WO2013008375A1 - 信号伝達用通信体及びカプラ - Google Patents

Abstract

　信号伝達用通信体（１）は、主面に信号伝送線路（１１）及びグランドパターン（１２）が形成された平板状の配線基板（１０）と、一端が信号伝送線路（１１）に接続され、巻回軸が配線基板（１０）の主面と平行になるように巻回されたコイル状の結合電極（３１）と、一端がグランドパターン（１２）に接続され、平面視した場合に少なくとも一部がコイル状の結合電極（３１）と近接するように配置された一対のコイル状のグランド電極（４１，４１）と、矩形の枠状に形成され、平面視した場合にコイル状の結合電極（３１）の周囲を囲むように配置され、コイル状のグランド電極（４１，４１）の他端と接続された枠状電極（５１）とを備えている。側面視した場合に、コイル状の結合電極（３１）、コイル状のグランド電極（４１，４１）、及び枠状電極（５１）は、同一の直線（Ｌ１）に沿って配置されている。

Description

信号伝達用通信体及びカプラ

　本発明は、信号伝達用通信体及びカプラに関し、特に、近接状態で通信を行う信号伝達用通信体、及び、該信号伝達用通信体を複数備えて構成されるカプラに関する。

　本発明者は、先に、近接状態で通信を行う近距離非接触通信に利用される信号伝達用通信体（及びカプラ）を提案している（特許文献１参照）。この信号伝達用通信体には、基板の下面のグランド電極、上面の信号伝送用線路、及び基板による基底部が構成されている。また、この信号伝送用通信体は、基底部に対して平行な矩形板状の結合用平面導体を備えている。結合用平面導体と基底部との間には、柱状導体によるインダクタ回路が設けられている。また、結合用平面導体と基底部との間には、他の柱状導体によるインダクタと平面導体によるキャパシタとでＬＣ直列回路がそれぞれ構成されている。

　また、特許文献１には、上述したインダクタ回路が基底部の面に対して垂直な面に沿って旋回するスパイラル状インダクタで構成されるとともに、ＬＣ直列回路のインダクタが基底部の面に対して垂直な面に沿って旋回するスパイラル状インダクタで構成された形態が開示されている。

国際公開第２０１０／１１３７７６号

　上述した信号伝達用通信体によれば、ＬＣ直列回路のキャパシタンス成分とインダクタンス成分の大きさによって得られる共振周波数により、送受信透過特性の所望の周波数に減衰極を設けることができる。また、通信で使用する周波数帯域外の低周波数側及び／又は高周波数側に減衰極を設定することで所望の使用周波数の通過帯域特性を得ることができる。特に、インダクタ回路又はＬＣ直列回路にスパイラル状の導体を備えることにより、単位体積当たりのインダクタンス成分が大きくなり、減衰極形成のためのインダクタンス成分を単位体積内でより広範囲に亘って設定可能となる。

　しかしながら、その一方において、製造効率向上等の観点から、信号伝達用通信体を構成する要素部材の数を削減し、製造をより容易にすることが望まれていた。

　本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、構成要素の数を低減するとともに、製造をより容易にすることが可能な信号伝達用通信体及びカプラを提供することを目的とする。

　本発明に係る信号伝達用通信体は、信号伝送線路及びグランドパターンが形成された平板状の配線基板と、一端が信号伝送線路に接続され、巻回軸が配線基板の主面と平行になるように巻回されたコイル状の結合電極と、一端がグランドパターンに接続され、平面視した場合に、少なくとも一部がコイル状の結合電極と近接するように配置されたグランド電極と、矩形の枠状に形成され、平面視した場合に、コイル状の結合電極の周囲を囲むように配置され、グランド電極の他端と接続された枠状電極とを備え、側面視した場合に、コイル状の結合電極、グランド電極、及び枠状電極が、主面と平行な同一の直線に沿って配置されていることを特徴とする。

