CN102593558B - 电磁耦合器及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供维持与以往同等的耦合强度并且实现更大的耦合范围的电磁耦合器及搭载了电磁耦合器的信息通信设备。该电磁耦合器具备：各自分离地形成于第一平面上的多个导电图形(2)；形成于与第一平面平行的第二平面上且被接地的接地图形(3)；相对于第一平面和第二平面垂直地形成并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且一端与多个导电图形中的一个导电图形连接，向另一端与接地图形之间供电的第一线状导体(4)；以及相对于第一平面和第二平面垂直地形成并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且相对于多个导电图形的各个形成一个以上，连接多个导电图形的各个与接地图形的多个第二线状导体(5)。

Description

电磁耦合器及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备

技术领域

本发明涉及适合于在近距离地配置的信息通信设备间使用静电场或感应电场传递信息的无线通信系统的电磁耦合器及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

背景技术

作为现有的电磁耦合器有专利文献1中记载的电磁耦合器。该电磁耦合器(高频耦合器)利用高频信号传输路径连接平板上的电极和串联感应器、并联感应器而构成。另外，电磁耦合器配置在发送机或接收机等信息通信设备上。在将该发送器和接收器配置成各自的电磁耦合器的电极彼此相面对时，两个电极间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15以下的情况下，两个电极通过纵波的静电场成分而耦合，作为一个电容进行动作，由于作为全体如带通滤波器那样动作，因此能够在两个电磁耦合器间高效地传递信息。另外，两个电极间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15～8λ/15的情况下，可以利用纵波的感应电场进行信息的传递。

另一方面，在电磁耦合器间为一定值以上的远距离的情况下，不能进行信息的传递。因此，具有如下特征：不会因由电磁耦合器产生的电磁波而妨碍其他无线通信系统，而且使用具备电磁耦合器的信息通信设备的无线通信系统不会从其他无线通信系统受到干涉。基于这些特征，根据使用了以往的电磁耦合器的无线通信系统，可以在近距离使用纵波的静电场若或感应电场，利用使用宽带信号的UWB(UltraWideBand)通信方式在信息通信设备间进行大容量的数据通信。

在专利文献1的电磁耦合器中，更具体地说，在形成于圆柱状的电介体上的通孔中填充导体，并且在圆柱状的电介体的上端面形成作为电极的导体图形，将该圆柱状的电介体安装在形成有作为高频传输路径的导体图形的印制电路板上，通过通孔内的导体连接高频传输路径和电极。通孔内的导体代替上述的串联感应器，高频传输路径和接地图形通过并联感应器而连接。若向该电磁耦合器进行供电，则利用通孔内的导体，在与通孔内的导体(通孔内的导体中流动的电流)平行的方向发生电场的纵波，利用该纵波传递信息

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第4345851号公报

专利文献2：日本特开2006-121315号公报

非专利文献

非专利文献1：羽石操、及另外两人，“小型、平面天线”社团法人电子信息通信学会，p.23

电磁耦合器内装于例如、个人电脑(个人计算机)或便携电话、数字摄像机等，用于相互接收发送影视图像等的数据。电磁耦合器由于内装于便携电话或数字摄像机等小型设备内，因此要求薄型化。

然而，在专利文献1的电磁耦合器中，为了薄型化，必需缩短圆柱状的电介体，导致通孔内的导体变短。若通孔内的导体变短，则由通孔内的导体发生的电场变小，信息传递所使用的电场的纵波也变小，因此产生发送侧的电磁耦合器和接收侧的电磁耦合器之间的耦合强度变小之类的问题。

另外，由于发送侧的电磁耦合器和接收侧的电磁耦合器之间的耦合强度变小，因此若发送侧的电磁耦合器和接收侧的电磁耦合器之间的距离变长，则不能进行信息的传递，相对于发送侧的电磁耦合器，接收侧的电磁耦合器的位置稍微偏移，就会产生部能传递信息之类的问题。

更具体地说，平行地配置两个电磁耦合器的情况下，考虑两个电磁耦合器的中心如在一条直线上那样平行地相对配置时，以通过两者中心的直线为Z轴的笛卡尔坐标轴，如果Z轴的两个电磁耦合器间的距离为一定，则X轴及Y轴的两个电磁耦合器间的距离、和两个电磁耦合器间的耦合强度成为负的相关关系。这是因为，电磁耦合器使用从电极产生的纵波进行无线通信，但伴随着X轴及Y轴的两个电磁耦合器间的距离的增加，与作为纵波的发生源的电极的距离变大。因此，在使用两个电磁耦合器进行无线通信时，若上述的X轴及Y轴的两个电磁耦合器间的距离变大，则耦合强度降低，根据情况会产生不能进行无线通信之类的问题。

以下，在本说明书中，在将Z轴的两个电磁耦合器间的距离设为一定值的情况，将可进行无线通信的X轴及Y轴的范围称为耦合范围。在电磁耦合器中，希望耦合范围大，以免少许的位置偏移便会给无线通信造成障碍。

再有，在专利文献1的电磁耦合器中，若实现薄型化则电极靠近接地，导致阻抗特性(相对于频率的阻抗特性)变得陡峻，对此，由于供电系统的输入阻抗是一定的，因此还产生能够使用的频带(也就是电磁耦合器与供电系统之间的匹配条件良好的频带)变得狭窄之类的问题。

另外，在专利文献1的电磁耦合器中，两个电磁耦合器的电极间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15以下的情况，虽然通过实现带通滤波器而高效地传递信息，但是在与对方的电磁耦合器的相性不好的情况下，存在信号传递的效率劣化之类的问题。

再有，例如，在将专利文献1的电磁耦合器搭载在装置内部进行无线通信的情况下，在电磁耦合器间具有包含电介体的装置的罩等，由此，电磁耦合器间的介电常数发生变化。此时，两个电磁耦合器的电极间的电容值发生变化，带通滤波器的频率特性发生变化，根据情况，存在所期望的频带的信息传递特性劣化之类的问题。这种情况下，即使根据这些介电常数的变化来进行电磁耦合器的设计，进行无线通信的装置为另外不同的装置的情况下，电磁耦合器间的介电常数成为另外不同的值，同样地导致无线通信的信息传递特性劣化。

另外，在专利文献1的电磁耦合器中，两个电磁耦合器的电极间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15～8λ/15的情况下，虽然利用纵波的感应电场成分进行信息传递，但此时两个电磁耦合器的配置与周围环境为一定的情况下，信息传递特性依赖于电磁耦合器与供电系统之间的匹配条件。也就是，匹配条件良好的情况下，从电磁耦合器向包含供电系统在内的通信组件的信号强度变大，相反，在匹配条件不好的情况下，从电磁耦合器向包含供电系统在内的通信组件的信号强度变小。

