接收器 RCVR之间的通信是通过电场和磁场的结合来完成的，后面将进一步描述。发射机XMTR和 接收器RCVR与人的躯体HB以夸张的距离隔开，以便于显示电场。任何其他的躯体可以替 代图1、图2和图3中的活体。磁场Hl是通过线圈1产生的。电场El可以通过耦合电容 器CEl上的电压产生。親合电容器CEl具有親合到人的躯体HB的第一传导板和親合到环 境的环境的第二传导板。设置电容器Cl和C2让相应的电路谐振在要求的工作频率上。
[0058] 磁场Hl和电场El可能是通过使用电源Sl和S2的同一个电压产生的。相应地， 电源Sl和S2产生传输的通信信号。在说明性的实施例中，电源Sl和S2可能产生线圈Ll 两端的平衡电压。然而线圈Ll两端的电压可能是不平衡的，在该例中只要求一个电源。
[0059] 磁场H2和电场E2(它们分别于磁场Hl和电场El具有不同的振幅）可能由位于 接近躯体的另一个得放的接收器RCVR通过线圈L2和耦合电容器CE2接收。信号检测器检 测RCVR收到的信号。親合电容器CE2具有親合到人的躯体HB的第一传导板和親合到环境 的第二传导板，线圈Ll和L2具有互感系数M。
[0060] 图1显示了实施例的允许定向通信的发射机XMTR和接收器RCVR。在另一个实施 例中，XMTR和RCVR可能是收发器，因此也可以是双向的通信。
[0061] 驱动电路没有详细说明，信号处理电路、扩音器、控制电路等等。.虽然这样的结构 可能被视为包括在图1中的CX或者CR表示的模块中。
[0062] 无线通信系统在躯体附近使用无线电磁场通信方法通信。电磁感应场是磁场Hl 和电场El的结合，没有意图形成横向福射的波。磁场Hl是由磁性天线产生的，电场El是 由耦合电容器CEl上的电压产生的。耦合电容器CEl具有耦合到躯体HB的第一传导板Pll 和耦合到环境的第二传导板P12。无线系统包括发射机XMTR和接收器RCVR，无线系统不是 连接到地的。应该知道的是，电场线El和E2沿躯体HB的长度往下延伸。
[0063] 创造磁场和电场的结合，活体和环境之间存在电场。磁感应场与空气中的电源的 之间的距离每增加十个，磁感应场就减少60db，然而电感应场与电源的距离增加十个，磁感 应场减少小于60db。
[0064] 磁场H2和电场E2可以由接近躯体的另一个位置的接收器依靠线圈L2和耦合电 容器CE2接收，耦合电容器CE2具有耦合到躯体的导电板P21和到环境中的导电板P22。
[0065] 在讨论的实施例中，线圈和耦合电容器非常小（如小于电场El，E2和磁场Hl，H2 的波长的5% )，这样就不会有显著的不期望的横向辐射波的产生。
[0066] 在一个实施例中，线圈和Ll和L2是未筛的并且小于所选的操作的波长。电容器 CEl和CE2各自有导电面，就是图3中的Pll和P22,它们接近躯体或者与活体接触，示范性 的，是躯体HB。图3的板P12和P22的相反的面，比起躯体HB，更接近于环境，板的尺寸小 于（理想的小很多）所选的操作的波长。优选的，板P12和Pll是平行的并且有相同的形 状，但是也可以允许它们为不同的大小并且只有部分平行（有点不平行）或者并排。对板 P21和P22来说也是一样的。
[0067] 图3示出了接近躯体HB的耦合电容器CEl和CE2。耦合电容器CEl的导电板PlI 与躯体HB親合。親合电容器CEl的导电板P12与环境親合。親合电容器CE2的导电板P21 与躯体HB在另一个位置親合。親合电容器CEl的导电板P22与环境親合。CEl有親合因数 CP1，CE2有耦合因数CP2。耦合因数CPl和CP2在通信系统的链路预算中有用。
[0068] 板Pll，P12, P21和P22可能是由导电材料制造的，例如通常是金属，板Pll，P12， P21和P22可能有各种形状，可能被绝缘材料围绕，以便CEl和CE2的整体结构能实现电容 的功能。通常，电容器CEl和CE2的尺寸相对于操作的波长应该小。
[0069] 然而不同的应用可能要求电场和磁场不同振幅和它们之间不同的相位的组合。因 此下面描述的系统可能集成到射频集成电路中，并且适于产生场幅度和相位的混合，该混 合可以通过编程实现以适用于各种应用。该混和可以持续适应的。为了了解电场和磁场之 间不同的振幅和相位的效果，申请人做了各种测试和测量。实验结果将在后续讨论，并且给 出改变电场和磁场振幅和它们之间相位的方法。