　本発明に係る信号伝達用通信体によれば、巻回軸が配線基板の主面と平行になるようにコイル状の結合電極が巻回されている。そのため、コイル状の結合電極と、グランド電極及び枠状電極が、空間を介して高周波的に結合することで、コイル状の結合電極、グランド電極、枠状電極全体が、上述した結合用平面導体として機能する。その結果、従来必要であった矩形板状の結合用平面導体を廃止すること、すなわち構成要素の数を低減することができる。また、本発明に係る信号伝達用通信体によれば、側面視した場合に、コイル状の結合電極、グランド電極、及び枠状電極が、同一の直線に沿って配置されているため、例えば積層数を低減することができ、製造をより容易に行うことができる。これらの結果、構成要素の数を低減するとともに、製造をより容易にすることが可能となる。なお、コイル状の結合電極、グランド電極、及び枠状電極によって形成されるインダクタンス、キャパシタンスを調整することにより、所望の使用周波数帯域を得ることができる。

　本発明に係る信号伝達用通信体では、上記グランド電極が、巻回軸が、配線基板の主面と平行になるように巻回されたコイル状のグランド電極であることが好ましい。

　この場合、グランド電極がコイル状に形成されているため、単位体積当たりのグランド電極のインダクタンス値をより大きく取ることができる。また、その巻回軸が、配線基板の主面と平行に配置されている。よって、コイル状の結合電極とコイル状のグランド電極とを同一の層に形成することができるため、製造をより容易に行うことが可能となる。

　また、本発明に係る信号伝達用通信体では、上記コイル状のグランド電極が、コイル状の結合電極を挟んで対称な位置に、複数、配置されていることが好ましい。

　この場合、複数のコイル状のグランド電極がコイル状の結合電極を挟んで対称な位置に配置されているため、例えば、２つの信号伝達用通信体を構成するコイル状の結合電極同士が対向された状態において、コイル状の結合電極を含む面に沿った方向の位置ずれに対する特性変動を抑えることが可能となる。

　本発明に係る信号伝達用通信体では、コイル状の結合電極、グランド電極、及び、枠状電極が、ビアが形成された誘電体層と複数の電極パターン層とが交互に積層された積層体により形成されていることが好ましい。

　このようにすれば、ビアと電極パターンとを用いた多層構造とすることで、一般的な多層基板の量産工程に容易に適用することが可能となる。

　本発明に係るカプラは、１以上の上記いずれかの信号伝達用通信体を含む複数の信号伝達用通信体が、非接触状態で互いに対向するように配置されていることを特徴とする。

　本発明に係るカプラによれば、１以上の上記いずれかの信号伝達用通信体を含む複数の信号伝達用通信体を、非接触状態で互いに対向するように配置することにより、金属接点を持たないカプラを構成することが可能となる。

　本発明によれば、信号伝達用通信体の構成要素の数を低減するとともに、製造をより容易にすることが可能となる。

第１実施形態に係る信号伝達用通信体の構成を示す透視図である。 図１の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体の透視図である。 第２実施形態に係る信号伝達用通信体の構成を示す透視図である。 図３の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体の透視図である。 第３実施形態に係る信号伝達用通信体の構成を示す透視図である。 図５の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体の透視図である。 第４実施形態に係る信号伝達用通信体の構成を示す透視図である。 図７の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体の透視図である。 第５実施形態に係るカプラの構成を示す斜視図である。 第５実施形態に係るカプラにおける電界分布を示す図である。 Ｚ方向の距離を変えた場合のカプラの結合度（Ｓ２１）を示すグラフである。 ＸＹ方向のずれを変えた場合のカプラの結合度（Ｓ２１）を示すグラフである。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

　［第１実施形態］
　まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る信号伝達用通信体１の構成について説明する。図１は、信号伝達用通信体１の構成を示す透視図である。また、図２は、図１の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体１の透視図である。

　信号伝達用通信体１は、主面に信号伝送線路１１及びグランドパターン１２が形成された矩形の平板状の配線基板１０を備えている。なお、配線基板１０の裏面は、ベタグランド（層）とされている。配線基板１０の主面には、コイル状の結合電極３１、コイル状のグランド電極４１、及び枠状電極５１が形成された直方体形状の積層体２１が配置されている。なお、積層体２１は、例えば、縦・横約５ｍｍ、高さ約１ｍｍの直方体状に形成されている。

　コイル状の結合電極３１は、一端が信号伝送線路１１に接続された高さ約０．８ｍｍの柱状導体３１ａと、該柱状導体３１ａの他端に一端が接続され、巻回軸が配線基板１０の主面と平行になるように巻回された巻回部（スパイラル部）３１ｂとを有している。本実施形態では、コイル状の結合電極３１を構成する巻回部３１ｂは、積層体２１の中心線に沿って２列に形成した。また、巻回部３１ｂの他端（終端）はオープンとした。