因此，在专利文献1的电磁耦合器中，必须进行电磁耦合器的设计，以在电磁耦合器间的距离(两个电极间的距离)为所使用的频率的波长的2λ/15以下的情况下，实现带通滤波器，而且使电磁耦合器间的距离所使用的频率的波长的2λ/15～8λ/15的情况下的匹配条件变得良好。因此，例如在电磁耦合器间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15～8λ/15的情况下，信号强度不充分时，需要也包含电磁耦合器间的距离为所使用的频率的波长的2λ/15以下的场合实现带通滤波器在内再设计，电磁耦合器的设计花费时间和劳力。再有，所使用的频带为宽带的情况下，需要实现更多匹配条件适当的频率，更加花费设计方面的时间和劳力。

发明内容

因此，本发明的目的在于，解决上述课题，提供一种维持与以往同等的耦合强度，并且实现更大的耦合范围的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

另外，本发明的目的在于，提供一种即使做成薄型的情况下也能够提高耦合强度，而且使所使用的频带成为宽带的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

再有，本发明的目的在于，提供一种维持与以往同等的信息传递特性，并且信息传递特性基本上不依赖于电磁耦合器间的介电常数的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

另外，本发明的目的在于，提供一种维持与以往同等的信息传递特性，并且可容易地进行与供电系统的匹配调整及频带调整的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

本发明是为了实现上述目的而提出的技术方案，是一种电磁耦合器，具备：多个导电图形，该多个导电图形形成于第一平面上并且各自分离地形成；接地图形，该接地图形形成于与上述第一平面平行的第二平面上且被接地；第一线状导体，该第一线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且一端与上述多个导电图形中的一个导电图形连接，向另一端与上述接地图形之间供电；以及多个第二线状导体，该多个第二线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且相对于上述多个导电图形的各个形成一个以上，连接上述多个导电图形的各个与上述接地图形。

优选上述第一平面是印制电路板的一个面，上述第二平面是上述印制电路板的另一个面，上述第一线状导体和上述第二线状导体是在形成于上述印制电路板的通孔内部形成的导体。

优选连接上述第一线状导体的上述导电图形形成为相对于与上述第一线状导体的连接点点对称的形状，在连接上述第一线状导体的上述导电图形上，在俯视时相对于上述第一线状导体成为点对称的位置上，连接有多个上述第二线状导体。

优选上述多个第二线状导体形成于相对于上述第一线状导体点对称的位置上。

优选上述多个导电图形形成为点对称的形状，上述多个第二线状导体形成于相对于所连接的上述导电图形的对称点点对称的位置上。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的俯视时呈正方形的第一导电图形；以及以包围该第一导电图形的周围的方式形成为俯视时呈正方形的框状的第二导电图形。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的第一导电图形；以及形成于该第一导体图形周围的多个第二导电图形，上述多个第二导电图形配置成，其俯视时作为基准点的中心位于等分以上述第一线状导体为中心的同心圆的圆周的位置上。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的第一导电图形；以及形成于该第一导体图形周围的多个第二导电图形，上述第一导电图形的俯视时作为基准点的中心、和上述多个第二导电图形的俯视时作为基准点的中心配置成一条直线状。

优选以俯视时包围上述多个导电图形和上述接地图形的方式，配置用于通过电磁感应进行无线通信的线圈。

优选用同轴电缆向上述第一线状导体的另一端与上述接地图形之间供电。

另外，本发明是一种信息通信设备，搭载电磁耦合器，使用静电场和感应电场的至少一方传递信息，上述电磁耦合器具备：多个导电图形，该多个导电图形形成于第一平面上并且各自分离地形成；接地图形，该接地图形形成于与上述第一平面平行的第二平面上且被接地；第一线状导体，该第一线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且一端与上述多个导电图形中的一个导电图形连接，向另一端与上述接地图形之间供电；以及多个第二线状导体，该多个第二线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且相对于上述多个导电图形的各个形成一个以上，连接上述多个导电图形的各个与上述接地图形。

优选上述第一平面是印制电路板的一个面，上述第二平面是上述印制电路板的另一个面，上述第一线状导体和上述第二线状导体是在形成于上述印制电路板的通孔内部形成的导体。

优选连接上述第一线状导体的上述导电图形形成为相对于与上述第一线状导体的连接点点对称的形状，在连接上述第一线状导体的上述导电图形上，在俯视时相对于上述第一线状导体成为点对称的位置上，连接有多个上述第二线状导体。

优选上述多个第二线状导体形成于相对于上述第一线状导体点对称的位置上。

优选上述多个导电图形形成为点对称的形状，上述多个第二线状导体形成于相对于所连接的上述导电图形的对称点点对称的位置上。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的俯视时呈正方形的第一导电图形；以及以包围该第一导电图形的周围的方式形成为俯视时呈正方形的框状的第二导电图形。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的第一导电图形；以及形成于该第一导体图形周围的多个第二导电图形，上述多个第二导电图形配置成，其俯视时作为基准点的中心来到等分以上述第一线状导体为中心的同心圆的圆周的位置上。

优选上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的第一导电图形；以及形成于该第一导体图形周围的多个第二导电图形，上述第一导电图形的俯视时作为基准点的中心、和上述多个第二导电图形的俯视时作为基准点的中心配置成一条直线状。

优选以俯视时包围上述多个导电图形和上述接地图形的方式，配置用于通过电磁感应进行无线通信的线圈。

优选用同轴电缆向上述第一线状导体的另一端与上述接地图形之间供电。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供维持与以往同等的耦合强度并实现更大的耦合范围的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

另外，根据本发明，即使做成薄型的情况下，也能够提供提高耦合强度，而且能使所使用的频带为宽带的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

再有，根据本发明，能够提供维持与以往同等的信息传递特性，而且信息传递特性基本上不依赖于电磁耦合器间的介电常数的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

另外，根据本发明，能够提供维持与以往同等的信息传递特性，而且可容易地进行与供电系统的匹配调整及频带调整的电磁耦合器以及搭载了该电磁耦合器的信息通信设备。

附图说明

图1是说明本发明的电磁耦合器的概念的图。

图2是表示本发明的第1实施方式的电磁耦合器的图，(a)是从表面侧观察电磁耦合器的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察电磁耦合器的背面的俯视图。

图3是在本发明中说明电场的纵波与横波的图。

图4是在本发明中表示电场的波长和距离之比(r/λ)与电场强度的关系曲线图。

图5(a)、(b)是表示图2的电磁耦合器的尺寸的一个例子的图。

图6是表示关于图2的电磁耦合器的频率与反射系数的绝对值的关系的实验结果的曲线图。

图7是表示向图2的电磁耦合器或单极天线的输入电力和输出电力相对于电磁耦合器及单极天线间的距离的比的实验结果的曲线图。

图8是图7的实验中使用单极天线的俯视图。

图9是表示图7的实验的实验方法的图。

图10是表示图2的电磁耦合器以及从图2的电磁耦合器除去了第二元件部的比较例的电磁耦合器中的测定位置与S21的绝对值的关系的实验结果的曲线图。

图11是表示本发明的第2实施方式的电磁耦合器的图，(a)是从表面侧观察电磁耦合器的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察电磁耦合器的背面的俯视图。

