电介质波导制造技术

一种用于传播电磁信号的电介质波导包括包层和导电屏蔽件。包层具有由第一电介质材料构成的本体。本体限定穿过其的芯区域，该芯区域填充有不同于第一电介质材料的第二电介质材料。包层还包括至少两个肋，所述至少两个肋从本体的外表面延伸到远端。屏蔽件接合肋的远端且周边地围绕包层，使得在本体的外表面和屏蔽件的内表面之间径向地限定气隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电介质波导相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月14日提交的中国专利申请No.201510922442.6以及于2016年1月21日提交的美国专利申请No.15/002565的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本文的主题总体上涉及电介质波导。
技术介绍
电介质波导用于通信应用中，以沿着路径传递电磁波形式的信号。电介质波导提供用于连接通信装置的通信传输线，例如将天线连接到射频发射器和/或接收器。虽然开放空间中的波在所有的方向上传播，但电介质波导通常会限制波并沿着限定的路径引导波，这允许波导在相对较长的距离上传输高频信号。电介质波导包括至少一种电介质材料，并且通常具有两种或更多种电介质材料。电介质是可以通过施加的电场来极化的电绝缘材料。电介质材料的极化率由称为介电常数或相对电容率(permittivity)的值表示。给定材料的介电常数是其介电电容率，其表示为相对于真空的电容率(其根据定义为1)的比率。相比于第二电介质材料具有更大的介电常数的第一电介质材料与第二电介质材料相比能够通过极化存储更多的电荷。一些已知的电介质波导包括芯电介质材料和围绕芯电介质材料的包层电介质材料。除了尺寸和其他参数以外，芯电介质材料和包层电介质材料中的每一个的介电常数影响通过波导的电磁场在波导内分布的方式。在已知的电介质波导中，电磁场通常具有径向延伸通过芯电介质材料、包层电介质材料、以及甚至部分地位于包层电介质材料的外部(例如，在波导外部的空气内)的分布。存在与在电介质波导的包层之外延伸到周围环境中的电磁场的部分相关的若干问题。首先，当多个电介质波导在电缆中被束在一起时，波导外部的电磁场的部分可能产生高串扰水平，并且串扰水平随着传播通过波导的更高的调制频率而增加。其次，空气中的一些电磁场可能比在波导内传播的场行进得更快，这导致称为分散(dispersion)的不希望的电效应。当信号的某些频率分量以不同于信号的其他频率分量的速度传播时，会发生分散，从而导致信号间干扰。第三，由于与电磁场相互作用的外部物理影响，例如人手触及电介质波导，电介质波导可能经历干扰和信号劣化。最后，波导外部的电磁场的部分可能沿着波导中的弯曲而丢失，因为飞内含的场趋向于沿直线辐射离开而不是跟随波导的轮廓。这些问题中的至少一些的一个可行的解决方案是增加电介质波导的整体直径，例如通过增加包层的直径或围绕包层的电介质外部护套层的直径。增加电介质材料的量提供了更好的场抑制，并且减少了在波导的外部传播的电磁场的量或程度。但是，增加电介质波导的尺寸引入了其他缺点，包括波导的柔性降低、材料成本增加、以及可以装配在给定区域或空间内的波导数量的减少(例如，减小波导的密度)。另一个可能的解决方案是提供导电屏蔽层，其接合波导的外部电介质层并围绕波导的整个周边。但是，由于电磁场的部分在导电材料中感应出表面电流，所以用导电材料完全包封电介质波导会在波导中导致不希望的高能量损耗水平(例如，插入损耗和/或回波损耗)。高损耗水平缩短了电磁波将通过波导传播的有效长度。另外，与传播的电磁波相互作用的外部金属屏蔽层可能允许具有急截止频率的不希望的传播模式。例如，在某些特定的频率时，屏蔽层可以完全停止或“截止”希望的场传播。仍需要用于传播高频电磁信号的电介质波导，其具有相对紧凑的尺寸并且对外部影响(例如，串扰和其他干扰)的敏感性降低，同时提供可接受的低水平的损耗并避免不希望的模式传播。
技术实现思路
在实施例中，提供一种用于传播电磁信号的电介质波导。该电介质波导包括包层和导电屏蔽件。该包层具有由第一电介质材料构成的本体。该本体限定穿过其的芯区域，该芯区域填充有不同于第一电介质材料的第二电介质材料。该包层还包括至少两个肋，所述至少两个肋从本体的外表面延伸到远端。该屏蔽件接合肋的远端且在周边围绕包层，使得在本体的外表面和屏蔽件的内表面之间径向地限定气隙。在另一实施例中，提供一种用于传播电磁信号的电介质波导。该电介质波导包括包层和导电屏蔽件。该包层具有由第一电介质材料构成的本体。该本体限定穿过其的芯区域，该芯区域填充有不同于第一电介质材料的第二电介质材料。该包层还包括至少三个肋，所述至少三个肋从本体的外表面延伸到远端。该屏蔽件接合肋的远端且在周边围绕包层，使得在包层的本体的外表面和屏蔽件的内表面之间径向地限定多个气隙。该屏蔽件具有多边形截面形状，其具有多个线性壁和在相邻的线性壁之间的相交处的角部。该肋的远端接合屏蔽件的角部。在又一实施例中，提供一种用于传播电磁信号的电介质波导，该电介质波导包括包含第一电介质材料的包层，该包层布置在芯区域周围，且芯构件布置在芯区域内，芯构件包括不同于第一电介质材料的第二电介质材料，包层还包括至少两个肋，所述至少两个肋从芯构件的外表面延伸到远端。该包层包括外壳体，该外壳体接合肋的远端且周边地围绕芯构件，使得在芯构件的外表面和壳体的内表面之间径向地限定气隙。附图说明图1是根据实施例形成的电介质波导的俯视透视图。图2是沿着图1所示的线2-2截取的图1所示的电介质波导的实施例的截面图。图3是电介质波导的另一实施例的截面图。图4是根据另一实施例的电介质波导的截面图。图5是根据另一实施例的电介质波导的截面图。图6是根据另一实施例的电介质波导的截面图。图7是根据另一实施例形成的电介质波导的透视图。图8是根据另一实施例形成的电介质波导的透视图。图9是图8所示的电介质波导的截面图。