JP2006229641A - Communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2枚の対向するシート状の良導体の間を伝播する電磁波によって2つの外部機器の通信を行う通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device that performs communication between two external devices by electromagnetic waves propagating between two opposing sheet-like good conductors.
従来から、シート状(布状、紙状、箔状、板状、メッシュ状など、面としての広がりを持ち、厚さが薄いもの。)の良導体(通信に用いる信号周波数帯において良導体であれば、直流に対する良導体でなくても良い。)を用いた通信装置に関する技術が、本願の発明者らによって提案されている。たとえば、以下の文献では、個別の配線を形成することなく、シート状の部材に埋め込まれた複数の通信素子が信号を中継することにより信号を伝達する通信装置が提案されている。
さて、シート状の良導体を2枚用いて、その間を伝播する電磁波によって通信を中継する通信装置では、特に外部機器との接続の際の電磁波の漏れを考慮する必要がある。また、外部機器との接続の際にコネクタの接続間違いなどを考慮する必要もある。 Now, in a communication device that uses two sheet-like good conductors and relays communication by electromagnetic waves propagating between them, it is necessary to consider leakage of electromagnetic waves particularly when connecting to external devices. In addition, it is necessary to consider an incorrect connection of a connector when connecting to an external device.
本発明は、このような要望に応えるもので、2枚の対向するシート状の良導体の間を伝播する電磁波によって2つの外部機器の通信を効率良く行う通信装置を提供することを目的とする。 The present invention is to meet such a demand, and an object of the present invention is to provide a communication device that efficiently communicates two external devices by electromagnetic waves propagating between two opposing sheet-like good conductors.
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。 In order to achieve the above object, the following invention is disclosed in accordance with the principle of the present invention.
本発明の第1の観点に係る通信装置は、第1外部機器と第2外部機器との間の通信を中継し、第1導電層、第2導電層を備え、以下のように構成する。 A communication apparatus according to a first aspect of the present invention relays communication between a first external device and a second external device, includes a first conductive layer and a second conductive layer, and is configured as follows.
すなわち、第1導電層は、布状、紙状、箔状、膜状、板状もしくはメッシュ状の良導体である。 That is, the first conductive layer is a good conductor in the form of cloth, paper, foil, film, plate, or mesh.
一方、第2導電層は、第1導電層と略等距離を保つように配置され、布状、紙状、箔状、膜状、板状もしくはメッシュ状の良導体である。 On the other hand, the second conductive layer is disposed so as to be substantially equidistant from the first conductive layer, and is a good conductor in the form of cloth, paper, foil, film, plate, or mesh.
さらに、第1導電層には、接触孔と貫通孔との孔対が複数設けられ、各孔対における接触孔と貫通孔との距離は一定である。 Further, the first conductive layer is provided with a plurality of hole pairs of contact holes and through holes, and the distance between the contact holes and the through holes in each hole pair is constant.
そして、当該第1外部機器は、第1導電層に設けられた第1孔対の接触孔に接する導体により第1導電層に接続され、第1導電層に設けられた第1孔対の貫通孔を第1導電層に接触せずに貫通する導体により第2導電層に接続される。 The first external device is connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the contact hole of the first hole pair provided in the first conductive layer, and penetrates the first hole pair provided in the first conductive layer. The hole is connected to the second conductive layer by a conductor that penetrates the hole without contacting the first conductive layer.
一方、当該第2外部機器は、第1導電層に設けられた第2孔対の接触孔に接する導体により第1導電層に接続され、第1導電層に設けられた第2孔対の貫通孔を第1導電層に接触せずに貫通する導体により第2導電層に接続される。 On the other hand, the second external device is connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the contact hole of the second hole pair provided in the first conductive layer, and penetrates the second hole pair provided in the first conductive layer. The hole is connected to the second conductive layer by a conductor that penetrates the hole without contacting the first conductive layer.
さらに、当該第1外部機器と当該第2外部機器とは、第1導電層と第2導電層との間を伝播する電磁波によって通信を行う。 Further, the first external device and the second external device communicate with each other by electromagnetic waves propagating between the first conductive layer and the second conductive layer.
また、本発明の通信装置において、当該複数の孔対は、第1導電層に周期的に配置されるように構成することができる。 In the communication device of the present invention, the plurality of hole pairs can be configured to be periodically arranged in the first conductive layer.
また、本発明の通信装置は、以下のように構成することができる。 Moreover, the communication apparatus of this invention can be comprised as follows.
すなわち、第1導電層と第2導電層との間には、誘電体が充填され、当該誘電体内における電磁波の伝播速度は、当該通信装置の外側における電磁波の伝播速度よりも遅い。 That is, a dielectric is filled between the first conductive layer and the second conductive layer, and the propagation speed of the electromagnetic wave in the dielectric is slower than the propagation speed of the electromagnetic wave outside the communication device.
