CN108352906A - 传输装置、传输方法以及传输系统 - Google Patents

Abstract

传输装置100具备：通信部110，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及两个耦合电极120a和120b，分别耦合于输入输出端子，并且沿一个传输介质200的长度方向排列并与传输介质200耦合，其中，通信部110的输入输出电路由平衡电路构成，平衡电路能够使两个耦合电极120a和120b以能够彼此交替的方式发挥功能，并且其中，当与传输介质200耦合时，两个耦合电极120a和120b沿传输介质200的长度方向配置在相对于与电信号流动的方向正交的面对称的位置上，并且其中，当两个耦合电极120a和120b耦合于传输介质200，并且从两个耦合电极120a和120b之中的一个耦合电极至传输介质200的长度方向上的一端为止的长度是电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从两个耦合电极120a和120b之中的另一个耦合电极至传输介质200的长度方向上的另一端为止的长度是电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且两个耦合电极120a和120b与传输介质200耦合时，从传输介质200之中耦合于另一个耦合电极的位置至另一端为止的部分作为接地部发挥功能，使得通信部110与另一传输装置300发送接收电信号，其中，另一传输装置300与传输介质200之中电气长度在电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

Description

传输装置、传输方法以及传输系统

相关申请的交叉引用

本申请要求日本专利申请第2015-235751号(2015年12月2日提交)的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及经由通过导体或介电体构成的传输介质而进行高频信号或高频功率的传输的传输装置、传输方法以及传输系统。

背景技术

以往，已知将作为介电体的人体用作传输介质的、所谓的人体通信系统。在人体通信系统中，当人体接触传输装置的电极时，建立与传输装置的通信，当人体未接触传输装置的电极时，不建立与传输装置的通信。针对人体通信系统的一个示例，例如在专利文献1和专利文献2进行了公开。

在专利文献1中，公开了下述技术：从具备作为传输介质的人体以及静电耦合的电极的发送装置向接收装置发送信号。此外，在专利文献2中，公开了下述技术：从人体通信卡片支架(ホルダ)经由人体将ID信息和指纹信息通过设置于地板内的地板电极发送至控制装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-324774号

专利文献2：日本特开2013-148954号

发明内容

发明所要解决的问题

在人体通信系统中，当作为传输介质的人体接触传输装置的电极时建立通信，因此即使在人体无意识地接触电极的情况下也发生通信。像这样发生无意识的通信时，有可能导致因通信而将预定信息无意识地发送至传输装置。当发送至传输装置的信息是例如用于认证等的ID信息或者生物体信息时、或金钱等交易相关的信息时，这些信息有可能被本来不应当知道的第三人获知。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供能够提高安全性的传输装置、传输方法以及传输系统。

解决问题的手段

为了解决上述课题，第一观点所述的传输装置具备：

通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及

两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，

其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且

其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上，并且

其中，当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止的部分作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

此外，第二观点所述的传输装置还具备：

支承体，面积大于所述两个耦合电极的、与所述传输介质耦合的耦合面的面积，且与所述两个耦合电极贴紧，

所述两个耦合电极经由所述支承体与所述传输介质耦合。

此外，在第三观点所述的传输装置中，

在所述通信部与所述两个耦合电极中的每一个耦合电极之间还具备电感器。

此外，在第四观点所述的传输装置中，

所述两个耦合电极为环状。

此外，在第五观点所述的传输装置中，

在所述两个耦合电极之间还具备电感器。

此外，在第六观点所述的传输装置中，

所述传输介质为导体或介电体。

此外，第七观点所述的传输方法是利用传输装置进行的传输方法，

所述传输装置具备：

通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及

两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，并且

其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且

其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上，

所述传输方法包括下述步骤：

当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

此外，第八观点所述的传输系统具备：

传输装置，具备：通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，并且其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上；以及

另一传输装置，具备：通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及耦合电极，耦合于所述输入输出端子，并且