图10是绘示了作为针对两个不同波导外直径的频率的函数的衰减的图示。具体实施方式本文所述的一个或多个实施例涉及用于传播电磁信号的电介质波导。该电介质波导的实施例具有放置在波导的外部的导电屏蔽件，以减少串扰和其他外部干扰，同时不会在波导中引入不希望的模式传播或不希望的高水平的损耗。低损耗水平允许波导沿着限定的路径更远地传递信号。在一个或多个实施例中，电介质延伸结构延伸超出包层并支撑导电屏蔽件，例如金属箔。可选地，延伸结构可以作为电介质波导的包层的一部分被挤出模制。延伸结构在与包层的外表面或边界间隔开或与其远离的位置处接合并支撑屏蔽件，使得在包层与屏蔽件之间限定充气间隙或凹部。延伸结构可以配置为保持包层和屏蔽件之间的空间填充有尽可能多的空气或具有低介电常数的另一电介质材料。例如，沿着电介质波导的长度，包层和屏蔽件之间的大部分体积或空间可以被空气占据。该策略使电介质波导的插入损耗保持在可接受的低水平，避免或至少减少不希望的传播模式的出现(这些传播模式可能导致频率截止)，保持电介质波导的合理外直径，并且提供对串扰和其他外部干扰的屏蔽。图1是根据实施例形成的电介质波导100的俯视透视图。电介质波导100配置为沿着电介质波导100的长度以电磁波或场的形式传递信号，以在两个通信装置(未示出)之间传输信号。通信装置可以包括天线、射频发射器和/或接收器、计算装置(例如台式或膝上型计算机、平板电脑、智能电话等)、媒体存储设装置(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)等。电介质波导100可以用于传输亚太赫兹射频范围内的高速信号，例如120-160千兆赫兹(GHz)。该频率范围内的高速信号具有小于5毫米的波长。电介质波导100可以用于传输调制射频(RF)信号。调制RF信号可以在正交数学域中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于传播电磁信号的电介质波导，所述电介质波导包括：包层，其具有由第一电介质材料构成的本体，所述本体限定穿过该本体的芯区域，所述芯区域填充有不同于所述第一电介质材料的第二电介质材料，所述包层还包括至少两个肋，所述至少两个肋从所述本体的外表面延伸到远端；以及导电屏蔽件，其接合所述肋的远端且周边地围绕所述包层，使得在所述本体的外表面和所述屏蔽件的内表面之间径向地限定气隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.21 US 15/002,565;2015.12.14 CN 201510922441.一种用于传播电磁信号的电介质波导，所述电介质波导包括：包层，其具有由第一电介质材料构成的本体，所述本体限定穿过该本体的芯区域，所述芯区域填充有不同于所述第一电介质材料的第二电介质材料，所述包层还包括至少两个肋，所述至少两个肋从所述本体的外表面延伸到远端；以及导电屏蔽件，其接合所述肋的远端且周边地围绕所述包层，使得在所述本体的外表面和所述屏蔽件的内表面之间径向地限定气隙。2.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述屏蔽件不直接接合所述本体的外表面。3.如权利要求1所述的电介质波导，其中在所述本体和所述屏蔽件之间限定的截面面积的大部分被空气占据。4.如权利要求1所述的电介质波导，其中填充所述芯区域的第二电介质材料是空气或固体电介质聚合物中的至少一者。5.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述屏蔽件是包裹物、热缩管或预成型容器中的至少一个。6.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述肋从所述本体径向地延伸。7.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述包层的本体具有圆形的截面形状，且所述肋彼此周向地等距地间隔开。8.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述肋与所述本体一体，成为整体单件式包层，使得所述肋由所述第一电介质材料构成。9.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述屏蔽件的内表面限定腔，所述包层的本体居中地位于所述腔中。10.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述包层的本体具有带有四个角部的矩形截面形状，所述电介质波导具有四个肋，每个肋从一个不同的角部延伸。11.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述电介质波导包括至少三个肋，所述屏蔽件具有在相邻的肋的远端之间线性地延伸的壁。12.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述包层的本体在第一端和相反的第二端之间延伸一长度，所述肋中的每一个在所述第一端和所述第二端之间在所述本体的基本上整个长度上延伸。13.如权利要求1所述的电介质波导，其中所述肋具有限定在相应的远端和位于所述本体处的相应的近端之间的径向高度，所述肋中的至少一些具有相同的径向高度。14.一种用于传播电磁信号的电介质波导，所述电介质波导包括：包层，其具有由第一电介质材料构成的本体，所述本体限定穿过该本体的芯区域，所述芯区域填充有不同于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：C鲁施，M迪特曼，C阿尔梅达，CW摩根，L文森特黄，
申请(专利权)人：泰连德国有限公司，泰连公司，泰科电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE