本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)介電波導(dǎo)的組件。

背景技術(shù)：

介電波導(dǎo)(dielectric waveguides)被用在通信應(yīng)用中，以沿著某一路徑傳送電磁波形式的信號(hào)。介電波導(dǎo)提供用于連接通信裝置的通信傳輸線，諸如將天線連接到無(wú)線電頻率發(fā)射器和/或接收器。雖然波在敞開(kāi)的空間中沿著所有方向傳播，但是介電波導(dǎo)通常限制所述波、并且沿著所限定的路徑引導(dǎo)所述波，這允許波導(dǎo)在相對(duì)長(zhǎng)的距離上傳輸高頻率信號(hào)。

介電波導(dǎo)包括至少一種介電材料，并且通常具有兩種或多種介電材料。介電材料是可以由所施加的電場(chǎng)極化的電絕緣材料。介電材料的極化率由被稱為介電常數(shù)或相對(duì)介電率(permittivity)的值來(lái)表示。給定材料的介電常數(shù)是其介電的介電率，其表示為相對(duì)于限定為1的真空的介電率的比。若第一介電材料具有的介電常數(shù)大于第二介電材料的介電常數(shù)，則所述第一介電材料能夠借助于極化而比第二介電材料存儲(chǔ)更多的電荷。

一些已知的介電波導(dǎo)包括芯部介電材料、以及包圍芯部介電材料的包覆介電材料。除了尺度和其他參數(shù)之外，芯部介電材料和包覆介電材料中的每個(gè)的介電常數(shù)影響通過(guò)波導(dǎo)的電磁場(chǎng)在波導(dǎo)內(nèi)的分布。在已知的介電波導(dǎo)中，電磁場(chǎng)通常具有徑向地延伸通過(guò)芯部介電材料、包覆介電材料、并且甚至部分地在包覆介電材料外(例如，在波導(dǎo)外部的空氣內(nèi))的分布。

存在若干問(wèn)題，它們相關(guān)聯(lián)于延伸在介電波導(dǎo)的包覆部外、進(jìn)入周圍環(huán)境的電磁場(chǎng)的部分。第一，當(dāng)多個(gè)介電波導(dǎo)在電纜中一起捆扎成束時(shí)，波導(dǎo)外部的電磁場(chǎng)的部分會(huì)產(chǎn)生高的串?dāng)_水平，并且串?dāng)_的水平會(huì)隨著傳播通過(guò)波導(dǎo)的更高的調(diào)制頻率而增加。第二，空氣中的一些電磁場(chǎng)會(huì)行進(jìn)得快于傳播在波導(dǎo)內(nèi)的場(chǎng)，這引起不希望的電效應(yīng)(electrical effect)，被稱為分散(dispersion)。當(dāng)信號(hào)的一些頻率分量以與該信號(hào)的其他頻率分量不同的速度行進(jìn)時(shí)，產(chǎn)生分散，導(dǎo)致信號(hào)間干擾。第三，介電波導(dǎo)會(huì)由于與電磁場(chǎng)相 互作用的外部物理影響而受到干擾和信號(hào)衰減，所述外部物理影響諸如人手觸摸介電波導(dǎo)。最后，波導(dǎo)外的電磁場(chǎng)的部分可能沿著波導(dǎo)中的彎折部而損失，因?yàn)槲窗膱?chǎng)趨向于沿直線輻射離開(kāi)、而非跟隨波導(dǎo)的輪廓。

對(duì)于這些問(wèn)題中的至少一些，一個(gè)潛在的解決方案是，諸如通過(guò)增加包覆層的直徑、或者增加包圍包覆層的介電外部護(hù)套層的直徑，來(lái)增加介電波導(dǎo)的總體直徑。介電材料的量的增加提供更好的場(chǎng)遏制(field containment)、并且減少傳播到波導(dǎo)外部的電磁場(chǎng)的量或程度。但是，增加介電波導(dǎo)的尺寸則引入其他的缺陷，包括減少了波導(dǎo)的靈活性、增加了材料費(fèi)用、以及減少了能夠在給定的面積或空間內(nèi)安裝的波導(dǎo)的數(shù)量(例如，降低波導(dǎo)的密度)。