其中，在所述传输装置中，当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

本发明的进一步的其他目的、特征、优点基于后述本发明的实施方式、所附附图，通过更详细的说明而变得显而易见。

附图说明

图1是包含本发明的一个实施方式的传输装置的高频传输系统的概要构成的功能框图。

图2是说明图1的终端线路的动作原理的概要图。

图3是示意性示出图2中的传输装置的动作的图。

图4是示意性示出图1中的高频传输系统的动作的图。

图5是示意性示出传输装置与传输介质的耦合方法的示例的图。

图6是示出本发明的一个实施方式的传输装置的概要构成的功能框图。

图7是示意性示出使图6的传输装置耦合于介电体的状态的图。

图8是示出使用图6的传输装置构成的高频传输系统的一个示例的图。

图9是示出未建立通信的传输装置、介电体和另一传输装置的耦合的一个示例的图。

图10是示出使用图6的传输装置构成的高频传输系统的另一个示例图。

图11是示出未建立通信的、耦合了传输装置的介电体之间的耦合的一个示例的图。

图12是示出将图6的传输装置连结于人体而构成的高频传输系统的一个示例的图。

图13是与以人体作为介电体而构成的高频传输系统中的传输装置和介电体相关的示意性电路图。

图14是针对作为介电体的人体的S11(回波损耗)的测量进行说明的图。

图15是示意性示出人体上的传输装置的安装方式的一个示例。

图16是示意性示出人体上的传输装置的安装方式的另一个示例的图。

图17是示意性示出人体上的传输装置的安装方式的又一个示例的图。

图18是示意性示出传输装置中的耦合电极的形态的一个示例的图。

图19是针对从在人体传递的高频信号观察到的耦合电极间的距离与实际的耦合电极间的距离之间的关系进行说明的图。

图20是示意性示出具备陷波滤波器的传输装置的一个示例的图。

图21是示意性示出支承体中的耦合电极的配置的一个示例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，针对本发明的一个实施方式进行说明。

首先，使用图1～图5针对使用本实施方式的传输装置的高频传输系统中的高频传输的原理进行说明。

图1是示出使用了本发明的一个实施方式的传输装置的高频传输系统的概要构成的功能框图。如图1所示，高频传输系统10具有两个高频传输装置11和12。高频传输装置11和高频传输装置12通过传输介质50电连接。在高频传输系统10中，一个高频传输装置11经由传输介质50发送高频信号或功率，另一个高频传输装置12经由传输介质50接收高频信号或功率。发送侧的高频传输装置11具备发送器60，接收侧的高频传输装置12具备接收器70。

另外，对于高频传输装置11和高频传输装置12，可以分别替换发送器60或接收器70而具备具有发送器功能和接收器功能这两个功能的发送接收器。此时，发送接收器通过进行发送器功能或接收器功能中的任意功能，高频传输装置11和高频传输装置12分别进行发送和接收的动作。如图1所示，发送器60在两端具备输出端子61a和61b，接收器70在两端具备输入端子71a和71b。在此，发送部、接收部以及发送接收部对应于本申请发明中的“通信部”。

高频传输装置11具备两个输出端子61a和61b。输出端子61a与由金属等导体或介电体构成的终端线路40电耦合(以下简称“耦合”)，输出端子61b与由金属等导体或介电体构成的传输介质50耦合。

高频传输装置11中的发送器60具备控制发送器60中的发送动作的控制部。发送器60在与耦合于传输介质50的另一高频传输装置12之间经由传输介质50传输(发送)高频信号或功率。

高频传输装置12具备两个输入端子71a和71b。输入端子71a与由金属等导体或介电体构成的终端线路40电耦合，输入端子71b与由金属等导体或介电体构成的传输介质50耦合。

高频传输装置12中的接收器70具备控制接收器70中的接收动作的控制部。接收器70在与耦合于传输介质50的另一高频传输装置11之间经由传输介质50传输(接收)高频信号或功率。

当通过高频传输系统10进行高频信号或功率的传输时，电流从连接于终端线路40的发送器60的输出端子61a流向终端线路40。与此同时，与流向终端线路40的电流大小相同且朝向相反的电流从另一个输出端子61b流向传输介质50。以这样的方式，发送器60向传输介质50送出高频信号或功率。

另一方面，从与传输介质50耦合的输入端子71b向接收器70供给电流。与此同时，与向接收器70供给的电流大小相同且朝向相反的电流从终端线路40流向另一个输入端子71a。以这样的方式，接收器70从传输介质50接收高频信号或功率。

