介电波导组件制造技术

一种用于传播电磁信号的波导组件(100)包括第一和第二介电波导(106、108)，每个包括由第一介电材料形成的包覆部(110)。包覆部限定从其穿过的芯部区域(112)，所述芯部区域填充有不同于第一介电材料的第二介电材料。导电的屏蔽件(114)设置在第一介电波导与第二介电波导之间。

Dielectric waveguide assembly

A waveguide assembly (100) for propagating electromagnetic signals includes first and second dielectric waveguides (106, 108) each including a cladding portion (110) formed from a first dielectric material. The coating portion defines a core region (112) that passes through it, and the core region fills a second dielectric material different from the first dielectric material. A conductive shield (114) is disposed between the first dielectric waveguide and the second dielectric waveguide.

【技术实现步骤摘要】
介电波导组件
本专利技术涉及一种具有多个介电波导的组件。
技术介绍
介电波导(dielectricwaveguides)被用在通信应用中，以沿着某一路径传送电磁波形式的信号。介电波导提供用于连接通信装置的通信传输线，诸如将天线连接到无线电频率发射器和/或接收器。虽然波在敞开的空间中沿着所有方向传播，但是介电波导通常限制所述波、并且沿着所限定的路径引导所述波，这允许波导在相对长的距离上传输高频率信号。介电波导包括至少一种介电材料，并且通常具有两种或多种介电材料。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介电率(permittivity)的值来表示。给定材料的介电常数是其介电的介电率，其表示为相对于限定为1的真空的介电率的比。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。除了尺度和其他参数之外，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的电磁场在波导内的分布。在已知的介电波导中，电磁场通常具有径向地延伸通过芯部介电材料、包覆介电材料、并且甚至部分地在包覆介电材料外(例如，在波导外部的空气内)的分布。存在若干问题，它们相关联于延伸在介电波导的包覆部外、进入周围环境的电磁场的部分。第一，当多个介电波导在电缆中一起捆扎成束时，波导外部的电磁场的部分会产生高的串扰水平，并且串扰的水平会随着传播通过波导的更高的调制频率而增加。第二，空气中的一些电磁场会行进得快于传播在波导内的场，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，产生分散，导致信号间干扰。第三，介电波导会由于与电磁场相互作用的外部物理影响而受到干扰和信号衰减，所述外部物理影响诸如人手触摸介电波导。最后，波导外的电磁场的部分可能沿着波导中的弯折部而损失，因为未包含的场趋向于沿直线辐射离开、而非跟随波导的轮廓。对于这些问题中的至少一些，一个潜在的解决方案是，诸如通过增加包覆层的直径、或者增加包围包覆层的介电外部护套层的直径，来增加介电波导的总体直径。介电材料的量的增加提供更好的场遏制(fieldcontainment)、并且减少传播到波导外部的电磁场的量或程度。但是，增加介电波导的尺寸则引入其他的缺陷，包括减少了波导的灵活性、增加了材料费用、以及减少了能够在给定的面积或空间内安装的波导的数量(例如，降低波导的密度)。另一潜在的解决方案是，提供导电的屏蔽层，其沿着波导的全部外部周界而将其环绕或包围，诸如通过将介电波导包裹在导电箔中。但是，由于电磁场中的部分在导电材料中感应表面电流，导电屏蔽层会在波导中引起过于高的能量损耗水平(例如，插入损耗和/或回波损耗)。高的损耗水平缩短电磁波将通过波导传播的有效长度。此外，与传播的电磁波相互作用的外部金属屏蔽层会允许不希望模式的传播，该模式具有硬截止频率(hardfrequencycutoffs)。例如，在一些具体频率下，屏蔽层可以将所希望的场传播完全停止或“截止”。仍然需要一种用于传播高频电磁信号的多个介电波导的组件，其中所述组件中的介电波导具有紧凑的尺寸、以及对于外部影响(例如，串扰和其他干扰)的较小敏感度、同时提供可接受的低水平损耗、并且避免不必要的模式传播。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于传播电磁信号的波导组件包括第一介电波导和第二介电波导。第一和第二介电波导中的每个包括由第一介电材料形成的包覆部。包覆部限定从其穿过的芯部区域，所述芯部区域填充有不同于第一介电材料的第二介电材料。屏蔽件设置在第一介电波导与第二介电波导之间。屏蔽件是导电的。附图说明图1是根据一实施例形成的波导组件的顶部透视图。图2是沿着图1中示出的线2-2截取的、图1中示出的波导组件的实施例的横截面视图。图3是波导组件的另一实施例的横截面视图。图4是根据另一实施例的波导组件的一部分的透视图。图5是根据另一实施例的波导组件的横截面视图。图6是在波导组件的各种实施例中检测到的远端串扰与参考波导组件进行比较的曲线图。图7是根据另一实施例的波导组件的横截面视图。图8是根据另一实施例的波导组件的横截面视图，示出了波导组件是如何可扩展的。具体实施方式本文描述的一个或多个实施例涉及一种波导组件，所述波导组件包括多个介电波导。所述波导组件的实施例将金属屏蔽件相对于介电波导的量和位置选择为降低在波导之间的串扰的同时，并不引入波导中的不想要的模式传播或过于高水平的损耗。较低损耗水平允许波导将信号沿着所限定的路径传送得更远。例如，金属屏蔽件在至少一些相邻的介电波导之间延伸，但是并不在介电波导的全部侧部上、或者围绕介电波导的整个周向延伸。波导组件的至少一些实施例涉及多个介电波导的电缆束，其中所述波导中的至少一个是发射波导(transmitwaveguide)，其被用于将输出信号从一参考位置传送到远程位置，并且所述波导中的至少一个(不同于至少一个发射波导)是接收波导，其被用于将来自远程位置的输入信号传送至参考位置。均为发射波导或者均为接收波导的两个波导之间的电磁耦合或串扰被称为远端串扰(“FEXT”)，而发射波导与接收波导之间的串扰被称为近端串扰(“NEXT”)。远端串扰总体上比近端串扰处于更高的水平，所以通常相比于远端串扰，更希望得到近端串扰，以减少干扰和信号衰减的水平。在一个或多个实施例中，电缆束包括与接收波导成对地组合的发射波导。相邻的对由导电的屏蔽件分隔开，以便于消除、或至少减少远端串扰(相邻的对中的发射波导之间、以及相邻的对中的接收波导之间)。因而，电缆束中的全部串扰或者至少大部分串扰是近端串扰，其相比于远端串扰是不那么有害的。通过将发射波导和接收波导成对地布置在一起、并且将金属屏蔽件选择性地定位在相邻对的波导之间，可在电缆束中采用有限量的金属以便于获得可接受的低串扰水平、可接受的低损耗、以及对不想要模式的避免。图1是根据一实施例形成的波导组件100的顶部透视图。波导组件100被配置为沿着波导组件100的长度、传送电磁波或电磁场形式的信号，用于在两个通信装置(未示出)之间传输信号。通信装置可包括天线、无线电频率发射器和/或接收器、计算装置(例如，台式计算机或笔记本计算机、平板、智能电话等)、媒体存储装置(例如，硬盘驱动器、服务器等)、网络接口装置(例如，调制解调器、路由器等)以及类似装置。波导组件100可被用于以子太赫兹(sub-terahertz)无线电频率范围来传输高速信号，诸如120-160千兆赫兹(GHz)。在该频率范围中，高速信号具有小于五毫米的波长。波导组件100可被用于传输所调制的无线电频率(RF)信号。所调制的RF信号可在正交数学域中调制以增加数据吞吐量。波导组件100是长形的，以在第一端102和第二端104之间延伸一定长度。波导组件100的长度可以在1米到50米的范围中。该长度取决于被连接的两个通信装置之间的距离，但是其他因素也会影响波导组件100的潜在长度，包括波导组件100的物理尺寸、结构、和材料，传播通过波导组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波导组件(100)，用于传播电磁信号，所述波导组件的特征在于：第一介电波导(106)和第二介电波导(108)，所述第一和第二介电波导中的每个包括由第一介电材料形成的包覆部(110)，所述包覆部限定从其穿过的芯部区域(112)，所述芯部区域填充有不同于所述第一介电材料的第二介电材料，以及设置在所述第一介电波导与所述第二介电波导之间的屏蔽件(114)，所述屏蔽件是导电的。