另一潛在的解決方案是，提供導(dǎo)電的屏蔽層，其沿著波導(dǎo)的全部外部周界而將其環(huán)繞或包圍，諸如通過(guò)將介電波導(dǎo)包裹在導(dǎo)電箔中。但是，由于電磁場(chǎng)中的部分在導(dǎo)電材料中感應(yīng)表面電流，導(dǎo)電屏蔽層會(huì)在波導(dǎo)中引起過(guò)于高的能量損耗水平(例如，插入損耗和/或回波損耗)。高的損耗水平縮短電磁波將通過(guò)波導(dǎo)傳播的有效長(zhǎng)度。此外，與傳播的電磁波相互作用的外部金屬屏蔽層會(huì)允許不希望模式的傳播，該模式具有硬截止頻率(hard frequency cutoffs)。例如，在一些具體頻率下，屏蔽層可以將所希望的場(chǎng)傳播完全停止或“截止”。

仍然需要一種用于傳播高頻電磁信號(hào)的多個(gè)介電波導(dǎo)的組件，其中所述組件中的介電波導(dǎo)具有緊湊的尺寸、以及對(duì)于外部影響(例如，串?dāng)_和其他干擾)的較小敏感度、同時(shí)提供可接受的低水平損耗、并且避免不必要的模式傳播。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，一種用于傳播電磁信號(hào)的波導(dǎo)組件包括第一介電波導(dǎo)和第二介電波導(dǎo)。第一和第二介電波導(dǎo)中的每個(gè)包括由第一介電材料形成的包覆部。包覆部限定從其穿過(guò)的芯部區(qū)域，所述芯部區(qū)域填充有不同于第一介電材料的第二介電材料。屏蔽件設(shè)置在第一介電波導(dǎo)與第二介電波導(dǎo)之間。屏蔽件是導(dǎo)電的。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)一實(shí)施例形成的波導(dǎo)組件的頂部透視圖。

圖2是沿著圖1中示出的線2-2截取的、圖1中示出的波導(dǎo)組件的實(shí)施例的橫截面視圖。

圖3是波導(dǎo)組件的另一實(shí)施例的橫截面視圖。

圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件的一部分的透視圖。

圖5是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件的橫截面視圖。

圖6是在波導(dǎo)組件的各種實(shí)施例中檢測(cè)到的遠(yuǎn)端串?dāng)_與參考波導(dǎo)組件進(jìn)行比較的曲線圖。

圖7是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件的橫截面視圖。

圖8是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件的橫截面視圖，示出了波導(dǎo)組件是如何可擴(kuò)展的。

具體實(shí)施方式

本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及一種波導(dǎo)組件，所述波導(dǎo)組件包括多個(gè)介電波導(dǎo)。所述波導(dǎo)組件的實(shí)施例將金屬屏蔽件相對(duì)于介電波導(dǎo)的量和位置選擇為降低在波導(dǎo)之間的串?dāng)_的同時(shí)，并不引入波導(dǎo)中的不想要的模式傳播或過(guò)于高水平的損耗。較低損耗水平允許波導(dǎo)將信號(hào)沿著所限定的路徑傳送得更遠(yuǎn)。例如，金屬屏蔽件在至少一些相鄰的介電波導(dǎo)之間延伸，但是并不在介電波導(dǎo)的全部側(cè)部上、或者圍繞介電波導(dǎo)的整個(gè)周向延伸。