终端线路40具有90度的电气长度。90度的电气长度是指：从连接于输出端子61a或输入端子71a的端部40a至另一个端部40b的线路长度是传输的高频信号的波长的四分之一的长度，即从连接于输出端子61a或输入端子71a的端部40a到达另一个端部40b为止的期间，传输的高频信号的相位增加90度的长度。

因此，从连接于输出端子61a或输入端子71a的端部40a流向终端线路40侧的电流被终端线路40的另一个端部40b反射，当经过一个往返再次回到连接于输出端子61a或输入端子71a的端部40a时，到那为止的期间经过二分之一波长大小的距离，相位增加180度。

此时，如图2所示，在电气长度为90度、即长度为传输的高频信号的波长的四分之一、且端部40b开放的终端线路40中，发送器60输入高频信号，因此在终端线路40中产生端部40b的电压振幅最大且电流振幅为零、端部40a的电压振幅为零且电流振幅为最大的驻波，电流流向端部40a。即，当终端线路40具有90度的电气长度时，端部40a的电压振幅为零，另一方面，由于电流流动，因此如图3示意性示出的，端部40a以假想与接地部短接的方式动作。因此，连接于终端线路40的输出端子61a和输入端子71a可以被视为假想与接地部连接的短接端子。

如图2所示，当终端线路40的电气长度为90度，即当从终端线路40的连接于发送器60的输出端子61a和接收器70的输入端子71a的端部40a输入的信号被另一个端部40b反射、并经过一个往返的反射波的相位为180度时，流向输出端子61a和输入端子71a的电流达到最大。因此，当终端线路40的电气长度为90度时，高频传输系统10最有效地动作。但是，即使高频传输系统10在终端线路40的电气长度为以90度为中心的±45度的范围内、即反射波的相位为大于90度且小于270度的范围内动作，也产生用于传输高频的预定效果。因此，终端线路40只要具有包括以90度为中心的±45度的范围内的大约90度的电气长度即可。

图4是将参照图3说明的原理对应于图1的高频传输系统10整体而进行说明的图。如图4所示，发送器60的输出端子61a通过电气长度为90度的终端线路40而假想地与接地部短接，接收器70的输入端子71a通过另一个电气长度为90度的终端线路40而假想地与接地部短接。此外，发送器60的输出端子61b与接收器70的输入端子71b通过与传输介质50耦合而经由传输介质50连接。高频传输系统10实际上是经由一个传输介质50并仅由一个通信通路构成的开路，并且作为整体，通过假想的接地部，如同闭路那样动作，由此能够从发送器60向接收器70稳定地传输高频信号或功率。

像这样，根据具备连接于发送器60的终端电路、发送器60、接收器70以及连接于接收器的终端电路的本实施方式的高频传输系统10，能够经由一个传输介质50，通过仅由一个通信通路构成的开路从发送器60向接收器70传递高频信号或功率。

由此，高频传输装置11在与传输介质50耦合时进行高频信号或功率的传输，而在未耦合时不进行传输，因此，能够提供设计容易、构成简便且不易受到外部环境的影响、并且稳定性高的高频传输系统。

传输介质50在发送器60与接收器70之间形成传输高频信号或功率的介质。传输介质50包含导体或介电体、或者导体与介电体的组合而构成。对于传输介质50与发送器60，例如如图5(a)所示，传输介质50与发送器60的输出端子61b的耦合可以通过下述方式实现：在发送器60的输出端子61b上设置耦合电极62，当耦合电极62与传输介质50接近时，耦合电极62与传输介质50的表面电容耦合。该耦合针对接收器70也同样可以适用。此时，当发送器60的耦合电极62与接收器70的耦合电极未接近传输介质50时，不进行高频信号或功率的传输。另一方面，当发送器60的耦合电极62与接收器70的耦合电极接近传输介质50时，从发送器60经由传输介质50向接收器70传输高频信号或功率。

当传输介质50为导体或介电体，并且传输介质50与发送器60的输出端子61b的耦合通过设置于发送器60的输出端子61b的耦合电极62与传输介质50的表面之间的电容耦合而实现时，如图5(b)所示，可以在耦合电极62与发送器60的输入输出端子61b之间进一步设置线圈。此时，通过线圈的电感(L)、与耦合电极62和传输介质50的表面之间的电容(C)而产生LC串联共振。该耦合针对接收器70也同样可以适用。