また、本発明の通信装置は以下のように構成することができる。 The communication device of the present invention can be configured as follows.
すなわち、当該複数の孔対のそれぞれの孔はいずれも第2導電層に向かう方向に筒形状の縁取がされ、当該筒形状の縁取の長さは、当該筒の半径以上である。 That is, each of the holes of the plurality of hole pairs has a cylindrical border in the direction toward the second conductive layer, and the length of the cylindrical border is equal to or greater than the radius of the cylinder.
また、本発明の通信装置は、以下のように構成することができる。 Moreover, the communication apparatus of this invention can be comprised as follows.
すなわち、第1導電層および第2導電層がメッシュ状の良導体である場合、当該メッシュの大きさは、当該電磁波の波長より短い。 That is, when the first conductive layer and the second conductive layer are mesh-like good conductors, the size of the mesh is shorter than the wavelength of the electromagnetic wave.
また、本発明の通信装置は、以下のように構成することができる。 Moreover, the communication apparatus of this invention can be comprised as follows.
すなわち、第1導電層には、当該第1孔対に対応する第1補助孔と、当該第2孔対に対応する第2補助孔と、が設けられる。 That is, the first conductive layer is provided with a first auxiliary hole corresponding to the first hole pair and a second auxiliary hole corresponding to the second hole pair.
一方、当該第1外部機器は、当該第1補助孔に接する導体により第1導電層にさらに接続される。 On the other hand, the first external device is further connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the first auxiliary hole.
さらに、当該第2外部機器は、当該第2補助孔に接する導体により第1導電層にさらに接続される。 Further, the second external device is further connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the second auxiliary hole.
そして、第1孔対の貫通孔は、第1孔対の接触孔と第1補助孔とを結ぶ線分の中点にある。 The through hole of the first hole pair is at the midpoint of the line segment connecting the contact hole of the first hole pair and the first auxiliary hole.
一方、第2孔対の貫通孔は、第2孔対の接触孔と第2補助孔とを結ぶ線分の中点にある。 On the other hand, the through hole of the second hole pair is at the midpoint of the line segment connecting the contact hole of the second hole pair and the second auxiliary hole.
本発明によれば、2枚の対向するシート状の良導体の間を伝播する電磁波によって2つの外部機器の通信を効率良く行う通信装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication apparatus which performs communication of two external apparatuses efficiently with the electromagnetic waves which propagate between the two opposing sheet-like good conductors can be provided.
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限する物ではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。 Embodiments of the present invention will be described below. In addition, embodiment described below is for description and does not restrict | limit the scope of the present invention. Therefore, those skilled in the art can employ embodiments in which each of these elements or all of the elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信装置の断面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る通信装置の外観図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an external view of the communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
通信装置101は、第1導電層111、これに略平行もしくはこれと略一定の距離を保ちながら対向して配置される第2導電層121を有する。第1導電層111と、第2導電層121とは、いずれも良導体であって、布状、紙状、箔状、膜状、板状もしくはメッシュ状の良導体である。また、第1導電層111と第2導電層121との間には、絶縁体(図示せず)を充填しておくことが望ましい。
The
図2に示すように、第1導電層111には、孔が3つを単位に規則的に配置されている。図1は、この3つ組を結ぶ直線方向の断面図である。
As shown in FIG. 2, the first
3つの孔の中央に配置されるものが貫通孔112であり、残りの二つの一方が接触孔113、他方が補助孔114である。接触孔113と補助孔114を結ぶ線分の中点に、貫通孔112が配置されている。
A through
なお、接触孔113と補助孔114は、同じ形状であり、同じ役割を果たす。したがって、いずれか一方を省略することができる。
The
図3は、通信装置に外部機器のコネクタが接続される様子を示す断面図である。以下、上記の図と本図を参照しながら説明する。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a connector of an external device is connected to the communication device. The following description will be given with reference to the above figure and this figure.
通信装置101は、第1導電層111と第2導電層121との間で電磁波を伝播させることにより、外部の2台の通信機器の通信を中継する。
The
したがって、外部の通信機器は、いずれも、第1導電層111と第2導電層121の両方に接続される必要がある。
Therefore, any external communication device needs to be connected to both the first
そこで、外部の通信機器とは、以下のように接続を行う。 Therefore, connection is made with an external communication device as follows.