　なお、巻回部３１ｂは、高さ約０．２ｍｍのビアが形成された誘電体層と、２枚の電極パターン層とが交互に積層されることによって形成される。

　コイル状のグランド電極４１は、一端がグランドパターン１２に接続された高さ約０．８ｍｍの柱状導体４１ａと、該柱状導体４１ａの他端に一端が接続され、巻回軸が配線基板１０の主面と平行に、かつ、コイル状の結合電極３１の巻回軸と平行になるように巻回された巻回部４１ｂとを有している。

　本実施形態では、２つのコイル状のグランド電極４１，４１を、コイル状の結合電極３１を挟んで対称な位置に、互いに対向するように配置した。また、平面視した場合に、コイル状のグランド電極４１を構成する巻回部４１ｂが、コイル状の結合電極３１を構成する巻回部３１ｂと近接するように配置した。

　２つの巻回部４１ｂ，４１ｂそれぞれの他端は、枠状電極５１に接続されている。なお、巻回部４１ｂ，４１ｂは、上述した巻回部３１ｂと同様に、高さ約０．２ｍｍのビアが形成された誘電体層と、２枚の電極パターン層とが交互に積層されることによって形成される。

　枠状電極５１は、積層体２１の上面に、矩形の枠状に形成され、平面視した場合に、コイル状の結合電極３１の周囲を囲むように配置されている。枠状電極５１は、２つのコイル状のグランド電極４１，４１を構成する巻回部４１ｂ，４１ｂそれぞれの他端と接続されている。すなわち、２つのコイル状のグランド電極４１，４１それぞれは並列に接続される。

　上述したように、信号伝達用通信体１を構成する積層体２１では、コイル状の結合電極３１、コイル状のグランド電極４１，４１、及び、枠状電極５１が、ビアが形成された誘電体層と２枚の電極パターン層とが交互に積層されて形成されている。すなわち、図２に示されるように、側面視した場合に、コイル状の結合電極３１、コイル状のグランド電極４１，４１、及び枠状電極５１は、主面に平行な同一の直線Ｌ１に沿って配置されるとともに、３つの層から形成されている。

　なお、信号伝達用通信体１によれば、コイル状の結合電極３１、一対のコイル状のグランド電極４１，４１、及び枠状電極５１によって形成されるインダクタンスとキャパシタンスとを調整することにより、所望の使用周波数帯域を得ることができる。

　本実施形態によれば、巻回軸が配線基板１０の主面と平行になるようにコイル状の結合電極３１が巻回されている。そのため、コイル状の結合電極３１と、グランド電極４１，４１及び枠状電極５１が、空間を介して高周波的に結合することで、コイル状の結合電極３１、グランド電極４１，４１、枠状電極５１全体が、従来の信号伝達用通信体が備えていた結合用平面導体として機能する。その結果、従来必要であった矩形板状の結合用平面導体を廃止すること、すなわち構成要素の数を低減することができる。また、本実施形態によれば、側面視した場合に、コイル状の結合電極３１、一対のコイル状のグランド電極４１，４１、及び枠状電極５１が、主面と平行な同一の直線Ｌ１に沿って配置されているため、積層体２１の積層数を低減することができ、製造をより容易に行うことができる。これらの結果、構成要素の数を低減するとともに、製造をより容易にすることが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、グランド電極４１がコイル状に形成されているため、単位体積当たりのグランド電極４１のインダクタンス値をより大きく取ることができる。また、グランド電極４１の巻回軸が、配線基板１０の主面と平行に、かつ、コイル状の結合電極３１の巻回軸と平行に配置されている。よって、コイル状の結合電極３１とコイル状のグランド電極４１とを同一の層内に形成することができるため、積層体２１の積層数を低減することができ、製造をより容易に行うことが可能となる。

　また、本実施形態によれば、一対（２つ）のコイル状のグランド電極４１，４１がコイル状の結合電極３１を挟んで対称な位置に配置されている。そのため、例えば、２つの信号伝達用通信体１，１を構成するコイル状の結合電極３１，３１同士が対向された状態において、コイル状の結合電極３１を含む面に沿った方向の位置ずれに対する特性変動を抑えることが可能となる。

　［第２実施形態］
　次に、図３及び図４を併せて用いて、第２実施形態に係る信号伝達用通信体２の構成について説明する。図３は、信号伝達用通信体２の構成を示す透視図である。また、図４は、図３の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体２の透視図である。