如果将传输的高频信号或功率的频率记作f，则当进行LC串联共振时的电感L与电容C的值满足下述公式(1)：

[数1]

此时，当发送器60的耦合电极62与接收器70的耦合电极未接近传输介质50时，不进行高频信号或功率的传输。另一方面，当发送器60的耦合电极62与接收器70的耦合电极接近传输介质50时，从发送器60经由传输介质50向接收器70传输高频信号或功率。与仅通过电容耦合进行耦合而不利用LC串联共振的情况相比，当在此时进行LC串联共振的情况下，输出端子61b和输入端子71b与传输介质50更强地耦合，从而能够高效地传输高频信号或功率。

接着，针对本实施方式的传输装置，使用图6～图11进行详细说明。

图6是示出本发明的一个实施方式的传输装置的概要构成的功能框图。传输装置100具备发送接收部110以及耦合于发送接收部110的两个耦合电极120。传输装置100耦合于一个介电体而使用。

发送接收部110具有图1所示的高频传输系统10中的发送器60和接收器70所具有的功能。即，发送接收部110控制传输装置100中的高频信号或功率的发送接收动作。

耦合电极120是用于耦合传输装置100与介电体而使用的电极。图5中的耦合电极62相当于传输装置100的两个耦合电极120中的一个。

图7是示意性示出使传输装置100耦合于介电体200的状态的图。例如如图7示意性示出的，传输装置100在耦合于介电体200的状态下使用。即，传输装置100在耦合于介电体200的状态下进行高频信号或功率的发送接收。在图7的示例中，介电体200以具备第一底面(第一端)210a和第二底面(第二端)210b的圆柱形状表示。圆柱形状的介电体200的高度长于介电体200的底面(第一底面210a和第二底面210b)的直径。下文将圆柱的高度方向也称为长度方向。

当使用传输装置100时，传输装置100以两个耦合电极120沿介电体200的长度方向排列的方式耦合于介电体200。当传输装置100耦合于介电体200时，在两个耦合电极120之中，将靠近第一底面210a一侧的耦合电极记作耦合电极120a，将靠近第二底面210b一侧的耦合电极记作耦合电极120b。

在耦合了传输装置100的介电体200中，将与耦合了耦合电极120a的位置相比更靠近第一底面210a侧的区域记作第一区域200a，将与耦合了耦合电极120b的位置相比更靠近第二底面210b侧的区域记作第二区域200b。将第一区域200a的高度(长度方向的长度)记作La，将第二区域200b的高度记作Lb。通过使传输装置100的两个耦合电极120相对于介电体200耦合于下文将要说明的预定位置，第一区域200a作为高频传输系统中的传输介质发挥功能，第二区域200b作为终端线路发挥功能。

在此，针对用于第一区域200a作为传输介质发挥功能、第二区域200b作为终端线路发挥功能的上述预定位置进行说明。在介电体200中，传输装置100耦合于长度Lb为((2n+1)×90)度的电气长度的位置(其中，n是0以上的整数)。如图8所示，当长度Lb为((2n+1)×90)度的电气长度时，如果第一区域200a与另一传输装置300的耦合电极310耦合，则通过传输装置100、介电体200和另一传输装置300建立高频传输系统。此时，根据参照图2说明的原理，在第二区域200b的第二底面210b产生电压振幅最大且电流振幅为零的驻波，并且在耦合了第二区域200b的耦合电极120b一侧的端部产生电压振幅为零且电流振幅最大的驻波。因此，电流从发送接收部110经由耦合电极120b向介电体200的第二区域200b流动，并且电流经由耦合电极120a向第一区域100a流动。其结果是，传输装置100能够在与另一传输装置300之间以第一区域200a作为传输介质进行通信。像这样，第二区域200b作为图2所示的终端线路40发挥功能。

另外，如也在图2的说明中所描述的，即使在终端线路40的电气长度为以90度为中心的±45度的范围内动作、即在反射波的相位大于90度且小于270度的范围内动作，也产生用于传输高频的预定效果。因此，为了使第二区域200b作为终端线路发挥功能，耦合于长度Lb为((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度的位置即可。