すなわち第1導電層111との接続は、外部の通信機器のコネクタ301から出るピン302が、接触孔113および補助孔114に接触することによって行われる。
That is, the connection with the first
第2導電層121との接続は、外部の通信機器のコネクタ301から出るピン303が、貫通孔112を貫通して第2導電層121に接触することによって行われる。したがって、このピン303が第1導電層111と短絡するのを防止するために、貫通孔112の内側には絶縁体115が貼付されている。
The connection with the second
同様に、第1導電層111の表面にも、他の機器との短絡を防止するための絶縁体115が貼付されている。
Similarly, an
このほか、第2導電層121の表面にも、同様に絶縁体を一面に貼付することとしても良い(図示せず)。 In addition, an insulator may be similarly attached to the surface of the second conductive layer 121 (not shown).
貫通孔112、接触孔113、補助孔114は、第2導電層121に向かう方向に円筒状の縁取がされている。
The through
接触孔113、補助孔114は、さらにその円筒状の先が絞られており、この絞り込みでピンを締めることによって、確実な接触を行う。
The
一方、貫通孔112を通過したピンは、第2導電層121に設けられた円筒状の突起をガイドとして第2導電層121に直接ピンの先端を接触させるか、もしくは、導電体である円筒状の突起に締めつけられることによって、第2導電層121に接続される。
On the other hand, the pin that has passed through the through-
通信装置101の第1導電層111、第2導電層121に接続されるピンの接続関係には、入え替えができないことが多い。そこで、このような場合には、「逆挿し」の防止を考える必要があるが、本実施形態で3つ組の孔を用いるのであれば、貫通孔112を中心に接触孔113と補助孔114が対称に配置されているため、いずれの向きに接続しても問題は生じない。
In many cases, the connection relationship between pins connected to the first
したがって、3つ組同士の距離を、貫通孔112と接触孔113との距離とは異なるように、典型的にはこれより長くしておけば、「逆挿し」の問題は起きない。
Therefore, if the distance between the triplets is set to be longer than the distance between the through
また、3つ組(や貫通孔112と接触孔113の対)は、穴からの電磁波漏洩を最小限に抑える観点から、規則的に、周期的に配置して、対称性を維持することが望ましい。
In addition, the triplet (or the pair of the through
なお、補助孔114を省略した態様の場合、対称性を維持するには、接触孔113と貫通孔112の直径は同程度にすることが望ましいが、逆挿しが防止できなくなる。したがって、このような場合は、外部通信機器が採用する物理的な構造や通信プロトコルとして、逆挿しを許すこととするか、コネクタ用にはめ込み溝を採用する等の工夫をする必要がある。
In the case where the
なお、3つ組として貫通孔112を通過して第2導電層121に接触するピンを信号芯線、接触孔113と補助孔114により第1導電層111に接触するピンを接地線としておけば、信号芯線を接地線で挟むこととなるから、有害な電磁放射を抑える点でも有利である。
In addition, if the pin that contacts the second
さて、第1導電層111と第2導電層121との間の誘電体としては、当該誘電体を伝播する電磁波の速度が、使用環境(典型的には、空気中や真空中である。)よりも遅くなるようなものを選択する。
Now, as the dielectric between the first
一般には、透磁率μが真空と同程度であることが多いため、誘電率εが大きな材料を選べば良い。 In general, since the magnetic permeability μ is often the same as that of vacuum, a material having a large dielectric constant ε may be selected.
このような条件の下で、電磁波の波長よりも小さいできるだけ均一な間隔で貫通孔112、接触孔113、補助孔114を設置すると、これらの孔を通って第1導電層111の外側に染み出した電磁波は、互いに干渉してエバネッセント波を形成することとなるが、使用環境中の電磁波長より細かい周期で位相が変化するため、使用環境中に進行波は形成されず、波動の強度は第1導電層111からの距離に対して指数関数的に減衰する。電磁波が遠方に漏れ出したりすることはない。
Under such conditions, when the through
したがって、貫通孔112、接触孔113、補助孔114の列における孔同士の間隔は、電磁波の波長よりも短くすることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the distance between the holes in the row of the through
また、漏れ電磁波を吸収するために、電磁波吸収体を利用することが望ましい。電磁波吸収体としては、典型的には、抵抗を用いることができる。以下の説明では、電磁波吸収体として、各種の抵抗体や終端抵抗を用いることとしているが、その他の各種の電磁波吸収体を利用することができる。 Further, it is desirable to use an electromagnetic wave absorber in order to absorb leakage electromagnetic waves. As the electromagnetic wave absorber, a resistor can be typically used. In the following description, various resistors and termination resistors are used as the electromagnetic wave absorber, but various other electromagnetic wave absorbers can be used.