　信号伝達用通信体２は、グランド電極４２が、巻回部（スパイラル部）を有してない点で、上述した信号伝達用通信体１と異なっている。以下、グランド電極４２を、コイル状のグランド電極４１と明確に区別するため、線状のグランド電極４２ともいう。また、信号伝達用通信体２では、線状のグランド電極４２を１つしか有していない点で、上述した信号伝達用通信体１と異なっている。その他の構成は、上述した信号伝達用通信体１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

　線状のグランド電極４２は、一端がグランドパターン１２に接続された高さ約０．８ｍｍの柱状導体４２ａと、該柱状導体４２ａの他端に一端が接続され、他端が枠状電極５２に接続された線状部４２ｂとを有している。平面視した場合に、線状のグランド電極４２を構成する線状部４２ｂは、コイル状の結合電極３２を構成する巻回部３２ｂの巻回軸と平行に巻回部３２ｂと並んで配置されている。

　なお、線状部４２ｂは、ビアが形成された誘電体層と、電極パターン層とが積層されることによって形成される。

　枠状電極５２は、積層体２２の上面に、矩形の枠状に形成され、平面視した場合に、コイル状の結合電極３２の周囲を囲むように配置されている。枠状電極５２は、線状のグランド電極４２を構成する線状部４２ｂの他端と接続されている。

　上述した第１実施形態と同様に、信号伝達用通信体２を構成する積層体２２では、コイル状の結合電極３２、線状のグランド電極４２、及び、枠状電極５２が、ビアが形成された誘電体層と２枚の電極パターン層とが交互に積層されて形成されている。すなわち、図４に示されるように、側面視した場合に、コイル状の結合電極３２、線状のグランド電極４２、及び枠状電極５２は、主面と平行な同一の直線Ｌ２に沿って配置されるとともに、３つの層から形成されている。

　なお、信号伝達用通信体２によれば、コイル状の結合電極３２、線状のグランド電極４２、及び枠状電極５２によって形成されるインダクタンスとキャパシタンスとを調整することにより、所望の使用周波数帯域を得ることができる。

　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、従来必要であった矩形板状の結合用平面導体を廃止すること、すなわち構成要素の数を低減することができる。また、本実施形態によれば、側面視した場合に、コイル状の結合電極３２、線状のグランド電極４２、及び枠状電極５２が、主面と平行な同一の直線Ｌ２に沿って配置されているため、積層体２２の積層数を低減することができ、製造をより容易に行うことができる。これらの結果、構成要素の数を低減するとともに、製造をより容易にすることが可能となる。

　［第３実施形態］
　次に、図５及び図６を併せて用いて、第３実施形態に係る信号伝達用通信体３の構成について説明する。図５は、信号伝達用通信体３の構成を示す透視図である。また、図６は、図５の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体３の透視図である。

　信号伝達用通信体３は、一対のコイル状のグランド電極４１，４１（本実施形態ではコイル状のグランド電極４３，４３に相当）に加えて、もう一対のコイル状のグランド電極４４，４４を備えている点で上述した信号伝達用通信体１と異なっている。その他の構成は、上述した信号伝達用通信体１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

　各コイル状のグランド電極４４は、一端がグランドパターン１２に接続された高さ約０．８ｍｍの柱状導体４４ａと、該柱状導体４４ａの他端に一端が接続され、巻回軸が配線基板１０の主面と平行に、かつ、コイル状の結合電極３３の巻回軸と直交するように巻回された巻回部４４ｂとを有している。

　本実施形態では、２つのコイル状のグランド電極４４，４４を、コイル状の結合電極３３を挟んで対称な位置に、互いに対向するように配置した。また、平面視した場合に、コイル状のグランド電極４４を構成する巻回部４４ｂが、コイル状の結合電極３３を構成する巻回部３３ｂと近接するように配置した。

　２つの巻回部４４ｂ，４４ｂそれぞれの他端は、枠状電極５３に接続されている。なお、巻回部４４ｂ，４４ｂは、上述した巻回部４１ｂ等と同様に、ビアが形成された誘電体層と、２枚の電極パターン層とが交互に積層されることによって形成される。