图12是表示本发明的第2实施方式的变形例的电磁耦合器的图，(a)是从表面侧观察电磁耦合器的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察电磁耦合器的背面的俯视图。

图13是本发明的第3的实施方式的电磁耦合器的立体图。

图14是表示本发明的第3实施方式的电磁耦合器所使用的电磁耦合器部的图，(a)是从表面侧观察的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察背面的俯视。

图15是表示本发明的第3实施方式的电磁耦合器所使用的供电用印制电路板的图，(a)是从表面侧观察的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察背面的俯视图。

图16是表示本发明的第4的实施方式的电磁耦合器的图，(a)是从表面侧观察电磁耦合器的俯视图，(b)是从表面侧透视地观察电磁耦合器的背面的俯视图。

图中：

1-电磁耦合器，2-导电图形，3-接地图形，4-第一线状导体，5-第二线状导体，6-第一元件部，7-第二元件部。

具体实施方式

以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是说明本发明的电磁耦合器的概念的图。

如图1所示，本发明的电磁耦合器1具备：形成于第一平面上并且各自分离地形成的多个导电图形2；形成于与第一平面平行的第二平面上且被接地的接地图形3；相对于第一平面和第二平面垂直地形成，并且一端与多个导电图形2中的一个导电图形2a连接、向另一端与接地图形3间供电的第一线状导体4；以及相对于第一平面和第二平面垂直地形成，并且相对于多个导电图形2的各个形成一个以上，连接多个导电图形2的各个与接地图形3的多个第二线状导体5。第一线状导体4和第二线状导体5形成为长度比使用的频率的波长的1/4短。

图1表示具备三个导电图形2a～2c，在导电图形2a上形成第一线状导体4和一根第二线状导体5，在导电图形2b上形成一根第二线状导体5，在导电图形2c上形成三根第二线状导体5的情况。但是，导电图形2的数量、形成于各导电图形2上的第二线状导体5的数量并不限定于此，可以适当地设定。在此，将在导电图形2a上形成有第一线状导体4和一根第二线状导体5的构件称为第一元件部6，将在导电图形2b(或2c)上形成有一根以上的第二线状导体5的构件(也就是未形成第一线状导体4，不进行供电的构件)称为第二元件部7。

就本发明的电磁耦合器1而言，若在第一线状导体4的另一端与接地图形3间供电，则在第一元件部6上产生电流，通过适当选择第二元件部7的配置位置及形状，通过第一元件部6和第二元件部7的电磁耦合、以及在第一元件部6上流动的电流经由接地图形3向第二元件部7传递，从而在第二元件部7也产生电流。此时，虽然也在各元件部6、7的第二线状导体5上产生电流，但就本发明的电磁耦合器1而言，主要是利用从第二线状导体5上流动的电流产生电磁波的纵波成分进行无线通信。

在本发明的电磁耦合器1中，能够在宽阔的范围配置放射电磁波的纵波成分的发送源即第二线状导体5，能够实现更大的耦合范围。

(第1实施方式)

使用图2对本发明的第1实施方式的电磁耦合器进行说明。

如图2(a)、(b)所示，第1实施方式的电磁耦合器21使用可在两面形成配线图形的双层印制电路板22，在印制电路板22的一方面(第一层、以下称为表面)S上形成两个导电图形2，在印制电路板22的另一方面(第二层、以下称为背面)R上形成接地图形3。也就是，上述第一平面是印制电路板22的表面S，上述第二平面是印制电路板22的背面R。在此，作为印制电路板22，对使用正方形状的FR4(FR4，FlameRetardantType4，)玻璃环氧印制电路板的情况进行说明。

在电磁耦合器21中，在印制电路板22的背面R的中央部形成俯视时呈圆形状的供电图形23，接地图形3设置成，隔着形成于供电图形23的周围的空隙24，包围供电图形23的周围，并形成为覆盖供电图形23的周围的印制电路板22的整个背面R，在俯视时形成为正方形状。

在电磁耦合器21中，两个导电图形2包括：形成于印制电路板22的表面S的中央部的俯视时呈正方形状的导电图形(第一导电图形)2d；以及设置成隔着形成于导电图形2d的周围的空隙25包围导电图形2d的周围，并形成为俯视时呈正方形的框状的导电图形(第二导电图形)2e。导电图形2d形成为与供电图形23和接地图形3相对，导电图形2e形成为与接地图形3相对。

第一线状导体4和多个第二线状导体5相对于印制电路板22的表面S和背面R垂直地形成。这些线状导体4、5是在形成于印制电路板22的通孔(未图示)内部形成的导体。该导体可以填充在通孔的内部，而且也可以较薄地设置在通孔的内表面。

第一线状导体4的一端与供电图形23的俯视时的中心(作为基准点的中心)连接，另一端与正方形状的导电图形2d的俯视时的中心(作为基准点的中心)连接。由此，供电图形23和导电图形2d通过第一线状导体4而电连接。导电图形2d为相对于与第一线状导体4的连接点A点对称的形状。

在正方形状的导电图形2d上形成有八根第二线状导体5。这些第二线状导体5的一端与接地图形3连接，另一端与导电图形2d连接。由此，接地图形3和导电图形2d通过第二线状导体5而电连接。

形成于正方形状的导电图形2d上的八根第二线状导体5形成在俯视时相对于第一线状导体4点对称的位置上。在第1实施方式中，在正方形状的导电图形2d的四边附近各形成两根第二线状导体5。在俯视时，这八根第二线状导体5相对于第一线状导体4为点对称，而且形成于上下对称、左右对称的位置上。另外，八根第二线状导体5形成为从导电图形2d和第一线状导体4的连接点A至导电图形2d和第二线状导体5的连接点的距离L1全部相等。

作为印制电路板22，使用介电常数为4.0～5.0的印制电路板的情况下，在所使用的频率的波长为λ时，印制电路板22的厚度T为6λ/1000～45λ/1000。另外，从导电图形2d与第一线状导体4的连接点A至导电图形2d与第二线状导体5的连接点的距离L1为75λ/1000～225λ/1000，导电图形2d形成为一边的长度L3为225λ/1000～450λ/1000的正方形状。再有，设置在导电图形2d的一个边附近的两根第二线状导体5与设置在其临边附近的两根第二线状导体5的最短距离L2为75λ/1000～225λ/1000。为了实现磁耦合器21的取得适当的匹配条件的输入阻抗，这些各尺寸是必需的。