波導(dǎo)組件的至少一些實(shí)施例涉及多個(gè)介電波導(dǎo)的電纜束，其中所述波導(dǎo)中的至少一個(gè)是發(fā)射波導(dǎo)(transmit waveguide)，其被用于將輸出信號(hào)從一參考位置傳送到遠(yuǎn)程位置，并且所述波導(dǎo)中的至少一個(gè)(不同于至少一個(gè)發(fā)射波導(dǎo))是接收波導(dǎo)，其被用于將來(lái)自遠(yuǎn)程位置的輸入信號(hào)傳送至參考位置。均為發(fā)射波導(dǎo)或者均為接收波導(dǎo)的兩個(gè)波導(dǎo)之間的電磁耦合或串?dāng)_被稱為遠(yuǎn)端串?dāng)_(“FEXT”)，而發(fā)射波導(dǎo)與接收波導(dǎo)之間的串?dāng)_被稱為近端串?dāng)_(“NEXT”)。遠(yuǎn)端串?dāng)_總體上比近端串?dāng)_處于更高的水平，所以通常相比于遠(yuǎn)端串?dāng)_，更希望得到近端串?dāng)_，以減少干擾和信號(hào)衰減的水平。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，電纜束包括與接收波導(dǎo)成對(duì)地組合的發(fā)射波導(dǎo)。相鄰的對(duì)由導(dǎo)電的屏蔽件分隔開(kāi)，以便于消除、或至少減少遠(yuǎn)端串?dāng)_(相鄰的對(duì)中的發(fā)射波導(dǎo)之間、以及相鄰的對(duì)中的接收波導(dǎo)之間)。因而，電纜束中的全部串?dāng)_或者至少大部分串?dāng)_是近端串?dāng)_，其相比于遠(yuǎn)端串?dāng)_是不那么有害的。通過(guò)將發(fā)射波導(dǎo)和接收波導(dǎo)成對(duì)地布置在一起、并且將金屬屏蔽件選擇性地定 位在相鄰對(duì)的波導(dǎo)之間，可在電纜束中采用有限量的金屬以便于獲得可接受的低串?dāng)_水平、可接受的低損耗、以及對(duì)不想要模式的避免。

圖1是根據(jù)一實(shí)施例形成的波導(dǎo)組件100的頂部透視圖。波導(dǎo)組件100被配置為沿著波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度、傳送電磁波或電磁場(chǎng)形式的信號(hào)，用于在兩個(gè)通信裝置(未示出)之間傳輸信號(hào)。通信裝置可包括天線、無(wú)線電頻率發(fā)射器和/或接收器、計(jì)算裝置(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)、平板、智能電話等)、媒體存儲(chǔ)裝置(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器、服務(wù)器等)、網(wǎng)絡(luò)接口裝置(例如，調(diào)制解調(diào)器、路由器等)以及類似裝置。波導(dǎo)組件100可被用于以子太赫茲(sub-terahertz)無(wú)線電頻率范圍來(lái)傳輸高速信號(hào)，諸如120-160千兆赫茲(GHz)。在該頻率范圍中，高速信號(hào)具有小于五毫米的波長(zhǎng)。波導(dǎo)組件100可被用于傳輸所調(diào)制的無(wú)線電頻率(RF)信號(hào)。所調(diào)制的RF信號(hào)可在正交數(shù)學(xué)域中調(diào)制以增加數(shù)據(jù)吞吐量。

波導(dǎo)組件100是長(zhǎng)形的，以在第一端102和第二端104之間延伸一定長(zhǎng)度。波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度可以在1米到50米的范圍中。該長(zhǎng)度取決于被連接的兩個(gè)通信裝置之間的距離，但是其他因素也會(huì)影響波導(dǎo)組件100的潛在長(zhǎng)度，包括波導(dǎo)組件100的物理尺寸、結(jié)構(gòu)、和材料，傳播通過(guò)波導(dǎo)組件100的信號(hào)的頻率、信號(hào)完整性要求、以及會(huì)引起干擾的外部影響的存在。本文公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)組件100具有10-25米范圍中的長(zhǎng)度，并且可以根據(jù)限定的標(biāo)準(zhǔn)、以可接受的信號(hào)質(zhì)量來(lái)傳送具有120到160GHz之間頻率的高速電磁信號(hào)。為了連接彼此間隔開(kāi)的長(zhǎng)度長(zhǎng)于單個(gè)波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度的通信裝置，波導(dǎo)組件可與一個(gè)或多個(gè)其他波導(dǎo)組件100連結(jié)。