在此，在介电体200中，本实施方式的传输装置100耦合于长度La为(2n×90)度的电气长度的位置。假使与长度Lb同样，长度La也为((2n+1)×90)度的电气长度时，如图9所示，当第二区域200b与另一传输装置300的耦合电极310耦合时，第一区域200a作为终端线路发挥功能，第二区域200b作为传输介质发挥功能。即，在该构成中，第一区域200a和第二区域200b均能够作为终端线路发挥功能。

然而，在介电体200中，当将传输装置100耦合于第一区域200a中长度La为(2n×90)度的电气长度的位置时，在耦合了第一区域200a的耦合电极120a一侧的端部不产生图2所示的驻波。因此，如图9所示，即使第二区域200b与另一传输装置300的耦合电极310耦合，第一区域200a也不会作为终端线路40发挥功能，不会形成假想的接地部，因此在传输装置100与另一传输装置300之间不会建立通信。

像这样，当在第一区域200a中长度La为(2n×90)度的电气长度、且第二区域200b中长度Lb为(2(n+1)×90)度的电气长度的位置处耦合传输装置100时，介电体200的第二区域200b作为终端线路发挥功能，但介电体200的第一区域200a不会作为终端线路发挥功能。因此，在传输装置100中，当另一传输装置300的耦合电极310耦合于第一区域200a时建立通信，而当耦合于第二区域200b时不会建立通信。

像这样，通过将传输装置100耦合于介电体200的预定位置，在介电体200中，可以形成与耦合电极310耦合时能够建立通信的区域和不能建立通信的区域。即，以这样的方式，可以限制能够在介电体200中建立通信的区域。因此，当将传输装置100在介电体200中耦合于上述预定位置时，可以限制能够建立通信的区域，从而不易发生无意识的通信，容易防止无意识的信息泄漏。根据传输装置100，在这方面提高了安全性。

另外，传输装置100耦合于第一区域200a中长度La为在第一区域200a中不产生驻波的长度的位置即可。因此，传输装置100耦合于长度La为(2n×90±45)度的范围的电气长度的位置即可。

在下文中，为了易于理解说明，以传输装置100的耦合电极120a和120b分别耦合于长度La低于45度(八分之一波长)的电气长度的位置、且长度Lb为90度(四分之一波长)的电气长度的位置的情况进行说明。此时，如果介电体200的介电常数和形状相同，则长度Lb长于长度La。

在上述实施方式中，针对通过耦合了传输装置100的介电体200与另一传输装置300建立通信时的示例进行说明，但高频传输系统不必限于该方式。例如，如图10所示，高频传输系统也可以通过耦合了传输装置100的介电体200之间的耦合而构成。具体而言，图10所示的高频传输系统通过在将传输装置100耦合于各自预定位置的两个介电体200中将第一区域200a彼此进行耦合而构成。通过该构成，两个介电体200的第二区域200b各自作为终端线路发挥功能，因此作为假想的接地部发挥功能。因此，通信建立。

即使在将耦合了传输装置100的介电体200彼此进行耦合的情况下，例如如图11所示，当将介电体200的第二区域200b彼此进行耦合时，第一区域200a不会作为终端线路发挥功能，通信也不会建立。此外，即使在将一个介电体200的第一区域200a与另一个介电体200的第二区域200b进行耦合的情况下，该另一个介电体200的第一区域200a也不会作为终端线路发挥功能，因此通信也不会建立。

在上述高频传输系统中，可以使用人体作为介电体200。即，通过使传输装置100耦合于作为介电体的人体，可以构成高频传输系统。下文，针对将人体用作介电体200的情况进行详细说明。

图12是示出将图6的传输装置100耦合于作为介电体的人体220而构成的高频传输系统的一个示例的图。当将人体220用作介电体时，传输装置100通过被安装在例如人体的手指或手臂等上而使得耦合电极120与人体220进行耦合。此时，两个耦合电极120以从手臂的躯干侧起沿末端侧排列的方式耦合于人体220。当将传输装置100耦合于人体220时，传输装置100可以通过例如戒指、手环或臂带等能够安装于手指、手或手臂的方式形成。

当将人体220用作介电体时，传输装置100以从两个耦合电极120之中的末端侧的耦合电极120a至末端(例如指尖)形成图7所示的第一区域200a、且从躯干侧的耦合电极120b至手臂、躯干和脚的整体形成图7所示的第二区域200b的方式，使用规定的频率的信号。