　枠状電極５３は、積層体２３の上面に、矩形の枠状に形成され、平面視した場合に、コイル状の結合電極３３の周囲を囲むように配置されている。枠状電極５３は、２対のコイル状のグランド電極４３，４３，４４，４４を構成する巻回部４３ｂ，４３ｂ，４４ｂ、４４ｂそれぞれの他端と接続されている。すなわち、２対のコイル状のグランド電極４３，４３，４４，４４それぞれは並列に接続される。

　上述したように、信号伝達用通信体３を構成する積層体２３では、コイル状の結合電極３３、コイル状のグランド電極４３，４３並びにコイル状のグランド電極４４，４４、及び、枠状電極５３が、ビアが形成された誘電体層と２枚の電極パターン層とが交互に積層されて形成されている。すなわち、図６に示されるように、側面視した場合に、コイル状の結合電極３３、コイル状のグランド電極４３，４３並びにコイル状のグランド電極４４，４４、及び枠状電極５３は、主面と平行な同一の直線Ｌ３に沿って配置されるとともに、３つの層から形成されている。

　なお、信号伝達用通信体３によれば、コイル状の結合電極３３、二対のコイル状のグランド電極４３，４３，４４，４４、及び枠状電極５３によって形成されるインダクタンスとキャパシタンスとを調整することにより、所望の使用周波数帯域を得ることができる。

　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、構成要素の数を低減するとともに、製造を容易にすることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、二対（計４つ）のコイル状のグランド電極４３，４３，４４，４４が、コイル状の結合電極３３を挟んでそれぞれ対称な位置に配置されている。そのため、例えば、２つの信号伝達用通信体３，３を構成するコイル状の結合電極３３，３３同士が対向された状態において、コイル状の結合電極３３を含む面に沿った方向の位置ずれに対する特性変動をより抑えることが可能となる。

　［第４実施形態］
　次に、図７及び図８を併せて用いて、第４実施形態に係る信号伝達用通信体４の構成について説明する。図７は、信号伝達用通信体４の構成を示す透視図である。また、図８は、図７の白抜き矢印方向から見た信号伝達用通信体４の透視図である。

　上記第１実施形態では、コイル状の結合電極３１、コイル状のグランド電極４１、及び枠状電極５１を同じ層内に形成したが、これらの電極それぞれを異なる層（平面）に形成してもよい。信号伝達用通信体４は、コイル状の結合電極３４、コイル状のグランド電極４５、及び枠状電極５４それぞれが、異なる層（平面）に形成されている点で、上述した信号伝達用通信体１と異なっている。その他の構成は、上述した信号伝達用通信体１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

　コイル状の結合電極３４は、柱状導体３４ａの長さが、上述した信号伝達用通信体１のコイル状の結合電極３１を構成する柱状導体３１ａよりも短く形成されている。そのため、コイル状の結合電極３４は、全体が、積層体２４の内層に形成されている。なお、コイル状の結合電極３４の巻回部（スパイラル部）３４ｂの構成は、上述したコイル状の結合電極３１の巻回部（スパイラル部）３１ｂと同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

　コイル状のグランド電極４５は、柱状導体４５ａの長さが、上述した信号伝達用通信体１のコイル状のグランド電極４１を構成する柱状導体４１ａ（及びコイル状の結合電極３４の柱状導体３４ａ）よりも短く形成されている。そのため、コイル状のグランド電極４５も、全体が、積層体２４の内層に形成されている。また、巻回部４５ｂ，４５ｂを構成するビア４５ｃ，４５ｃは、上述した巻回部４１ｂを構成するビア（巻回部３４ｂを構成するビアも同じ）よりも長く（例えば０．６ｍｍ程度）形成されている。その他の構成は、上述した巻回部４１ｂと同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

　枠状電極５４は、上述した信号伝達用通信体１の枠状電極５１と同様に、積層体２４の上面に形成されている。なお、その他の構成も、枠状電極５１と同様である。

　上述したように形成されることにより、図８に示されるように、信号伝達用通信体４を構成する積層体２４では、コイル状の結合電極３４、コイル状のグランド電極４５，４５、及び枠状電極５４それぞれが、異なる層（平面）に形成される。また、図８に示されるように、コイル状の結合電極３４、コイル状のグランド電極４５，４５、及び枠状電極５４は、主面に平行な同一の直線Ｌ４に沿って配置される。