また、コネクタ301の周囲には、ピン302、303を囲むように環状の抵抗体304を配置する。この抵抗体304により、コネクタ301と第1通信層111との隙間からの電磁波の漏れを減衰させることができる。
An
以下、単純な理想的モデルで考えることとする。通信に用いる電磁波の角周波数をω、抵抗体304の導電率をσとすると、複素誘電率はε+σ/jωとなる。ε≪σ/ωの場合には、抵抗体304の内部における電磁波の減衰係数αは(μσω/2)1/2となる。
In the following, we will consider a simple ideal model. If the angular frequency of the electromagnetic wave used for communication is ω and the conductivity of the
たとえばωとして2.4GHz帯を選び、1/σ = 1Ω・cmとすると、αは概ね103[1/m]となり、漏れ電磁波の強度が1/e倍に減衰する減衰距離は、概ね1mmとなる。したがって、この抵抗体304に入り込んだ電磁波は、概ね1mmで減衰する。
For example, if the 2.4 GHz band is selected as ω and 1 / σ = 1 Ω · cm, α is approximately 103 [1 / m], and the attenuation distance at which the intensity of leakage electromagnetic waves attenuates 1 / e times is approximately 1 mm. . Therefore, the electromagnetic wave entering the
以上説明したものは理想化モデルであり、高周波の場合における等価抵抗は直流の抵抗とは一致しないのが一般的である。直流における絶縁体や良導体であるものが、高周波数帯ではまったく逆の性質を示す場合もある。その意味で、上記の説明における「良導体」「絶縁体」は、信号通信に用いる周波数帯における性質により決まるものであり、その他の周波数帯においても良導体・絶縁体であることを要するものではない。 What has been described above is an idealized model, and in general, the equivalent resistance in the case of high frequency does not coincide with the direct current resistance. In some cases, an insulator or a good conductor in a direct current exhibits completely opposite properties in a high frequency band. In that sense, the “good conductor” and “insulator” in the above description are determined by the properties in the frequency band used for signal communication, and do not need to be good conductors / insulators in other frequency bands.
このように、本実施形態によれば、水に濡れたりした場合のショートの危険が小さいほか、接続部分の孔付近の電磁場強度が小さく、電磁波が漏洩しにくく、孔が小さく、壁や卓上に応用した場合表面の平面性を損なわず、見た目にも目立たない通信装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the risk of short-circuiting when it gets wet is small, the electromagnetic field strength in the vicinity of the hole in the connection portion is small, the electromagnetic wave is difficult to leak, the hole is small, and the wall or tabletop is small. When applied, it is possible to provide a communication device that does not deteriorate the flatness of the surface and is inconspicuous.
また、ピン303が接続される良導体に多段構造を設けると、より効果的に電磁波を減衰させることができる。図4は、このような多段構造を設けたコネクタの様子を示す説明図である。
Further, if a multistage structure is provided on a good conductor to which the
本図に示すように、コネクタ301のピン303に接続される良導体305を同心円状(「円」ではなく四角形や各種の多角形でも良い。)に設け、その間に抵抗体304を充填している。
As shown in this figure, the
第1導電層111と抵抗体304の間の絶縁体115は誘電体であるから、これら三者のインピーダンスを近い値に設定しておくと、内側の良導体の壁を通り抜けた電磁波は放射状に広がろうとし、抵抗体304に入り込んだ抵抗体に入り込んだ電磁波は吸収され消滅する。したがって、内側の良導体の壁を通りぬけた電磁波のエネルギーのうちわずかな割合しか、外側の良導体の壁には到達できない。以後同様なプロセスを繰り返すことによって、外部へ漏れ出す割合を極めて小さくすることができる。さらにそのうちのわずかな割合が外部へ漏れ出すことになる。
Since the
このような同心構造を、2段階だけでなく、多段階設定することにより、短い距離で効果的に漏洩波動を減衰させることができる。 By setting such a concentric structure not only in two stages but also in multiple stages, leakage waves can be effectively attenuated over a short distance.
図5は、電磁波の漏れを円筒状の縁取によって防止するための手法について説明する説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a technique for preventing leakage of electromagnetic waves by a cylindrical border. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
一般に、電磁波の波長よりも十分小さい導電体円筒の内部には進行波が存在することができず、円筒の端付近に電磁場が存在していたとしても、その内部においては、電磁波は、端からの距離に対して指数関数的に減衰し、この減衰距離は円筒の内径(直径)の4分の1程度である。したがって、十分な減衰を得るためには、直径の4分の1程度よりも長い長さ、たとえば、半径程度とすれば良い。 In general, no traveling wave can exist inside a conductor cylinder sufficiently smaller than the wavelength of the electromagnetic wave, and even if there is an electromagnetic field near the end of the cylinder, the electromagnetic wave is Attenuating exponentially with respect to the distance of the cylinder, this attenuation distance is about a quarter of the inner diameter (diameter) of the cylinder. Therefore, in order to obtain sufficient attenuation, the length may be longer than about a quarter of the diameter, for example, about the radius.