从供电系统26向电磁耦合器21的供电能够通过例如同轴电缆来进行。同轴电缆的中心导体与供电图形23连接，同轴电缆的外部导体与接地图形3连接。

此外，第1实施方式中，对在正方形状的导电图形2d的四边附近各形成两根，总共在导电图形2d形成八根第二线状导体5的情况进行了说明，但第二线状导体5的根数及配置并不限定于此。另外，在第1实施方式中，对将导电图形2d形成为正方形状的情况进行了说明，但导电图形2d只要是相对于与第一线状导体4的连接点A点对称的形状即可，考虑到输入导抗的频率特性及耦合范围，也可以采用圆形状及多边形状等其他形状。电磁耦合器21的输入导抗频率特性依赖于导电图形2d的形状、以及第二线状导体5相对于导电图形2d的配置位置、数量、直径等，通过对其进行适当选择，能够实现具有所期望的输入导抗的频率特性的电磁耦合器21。

在形成于导电图形2d的周围的正方形的框状导电图形2e上，等间隔地在其四个角部各形成有一根、在各边个形成有两根，总计形成十二根第二线状导体5。这些第二线状导体5的一端与接地图形3连接，另一端与导电图形2e连接。由此，接地图形3和导电图形2e通过第二线状导体5而电连接。

形成于正方形的框状的导电图形2e上的十二根第二线状导体5在俯视时相对于第一线状导体4点对称，而且形成于上下对称、左右对称的位置上。也就是，在第1实施方式中，全部的第二线状导体5相对于第一线状导体4点对称，而且形成于上下对称、左右对称的位置上。

另外，导电图形2e形成为相对于导电图形2d和第一线状导体4的连接点A点对称的形状，形成于导电图形2e上的十二根第二线状导体5形成在相对于导电图形2e的对称点也成为点对称的位置上。

对电磁耦合器21的作用进行说明。

如图3所示，从微小偶极天线(I1)产生的电场具有纵波E_r和横波E_θ。纵波Er由(数学式1)所示的式(1)表示、横波E_θ由(数学式2)所示的式(2)表示(非专利文献1)。

(数学式1)

$E_r=\frac{\mathrm{Il}}{2\mathrm{\π}}\exp (-j{k}_{0}r)\{\frac{n_0}{r^2}+\frac{1}{\mathrm{jw}{\mathrm{\ϵ}}_0{r}^3}\}\cos \mathrm{\θ}...\left(1\right)$

(数学式2)

$E_0=\frac{\mathrm{Il}}{4\mathrm{\π}}\exp (-j{k}_{0}r)\{\frac{\mathrm{jw}{\mathrm{\μ}}_0}{r}+\frac{n_0}{r^2}+\frac{1}{\mathrm{jw}{\mathrm{\ϵ}}_0{r}^3}\}\sin \mathrm{\θ}...\left(2\right)$

在此，I1表示通过原点O位于Z轴上的微小偶极天线。n_O表示此时的特性阻抗，E_r表示观测点P的纵波，E_θ表示观测点P的横波，r表示距离微小偶极天线的距离，k_O表示波数，j表示虚数单位，w表示角频率，ε_O表示真空的介电常数，μ_O表示真空的透磁率，θ表示Z轴(微小偶极天线)与观测点P所成的角。

图4表示以式(1)和式(2)为基础计算出的电场波长和距离的比(r/λ)与电场强度的关系。图4的横轴表示电场的波长和距离的比(r/λ)，图4的纵轴用对数表示电场强度。在图4中表示以下五个电场成分的大小。

(a)含纵波的1/r²的项的绝对值

(b)含纵波的1/r³的项的绝对值

(c)含横波的1/r¹的项的绝对值

(d)含横波的1/r²的项的绝对值

(e)含横波的1/r³的项的绝对值。

在式(1)、(2)及图4中，与距离r成反比例的成分是放射电场，与距离r的平方成反比例的成分是感应电场，与距离r的三次方成反比例的成分是静电场。横波E_θ由放射电场和感应电场及静电场构成，与此相对，纵波E_r仅由感应电场和静电场构成。

放射电场由于与距离r成反比例，因此和与距离r的平方或三次方成反比例的感应电场及静电场相比较，能够不会衰减地到达更远，有可能成为对其他系统的妨碍波等。因此，在电磁耦合器中，抑制横波E_θ，利用不含放射电场的成分的纵波E_r进行信息的传递。

这样，电场的纵波E_r与横波E_θ相比较，由于不具备包含1/r的项，因此具有相对于距离的衰减变大，无法达到远方的特征，在电磁耦合器中，利用该特征实现限定于近距离的无线通信。

在木发明的电磁耦合器21中，通过主动利用从分布于第二线状导体5上的电流产生的纵波(图4中的(a)、(b))，实现与以往同等的无线数据通信。

具体地说，在第1实施方式的电磁耦合器21中，通过从供电系统26向电磁耦合器21供电，电流在第一元件部6流动，电场的纵波成分从构成第一元件部6的第二线状导体5中流动的电流向与第二线状导体5平行的方向(与导电图形2d垂直的方向)放射。该纵波成分的大小与电磁耦合器21和供电系统26的匹配条件具有正的相关关系。

电流在第一元件部6流动时，通过与第一元件部6的电磁耦合，或者流经第一元件部6的电流经由接地图形3而被传递，电流也流到第二元件部7，也从构成第二元件部7的第二线状导体5放射电场的纵波成分。

这样，在电磁耦合器21中，虽然仅由第一元件部6也可以动作，但通过在该第一元件部6的周围进一步追加第二元件部7，能够使作为纵波的发生源的第二线状导体5分布到更广范围，加大了耦合范围。

此外，通过使第一元件部6的大小本身变大(加大导体2d的面积)，考虑到还会使耦合范围变大，但若变更第一元件部6的大小则会导致动作频率变化，因此使第一元件部6的大小变大具有界限。如本发明那样，通过在第一元件部6的周围追加第二元件部7，不改变动作频率，就可以增大耦合范围。

但是，若第一元件部6的导电图形2d和第二元件部7的导电图形2e过于靠近，因电容耦合而导致第一元件部6的动作频率改变，因此第一元件部6的导电图形2d和第二元件部7的导电图形2e需要分离不会受到电容耦合的影响的程度。

还有，在电磁耦合器21中，将构成第一元件部6的第二线状导体5形成于在俯视时相对于第一线状导体4点对称的位置上，因此在导电图形2d中，相同大小的电流向反方向流动，在导电图形2d发生的横波相互抵消。

另外，在电磁耦合器21中，将构成第二元件部7的第二线状导体5形成于相对于导电图形2e的对称点点对称的位置上，而且形成于相对于第一线状导体4点对称的位置上，因此在导电图形2e发生的横波也相互抵消。

再有，在电磁耦合器21中，详细内容将在后面叙述，由于能够缩短第二线状导体5的长度(也就是印制电路板22的厚度T)，例如能够达到1mm以下，因此能够减小在与第二线状导体5垂直的方向上发生的电场的横波。因此，能够抑制包含成为对其他系统的妨碍波的放射电场的横波。

此外，若缩短第二线状导体5的长度，则在第二线状导体5发生的纵波也会变小，但在电磁耦合器21中，形成有多个(在此总计20根)第二线状导体5，通过增加作为纵波的发生源的第二线状导体5的根数，可以维持在电磁耦合器21整体发生的纵波的大小，确保较高的耦合强度。