　本実施形態によれば、上述した第１実施形態と比べて、コイル状の結合電極３４、コイル状のグランド電極４５，４５、及び枠状電極５４を形成するための誘電体層等の積層数は多くなるが、従来必要であった矩形板状の結合用平面導体を廃止すること、すなわち構成要素の数を低減することを含めて、上述した第１実施形態と略同様の作用、効果を得ることができる。

　［第５実施形態］
　次に、図９を参照しつつ、第５実施形態に係るカプラ５の構成について説明する。なお、図９は、カプラ５の構成を示す斜視図である。

　カプラ５は、上述した第１実施形態に係る信号伝達用通信体１が、２個、非接触状態で互いに対向するように配置されて構成されている。より具体的には、２つの信号伝達用通信体１，１を構成するコイル状の結合電極３１，３１同士が対向するように配置されている。このように配置されることにより、互いに対向する２つのコイル状の結合電極３１，３１の間に所定のキャパシタンスが形成され、信号が入力された際に、２つの信号伝達用通信体１，１間に誘導電界による結合が形成される。

　ここで、カプラ５を構成する２つの信号伝達用通信体１，１（コイル状の結合電極３１，３１）の間の電界分布（電界強度）の一例を図１０に示す。図１０では、２つの信号伝達用通信体１，１を約１５ｍｍの間隔を空けて対向させて配置するとともに、図面右側の信号伝達用通信体１から信号を送信し、図面左側の信号伝達用通信体１で信号を受信した場合の電界分布を示す。図１０では白い領域ほど電界が強く、２つの信号伝達用通信体１，１（コイル状の結合電極３１，３１）間で結合が形成されていることが認められる。

　続いて、２つの信号伝達用通信体１，１間の距離（Ｚ方向の距離）を変化させてＳパラメータのＳ２１を測定し、その測定結果から、Ｚ方向の距離と結合度（及び結合度の周波数特性）との関係を評価した。なお、Ｓ２１は、一方の信号伝達用通信体１の信号伝送線路１１（ポート１）に信号を入力したときに他方の信号伝達用通信体１の信号伝送線路１１（ポート２）に伝達される割合、すなわち順方向の伝達係数である。よって、このＳ２１の値が大きいほど、２つの信号伝達用通信体１，１間の結合度が大きいと評価することができる。

　２つの信号伝達用通信体１，１間の距離（Ｚ方向の距離）を変化させてＳ２１（結合度）を測定した結果を図１１に示す。図１１に示されたグラフの横軸は周波数（ＧＨｚ）であり、縦軸はＳ２１（ｄＢ）である。また、図１１のグラフでは、Ｚ方向距離が５ｍｍの場合の結合度（Ｓ２１）を実線で、同１０ｍｍのときの結合度（Ｓ２１）を破線で、同１５ｍｍのときの結合度（Ｓ２１）を一点鎖線でそれぞれ示した。

　図１１に示されるように、２つの信号伝達用通信体１，１間の距離（Ｚ方向の距離）が離れるほど結合度（Ｓ２１）は低下する傾向が見られた。一方、結合度が最大となる周波数（通信周波数）は、Ｚ方向の距離が変化しても、約４．５ＧＨｚのまま変化しないことが確認された。

　続いて、信号伝達用通信体１を構成する基板１０の主面に平行な方向（ＸＹ方向）について、２つの信号伝達用通信体１，１の相対的な位置ずれ量を変化させてＳパラメータのＳ２１（結合度）を測定し、その測定結果から、ＸＹ方向のずれ量と結合度（及び結合度の周波数特性）との関係を評価した。ＸＹ方向について、２つの信号伝達用通信体１，１のずれ量を変化させてＳ２１（結合度）を測定した結果を図１２に示す。図１２に示されたグラフの横軸は周波数（ＧＨｚ）であり、縦軸はＳ２１（ｄＢ）である。

　ここでは、次の（１）～（４）の４つのケースで示されるように、２つの信号伝達用通信体１，１の相対的なずれ量を変化させて、Ｓ２１（結合度）を測定した。
（１）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（－１０ｍｍ，　　０ｍｍ，１０ｍｍ）
（２）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（　１０ｍｍ，　　０ｍｍ，１０ｍｍ）
（３）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（　　０ｍｍ，－１０ｍｍ，１０ｍｍ）
（４）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（　　０ｍｍ，　１０ｍｍ，１０ｍｍ）
また、図１２のグラフでは、（１）のケースを細い実線で、（２）のケースを太い実線で、（３）のケースを破線で、（４）のケースを一点鎖線でそれぞれ示した。