したがって、本図に示すように、縁取り部の長さを円筒内径以上に設定しておくことにより、開口付近の電磁場を強く減衰させることができる。 Therefore, as shown in the figure, the electromagnetic field in the vicinity of the opening can be strongly attenuated by setting the length of the edge portion to be equal to or larger than the cylindrical inner diameter.
なお、縁取の形状は、必ずしも円筒に限らない。たとえば、四角形の筒状の縁取とした場合でも、同様の減衰効果を得ることができ、この時の減衰距離は、四角形の辺の0.23倍程度である。この場合も四角形の辺の長さを内径(直径)と考えれば、半径以上の長さがあれば十分が減衰効果が得られることになる。 The shape of the border is not necessarily limited to a cylinder. For example, even in the case of a quadrangular cylindrical border, the same attenuation effect can be obtained, and the attenuation distance at this time is about 0.23 times the side of the quadrangle. In this case as well, if the length of the side of the quadrangle is considered to be the inner diameter (diameter), a sufficient attenuation effect can be obtained if the length is equal to or greater than the radius.
図6は、第1導電層111の外側を、柔軟な導電性カバーでさらに被覆する手法を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of further covering the outside of the first
導電性カバー601は、第1導電層111と接して短絡されている。そして、導電性カバー601の開口部602は、貫通孔112、接触孔113、補助孔114に合わせて設けられているが、ピン302やピン303が挿入されていないときは、その柔軟性により、閉じられているようにする。これによって、コネクタ301が接続されていない孔からの電磁波放射を抑止する。
The
なお、この場合には、ピン303の根本表面には絶縁皮膜を設けることとする。これによって、コネクタ301を接続した際に、導電性カバー601とピン303とが短絡されるのを防止する。
In this case, an insulating film is provided on the base surface of the
図7は、ピン302、ピン303を挿入したときだけ開口するように、貫通孔112、接触孔113、補助孔114を構成した例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example in which the through
本図に示すように、ピン303が挿入されていない場合は、接触孔113と補助孔114はバネ状の開口部が閉じられるようにする。また、ピン302が挿入されていない場合は、絶縁体115がバネ状に働き、開口部が閉じられるようにする。
As shown in this figure, when the
なお、これらの手法は、適宜組み合わせ、同時に使用することができる。 These techniques can be combined as appropriate and used simultaneously.
(応用例)
図8は、本通信装置に無線機器を直接接続する様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
(Application examples)
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which a wireless device is directly connected to the communication apparatus. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示すように、任意の無線機器のアンテナ用の接続ケーブル821をそのまま第1導電層111および第2導電層121に接続することによって、空中を無線で電磁波を伝播させるかわりに、第1導電層111と第2導電層121の間で電磁波を伝播させて、通信を行うことができる。無線LANの50Ω同軸ケーブル出力やBluetoothなど、各種の無線機器に対応が可能である。
As shown in this figure, by connecting a
なお、この際には、インピーダンス変換を行う必要があるが、これはマイクロストリップラインを用いたインピーダンス変換器822を使用すれば良い。
In this case, it is necessary to perform impedance conversion. For this purpose, an
また、本図に示す例では、電源801により、第1導電層111と第2導電層121との間に電位差を設けることとし、通信装置101の周縁部では抵抗体802で電磁波の減衰をはかり、絶縁体803で第1導電層111と第2導電層121とを絶縁している。したがって、接続される無線機器に対して電力を供給することも可能である。
Further, in the example shown in this figure, a potential difference is provided between the first
なお、抵抗体802が直流的には絶縁体として機能する場合は、絶縁体803は不要である。
Note that the
図9は、周縁部の構造の詳細を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing details of the structure of the peripheral edge. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図では、第1導電層111と第2導電層121との間を充填する誘電体(絶縁体)901と、抵抗体802とが、周縁部でどのような断面構成を有しているか、を示す。
In this figure, the cross-sectional configuration of the dielectric (insulator) 901 filling the space between the first
抵抗体802と誘電体901との境界で電磁波の反射が生じないようにするため、抵抗体802の断面形状をクサビ型にする。
In order to prevent reflection of electromagnetic waves at the boundary between the
なお本図では、この断面形状を通信装置101の厚さ方向の断面と考えているが、通信装置101の広さ方向の断面の形状をこのようにクサビ型としても良い。すなわち、通信装置101の平面構造を当該平面の垂線の方向から見た場合の形状としても良い。多くの場合は、こちらの方が作成が容易である。
In this figure, this cross-sectional shape is considered as a cross-section in the thickness direction of the
クサビの間隔が電磁波の波長より小さければ、これは、連続してインピーダンスが変化する終端とみなすことができる。一方、クサビの間隔が電磁波の波長より大きい場合には、左から入射した波動はクサビとクサビの間で反射を繰り返す。いずれの場合であっても、誘電体901側から到達した電磁波が反射することはない。 If the wedge spacing is smaller than the wavelength of the electromagnetic wave, this can be regarded as a terminal where the impedance continuously changes. On the other hand, when the wedge interval is larger than the wavelength of the electromagnetic wave, the wave incident from the left is repeatedly reflected between the wedges. In either case, the electromagnetic wave that arrives from the dielectric 901 side is not reflected.
