[发明专利]共用通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信装置。尤其是，本发明涉及共用通信装置，借助于该装置可在电子设备之间传输数据。

背景技术

电子设备间的数据连接通常借助于电缆或无线电通信装置来进行。计算装置通常通过通用串行总线(USB)或者类似的电缆接口与相关配件和外设连接，例如打印机、数码照相机、外部硬盘驱动器和闪存驱动器。无线通信装置也是常见的。微处理器一般经由多芯总线线路连接到相关部件，多芯总线线路定义为印刷电路板(PCB)上的印制线或类似物。

与电缆连接相关的问题是它们存在绊倒隐患以及潜在的电击隐患。因此，通常需要电缆管理系统。这种系统在工作场所和公共访问区域尤其重要，因为这些区域必须遵从健康和安全法规。电缆连接也可能是笨拙的，并且需要手工操作适配于电缆的连接器，以便实现连接。这对于身体有残疾的个人可能是个问题。由于磨损，重复的连接和拆开限制了连接器的寿命。

发明内容

在本发明的第一方面，提供一种共用通信装置，包括近场耦合的谐振元件阵列，该元件各包括耦合部分，耦合部分包括环部分。

该装置设置成与数据发送单元和数据接收单元结合，各单元具有耦合部分，所述单元被布置成借助于各单元的耦合部分和共用通信装置的谐振元件相互通信；

数据发送单元的耦合部分包括谐振元件，该谐振元件包括布置成近场耦合到所述装置的第一谐振元件环部分的环部分；数据接收单元的耦合部分包括谐振元件，该谐振元件包括布置成近场耦合到所述装置的第二谐振元件（而非第一谐振元件）环部分的环部分。

环部分可具有自由端。自由端可形成电容间隙，或者自由端可通过电容器连接。按照这些布置，环部分不会形成闭合环，并在自由端之间具有电容间隙。谐振元件可包括一个以上的环部分。例如，谐振元件可包括没有相互导电连接的两个同心环部分。

本发明的实施例具有优点，即输入和输出装置可借助于基本上在所述装置的任何位置处的共用通信装置来相互耦合。此外，两个以上的装置能够耦合到所述装置，而不需要提供连接器以及相关的开关电子装置。

本发明的实施例包括一个或多个磁耦合谐振电路阵列，其有时被称为合成磁等离子体或者元磁(meta-magnet)。一些实施例包括借助于电场而不是磁场耦合的一个或多个谐振电路阵列。

在前面的情况下，磁耦合谐振器阵列能够支持传播的电磁波，其主要成分是在各电路中循环的电流以及它们共享的磁通。这种波是已知的磁感应(MI)波(例如见E.Shamonina, V.E.Kalinin和L.Solymar，“磁感应波导”，电子快报38，371-3 (2002)）。 

MI波仅在存在有谐振电路的区域中传播。因此，在二维结构中，该波按1/r进行功率衰减，而不是三维结构情况下的1/r²。

本发明利用了这一事实，即MI波的局部磁通能够耦合到外部装置，该外部装置放置成紧邻只在近场支持MI波的结构，接近该结构。

如果半径为r的谐振器阵列与自由空间波长                                                相比一般很小，则辐射损失R_rad不显著：

。

这具有优点，即利用近场范围（regime）的MI波的装置可被布置成不发射远场范围的电磁辐射，从而不需要关于电磁频谱传输带的许可考虑。此外，如果期望的话，可以增加屏蔽，尽管在大多数实施中它被设想为是不必要的。

另外，通过提高工作频率能够增加带宽，对工作频率的限制由所用的金属导体的复导电率和制造问题来设定（数百GHz数量级）。

支持MI波的耦合谐振器（或者借助于与磁场磁力线相对的电场通量线相互耦合的相应的谐振器）阵列类似于“超材料”，因为它们在自由空间波长尺度上表现为连续的介质，尽管它们是由离散的耦合元件的阵列形成，通过该离散的耦合元件可策划它们的表观整体性质。

可选地，第一对相邻谐振元件至少部分地以轴向配置进行耦合，借助于第一对相邻谐振元件将数据发送单元与数据接收单元耦合；以及第二对相邻谐振元件至少部分地以平面配置进行耦合，借助于第二对相邻谐振元件将数据发送单元与数据接收单元耦合。

所述装置的至少一对谐振元件可以基本上平面耦合的配置相互耦合。

因此，一些环元件可以设置成在基本相同的平面中相互临近。

所述装置的至少一对谐振元件可以基本上共轴的配置相互耦合。

所述装置可具有自由表面，布置成允许数据发送或数据接收单元邻接放置，从而实现所述装置的谐振元件与所述单元之间的近场耦合。