当将损失大的人体220等介电体作为终端线路时，在图3的示意图中追加电阻，形成如图13中示意性表示的电路。在该情况下，电流向发送器60的输出端子61a和61b流动，能够从发送器60经由传输介质50向接收器70传递高频信号或功率。

在此，针对作为介电体的人体的S11(回波损耗)的测量进行说明。图14(a)是示意性表示S11的测量的一个示例的图，是示出对经由电感在手腕的位置处耦合了耦合电极的身高165cm的人体使用网络分析器来测量S11的情况的图。通过图14(a)所示的方法测量S11的结果示于图14(b)。

参照图14(b)可知，S11的值在当频率为大约14MHz时，以及约其3倍的39MHz左右变小，电流向耦合电极流动。当从零Hz起增大频率时，最初得到极小值的频率(大约14MHz)对应于从耦合电极至手臂、躯干和脚的整体的区域的电气长度为90度，39MHz对应于前述区域的电气长度为270度。第二区域200b作为终端线路而有效地动作的范围为90±45度和270±45度、即45度～135度和225度～315度的范围，因此，当将从耦合电极至手臂、躯干和脚的整体的区域记作第二区域200b时，在7MHz～21MHz和33MHz～45MHz的频率的信号下，第二区域200b作为终端线路而有效地动作。

基于上述方法，当将人体220用作介电体时，传输装置100可以使用例如频率为13.56MHz的信号。当频率为13.56MHz、且人体220为介电体时，如果使躯干侧的耦合电极120b在手腕附近耦合于人体220，则在成人的正常身高(例如170cm)的人体220中，第二区域的长度为约90度的电气长度，第一区域的长度为低于45度的电气长度。下文，以传输装置100所使用的信号的频率为13.56MHz进行说明。此外，将从末端侧的耦合电极120a至末端(例如指尖)称为人体220的末端侧220a，将躯干侧的耦合电极120b至手臂、躯干和脚的整体称为人体220的躯干侧220b。

在安装有传输装置100的人体220中，当例如指尖与另一传输装置300的耦合电极310接触，人体220与耦合电极310耦合时，高频传输系统建立。即，当通信时，在人体220的躯干侧220b产生驻波，形成假想的接地部，因此躯干侧220b作为终端线路发挥功能。此外，末端侧220a作为传输介质发挥功能。另一方面，即使人体220的躯干侧220b与耦合电极310耦合，末端侧220a也不会作为终端线路发挥功能，因此不建立通信。

即，对于安装有传输装置100的人体220，可以通过与耦合电极310耦合而将能够建立通信的范围限制于例如仅手等末端侧220a。由此，可以限制能够建立通信的区域，因此不易发生无意识的通信，易于防止无意识的信息泄漏.因此，根据传输装置100，能够提高安全性。

接着，针对人体220中的传输装置100的安装方式进行说明。在传输装置100的安装中，当通过耦合电极120a和120b与人体220耦合而经由人体220发送接收高频信号时，耦合电极120a和120b的面积越大，此外耦合电极120a和120b与人体220的距离越小，则越强地耦合，因此传输效率提高，从而通信的可靠性提高。但是，当以戒指、手环、或臂带等穿戴器具构成传输装置100时，由于穿戴器具的设计的制约，有可能无法增大耦合电极120a和120b的面积。此外，当将具备传输装置100的穿戴器具安装在身体上时，例如如图15(a)示意性示出的，耦合电极120a和120b可能未贴紧于皮肤而在耦合电极120a和120b与人体220之间形成间隔h。

对此，为了增强耦合电极120a和120b与人体220的耦合，例如如图15(b)示意性示出的，可以在面积大于耦合电极120a和120b并由介电体构成的支承体130上紧密设置耦合电极120a和120b，在穿戴器具上搭载支承体130.此时，在安装有穿戴器具的人体220中，经耦合电极120a和120b由支承体130与人体220耦合。像这样，通过穿戴器具具备支承体130，使得耦合电极120a和120b预先与支承体130贴紧，支承体130以大于耦合电极120a和120b的面积与人体220耦合。因此，当人体220安装穿戴器具时，即使在支承体130与人体220的皮肤之间形成间隔h，与穿戴器具不具备支承体130的情况相比，支承体130与人体220也更强地耦合，从而能够更高效地发送接收高频信号。另外，可以将穿戴器具本身形成为支承体130。