なお、抵抗体802表面での電磁波のインピーダンスが、誘電体901内でのインピーダンスと完全に一致している場合には、このようなクサビ構造は必要ない。クサビ構造は、このインピーダンスが完全には整合していない場合であっても、反射を抑制する働きをする。
Note that such a wedge structure is not necessary when the impedance of the electromagnetic wave on the surface of the
このように反射を防止することによって、複数の通信経路を通って信号が受信されるマルチパス問題を回避することができる。 By preventing reflection in this way, it is possible to avoid the multipath problem in which signals are received through a plurality of communication paths.
たとえば、壁で反射する経路長が直接の距離よりも3m長ければ、反射した波動は10ns遅れて到達する。したがってインパルスは10nsの程度に広がって受信されることになり、1bit/(10ns) = 100Mbpsを超えると通信速度の向上が困難になってくる。 For example, if the path length reflected by the wall is 3 m longer than the direct distance, the reflected wave arrives with a delay of 10 ns. Therefore, the impulse is received with a spread of about 10 ns, and if 1 bit / (10 ns) = 100 Mbps is exceeded, it is difficult to improve the communication speed.
一方、上記のような無反射終端処理を行なえば直接伝達する電磁波の波動のみが受信されるため、伝送速度を波動の帯域と同程度まで容易に高めることができる。 On the other hand, if the non-reflection termination process as described above is performed, only the wave of the electromagnetic wave directly transmitted is received, and therefore the transmission speed can be easily increased to the same level as the wave band.
以下では、その他の実施例について説明する。 Hereinafter, other embodiments will be described.
図10は、ピン結合と容量結合を併用した態様を説明する説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a mode in which pin coupling and capacitive coupling are used in combination. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本実施形態では、通信用の電磁波は、第2導電層121に結合した信号電極951と、第1導電層111に容量結合するグランド電極952によって送出される。
In the present embodiment, communication electromagnetic waves are transmitted by a
また、外部機器への電源供給は、信号電極951と電源取得用グランドピン953を介して行う。
The power supply to the external device is performed through the
外部機器側の電源コンデンサ(図示せず)は、コイルなどのインダクタ(図示せず)を介して信号電極951に接続されており、外部機器側の電源コンデンサと信号電極951とは交流的には切り離されている。
A power supply capacitor (not shown) on the external device side is connected to the
同じ孔の中で両信号層を露出させると短絡の危険が大きいため、このような構成によれば、一方を絶縁しておくことが可能であり、グランド端子と信号端子は同軸(本図に示すように、信号電極951を囲んで回転対称)の構成とすることによって、信号の経路に余計なインダクタンスを生じさせないですむのである。
If both signal layers are exposed in the same hole, there is a greater risk of a short circuit. With such a configuration, it is possible to insulate one of the two, and the ground terminal and the signal terminal are coaxial (as shown in this figure). As shown in the figure, by forming a rotationally symmetric configuration surrounding the
また、図11は、同軸ケーブルのコネクタをそのまま用いる形態を示す説明図である。図12は、挿みこむタイプのコネクタを用いる形態を示す説明図である。特に衣類やカーテンなどを通信シートとして用いる場合には、本図に示すコネクタが有効と考えられる。 Moreover, FIG. 11 is explanatory drawing which shows the form which uses the connector of a coaxial cable as it is. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a form using a plug-in type connector. In particular, when clothes, curtains, or the like are used as communication sheets, the connector shown in this figure is considered effective.
コネクタ971は同軸ケーブル972が接続されており、絶縁体976を介して絶縁されている2つの良導体973、974が通信装置の第1導電層111と第2導電層121を挟むようにして接続される。また、絶縁体976の周囲には、電磁波吸収体として終端抵抗975が設けられている。
A
なお、同軸ケーブルのインピーダンスが通信層内への放射インピーダンスと同程度であれば本図のように直接接続しても通信は可能であるが、より完全に結合部での反射をなくすためには結合部に整合回路を挿入する。 If the coaxial cable has the same impedance as the radiation impedance into the communication layer, communication is possible even if it is directly connected as shown in this figure, but in order to eliminate reflection at the coupling part more completely. A matching circuit is inserted into the coupling part.
