介电波导管制造技术

一种用于传播电磁信号的介电波导管(100)包括在两个端部(104)之间延伸一长度的包覆构件(102)。包覆构件是由中间介电材料形成的。包覆构件限定沿着包覆构件的长度延伸通过包覆构件的芯部区域(114)，芯部区域填充有中央介电材料，所述中央介电材料具有的介电常数值小于中间介电材料的介电常数值。护套构件(126)接合、并且沿着包覆构件的长度而包围包覆构件。形成护套构件的外部介电材料具有的介电常数值小于中间介电材料的介电常数值。

【技术实现步骤摘要】

本文主题总体涉及介电波导管(dielectricwaveguides)。
技术介绍
介电波导管被用于通信应用以沿着两个端部之间的路径传送电磁波。介电波导管提供用于将天线连接至无线电频率发送器和接收器等的通信传输线路。虽然波在敞开的空间中沿所有方向传播，但是介电波导管沿着所限定的路径引导所述播，这允许波导管在相对长的距离上传输高频率信号。介电波导管包括至少一种介电材料。介电材料是可以由所施加的电场极化的电绝缘材料。介电材料的极化率由被称为介电常数或相对电容率(permittivity)的值来表示。给定材料的介电常数是其介电电容率，其表示为相对于限定为1的真空的电容率的比。若第一介电材料具有的介电常数大于第二介电材料的介电常数，则所述第一介电材料能够借助于极化而比第二介电材料存储更多的电荷。一些已知的介电波导管包括芯部介电材料、以及包围芯部介电材料的包覆介电材料。除了尺寸和其他参数之外，芯部介电材料和包覆介电材料中的每个的介电常数影响通过波导管的电场如何在波导管内分布。在已知的介电波导管中，电场是通过芯部介电材料、包覆介电材料、并且甚至部分地在包覆介电材料外(例如，在环绕波导管的空气中)分布的。关联于在介电波导管的包覆部外延伸进入周围环境的电场的部分存在若干问题。第一，空气中的一些电场会行进得快于在波导管内传播的场，这引起不希望的电效应(electricaleffect)，被称为分散(dispersion)。当信号的一些频率分量以与该信号的其他频率分量不同的速度行进时，产生的分散导致符号间干扰。第二，当多个介电波导管在电缆束(bulkcable)中被捆束在一起时，波导管外的电场的部分可能产生高的串扰水平。第三，电场的外部部分，包括在包覆介电材料的外边缘处的场的部分，由于外部物理影响(诸如接触介电波导管的人手)，而经历干扰和信号降级。最后，波导管外的电场的部分会沿着波导管中的弯折部而损失，因为未包含的场趋向于沿直线辐射离开、而不是跟随波导管的轮廓。仍需要一种用于传播高频率电磁信号的介电波导管，其将电场集中在波导管内，减少波导管外的、以及沿着波导管的外边界的场的量。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于传播电磁信号的介电波导管，包括在两个端部之间延伸一长度的包覆构件。包覆构件由中间介电材料形成。包覆构件限定沿着包覆构件的长度延伸通过包覆构件的芯部区域。芯部区域填充有中央介电材料，所述中央介电材料具有的介电常数值小于中间介电材料的介电常数值。护套构件接合、并且沿着包覆构件的长度而包围包覆构件。护套构件由介电常数值小于中间介电材料的介电常数值的外部介电材料而形成。附图说明图1是根据一实施例形成的介电波导管的顶部透视图。图2是根据第一实施例的介电波导管的横截面视图。图3是根据第二实施例的介电波导管的横截面视图。图4是图示出根据一实施例的跨过介电波导管的一段长度的场强度的曲线。图5是根据替代实施例的介电波导管的横截面视图。图6是根据另一替代实施例的介电波导管的横截面视图。图7是根据替代实施例形成的介电波导管的顶部透视图。具体实施方式图1是根据一实施例形成的介电波导管100的顶部透视图。介电波导管100被配置为沿着波导管100的长度传送电磁信号用于将波传输到天线、无线电频率发送器和/或接收器、或另一电部件，或从上述部件传输波。电磁信号可以是波的形式。介电波导管100可被用于传输子太赫兹(sub-terahertz)无线电频率信号，诸如在120-160GHz的范围中。信号是毫米波信号，因为在该频率范围中的信号具有小于五毫米的波长。介电波导管100可被用于传输调制的无线电频率(RF)信号。调制的RF信号可在正交数学域(orthogonalmathematicaldomain)中被调制以增加数据吞吐量。介电波导管100相对于竖直或俯仰轴线191、横向轴线192、和纵向轴线193取向。轴线191-193是相互垂直的。虽然俯仰轴线191表现为在大致平行于重力的竖直方向上延伸，但是理解的是，轴线191-193不被要求具有相对于重力的任何特定取向。介电波导管100在两个端部104之间沿着纵向轴线193延伸一长度。介电波导管100包括延伸介电波导管100的长度的包覆构件102。