波導(dǎo)組件100包括至少第一介電波導(dǎo)106和第二介電波導(dǎo)108(在本文中還被稱為第一和第二波導(dǎo)106、108)。第一和第二波導(dǎo)106、108可以是相同的，或者至少是基本上類似的。例如，波導(dǎo)106、108可由相同材料構(gòu)成，具有相同的長(zhǎng)度和形狀、和/或可使用共同的制造工藝形成。在替代實(shí)施例中，第一和第二波導(dǎo)108可以至少略微不同的，諸如通過(guò)由至少一些不同的材料構(gòu)成。

第一和第二介電波導(dǎo)106、108中的每個(gè)包括由第一介電材料形成的包覆部110。包覆部110在第一和第二端部102、104之間延伸波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度。包覆部110限定沿著包覆部110的長(zhǎng)度限定從其穿過(guò)的芯部區(qū)域112。芯部區(qū)域112填充有不同于第一介電材料的第二介電材料。如本文使用的， 介電材料是可通過(guò)所施加的電場(chǎng)來(lái)極化的電絕緣體。包覆部110的第一介電材料包圍芯部區(qū)域112的第二介電材料。包覆部110的第一介電材料在本文中被稱為包覆部材料，并且芯部區(qū)域112中的第二介電材料被稱為芯部材料。芯部材料具有的介電常數(shù)值不同于包覆部材料的介電常數(shù)值。芯部區(qū)域112中的芯部材料可以是固相或氣相的。例如，芯部材料可以是固體的聚合物，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)等?？商娲?，芯部材料可以是一種或多種氣體，諸如空氣。

芯部材料和包覆部材料的各自的介電常數(shù)影響波導(dǎo)106、108中的每個(gè)內(nèi)的電磁場(chǎng)(或波)的分布。通常，通過(guò)波導(dǎo)的電磁場(chǎng)集中在具有較大介電常數(shù)的材料內(nèi)，至少對(duì)于具有0-15范圍中的介電常數(shù)的材料是這樣。在一實(shí)施例中，芯部區(qū)域112中的芯部材料的介電常數(shù)大于包覆部材料的介電常數(shù)，使得電磁場(chǎng)總體集中在芯部區(qū)域112內(nèi)，雖然電磁場(chǎng)中的較小部分可能分布在包覆部110內(nèi)和/或包覆部110外。在另一實(shí)施例中，芯部材料的介電常數(shù)小于包覆部材料的介電常數(shù)，故電磁場(chǎng)總體集中在包覆部110內(nèi)，并且可在包覆部110的徑向內(nèi)部的芯部區(qū)域112內(nèi)和/或包覆部110外具有較小部分。

在一實(shí)施例中，波導(dǎo)組件100還包括導(dǎo)電屏蔽件114，所述導(dǎo)電屏蔽件設(shè)置在第一和第二介電波導(dǎo)106、108之間。屏蔽件114由一種或多種金屬構(gòu)成，這為屏蔽件114提供導(dǎo)電性能。屏蔽件114提供兩個(gè)波導(dǎo)106、108之間的電磁屏蔽，以消除或至少減少兩個(gè)波導(dǎo)106、108之間的串?dāng)_和其他干擾。例如，由于第一和第二波導(dǎo)106、108彼此的緊密靠近，使得在包覆部110外傳播通過(guò)第一波導(dǎo)106的電磁波的部分具有與第二介電波導(dǎo)108耦合、或以其他方式相互作用的趨勢(shì)。從第二波導(dǎo)108到第一波導(dǎo)106的相反現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生，引起在波導(dǎo)106、108二者中的信號(hào)衰減。屏蔽件114被配置為反射和/或屏蔽在波導(dǎo)106、108之間的區(qū)域中的電磁波，由此防止或至少減少串?dāng)_。