另外，若导电图形2d和接地图形3的距离变近，则阻抗特性变得陡峭，发生能够使用的频带变得狭窄之类的问题，但在本发明的电磁耦合器21中，由于将导电图形2d和接地图形3用第二线状导体5电连接，该第二线状导体5具有短路短截线的作用，缓和阻抗特性，即使导电图形2d和接地图形3的距离较近，也可维持能够使用的频带较宽阔。

例如，专利文献1的电磁耦合器不使电极接地，能够称为开路短截线的电磁耦合器。在开路短截线的输入导纳Y根据专利文献2，可由(数学式3)所示的式(3)表示。另外，在0＜αθ＜＜1，而且θ＝(2m-1)π+δθ、|δθ|＜＜1的情况下，式(3)可近似于(数学式4)所示的式(4)。

(数学式3)

$Y=Y_0\tanh \left(\mathrm{\γl}\right)=Y_0\tanh (\mathrm{\α\βl}+\mathrm{j\βl})=Y_0\frac{\sinh 2\mathrm{\α\βl}+j\sin 2\mathrm{\βl}}{\cosh 2\mathrm{\α\βl}+\cos 2\mathrm{\βl}}...\left(3\right)$

$=Y_0\frac{\sinh \mathrm{\α\θ}+j\sin \mathrm{\θ}}{\cosh \mathrm{\α\θ}+\cos \mathrm{\θ}}$

其中θ＝2βl

(数学式4)

$Y\≈Y_0\frac{\mathrm{\α\θ}-j\{\mathrm{\θ}-(2m-1)\mathrm{\π}\}}{1+\frac{{\left(\mathrm{\α\θ}\right)}^2}{2}-1+\frac{{\{\mathrm{\θ}-(2m-1)\mathrm{\π}\}}^2}{2}}\≈2Y_0\frac{\mathrm{\α\θ}-j\{\mathrm{\θ}-(2m-1)\mathrm{\π}\}}{{\left(\mathrm{\α\θ}\right)}^2+{\{\mathrm{\θ}-(2m-1)\mathrm{\π}\}}^2}...\left(4\right)$

在此，Y_O表示特性导纳，α表示损失常数，β表示周期，l表示电长度，m表示正整数。此外，由于希望电磁耦合器是小型的，因此使用m＝l。

根据式(4)，开路短截线的输入导纳Y在θ＝(2m-1)π附近，实数成分取极值，虚数成分为0。

另外，本发明的电磁耦合器21使导电图形2d接地，可称为短路短截线的电磁耦合器。短路短截线的输入导纳Y根据专利文献2，可由(数学式5)所示的式(5)表示。另外，在0＜αθ＜＜1，而且θ＝2mπ+δθ、|δθ|＜＜1的情况下，式(5)可近似于(数学式6)所示的式(6)。

(数学式5)

$Y=Y_0\coth \left(\mathrm{\γl}\right)=Y_0\coth (\mathrm{\α\βl}+\mathrm{j\βl})=Y_0\frac{\sinh 2\mathrm{\α\βl}-j\sin 2\mathrm{\βl}}{\cosh 2\mathrm{\α\βl}-\cos 2\mathrm{\βl}}...\left(5\right)$

$=Y_0\frac{\sinh \mathrm{\α\θ}-j\sin \mathrm{\θ}}{\cosh \mathrm{\α\θ}-\cos \mathrm{\θ}}$

其中θ＝2βl

(数学式6)

$Y\≈Y_0\frac{\mathrm{\α\θ}-j(\mathrm{\θ}-2\mathrm{m\π})}{1+\frac{{\left(\mathrm{\α\θ}\right)}^2}{2}-1+\frac{{(\mathrm{\θ}-2\mathrm{m\π})}^2}{2}}\≈2Y_0\frac{\mathrm{\α\θ}-j(\mathrm{\θ}-2\mathrm{m\π})}{{\left(\mathrm{\α\θ}\right)}^2+{(\mathrm{\θ}-2\mathrm{m\π})}^2}...\left(6\right)$

根据式(6)，短路短截线的输入导纳Y在θ＝2mπ附近，实数成分取极值，虚数成分为0。

若对式(4)和式(6)进行比较，则输入导纳Y的实数成分及虚数成分相对于θ的倾斜度，在表示短路短截线的输入导纳Y的式(6)更小。因此，与以往的开路短截线的电磁耦合器相比较，短路短截线的电磁耦合器即本发明的电磁耦合器21可缓和阻抗特性，即使导电图形2d和接地图形3的距离接近，也可较宽地维持能够使用的频带。

图6是调查了电磁耦合器21的频率和反射系数的绝对值的关系的实验结果。在该实验中，使用了图5所示的形状的电磁耦合器21。电磁耦合器21使用厚度1mm的FR4两面铜箔印制电路板而形成，电磁耦合器21的各尺寸如图5所示。使用特性阻抗为50Ω的同轴电缆向该电磁耦合器21供电，使用网络分析器对50Ω的供电系统26测定了反射系数的绝对值的频率特性。

如图6所示，在电磁耦合器21中，以频率4.5GHz为中心反射系数的绝对值最小，作为电磁耦合器进行动作，在4.25GHz～4.75GHz的频带域，反射系数的绝对值小于0.7，在该频率，向天线行进的电力相对于向天线输入的电力的比在50％。因而可知，电磁耦合器21实现了宽带的频率特性。

另外，图7是关于电磁耦合器21和单极天线，调查了向电磁耦合器21或单极天线的输入电力和输出电力的比、相对于两个电磁耦合器21之间以及两个单极天线之间的距离的关系的实验结果。在该实验中，使用了图8所示的单极天线51。单极天线51包括印制电路板52、和形成于印制电路板52的表面的两个矩形导体53a、53b。两个矩形导体53a、53b分离地形成，矩形导体53a作为放射导体而进行动作，矩形导体53b作为接地而进行动作。在矩形导体53a、53b之间供电。单极天线51使用厚度2.4mm的FR4单面基板而形成，L′1＝22.0mm、L′2＝10.0mm、L′3＝1.0mm、L′4＝20.0mm、L′5＝9.5mm、L′6＝1.0mm。单极天线51是一般所使用的天线，适用于使用了横波的无线通信。

另外，使用图9对实验系统进行叙述。在实验中，两个被测定物61a、61b即两个电磁耦合器21或两个单极天线51平行地相对配置，配置成通过了一方被测定物61a的中心的垂线通过另一方被测定物61b的中心。被测定物61a、61b通过同轴电缆62a、62b而与一个网络分析器63的两个端子连接。评价从网络分析器63的另一方的端子输入的电力相对于从一方的端子输出的电力的比(S21的绝对值)、即向电磁耦合器21或单极天线51的输入电力和输出电力的比。