包覆构件102限定波导管100的端部104中的每个的至少部分。包覆构件102是由介电材料形成的，在本文中被称为中间介电材料。如本文使用的，介电材料是可通过施加的电场来极化的电绝缘体。包覆构件102限定以两个端部104之间的包覆构件102的长度而延伸通过包覆构件102的芯部区域114。芯部区域114包括在包覆构件102的两个端部104处的开口116。芯部区域114填充有介电材料，本文称为中央介电材料。中央介电材料不同于包覆构件102的中间介电材料。中央介电材料具有的介电常数值不同于中间介电材料的介电常数值。在示例性实施例中，芯部区域114内的中央介电材料的介电常数值(或介电常数)小于包覆构件102的中间介电材料的介电常数。中央介电材料和中间介电材料的相应的介电常数影响芯部区域114与包围芯部区域114的包覆构件102之间的、波导管100内的电场的分布。通常，通过介电波导管的电场集中在具有较大介电常数的材料内，至少对于具有0-15范围中的介电常数的介电材料是这样。如上文陈述的，介电波导管100的中间介电材料的介电常数大于中央介电材料的介电常数。因此，大部分的电场分布在包覆构件102内(使得电场强度在包覆构件102内最大)，即使电场中的较少部分可分布在芯部区域114内和/或包覆构件102的外部。介电波导管100还包括护套构件126，所述护套构件接合、并且沿着包覆构件102的长度包围包覆构件102。护套构件126可设置在包覆构件102的外表面上。护套构件126包围包覆构件102，使得护套构件126绕包覆构件102的周界延伸。护套构件126在端部104之间限定介电波导管100的外表面。护套构件126是由外部介电材料形成的。在示例性实施例中，外部介电材料具有的介电常数小于包覆构件102的中间介电材料的介电常数。因此，包覆构件102的中间介电材料具有的介电常数大于护套构件126的外部介电材料和芯部区域114内的中央介电材料二者的介电常数。因此，通过介电波导管100的电场可集中在包覆构件102内，同时该场的较小或残余部分在芯部区域114和/或护套构件126内延伸。由于其中电场集中的包覆构件102通过包围的护套构件126而与介电波导管100的外边界间隔开，所以在波导管100的外部边界处、以及波导管100外部的电场是微弱的或不存在的。例如，由于大多数的电场集中在包覆构件102内，故护套构件126作为包覆构件102内的电磁能与波导管100的外边界之间的缓冲层。由于护套构件126，故即使有，也只有非常少的场存在于波导管100的外边界处或波导管100的外部。介电波导管100因此被相对地保护而免受与波导管100外部的场的部分相关的问题，包括由外部对象物理地接合波导管100引起的电场中的扰动、由一束中的多个波导管100的靠近引起的串扰、以及由于沿着波导管100中的弯折部的辐射场导致的能量损失。在本文描述的一个或多个实施例中，介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传播电磁信号的介电波导管(100)，所述介电波导管包括在两个端部(104)之间延伸一长度的包覆构件(102)，所述包覆构件由中间介电材料形成，所述包覆构件限定沿着所述包覆构件的长度延伸通过所述包覆构件的芯部区域(114)，所述芯部区域填充有中央介电材料，所述中央介电材料具有的介电常数值小于所述中间介电材料的介电常数值，其特征在于，护套构件(126)接合所述包覆构件、并且沿着所述包覆构件的长度包围所述包覆构件，所述护套构件由介电常数值小于所述中间介电材料的介电常数值的外部介电材料形成。

【技术特征摘要】
1.一种用于传播电磁信号的介电波导管(100)，所述介电波导管包括在两个端部(104)之间延伸一长度的包覆构件(102)，所述包覆构件由中间介电材料形成，所述包覆构件限定沿着所述包覆构件的长度延伸通过所述包覆构件的芯部区域(114)，所述芯部区域填充有中央介电材料，所述中央介电材料具有的介电常数值小于所述中间介电材料的介电常数值，其特征在于，护套构件(126)接合所述包覆构件、并且沿着所述包覆构件的长度包围所述包覆构件，所述护套构件由介电常数值小于所述中间介电材料的介电常数值的外部介电材料形成。2.如权利要求1所述的介电波导管，其中所述中央介电材料是空气。3.如权利要求1所述的介电波导管，其中所述中央介电材料是介电聚合物。4.如权利要求3所述的介电波导管，其中所述中央介电材料不同于所述护套构件(126)的外部介电材料。5.如权利要求1所述的介电波导管，其中所述芯部区域(114)和所述包覆构件(102)中的至少一个具有矩形的横截...

【专利技术属性】
技术研发人员：CW摩根，黄亮，
申请(专利权)人：泰科电子公司，泰科电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US