在圖1中示出的示例性實(shí)施例中，屏蔽件114沒(méi)有包圍第一波導(dǎo)106或第二波導(dǎo)108中的任一個(gè)的整個(gè)周界。例如，第一和第二波導(dǎo)106、108具有圓化的周界，但是屏蔽件114沒(méi)有單獨(dú)地或共同地在波導(dǎo)106、108的整個(gè)圓化周界的周圍周向地延伸。在圖示的實(shí)施例中，屏蔽件114通常是平面狀的。屏蔽件114是軸向和橫向地設(shè)置在波導(dǎo)106、108之間的分隔壁。屏 蔽件114是長(zhǎng)形的、并且沿著波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度的至少一部分、在兩端102、104之間縱向地延伸。因而，屏蔽件114防止第一波導(dǎo)106沿著其長(zhǎng)度的至少一部分直接暴露至第二波導(dǎo)108，這種暴露將允許串?dāng)_。

在一實(shí)施例中，波導(dǎo)組件100還包括外部護(hù)套116。外部護(hù)套116由介電材料構(gòu)成。外部護(hù)套116共同地包圍第一和第二波導(dǎo)106、108以及它們之間的屏蔽件114。外部護(hù)套116通過(guò)保持第一和第二波導(dǎo)106、108與屏蔽件114的相對(duì)位置而支撐波導(dǎo)組件100的結(jié)構(gòu)。在圖示的實(shí)施例中，外部護(hù)套116沒(méi)有延伸波導(dǎo)組件100的全部長(zhǎng)度，使得處于第一和第二端102、104處的波導(dǎo)106、108以及屏蔽件114的被暴露的區(qū)段118從外部護(hù)套116突出、并且沒(méi)有被其覆蓋。被暴露的區(qū)段118可被用于將波導(dǎo)組件100連接至通信裝置或另一波導(dǎo)組件100。在替代實(shí)施例中，外部護(hù)套116可延伸波導(dǎo)組件100的全部長(zhǎng)度，和/或可限定僅一個(gè)被暴露的區(qū)段118，而不是兩個(gè)區(qū)段。外部護(hù)套116限定波導(dǎo)組件100的外部邊界120(除了沿著被暴露的區(qū)段118)。除了提供結(jié)構(gòu)支撐以外，外部護(hù)套116可包含延伸到第一和第二波導(dǎo)106、108的各自包覆部110外的電磁波中的一些。因而，外部護(hù)套116可以是波導(dǎo)106、108與波導(dǎo)組件100的外部邊界120之間的緩沖部，這改進(jìn)了波導(dǎo)組件100對(duì)于由人類手、以及與波導(dǎo)組件100的外部邊界120的其他外部接觸引起的擾動(dòng)的敏感性。

圖2是沿著圖1中示出的線2-2截取的、圖1中示出的波導(dǎo)組件100的實(shí)施例的橫截面視圖。在圖示的實(shí)施例中，第一個(gè)第二波導(dǎo)106、108二者的包覆部110具有圓形的橫截面形狀。包覆部110中的每個(gè)的直徑可以在1到10mm之間，或者更具體地在2到4mm之間。芯部區(qū)域112具有矩形的橫截面形狀。芯部區(qū)域112的矩形形狀可將從其傳播通過(guò)的相應(yīng)電磁波取向?yàn)樗交蜇Q直極性。芯部區(qū)域112中的每個(gè)的橫截面面積可以在0.08到3mm²之間，或者更具體地在0.1到1mm²之間。