图7是表示关于两个图2的电磁耦合器21之间、以及两个图8的单极天线51之间的S21的绝对值和距离的关系的实验结果。在实验中，使用频率为4.5GHz的信号，图7的横轴作为被测定物61a、61b间的距离相对于该使用频率的波长的比。

从图7可知，在本发明的电磁耦合器21中，由于使用对距离的衰减比横波大的纵波进行无线通信，因此S21的绝对值相对于距离的倾斜度比使用横波进行无线通信的单极天线51大。

具体地说，被测定物61a、61b间的距离相对于波长的比为大约0.07的场合和该距离相对于波长的比为大约1.5的场合的输入输出电力的比的差，在单极天线51为大约18dB，对此，在本发明的电磁耦合器21为大约30dB，可知本发明的电磁耦合器21在比较远的地方的无线通信强度弱，适合于近距离无线通信。

另外，为了确认通过追加不供电的第二元件部7会使耦合范围变大，进行图2的电磁耦合器21、和在图2的电磁耦合器21中去除了第二元件部7的电磁耦合器(称为比较例的电磁耦合器)的各自的耦合强度的测定，并对两者进行了比较。

耦合强度的测定使用图9的评价系统通过测定S21来进行。具体地说，使两个电磁耦合器21(或两个比较例的电磁耦合器)以使中心位置一致且距离为3mm的方式相对配置，测定了使另一方的电磁耦合器21(或比较例的电磁耦合器)相对于一方的电磁耦合器21(或比较例的电磁耦合器)的位置向与连接两者的中心的直线垂直的方向移动的场合的频率为4.5GHz的S21的绝对值。此外，将相对的两个电磁耦合器21(或比较例的电磁耦合器)的中心位置一致时的测定位置设为0mm。图10表示测定结果。

如图10所示，本发明的电磁耦合器21至少在测定位置10～30mm中与没有第二元件部7的比较例的电磁耦合器相比较，S21的绝对值增大大约1～2dB程度，可知通过配置第二元件部7，能够增大耦合范围。

如以上所说明的那样，在第1实施方式的电磁耦合器21中，具备：形成于第一平面上，并且各自分离地形成的多个导电图形2；形成于与第一平面平行的第二平面上且被接地的接地图形3；相对于第一平面和第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且一端与多个导电图形2中的一个导电图形2d连接、向另一端与接地图形3间供电的第一线状导体4；以及相对于第一平面和第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的1/4短，而且相对于多个导电图形2的各个形成一个以上，将多个导电图形2的各个与接地图形3连接的多个第二线状导体5。

也就是，第1实施方式的电磁耦合器21的结构为，除了具备由第一线状导体4、导电图形2d及第二线状导体5构成的第一元件部6以外，还具备由导电图形2e和第二线状导体5构成的第二元件部7。

在现有的电磁耦合器中，作为电磁波的纵波成分的放射源，仅具备一个电极(也就是第一元件部6)，若加大该电极的大小(也就是导电图形2d的大小)，则会导致动作频率特性改变，因此如果向电磁耦合器的输入电力为一定，则电磁波的耦合范围被限定为某种程度。

对此，在第1实施方式的电磁耦合器21中，具备不与供电系统26连接的第二元件部7，从构成该第二元件部7的第二线状导体5放射在限定于近距离的无线通信所使用的电磁波的纵波成分，由此通过将这些第二元件部7配置在宽阔范围，能够在更宽阔范围放射电磁波的纵波成分。因而与现有的电磁耦合器相比较，能够实现耦合范围更宽阔的电磁耦合器21。另外，由于不会因追加第二元件部7而改变第一元件部6的动作频率，因此不会改变动作频率，能够使耦合范围变大。

再有，根据电磁耦合器21，由于形成多个作为纵波的发生源的第二线状导体5，即使在因作为薄型使各第二线状导体5发生的纵波的大小变小的情况下，也能够维持在整个电磁耦合器21发生的纵波的大小，能够维持较高的耦合强度。因而，根据电磁耦合器21，即使实现了薄型的情况下，也能够维持与以往同等的耦合强度，并实现更大的耦合范围。因而，即使在发送侧侧电磁耦合器21与接收侧的电磁耦合器21的位置稍微偏移了的情况下，也能进行信息的传递，有助于利便性的提高。

另外，根据电磁耦合器21，由于构成第一元件部6的第二线状导体5具有短路短截线的作用，因此在实现了薄型的情况下，也能够缓和阻抗特性，使所使用的频带成为宽带。

再有，由于第二线状导体5具有短路短截线的作用，因此与开路短截线的情况相比较，为了实现同样的匹配条件，需要加大构成第一元件部6的导电图形2d的大小(在此，一个边的长度为225λ/1000～450λ/1000)，加大第一线状导体4与第二线状导体5的距离(在此，75λ/1000～225λ/1000)。也就是，在电磁耦合器21中，能够加大第一元件部6中的第一线状导体4与第二线状导体5的距离，能够使耦合范围变得更大。

另外，在电磁耦合器21中，由于将构成第一元件部6的第二线状导体5形成于相对于第一线状导体4点对称的位置上，因此由流动于导电图形2d的电流发生的横波相互抵消，能够抑制包含放射电场的横波的发生。再有，在电磁耦合器21中，构成第二元件部7的第二线状导体5形成于相对于第一线状导体4点对称的位置、且相对于导电图形2e的对称点点对称的位置上，因此由流动于导电图形2e中的电流发生的横波也相互抵消。另外，在电磁耦合器21中，由于可实现薄型化，因此也能够抑制在第二线状导体5发生的横波。此外，比较上述式(1)、(2)可知，由于横波为纵波的1/2的大小，因此如果使电磁耦合器21变薄(缩短第二线状导体5)，则横波会变得非常小。因而不会妨碍其他无线通信系统，能够实现适合于近距离无线通信的电磁耦合器21。

再有，电磁耦合器21不像现有技术那样使用带通滤波器结构，因此可降低上述基于电磁耦合器间的介电常数变化的信息传递特性的劣化。也就是，根据本发明，能够实现信息传递特性基本上不依赖于进行信息传递的另一方电磁耦合器之间的介电常数变化的电磁耦合器21。其结果，即使在用含有电介体的罩覆盖的设备中内装电磁耦合器的情况下，也能够降低信息传递特性的劣化，容易适应更多种类的信息通信设备。

此外，在现有的电磁耦合器中，为了实现带通滤波器，需要电极、串联感应器、并联感应器及电容，而且是电极配置在与串联感应器及接地图形独立的层上的结构。作为将其具体化的方法之一，具有在双层印制电路板的表面形成串联及并联感应器、在背面形成接地图形、然后在其上连接另外的电极的方法。另外，还有使用三层印制电路板，在各层上形成电极、串联及并联感应器、接地图形，将电极和感应器用线状导体连接的方法。但是，根据这种方法，电磁耦合器的结构变得复杂，成本也变高。对此，在本发明中，使用双层印制电路板22就能够实现电磁耦合器21，能够使用例如介入有FR4的印制电路板等。因此，根据本发明，能够实现结构简单、成本低的电磁耦合器21。