図13は、このコネクタに対応する通信装置の形状を示す説明図である。 FIG. 13 is an explanatory diagram showing the shape of a communication device corresponding to this connector.
本図に示すような孔を第1導電層111や第2導電層121に設けてコネクタ971で挟むのである。孔の形状は、円形でもよいし、洋服のボタンの孔のような形状でもよい。
Holes as shown in this figure are provided in the first
図14は、コネクタで通信層を挟み込んだ状態を示す説明図である。 FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a state in which the communication layer is sandwiched between the connectors.
尚、第1導電層111や第2導電層121が周縁部で露出している場合には、孔を設けることなく、単にコネクタ971の良導体973、974でシート状の通信装置の周縁部を挟めば、接続を行うことができる。
When the first
上記のように、本発明によれば、2枚の対向するシート状の良導体の間を伝播する電磁波によって2つの外部機器の通信を効率良く行う通信装置を提供することができ、各種の通信技術分野に適用することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a communication device that efficiently communicates two external devices by electromagnetic waves propagating between two opposing sheet-like good conductors, and various communication technologies. Can be applied in the field.
101 通信装置
111 第1導電層
112 貫通孔
113 接触孔
114 補助孔
115 絶縁体
121 第2導電層
301 コネクタ
302 ピン
303 ピン
304 抵抗体
305 良導体
601 導電性カバー
602 開口部
801 電源
802 抵抗体
803 絶縁体
821 接続ケーブル
822 インピーダンス変換器
901 誘電体
951 信号電極
952 グランド電極
953 グランドピン
971 コネクタ
972 同軸ケーブル
973 良導体
974 良導体
975 終端抵抗
976 絶縁体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
布状、紙状、箔状、膜状、板状もしくはメッシュ状の良導体である第1導電層、
前記第1導電層と略等距離を保つように配置される布状、紙状、箔状、膜状、板状もしくはメッシュ状の良導体である第2導電層、
を備え、
前記第1導電層には、接触孔と貫通孔との孔対が複数設けられ、各孔対における接触孔と貫通孔との距離は一定であり、
当該第1外部機器は、前記第1導電層に設けられた第1孔対の接触孔に接する導体により前記第1導電層に接続され、前記第1導電層に設けられた第1孔対の貫通孔を前記第1導電層に接触せずに貫通する導体により前記第2導電層に接続され、
当該第2外部機器は、前記第2導電層に設けられた第2孔対の接触孔に接する導体により前記第2導電層に接続され、前記第2導電層に設けられた第2孔対の貫通孔を前記第1導電層に接触せずに貫通する導体により前記第2導電層に接続され、
当該第1外部機器と当該第2外部機器とは、前記第1導電層と前記第2導電層との間を伝播する電磁波によって通信を行う
ことを特徴とする物。 A communication device that relays communication between a first external device and a second external device,
A first conductive layer which is a good conductor in the form of cloth, paper, foil, film, plate or mesh;
A second conductive layer that is a good conductor in the form of a cloth, paper, foil, film, plate, or mesh arranged so as to maintain a substantially equal distance from the first conductive layer;
With
The first conductive layer is provided with a plurality of hole pairs of contact holes and through holes, and the distance between the contact hole and the through hole in each hole pair is constant,
The first external device is connected to the first conductive layer by a conductor in contact with a contact hole of the first hole pair provided in the first conductive layer, and the first external device includes a first hole pair provided in the first conductive layer. Connected to the second conductive layer by a conductor penetrating a through hole without contacting the first conductive layer;
The second external device is connected to the second conductive layer by a conductor in contact with a contact hole of the second hole pair provided in the second conductive layer, and is connected to the second hole pair provided in the second conductive layer. Connected to the second conductive layer by a conductor penetrating a through hole without contacting the first conductive layer;
The first external device and the second external device communicate with each other by electromagnetic waves propagating between the first conductive layer and the second conductive layer.
当該複数の孔対は、前記第1導電層に周期的に配置される
ことを特徴とする物。 The communication device according to claim 1,
The plurality of hole pairs are periodically arranged in the first conductive layer.
前記第1導電層と前記第2導電層との間には、誘電体が充填され、
当該誘電体内における電磁波の伝播速度は、当該通信装置の外側における電磁波の伝播速度よりも遅い
ことを特徴とする物。 The communication device according to claim 2,
A dielectric is filled between the first conductive layer and the second conductive layer,
The propagation speed of electromagnetic waves in the dielectric body is slower than the propagation speed of electromagnetic waves outside the communication device.
