种情况下，当用户到达预定位置时，语音向导被从通信设备102、104发射到通信设备101、103。然后，通信设备101、103可向用户提供语音。当没有提供语音向导时，可通过执行通信设备101、103之间的通信来执行用户之间的对话。因此，可铺设一种提供新的服务的方式。能够以不同的方式应用通过这样的复杂通信系统实现的服务例子。这里，特别指出服务不限于上述例子。

本申请包含与在2008年7月24日向日本特许厅提交的日本优先权专利申请JP 2008-191490中公开的内容相关的主题，在此通过引用将其整体并入。

本领域的技术人员应该理解，各种修改、组合、次组合和改变可根据设计要求和其它因素而发生，只要它们在权利要求或其等同物的范围内。

例如，虽然匹配电路120在上述实施例中被配置为可使阻抗匹配于预定的导体或电介质，但是也可行的是，例如，根据电容耦合的导体或电介质改变每个结构元件。在这种情况下，也可行的是，例如，匹配电路120包括容量彼此不同的多组电感121和电容122以及根据耦合导体的类型而选择实际使用的其中一组的开关。此外，也可行的是，例如，匹配电路120包括可变容量型的电感121、可变容量型的电容122以及根据耦合导体的类型而可变地改变容量的控制单元。在这种情况下，为了确定耦合导体的类型且可根据该类型进行匹配，匹配电路120可被配置为包括用于监视VSWR或电源的检测器。

Claims (11)

1.一种通信设备，包括：

电容耦合电极，与相邻的导体或相邻的电介质电容耦合，并使该导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件；和

匹配电路，连接至所述电容耦合电极，并且当所述导体或电介质与所述电容耦合电极电容耦合时，匹配所述导体或电介质的阻抗以使所述导体或电介质用作用于预定频率的电磁波的天线元件。

2.根据权利要求1所述的通信设备，

其中，所述匹配电路被配置为使所述导体或电介质与所述电容耦合电极电容耦合时的电压驻波比变得比所述导体或电介质不与所述电容耦合电极电容耦合时的电压驻波比更接近于1。

3.根据权利要求1或2所述的通信设备，还包括：

绝缘部件，该绝缘部件在所述电容耦合电极和与所述电容耦合电极相邻的导体或电介质之间实现绝缘。

4.根据权利要求1或2所述的通信设备，

其中，所述导体或电介质是人体。

5.根据权利要求4所述的通信设备，

其中，所述电容耦合电极被形成为比相邻的人体投影到所述电容耦合电极的形状更大的平板形。

6.根据权利要求1或2所述的通信设备，

其中，所述电容耦合电极使所述导体或电介质用作用于波长与所述导体或电介质的长度处于相同级别的电磁波的天线元件。

7.根据权利要求1或2所述的通信设备，还包括：

处理单元，根据由用作所述用于预定频率的电磁波的天线元件的导体或电介质接收的接收信号的存在或不存在来执行预定处理。

8.根据权利要求7所述的通信设备，包括多个所述电容耦合电极，

其中，所述处理单元根据所述多个电容耦合电极中哪个电极已经接收到接收信号来确定在预定的处理中将执行哪项处理。

9.根据权利要求7所述的通信设备，

其中，所述处理单元根据接收信号的存在或不存在来确定是否提供预定服务。

10.根据权利要求9所述的通信设备，

其中，当接收到接收信号时，所述处理单元使外部处理设备进行预定的处理。

11.根据权利要求1或2所述的通信设备，

其中，所述电容耦合电极使所述导体或电介质用作接收广播波的天线元件。

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