另外，根据本发明，由于能够不考虑带通滤波器的实现而进行电磁耦合器21的设计，因此能够维持与以往同等的信息传递特性，并容易地进行与供电系统26的匹配调整。因此，在将电磁耦合器21搭载在设备上的情况下，虽然需要根据配置电磁耦合器21的空间及周围环境，调整电磁耦合器21的频率特性，但是由于能够容易地进行与供电系统26的匹配调整，因此可以降低该调整所需要的时间，可以迅速地提供最佳的电磁耦合器21。

(第2实施方式)

其次，使用图11对本发明的第2实施方式的电磁耦合器进行说明。

图11(a)、(b)所示的电磁耦合器111是在不供电的第一元件部6的周围形成有四个第二元件部7的电磁耦合器。此外，这里对形成有四个第二元件部7的情况进行了说明，但是第二元件部7的数量并不限定于此。

在第2实施方式中，第一元件部6包括：形成于印制电路板22的表面S的中央部的、俯视时呈正方形状的导电图形(第一导电图形)2f；一端与供电图形23的中心连接且另一端与导电图形2f的中心连接的第一线状导体4；以及将导电图形2f和接地图形3电连接的四根第二线状导体5。四根第二线状导体5形成于俯视时相对于第一线状导体4点对称位置上，配置在俯视时四等分以第一线状导体4为中心的同心圆的圆周的位置(在图11(a)中为第一线状导体4的上下左右)上。此外，第一元件部6的导电图形2f的形状、第二线状导体5的根数、形成第二线状导体5的位置等并不限定于此，例如，导电图形2f的形状也可以是圆形或椭圆形等。通过适当选择导电图形2f的形状及形成于导电图形2f上的第二线状导体5的位置，能够实现具有所期望的频率特性的电磁耦合器。

第二元件部7包括：俯视时呈正方形状的导电图形(第2导电图形)2g；以及一端与接地图形3连接且另一端与导电图形2g的中心连接的一根第二线状导体5。此外，第二元件部7的导电图形2g的形状、第二线状导体5的根数、形成第二线状导体5的位置等并不限定于此。但是，根据抑制发生横波的观点，优选使导电图形2g为点对称形状，将第二线状导体5形成于相对于导电图形2g的对称点点对称的位置上。

就四个第二元件部7而言，其导电图形2g的中心配置成，在俯视时来到四等分以第一线状导体4为中心的同心圆的圆周的位置(在图11(a)中为第一线状导体4的右上、右下、左上、左下)。由此，全部的第二线状导体5形成于相对于第一线状导体4点对称的位置上，确保整个电磁耦合器111的对称性，能最大限度地抑制横波的发生。

此外，在图11中，表示了将四个第二元件部7分别配置在第一线状导体4的图示右上、右下、左上、左下的情况，但也可以如图12所示的电磁耦合器121那样，将第一元件部6的导电图形2f、和四个第二元件部7的导电图形2g的各个配置在一条直线上(也就是，导电图形2f的俯视时的中心和导电图形2g的俯视时的中心配置成一条直线状)。

在图11的电磁耦合器111中，在以第一线状导体4为中心的所有方向上，耦合范围变大，但在图12的电磁耦合器121中，仅在一个方向(图示左右方向)上能够使耦合范围变大，能够使耦合范围变得横宽。这样，通过适当选择第二元件部7的配置位置，可以实现所期望的耦合范围。

(第3的实施方式)

其次，使用图13～图15对本发明的第3实施方式的电磁耦合器进行说明。

图13所示的电磁耦合器131使用供电用印制电路板151的接地导体作为接地图形3，将图14(a)、(b)所示的电磁耦合器部141与图15(a)、(b)所示的供电用印制电路板151重合而构成。

如图14(a)、(b)所示，电磁耦合器部141是从图11的电磁耦合器111去除了接地图形3的电磁耦合器部。在印制电路板22的背面R形成有分别与线状导体4、5电连接的九个元件侧连接电极142。此外，这里虽然将与第一线状导体4连接的元件侧连接电极142形成为俯视时呈圆形状、将与第二线状导体5连接的元件侧连接电极142形成为俯视时呈正方形状，但是元件侧连接电极142的形状并不限定于此。另外，在此，作为一个例子，表示了将电磁耦合器部141做成与图11的电磁耦合器111大致相同的结构的情况，但是电磁耦合器部141的结构并不限定于此，也可以做成例如与图2的电磁耦合器21同样的结构。

如图13及图15(a)、(b)所示，供电用印制电路板151形成为俯视时呈长方形状，其短边的长度形成为与构成电磁耦合器部141的正方形状的印制电路板22的一边大致相同的长度(比印制电路板22的一边稍微长的长度)，其长边形成得比印制电路板22的一边长。

在供电用印制电路板151的背面R，形成有作为接地图形3的导电图形(接地导体)。在供电用印制电路板151的表面S，形成有与电磁耦合器部141的背面R上所形成的九个元件侧连接电极142的各个连接的九个接地侧连接电极152。这九个接地侧连接电极152形成于供电用印制电路板151的偏靠长边方向的一端侧(在图15(a)中为上侧)的位置。各接地侧连接电极152与接地图形3通过线状导体(形成于通孔内部的导体)153分别电连接。

另外，在供电用印制电路板151的表面S形成有配线图形154，该配线图形154从与第一线状导体4连接的接地侧连接电极152向供电用印制电路板151的长边方向的另一端部(在图15(a)中为下侧部分)延伸，在该配线图形154的前端形成有供电电极155，该供电电极155连接未图示的供电用的同轴电缆的中心导体。供电电极155形成于在使电磁耦合器部141与供电用印制电路板151重合时、不与电磁耦合器部141重叠的部分上。

再有，在供电用印制电路板151的表面S，在供电电极155的更另一端侧，与供电电极155分离地形成有接地电极156，该接地电极156连接未图示的供电用的同轴电缆的外部导体。接地电极156通过两根线状导体(形成于通孔内部的导体)157，与供电用印制电路板151的背面R的接地图形3电连接。

若使电磁耦合器部141与供电用印制电路板151重合，并将元件侧连接电极142和接地侧连接电极152的各个通过焊锡等电连接，则可得到图13所示那样的电磁耦合器131。

在上述图2的电磁耦合器21、图11的电磁耦合器111、图12的电磁耦合器121中，由于在印制电路板22的背面R通过软钎焊等连接同轴电缆进行供电，因此在连接了同轴电缆的状态下，印制电路板22的背面R侧的外形成为凸形状。因此，在配置于例如外形平坦的装置(信息通信设备)的外面时，需要设置用于固定电磁耦合器21、111、121的底座，由于配置空间的高度为电磁耦合器21、111、121的高度和底座的高度的和，结果存在配置空间变高的情况。