【技术特征摘要】
1.一种波导组件(100)，用于传播电磁信号，所述波导组件的特征在于：第一介电波导(106)和第二介电波导(108)，所述第一和第二介电波导中的每个包括由第一介电材料形成的包覆部(110)，所述包覆部限定从其穿过的芯部区域(112)，所述芯部区域填充有不同于所述第一介电材料的第二介电材料，以及设置在所述第一介电波导与所述第二介电波导之间的屏蔽件(114)，所述屏蔽件是导电的。2.如权利要求1所述的波导组件，其中所述第一介电波导的周界包括一起限定所述周界的内半部(137)和外半部(139)，所述内半部面向所述第二介电波导、并且由所述屏蔽件屏蔽，所述外半部背向所述第二介电波导、并且没有被屏蔽。3.如权利要求1所述的波导组件，其中所述屏蔽件没有包围所述第一介电波导或所述第二介电波导中的任一个的整个周界。4.如权利要求1所述的波导组件，其中所述屏蔽件是平面状的。5.如权利要求1所述的波导组件，其中所述第一和第二介电波导的第二介电材料是空气或固体介电聚合物中的至少一种。6.如权利要求1所述的波导组件，还包括第三介电波导(152)和第四介电波导(153)，所述第一、第二、第三、以及第四介电波导(150、151、152、153)限定电缆束(148)，所述屏蔽件(166)线性地延伸通过所述电缆束，使得所述第一和第三介电波导设置在所述屏蔽件的第一侧(168)上、并且所述第二和第四介电波导设置在所述屏蔽件的第二侧(170)上。7.如权利要求1所述的波导组件，还包括第三介电波导(152)和第四介电波导(153)，所述第一和第三介电波导(150、152)彼此相邻、并且沿着第一行轴线(156)而对齐在第一行(154)中，所述第二和第四介电波导(151、153)彼此相邻、并且沿着平行于所述第一行轴线的第二行轴线(160...

【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