　図１２に示されるように、２つの信号伝達用通信体１，１がＸ方向又はＹ方向に±１０ｍｍずれたとしても、結合度（Ｓ２１）はほとんど低下しないことが確認された。また、結合度が最大となる周波数（通信周波数）も、ＸＹ方向にずれが生じたとしても、約４．５ＧＨｚから略変化しないことが確認された。

　本実施形態によれば、上述した信号伝達用通信体１を、２個、非接触状態で互いに対向するように配置することにより、金属接点を持たないカプラを構成することが可能となる。

　また、本実施形態によれば、カプラ５を構成する各信号伝達用通信体１，１が、コイル状の結合電極３１を挟んで対称な位置に配置された一対（２つ）のコイル状のグランド電極４１，４１を有しているため、コイル状の結合電極３１を含む面に沿った方向（ＸＹ方向）の位置ずれに対する特性変動を抑えることが可能となる。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、コイル状の結合電極３１，３２，３３，３４、及びコイル状のグランド電極４１，４３，４４，４５の配置、巻回数、形状、サイズ等は上記実施形態には限られることなく、所望される特性に応じて任意に設定される。例えば、上記実施形態では、コイル状の結合電極３１，３２，３３，３４を構成する巻回部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂを、積層体２１，２２，２３，２４の中心線に沿って２列に形成したが、１列であってもよい。

　上記第２実施形態では、線状のグランド電極４２の数を１つとしたが、複数の線状のグランド電極２を、例えば、コイル状の結合電極３２を挟んで対称の位置に配置してもよい。

　上記第５実施形態に係るカプラ５では、第１実施形態に係る信号伝達用通信体１を２個対向配置したが、カプラ５を構成する信号伝達用通信体１の数は３個以上であってもよい。また、信号伝達用通信体１，１に代えて、例えば、第２実施形態に係る信号伝達用通信体２、第３実施形態に係る信号伝達用通信体３、又は第４実施形態に係る信号伝達用通信体４を対向配置する構成としてもよい。また、信号伝達用通信体１～４を組み合わせて対向配置する構成とすることもできる。さらに、信号伝達用通信体１～４を一方（送受信機の片方）に配置し、他方に異なる信号伝達用通信体（例えば従来の信号伝達用通信体）を配置する構成としてもよい。

　１，２，３，４　信号伝達用通信体
　５　カプラ
　１０　配線基板
　１１　信号伝送線路
　１２　グランドパターン
　２１，２２，２３，２４　積層体
　３１，３２，３３，３４　コイル状の結合電極
　４１，４３，４４，４５　コイル状のグランド電極
　４２　線状のグランド電極
　５１，５２，５３，５４　枠状電極
　Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４　直線
 

Claims (5)

1. 　信号伝送線路及びグランドパターンが形成された平板状の配線基板と、
   　一端が前記信号伝送線路に接続され、巻回軸が前記配線基板の主面と平行になるように巻回されたコイル状の結合電極と、
   　一端が前記グランドパターンに接続され、平面視した場合に、少なくとも一部が前記コイル状の結合電極と近接するように配置されたグランド電極と、
   　矩形の枠状に形成され、平面視した場合に、前記コイル状の結合電極の周囲を囲むように配置され、前記グランド電極の他端と接続された枠状電極と、を備え、
   　側面視した場合に、前記コイル状の結合電極、前記グランド電極、及び前記枠状電極は、前記主面と平行な同一の直線に沿って配置されていることを特徴とする信号伝達用通信体。
2. 　前記グランド電極は、巻回軸が、前記配線基板の主面と平行になるように巻回されたコイル状のグランド電極であることを特徴とする請求項１に記載の信号伝達用通信体。
3. 　前記コイル状のグランド電極は、前記コイル状の結合電極を挟んで対称な位置に、複数、配置されていることを特徴とする請求項２に記載の信号伝達用通信体。
4. 　前記コイル状の結合電極、前記グランド電極、及び、前記枠状電極は、ビアが形成された誘電体層と複数の電極パターン層とが交互に積層された積層体により形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の信号伝達用通信体。
5. 　１以上の請求項１～４のいずれか１項に記載の信号伝達用通信体を含む複数の信号伝達用通信体が、非接触状態で互いに対向するように配置されていることを特徴とするカプラ。
    

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