[0070] 通过实施例，如果电容器CEl和CE2的值大约是IOpF(它基本由耦合电容器设计 来定义），而线圈Ll和L2大约是3. 7 μ H，那就需要额外的电容来调谐电路使它达到所期望 的工作频率，例如10. 6MHz。因此，电容器Cl和C2的值大约是50. 96pF。在一个实施例中， 电容器Cl和C2是电容器组，它可以集成到适于调谐到所要求的频率的射频集成电路中。该 可调节性补偿了由于躯体增加的电容。
[0071] 根据测量发现，用于电磁感应系统的链路预算是可以变化的。不同的链路预算值 可以是通过改变由无线通信系统产生的磁场和电场的相位和振幅来获得。因而系统改变施 加于线圈天线和电容天线的振幅和相位可能用来改善该无线通信系统的性能。
[0072] 图4示出了电磁感应无线电的实施例的结构图。该电磁感应无线电（EIR)可能包 括数字处理单元DPU，信号处理单元SPUl和SPU2,信号发生器Sl和S2,缓冲Bl，B2和B3， 调谐电容器TC，电压处理单元VC/PS，磁性天线线圈MA，和电性的天线电容器EA。
[0073] 数字处理发单元DPU可能控制EIR的操作并处理与通信有关的信号。数字处理发 单元包含模拟-数字转换器（ADC)和/或数字模拟转换器（DAC)，内存，存储器，诸如此类需 要处理通信信号的硬件和软件。数字处理单元可能包括处理器，处理器可能是任何可以执 行储存在内存或者其他存储器中的指令或者其他处理数据的硬件设备。同样地，处理器可 能包括微处理器，字段可编程门阵列（FPGA)，应用-特定集成电路（ASIC)，或者其他的类似 设备。内存可能包括各中存储器，例如超高速缓冲存储器（cache)或者系统存储器。同样 地，该内存可能包括静态随机存取存储器（SRAM)，动态随机存取存储器（DRAM)，闪速存储 器，只读存储器（ROM)，或者其他相似的存储器件。同样地，该存储器可能包括一个或多个机 器-可读存储媒介，例如只读存储器（ROM)，随机存取存储器（RAM)，磁盘存储器媒介，光存 储器媒介，闪速存储器件，或者类似的存储媒介。在各个实施例中，该存储器可能存储用于 处理器执行的指令或者处理器可能用于操作的数据。例如，该存储器可能存储用于控制各 种硬件的基本运算的底层操作系统。它可能也存储接收的并通过EIR处理的数据。该存储 器也可能存储用于处理由EIR接收的数据的指令。
[0074] 信号处理单元SPUl和SPU2可能包含所接口于天线电路MA和EA和数字处理单元 DHJ所需要的硬件。SPUl和SPU2可能包括处理器，处理器可能是任何可以执行储存在内存 或者其他存储器中的指令或者其他处理数据的硬件设备。同样地，处理器可能包括微处理 器，信号处理器，图形处理器，字段可编程门阵列（FPGA)，应用-特定集成电路（ASIC)，或者 其他的类似设备。信号处理单元SPUl可能有助于实现接收器的功能，而信号处理单元SPU2 可能有助于实现接收器的功能。在这样的情况下，EIR可能有收发器的功能，这可以帮助实 现双向通信。
[0075] 在发送模式，磁场Um是由第一交流电流Im通过磁性天线，绕组MA产生的，而电场 Ue是由电性的天线电容器EA上的第二交流电压Ve产生的。流过线圈MA的电流Im依赖与 线圈上的电压。
[0076] Im = Vm/Zcoil
[0077] Zcoil = 2 π fLcoi
[0078] 二个电压Vm和Ve因而各自定义了磁场Um和电场Ue。改变Vm和Ve的振幅中的 一个或者他们之间的相位，会改变磁场Um和电场Ue的组成，因而可以完成场的调配来改善 无线通信无线通信系统的性能。
[0079] 信号处理单元SPUl可能命令信号发生器Sl和S2产生驱动由线圈MA和调谐电容 器TC构成的谐振电路的电流。相应地，电源Sl和S2产生传输的通信信号。在说明性的实 施例中，电源Sl和S2可能产生MA两端的平衡电压。然而MA两端的电可能也是不平衡的， 在这样的情况下只需要一个电源。TC是集成电容器储库，它可能是通过数字处理单元DPU 调整以调谐接收器/发射器。该谐振频率可以是工业的、科学的和医学的（ISM)频带中选 择的一个，例如10. 6MHz。谐振电路可能具有对于所需的通信模式数据比率来说足够的频带 宽度。可选的，频带宽度可能是通过在谐振电路中插入额外的损耗的方式来适应，例如使用 具有可调电阻的电阻器组。这可能是EIR中的额外的功能模块。
[0080] 磁性天线MA上的电压Vm是由电压处理单元VC/PS来处理的，并进一步施加到电 性天线EA。VC/PS产生施加到电性天线EA的电压Ve。VC/PS可能减少或增加与Vm相关的 输入电压Ve。VC/PS可能额外的改变Vm和Ve之间的相位。用这种方式，电场和磁场的组 成可能会根据应用的需要而改变。电性天线EA上的电压Ve是由电压处理单元VC/PS来处 理的，并进一步施加到磁性天线M