在圖示的實(shí)施例中，第一個(gè)第二波導(dǎo)106、108每個(gè)包括在各自的芯部區(qū)域112內(nèi)的固體的芯部構(gòu)件122。芯部構(gòu)件122由至少一種介電聚合物材料(其限定芯部材料)構(gòu)成，諸如聚丙烯、聚乙烯、PTFE、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，也包括上述材料的組合。芯部構(gòu)件122填充芯部區(qū)域112，使得芯部構(gòu)件122的外表面124與限定了芯部區(qū)域112的包覆部110的內(nèi)表面126之間不存在空隙或間隙。包覆部110因此而接合、并且沿著芯部構(gòu)件 122的長(zhǎng)度而包圍芯部構(gòu)件122。在替代實(shí)施例中，芯部材料可以是空氣、或者代替固態(tài)芯部構(gòu)件122的另一種氣相介電材料?？諝饩哂写蠹s1.0的低的介電常數(shù)。

第一和第二波導(dǎo)106、108中的每個(gè)的包覆部110由介電聚合物材料構(gòu)成，諸如聚丙烯、聚乙烯、PTFE、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，也包括上述材料的組合。這些材料通常具有低的損耗特性，這允許波導(dǎo)106、108在更長(zhǎng)的距離上傳輸信號(hào)。對(duì)于每個(gè)波導(dǎo)106、108，包覆部材料不同于芯部材料，使得相應(yīng)波導(dǎo)106、108的介電常數(shù)在跨過(guò)芯部構(gòu)件122與包覆部110之間的界面時(shí)而改變。第一和第二波導(dǎo)106、108可通過(guò)擠壓、拉拔、熔制、模制等來(lái)制造。

屏蔽件114可以由一種或多種金屬或金屬合金形成，包括銅、鋁、銀等?？商娲?，屏蔽件114可以是導(dǎo)電的聚合物，所述導(dǎo)電的聚合物由在介電聚合物內(nèi)分散金屬顆粒而形成。屏蔽件114可以是箔、導(dǎo)電帶、金屬板的薄面板等的形式。在圖示的實(shí)施例中，屏蔽件114是平面狀的，并且包括第一側(cè)130和相反的第二側(cè)132。屏蔽件114被設(shè)置在第一個(gè)第二波導(dǎo)106、108之間，使得第一波導(dǎo)106設(shè)置為沿著屏蔽件114的第一側(cè)130、并且第二波導(dǎo)108沿著第二側(cè)132。如上文提到的，屏蔽件114沒(méi)有包圍第一波導(dǎo)106或第二波導(dǎo)108中的任一個(gè)的整個(gè)周界。例如，第一波導(dǎo)106的周界包括內(nèi)半部137和外半部139，它們一起限定了整個(gè)周界。內(nèi)半部137面向第二波導(dǎo)108，而外半部139背向第二波導(dǎo)108。在圖示的實(shí)施例中，內(nèi)半部137由屏蔽件114屏蔽、并且外半部139沒(méi)有被屏蔽。雖然在圖2中沒(méi)有標(biāo)記，但是第二波導(dǎo)108的周界也包括面向第一波導(dǎo)106、并且由屏蔽件114屏蔽的內(nèi)半部，以及背向第一波導(dǎo)116、并且沒(méi)有被屏蔽的外半部。

雖然第一和第二波導(dǎo)106、108的外表面134被示出為分別直接地機(jī)械接合屏蔽件114的對(duì)應(yīng)的第一和第二側(cè)130、132，但是在其它實(shí)施例中，第一和/或第二波導(dǎo)106、108可與屏蔽件114分隔開(kāi)、并且不與屏蔽件114直接機(jī)械接觸。在圖2中，第一和第二側(cè)130、132都是平面狀的，并且沒(méi)有沿著對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)106、108的周向而彎曲。但是，在替代實(shí)施例中，第一側(cè)130和/或第二側(cè)132可以是彎曲的、并且可以沿著對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)106、108的周向的一部分延伸而沒(méi)有完全地包圍或環(huán)繞對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)106、108。例如，第一和/或第二側(cè)130、132可以沿著少于對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)106、108的周向的一半或 少于其四分之一的一部分而彎曲。