当該複数の孔対のそれぞれの孔はいずれも前記第2導電層に向かう方向に筒形状の縁取がされ、当該筒形状の縁取の長さは、当該筒の半径以上である
ことを特徴とする物。 The communication device according to any one of claims 1 to 3,
Each of the holes of the plurality of hole pairs has a cylindrical border in a direction toward the second conductive layer, and the length of the cylindrical border is equal to or greater than the radius of the cylinder. object.
前記第1導電層および前記第2導電層がメッシュ状の良導体である場合、当該メッシュの大きさは、当該電磁波の波長より短い
ことを特徴とする物。 The communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
When the first conductive layer and the second conductive layer are mesh-like good conductors, the size of the mesh is shorter than the wavelength of the electromagnetic wave.
前記第1導電層には、当該第1孔対に対応する第1補助孔と、当該第2孔対に対応する第2補助孔と、が設けられ、
当該第1外部機器は、当該第1補助孔に接する導体により前記第1導電層にさらに接続され、
当該第2外部機器は、当該第2補助孔に接する導体により前記第1導電層にさらに接続され、
前記第1孔対の貫通孔は、前記第1孔対の接触孔と前記第1補助孔とを結ぶ線分の中点にあり、
前記第2孔対の貫通孔は、前記第2孔対の接触孔と前記第2補助孔とを結ぶ線分の中点にある
ことを特徴とする物。 The communication device according to any one of claims 1 to 3,
The first conductive layer is provided with a first auxiliary hole corresponding to the first hole pair and a second auxiliary hole corresponding to the second hole pair,
The first external device is further connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the first auxiliary hole,
The second external device is further connected to the first conductive layer by a conductor in contact with the second auxiliary hole,
The through hole of the first hole pair is at the midpoint of a line segment connecting the contact hole of the first hole pair and the first auxiliary hole,
The through hole of the second hole pair is at the midpoint of a line segment connecting the contact hole of the second hole pair and the second auxiliary hole.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160616A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Teijin Fibers Ltd | Sheet structure for communication |
JP2008160615A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Teijin Fibers Ltd | Flexible sheet structure for communication |
JP2008206074A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Teijin Fibers Ltd | Communication sheet body structure used on top plate |
JP2009296220A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Teijin Fibers Ltd | Sheet structure for communication |
JP2010016592A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Serukurosu:Kk | Electromagnetic wave interface device |
JP2011009801A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Serukurosu:Kk | Highly efficient electromagnetic wave interface apparatus and electromagnetic wave transmission system |
WO2011027770A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | 日本電気株式会社 | Communication transfer device, communication coupler and impedance adjusting sheet |
JP2013219496A (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Nec Engineering Ltd | Two-dimensional communication power supply device, and communication sheet and connector |
US8570240B2 (en) | 2008-06-27 | 2013-10-29 | Teijin Fibers Limited | Communication sheet structure |
JP2017143455A (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | Power supply system to two-dimensional communication sheet and power supply port |
-
2005
- 2005-02-18 JP JP2005041595A patent/JP2006229641A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160615A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Teijin Fibers Ltd | Flexible sheet structure for communication |
JP2008160616A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Teijin Fibers Ltd | Sheet structure for communication |
JP2008206074A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Teijin Fibers Ltd | Communication sheet body structure used on top plate |
JP2009296220A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Teijin Fibers Ltd | Sheet structure for communication |
US8570240B2 (en) | 2008-06-27 | 2013-10-29 | Teijin Fibers Limited | Communication sheet structure |
JP2010016592A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Serukurosu:Kk | Electromagnetic wave interface device |
JP2011009801A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Serukurosu:Kk | Highly efficient electromagnetic wave interface apparatus and electromagnetic wave transmission system |
WO2011027770A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | 日本電気株式会社 | Communication transfer device, communication coupler and impedance adjusting sheet |
JP5678888B2 (en) * | 2009-09-01 | 2015-03-04 | 日本電気株式会社 | Communication transmission device, communication coupler and impedance adjustment sheet |
US8983370B2 (en) | 2009-09-01 | 2015-03-17 | Nec Corporation | Communication transmission apparatus, communication coupler and impedance adjusting sheet |
JP2013219496A (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Nec Engineering Ltd | Two-dimensional communication power supply device, and communication sheet and connector |
JP2017143455A (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | Power supply system to two-dimensional communication sheet and power supply port |
WO2017138474A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | System for supplying electric power to two-dimensional communication sheet, and feeding port |
US10892644B2 (en) | 2016-02-12 | 2021-01-12 | National Institute Of Information And Communications Technology | System for supplying electric power to two-dimensional communication sheet, and feeding port |
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