介电波导制造技术

一种用于传播电磁信号的介电波导(100)，包括包覆部(110)，所述包覆部具有由第一介电材料形成的本体(106)。该本体限定通过其的芯部区域(112)，在该芯部区域中填充有不同于第一介电材料的第二介电材料。该包覆部包括至少两个肋(108)，所述肋从所述本体的外表面(116)延伸至远端(120)。导电屏蔽件(114)与肋的远端接合。导电屏蔽件外周地环绕包覆部，使得空气间隙(127)径向地限定在本体的外表面和屏蔽件的内表面(128)之间。

Dielectric waveguide

A dielectric waveguide (100) for propagating an electromagnetic signal includes a cladding portion (110) having a body (106) formed from a first dielectric material. The body defines a second dielectric material different from the first dielectric material in the core region by limiting the core region (112) through it. The coating portion includes at least two ribs (108) extending from the outer surface (116) of the body to the distal end (120). The conductive shield (114) engages with the distal end of the rib. The conductive shield surrounds the covering portion peripherally so that the air gap (127) is radially defined between the outer surface of the body and the inner surface (128) of the shield.

【技术实现步骤摘要】
介电波导
本专利技术涉及一种介电波导。
技术介绍
介电波导用于通信应用中以沿着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路，诸如将天线连接至射频发送器和/或接收器。虽然波在开放空间中在所有方向上传播，但是介电波导通常限制该波、并且沿限定的路径引导波，其允许波导在相对长的距离上传输高频信号。介电波导包括至少一种介电材料，并且典型地具有两种或更多种介电材料。介电质是可由施加的电场极化的电绝缘材料。介电材料的极化是通过称为介电常数或相对电容率的值而表示的。给定材料的介电常数是其表示为相对于真空的电容率的比的介电电容率，其中真空的电容率通常定义为1。具有大于第二介电材料的介电常数的第一介电材料相比于第二介电材料能够借助于极化而存储更多的电荷。一些已知的介电波导包括芯部介电材料和环绕芯部介电材料的包覆部介电材料。除了尺寸和其他参数之外，芯部介电材料和包覆部介电材料的每个的介电常数影响通过波导的电磁场如何在波导内分布。在已知的介电波导中，电磁场典型地具有通过芯部介电材料、包覆部介电材料、以及甚至包覆部介电材料的部分外侧(例如在波导外部的空气中)径向延伸的分布。存在与在介电波导的包覆部的外部延伸进周围环境的电磁场相关联的若干问题。首先，当多个介电波导在电缆中被捆扎到一起时，在波导外部的电磁场的部分可能产生高的串扰水平，并且串扰水平随着传播通过波导的更高的调制频率而上升。第二，在空气中的一些电磁场可能行进地比在波导中传播的场更快，这导致不期望的电效果，称为散射。散射通常当信号的一些频率向量相比于该信号的其他频率向量以不同的速度行进，导致信号内干扰。第三，介电波导可能由于与电磁场相互作用的外部物理影响(诸如人手接触介电波导)而受到干扰以及信号衰减。最后，在波导的外部的电磁场的部分可能沿着波导中的弯曲而损失，因为未被包含的场趋于以直线辐射，而非跟随波导的轮廓。对这些问题中的至少一些的一个潜在的解决方案是增加介电波导的总直径，诸如通过增加包覆层的直径或环绕包覆层的介电外护套层的直径。增加介电材料的量提供了更好的场密封(fieldcontainment)，并且减少了在波导外部传播的电磁场的程度或量。但是，增加介电波导的尺寸带来了其他的缺点，包括降低波导的柔性、增加材料成本、以及减少了可安装在给定区域或空间中的波导的数量(例如，降低了波导的密度)。另一种潜在的解决方案是提供接合波导的外介电层并环绕波导的整个外周的导电屏蔽层。但是使用导电材料完全地包封介电波导可能导致波导中的不期望的高的能量损失水平(例如，插入损失和/或回程损失)，因为电磁场的部分可能在导电材料中感应表面电流。高的损失水平缩短了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金属屏蔽层可能允许具有硬截止频率的不期望的传播模式。例如，在一些特定的频率下，屏蔽层可能完全中止或“截止”期望的场传播。存在对于传播高频电磁信号的、具有相对紧凑的尺寸和对外部影响(例如，串扰或其他干扰)的降低的敏感度、而同时提供可接受的低水平损失并且避免不期望的模式传播的介电波导。