在圖示的實(shí)施例中，外部護(hù)套116具有長(zhǎng)方形(oblong)的橫截面形狀。外部護(hù)套116可以是包裹部、帶、熱縮管等，其共同地包圍波導(dǎo)106、108中的二者以及屏蔽件114，并且將這些部件保持在一起。例如，外部護(hù)套116可通過(guò)將介電護(hù)套材料纏繞或包裹在波導(dǎo)106、108以及屏蔽件114周圍而施加。在熱縮管的情況下，波導(dǎo)106、108以及屏蔽件104可被插入到由外部護(hù)套116限定的通道中，并且繼而對(duì)組件加熱和/或施加高壓，使得外部護(hù)套材料收縮、并且符合內(nèi)部部件的輪廓。波導(dǎo)組件100可在波導(dǎo)106、108的外表面134、屏蔽件114、以及外部護(hù)套116的內(nèi)表面138之間限定一個(gè)或多個(gè)小的間隙或缺口136。

圖3是波導(dǎo)組件100的另一實(shí)施例的橫截面視圖。與在圖1和2中示出的實(shí)施例比較，圖示的實(shí)施例中，第一和第二波導(dǎo)106、108具有不同的橫截面形狀。例如，包覆部110具有長(zhǎng)方形的形狀，意味著包覆部110中的每個(gè)在一個(gè)尺寸上的長(zhǎng)度相對(duì)于與之垂直的尺寸上的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。在圖示的實(shí)施例中，包覆部110都是矩形的，但是在其它實(shí)施例中，包覆部110可具有其他的長(zhǎng)方形形狀，諸如橢圓(ellipses)、卵形(ovals)、帶有圓角的矩形等。包覆部110的長(zhǎng)方形形狀可被用于取向通過(guò)對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)106、108的電磁場(chǎng)的極性。在圖3中，波導(dǎo)106、108中的每個(gè)的芯部構(gòu)件122具有圓形的橫截面形狀。在其他實(shí)施例中，芯部構(gòu)件122和包覆部110可以都是圓形的、或者可以都是長(zhǎng)方形的。還理解的是，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一和第二介電波導(dǎo)106、108可以是彼此不同的。例如，第一波導(dǎo)106的包覆部110可具有與第二波導(dǎo)108的包覆部110不同的橫截面形狀。

圖3中的外部護(hù)套116個(gè)體地包圍并且圍繞內(nèi)部部件中的每個(gè)，包括屏蔽件114、第一波導(dǎo)106、以及第二波導(dǎo)108。例如，外部護(hù)套116可以是介電的包覆模制材料，其通過(guò)在內(nèi)部部件周圍擠壓或模制材料而形成。如在圖3中示出的，第一和第二波導(dǎo)106、108與屏蔽件114間隔開(kāi)、并且不與其直接機(jī)械接觸。

圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件100的一部分的透視圖。波導(dǎo)組件100相對(duì)于豎直或俯仰軸線191、橫向軸線192、和縱向軸線193取向。軸線191-193是相互垂直的。雖然俯仰軸線191表現(xiàn)為在大致平行于重力的豎直方向上延伸，但是理解的是，軸線191-193不被要求具有相對(duì)于重力的任何 特定取向。

波導(dǎo)組件100包括在第一端140與第二端142之間延長(zhǎng)的導(dǎo)電屏蔽件166。第一和第二端140、142分別與波導(dǎo)組件100的第一和第二端102、104大致對(duì)齊。屏蔽件166可至少類似于圖1中示出的屏蔽件114。屏蔽件166具有第一側(cè)或頂側(cè)168、以及相反的第二側(cè)或底側(cè)170。如本文使用的，諸如“第一”、“第二”、“頂”、“底”、“前”、和“后”的相對(duì)或空間術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分所參考的元件，并且不必要地要求相對(duì)于重力、或相對(duì)于介電波導(dǎo)100的周圍環(huán)境中的特定位置、順序、或取向。波導(dǎo)組件100還包括布置在電纜束148中的多個(gè)介電波導(dǎo)。電纜束148在第一和第二端部102、104之間延伸波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度。電纜束148包括第一波導(dǎo)150、第二波導(dǎo)151、第三波導(dǎo)152、以及第四波導(dǎo)153。介電波導(dǎo)150-153可以是與在圖1中示出的第一和第二介電波導(dǎo)106、108相同的、或者至少類似的。例如，介電波導(dǎo)150-153中的每個(gè)包括由一種介電材料形成的包覆部110，并且包覆部110限定從其穿過(guò)的芯部區(qū)域112，所述芯部區(qū)域由一種不同的介電材料填充，諸如空氣、或固體塑料、或其他聚合物。雖然在圖4中示出了四個(gè)波導(dǎo)150-153，但是在其他實(shí)施例中，電纜束148可包括多于四個(gè)或少于四個(gè)的波導(dǎo)。