此外，例如如图16示意性示出的，在耦合电极120a和120b与发送接收部110之间插入电感器，通过电感器的电感(L)、以及耦合电极120a和120b与皮肤之间的电容(C)进行LC串联共振，由此也能够提高耦合电极120a和120b与人体220的耦合强度。这与图5中说明的内容为相同的原理。

与图5中说明的内容相同，当将传输的高频信号的频率记作f、将电感记作L1、将耦合电极与人体之间的电容记作C1时，以频率f进行LC串联共振从而提高耦合强度时的L1、C1的值满足下述公式(2)：

[数2]

此外，在图15和图16中，示出耦合电极120a和120b在人体220的手背侧与人体220耦合的情况，但耦合电极120a和120b与人体的耦合可以不在手背侧。例如如图17所示，耦合电极120a和120b可以在人体220的手心侧与人体220耦合。特别地，当人体220通过指腹或手心等与另一传输装置接触从而执行通信时，如图17所示，通过将耦合电极120a和120b与人体220在手心侧进行耦合，与在手背侧进行耦合的情况相比，输入输出的高频信号的部位(耦合电极120a和120b与人体220耦合的部位)与耦合电极120a和120b的距离变近。

此外，将传输装置100搭载于穿戴器具时，可以构成为将耦合电极120a和120b形成为环状并卷绕在人体220的手腕、手指等上。图18示出将耦合电极120a和120b以卷绕在人体的手腕上的方式形成为环状的情况的示例。像这样，通过将耦合电极120a和120b形成为环状，能够将从高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离保持为恒定。

例如，如图19所示，当耦合电极120a和120b仅在手腕的周围的一部分(例如上表面)与人体220耦合时，从高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离根据人体220的末端侧220a的哪一部位与另一传输装置耦合而发生变化。具体而言，如图19(a)所示，当人体220在末端侧220a的中指的前端与另一传输装置耦合时，从沿人体220传递的高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离d与耦合电极120a和120b间的距离D大约相等。另一方面，如图19(b)所示，例如当人体220在末端侧220a的拇指根部与另一传输装置耦合时，从人体220传递的高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离d短于耦合电极120a和120b间的距离D。

与此相对地，如果以将耦合电极120a和120b形成为环状并且卷绕于人体220(手腕)的方式将人体220与耦合电极120a和120b进行耦合，即使在人体220在末端侧220a的中指的前端与另一传输装置耦合的情况下、人体220在末端侧220a的拇指根部与另一传输装置耦合的情况下，如图18(a)和(b)所示，从沿人体220传递的高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离d与耦合电极120a和120b间的距离D均大约相等。像这样，通过将耦合电极120a和120b形成为环状，无关人体220的末端侧220a与另一传输装置接触而输入输出高频信号的位置，均易于将从高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离d保持为恒定。特别地，当因设计的制约等而导致两个耦合电极120a与120b之间的距离D短时，耦合电极120a和120b彼此耦合短接，在传输装置100所具备的输入输出端子间，可能无法得到通信所需要的电压。然而，通过将耦合电极120a和120b形成为环状，易于将从沿人体220传递的高频信号观察到的耦合电极120a和120b间的距离d保持为耦合电极120a和120b之间的距离D。

此外，在传输装置100中，例如如图20示意性示出的，可以在两个耦合电极120a和120b之间连接电感器，以构成陷波滤波器。通过连接具有预定电感的电感器而构成陷波滤波器，能够提高两个耦合电极120a和120b间的隔离。

具体而言，当将传输的高频信号或功率的频率记作f，将经由人体耦合的两个耦合电极120a和120b间的电容记作C2，将耦合电极120a和120b间连接的电感器的电感记作L2时，通过连接满足下述公式(3)的电感器，屏蔽频率f的高频信号，易于提高耦合电极间的隔离。

[数3]

此外，如图21所示，作为具备传输装置100的穿戴器具的支承体130可以形成为圆筒状，以安装于作为介电体的人体220的躯干侧220b的电气长度为大约90度的位置。图21是针对特别是穿戴器具(支承体130)为戒指时的示例而示出的图。在图21所示的支承体130中，当在支承体130耦合于介电体时，两个耦合电极120在介电体的长度方向上为对称的位置处沿圆筒形状的支承体130的中心轴方向设置。在支承体130中，通过将发送接收部110所具备的输入输出电路制成平衡电路，使得可以从任意方向安装支承体130均能够进行通信。