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包括包覆部，该包覆部具有由第一介电材料构成的本体。该本体限定通过其的芯部区域，在该芯部区域填充有不同于第一介电材料的第二介电材料。包覆部包括至少两个肋，该肋从本体的外表面延伸至远端。介电波导包括导电屏蔽件，该导电屏蔽件接合所述肋的远端并且外周地环绕所述包覆部，使得空气间隙径向地限定在本体的外表面和屏蔽件的内表面之间。附图说明图1是依据一个实施例形成的介电波导的俯视透视图；图2是沿着示于图1的线2-2截取的、示于图1的介电波导的实施例的横截面视图；图3是介电波导的另一实施例的截面图；图4是根据另一实施例的介电波导的横截面视图；图5是根据另一实施例的介电波导的横截面视图；图6是根据另一实施例的介电波导的横截面视图。具体实施方式文中描述的一个或多个实施例针对用于传播电磁信号的介电波导。介电波导的实施例具有位于波导的外部上的导电屏蔽件，其方式降低串扰和其他的外部干扰，而同时不会带来不想要的模式传播或不期望的在波导中的高的损失水平。较低的损失水平允许波导将信号沿着限定的路径传送得更远。在一个或多个实施例中，介电延伸结构延伸超过包覆层并且支撑导电屏蔽件，诸如金属箔。该延伸结构可选地可以是模制为介电波导的包覆层的一部分的挤出部。该延伸结构在远离或隔开所述包覆部的边界或外表面的位置处接合并支撑屏蔽件，使得空气填充的间隙或穴限定在包覆部和屏蔽件之间。延伸结构可被构造为将所述包覆部和所述屏蔽件之间的空间保持为填充有尽可能多的空气、或者具有低的介电常数的另一种介电材料。例如，沿着介电波导的长度的、所述包覆部和所述屏蔽件之间的空间或容积的大部分可由空气占据。该策略将介电波导的插入损失保持在可接受的较低水平，避免或至少减少了可能导致频率截止的不期望的传播模式的产生，维持介电波导的合理的外径，并提供抵抗串扰和其他外部干扰的屏蔽。图1是依据一个实施例形成的介电波导100的俯视透视图。介电波导100构造为沿着介电波导100的长度传送电磁波或电磁场形式的信号，用于信号在两个通信装置(未示出)之间的传输。该些通信装置可包括天线、射频发送器和/或接收器、计算装置(例如，台式机、笔记本、平板电脑、智能电话等)、介质存储装置(例如，硬驱动、服务器等)、网络接口装置(例如，调制解调器、路由器等)等等。介电波导100可用于传输在子太赫兹射频(sub-terahertzradiofrequency)范围内(诸如120-160千兆赫(GHz))的高速信号。在该频率范围内的高速信号具有小于五毫米的波长。介电波导100可用于传输调制射频(RF)信号。调制RF信号可在正交数学域中被调制以增加数据吞吐量。介电波导100在本文中可被称为“波导100”。介电波导100相对于竖直或俯仰轴线191、侧向轴线192和纵向轴线193取向。轴线191-193相互垂直。虽然俯仰轴线191看起来是沿着大致平行于重力的竖直方向延伸，但是应当理解的是，轴线191-193无需具有相对于重力的特定取向。波导100是纵长的，以在第一端102和第二端104之间延伸一段长度。在图示的实施例中，波导沿着一长度平行于纵向轴线193延伸，但是波导100也可以被构造为弯曲到示出的线性取向之外。介电波导100的长度可以在1米到50米的范围内，这取决于多种因素，包括将被连接的两个通信装置之间的距离，波导100的物理尺寸、结构和材料，传播通过波导100的信号频率，信号质量或集成度需求，以及可能导致感染的外部影响的存在。文中公开的波导100的一个或多个实施例具有在10-25米范围内的长度，并且可传送具有120到160GHz之间的频率、并具有根据限定的标准的可接受的信号质量的高速电磁信号。为了连接由长于单个波导100的长度的距离隔开的通信装置，波导100可与一个或多个波导100连结(例如，端-端连接，或侧-侧连接)。波导100包括包覆部110，该包覆部具有由第一介电材料形成的本体106。在一个实施例中，包覆部110的本体106在第一和第二端102、104之间延伸波导100的整个长度。替代地，本体106的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传播电磁信号的介电波导(100)，所述介电波导包括包覆部(110)，所述包覆部具有由第一介电材料形成的本体(106)，所述本体限定通过其的芯部区域(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，其特征在于：所述包覆部包括至少两个肋(108)，所述至少两个肋从所述本体的外表面(116)延伸至远端(120)，并且所述介电波导包括导电屏蔽件(114)，所述导电屏蔽件接合所述肋的远端并且外周地环绕所述包覆部，使得空气间隙(127)径向地限定在所述本体的外表面和所述屏蔽件的内表面(128)之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于传播电磁信号的介电波导(100)，所述介电波导包括包覆部(110)，所述包覆部具有由第一介电材料形成的本体(106)，所述本体限定通过其的芯部区域(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，其特征在于：所述包覆部包括至少两个肋(108)，所述至少两个肋从所述本体的外表面(116)延伸至远端(120)，并且所述介电波导包括导电屏蔽件(114)，所述导电屏蔽件接合所述肋的远端并且外周地环绕所述包覆部，使得空气间隙(127)径向地限定在所述本体的外表面和所述屏蔽件的内表面(128)之间。2.如权利要求1所述的介电波导，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所述的介电波导，其中限定在所述本体和所述屏蔽件之间的横截面面积的大部分被空气占据。4.如权利要求1所述的介电波导，其中填充所述芯部区域的第二介电材料是空气或固态介电聚合物中的至少一种。5.如权利要求1所述的介电波导，其中所述屏蔽件是缠绕带、热缩管或预成型的容器中的至少一种。6.如权利要求1所述的介电波导，其中所述肋从所述本体径向地延伸。7.如权利要求1所述的介电波导，其中所述包覆部的本体具有圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：CW摩根，黄亮，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，泰科电子公司，
类型：发明
国别省市：上海,31