对此，在第3实施方式的电磁耦合器131中，由于将同轴电缆连接在供电用印制电路板151的表面S侧，因此能够使成为电磁耦合器131的背面的供电用印制电路板151的背面R变得平坦，其结果，可以在该状态下配置在外形平坦的装置(信息通信设备)的外面，能够降低配置空间的高度。

(第4实施方式)

以下使用图16对本发明的第4实施方式的电磁耦合器进行说明。

图16(a)、(b)所示的电磁耦合器161是以俯视时包围图2的电磁耦合器21的导电图形2d、2e和接地图形3的方式，配置有用于通过电磁感应进行无线通信的线圈162的电磁耦合器。

在本实施方式中，做成如下结构：在印制电路板22的表面S，以逆时针绕导电图形2e的周围两周的方式形成作为线圈162的配线图形，并将形成于该配线图形的两端部的两个电极163、和形成于印制电路板22的背面R的两个供电用电极164通过线状导体(形成于通孔内部的导体)165分别电连接。

在两个供电用电极164之间，连接有与向供电图形23和接地图形3间供电的供电系统不同系统的供电系统，并进行供电。作为线圈162的配线图形具有适合于利用了电磁感应的无线通信的电长度。

这样，第4实施方式的电磁耦合器161成为在图2的电磁耦合器21的周围还配置有利用电磁感应的电磁耦合器的结构。图2的电磁耦合器21的动作频率如上所述为数GHz左右，利用了线圈162的电磁耦合器的动作频率例如为13MHz左右，能够分别用于不同的用途。也就是，根据第4实施方式，组合用途不同的两个电磁耦合器，能够实现组合化的电磁耦合器161，在将用途不同的两个电磁耦合器再在在一个信息通信设备上的情况下，将两者集中在一处能够降低占有容积，可实现信息通信设备的小型化及设计自由度的提高。

本发明并不限定于上述实施方式，不言而喻，在不脱离本发明的主旨的范围内可加以各种变更。

例如，在上述实施方式中，对使用双层印制电路板22，并在其表面S形成导电图形2、在背面R形成接地图形3(或元件侧连接电极142)的情况进行了说明，但并不限定于此，例如，也可以使用三层以上的印制电路板，使用该印制电路板的任意两层。另外，在上述实施方式中，表示了使用双层印制电路板22的情况，但是也可以不使用印制电路板22而是使用由铜或铁等导体构成的导体板来形成电磁耦合器。

Claims (12)

1.一种电磁耦合器，其特征在于，具备：

多个导电图形，该多个导电图形形成于第一平面上并且各自分离地形成；

接地图形，该接地图形形成于与上述第一平面平行的第二平面上且被接地；

第一线状导体，该第一线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的45/1000短，而且一端与上述多个导电图形中的一个导电图形连接，向另一端与上述接地图形之间供电；以及

多个第二线状导体，该多个第二线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的45/1000短，

上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的、俯视时呈正方形的第一导电图形；以及以包围该第一导电图形的周围的方式形成为俯视时呈正方形的框状的第二导电图形，

上述第一导电图形和上述第二导电图形分离不会受到电容耦合的影响的程度，

第二线状导体相对于上述第一导电图形及上述第二导电图形的各个形成多个，并电连接上述第一导电图形及上述第二导电图形的各个与上述接地图形，

上述多个第二线状导体形成于相对于上述第一线状导体点对称的位置上。

2.根据权利要求1所述的电磁耦合器，其特征在于，

上述第一平面是印制电路板的一个面，

上述第二平面是上述印制电路板的另一个面，

上述第一线状导体和上述第二线状导体是在形成于上述印制电路板的通孔内部形成的导体。

3.根据权利要求1或2所述的电磁耦合器，其特征在于，

连接上述第一线状导体的上述导电图形形成为相对于与上述第一线状导体的连接点点对称的形状，

在连接上述第一线状导体的上述导电图形上，在俯视时相对于上述第一线状导体成为点对称的位置上，连接有多个上述第二线状导体。

4.根据权利要求1或2所述的电磁耦合器，其特征在于，

上述多个导电图形形成为点对称的形状，

上述多个第二线状导体形成于相对于所连接的上述导电图形的对称点点对称的位置上。

5.根据权利要求1或2所述的电磁耦合器，其特征在于，

以俯视时包围上述多个导电图形和上述接地图形的方式，配置有用于通过电磁感应进行无线通信的线圈。

6.根据权利要求1或2所述的电磁耦合器，其特征在于，

用同轴电缆向上述第一线状导体的另一端与上述接地图形之间供电。

7.一种信息通信设备，搭载电磁耦合器，使用静电场和感应电场的至少一方传递信息，其特征在于，

上述电磁耦合器具备：

多个导电图形，该多个导电图形形成于第一平面上并且各自分离地形成；

接地图形，该接地图形形成于与上述第一平面平行的第二平面上且被接地；

第一线状导体，该第一线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的45/1000短，而且一端与上述多个导电图形中的一个导电图形连接，向另一端与上述接地图形之间供电；以及

多个第二线状导体，该多个第二线状导体相对于上述第一平面和上述第二平面垂直地形成，并且形成为长度比所使用的频率的波长的45/1000短，

上述多个导电图形包括：连接上述第一线状导体的、俯视时呈正方形的第一导电图形；以及以包围该第一导电图形的周围的方式形成为俯视时呈正方形的框状的第二导电图形，

上述第一导电图形和上述第二导电图形分离不会受到电容耦合的影响的程度，

第二线状导体相对于上述第一导电图形及上述第二导电图形的各个形成多个，并电连接上述第一导电图形及上述第二导电图形的各个与上述接地图形，

上述多个第二线状导体形成于相对于上述第一线状导体点对称的位置上。

8.根据权利要求7所述的信息通信设备，其特征在于，

上述第一平面是印制电路板的一个面，

上述第二平面是上述印制电路板的另一个面，

上述第一线状导体和上述第二线状导体是在形成于上述印制电路板的通孔内部形成的导体。

9.根据权利要求7或8所述的信息通信设备，其特征在于，

连接上述第一线状导体的上述导电图形形成为相对于与上述第一线状导体的连接点点对称的形状，

在连接上述第一线状导体的上述导电图形上，在俯视时相对于上述第一线状导体成为点对称的位置上，连接有多个上述第二线状导体。

10.根据权利要求7或8所述的信息通信设备，其特征在于，

上述多个导电图形形成为点对称的形状，

上述多个第二线状导体形成于相对于所连接的上述导电图形的对称点点对称的位置上。

11.根据权利要求7或8所述的信息通信设备，其特征在于，

以俯视时包围上述多个导电图形和上述接地图形的方式，配置有用于通过电磁感应进行无线通信的线圈。

12.根据权利要求7或8所述的信息通信设备，其特征在于，

用同轴电缆向上述第一线状导体的另一端与上述接地图形之间供电。