通过像这样在穿戴器具(支承体130)中构成传输装置100，通信性能不会因将穿戴器具安装于身体上的位置和方向不同而使发生变化。因此，对于安装穿戴器具的人体220，即使进行安装而不注意安装穿戴器具的位置和方向也可以实现稳定的通信。

如上所述，通过使传输装置100耦合于人体220的手指、手或手臂等，相对更靠近耦合位置的末端侧220a与另一传输装置耦合时建立通信，躯干侧220b与另一传输装置耦合时不建立通信。像这样，可以限制人体220中建立通信的区域。

以上，参照实施方式针对本发明进行详细说明。然而，在不脱离本发明的主旨的范围内，本领域技术人员可以进行该实施方式的修改、替换。即，本发明不仅限于上述实施方式，可以进行许多变形或变更。例如，可以以各构成部等中包含的功能等在理论上不矛盾的方式进行再配置，可以将多个构成部等组合为一个、或者进行分割。

此外，本说明书的记载不意味着本说明书中记载的发明的全部内容。换言之，本说明书的记载不否定在本申请中未要求保护的发明的存在、即不否定在将来通过分案申请、修改追加的发明的存在。

在本说明书中，以例示的方式公开了本发明，不应当限定性地解释本说明书的记载内容。

符号说明

10高频传输系统

11、12、101高频传输装置

40终端线路

40a、40b终端线路

50传输介质

60发送器

61a、61b输出端子

62耦合电极

70接收器

71a、71b输入端子

100传输装置

100a第一区域

110发送接收部

120、120a、120b、310耦合电极

130支承体

200介电体

200a第一区域

200b第二区域

210a第一底面

210b第二底面

220人体

220a末端侧

220b躯干侧

300另一传输装置

Claims (8)

1.一种传输装置，具备：

通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及

两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，

其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且

其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上，并且

其中，当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止的部分作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

2.根据权利要求1所述的传输装置，还具备：

支承体，面积大于所述两个耦合电极的、与所述传输介质耦合的耦合面的面积，且与所述两个耦合电极贴紧，

所述两个耦合电极经由所述支承体与所述传输介质耦合。

3.根据权利要求1或2所述的传输装置，在所述通信部与所述两个耦合电极中的每一个耦合电极之间还具备电感器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传输装置，其中，所述两个耦合电极为环状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传输装置，在所述两个耦合电极之间还具备电感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传输装置，其中，所述传输介质为导体或介电体。

7.一种利用传输装置进行的传输方法，

所述传输装置具备：

通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及

两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，并且

其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且

其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上，

所述传输方法包括下述步骤：

当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。

8.一种传输系统，具备：

传输装置，具备：通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及两个耦合电极，分别耦合于所述输入输出端子，并且沿一个传输介质的长度方向排列并与所述传输介质耦合，并且其中，所述通信部的输入输出电路由平衡电路构成，所述平衡电路能够使所述两个耦合电极以能够彼此交替的方式发挥功能，并且其中，当与所述传输介质耦合时，所述两个耦合电极沿所述传输介质的长度方向配置在相对于与所述电信号流动的方向正交的面对称的位置上；以及

另一传输装置，具备：通信部，具备输入输出预定频率的电信号的输入输出端子；以及耦合电极，耦合于所述输入输出端子，并且

其中，在所述传输装置中，当所述两个耦合电极耦合于所述传输介质，并且从所述两个耦合电极之中的一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的一端为止的长度是所述电信号的(2n×90±45)度(n是0以上的整数)的范围的电气长度，从所述两个耦合电极之中的另一个耦合电极至所述传输介质的长度方向上的另一端为止的长度是所述电信号的((2n+1)×90±45)度的范围的电气长度，且所述两个耦合电极与所述传输介质耦合时，从所述传输介质之中耦合于所述另一个耦合电极的位置至所述另一端为止作为接地部发挥功能，使得所述通信部与另一传输装置发送接收电信号，其中，所述另一传输装置与所述传输介质之中电气长度在所述电信号的(2n×90±45)度的范围内的区域耦合。