電纜束148的四個(gè)介電波導(dǎo)150-153被布置在第一對(duì)144和第二對(duì)146中。第一對(duì)144由第一和第三波導(dǎo)150、152限定。第二對(duì)146由第二和第四波導(dǎo)151、153限定。第一對(duì)144沿著屏蔽件166的頂側(cè)168設(shè)置，并且第二對(duì)146沿著底側(cè)170設(shè)置。例如，屏蔽件166可以是平面狀的、并且線性地延伸通過(guò)電纜束148，使得第一對(duì)144在頂側(cè)168上方、并且第二對(duì)在底側(cè)170下方。第一對(duì)144中的第一和第三波導(dǎo)150、152彼此相鄰、并且沿著第一行軸線156對(duì)齊在第一行154中。第二對(duì)146中的第二和第四波導(dǎo)151、153彼此相鄰、并且沿著第二行軸線160對(duì)齊在第二行158中。屏蔽件166沿著屏蔽件軸線162在第一和第二行154、158之間線性地延伸，所述屏蔽件軸線大體上平行于第一和第二行軸線156、160。屏蔽件166沒(méi)有包圍介電波導(dǎo)150-153中的任一個(gè)的整個(gè)周界。

電纜束148的介電波導(dǎo)150-153以及屏蔽件166通過(guò)介電外部護(hù)套164而保持在一起。外部護(hù)套164接合介電波導(dǎo)150-153的包覆部110、并且沿著波導(dǎo)組件100的長(zhǎng)度的至少一部分而共同地包圍電纜束148以及屏蔽件 166。外部護(hù)套164可至少類似于圖1中示出的外部護(hù)套116。可選地，外部護(hù)套164將介電波導(dǎo)150-153保持為與屏蔽件166的對(duì)應(yīng)的頂側(cè)和底側(cè)168、170直接機(jī)械接合。在替代實(shí)施例中，波導(dǎo)150-153中的至少一些可與屏蔽件166分隔開(kāi)，諸如在圖3中示出的實(shí)施例中。

圖4示出了波導(dǎo)連接器180，其被配置為連接至波導(dǎo)組件100的第一端102。波導(dǎo)連接器180可被連接至通信裝置(未示出)或另一波導(dǎo)組件100。波導(dǎo)連接器180包括殼體182，該殼體限定被配置為將介電波導(dǎo)150-153的端部186接收在其中。例如，在圖示的實(shí)施例中，殼體182包括四個(gè)端口184，使得每個(gè)端口184接收波導(dǎo)150-153中的一個(gè)的端部186。波導(dǎo)組件100被用于將信號(hào)傳輸至波導(dǎo)連接器180、或從其傳輸信號(hào)。

在一實(shí)施例中，波導(dǎo)組件100中的波導(dǎo)對(duì)144、146中的每個(gè)包括參考波導(dǎo)連接器180而言的發(fā)射波導(dǎo)和接收波導(dǎo)。每對(duì)144、146中的發(fā)射波導(dǎo)在輸出方向188上將電磁信號(hào)從波導(dǎo)組件100的第一端102(被連接至波導(dǎo)連接器180)朝著第二端104傳播。相反地，每對(duì)144、146中的接收波導(dǎo)在輸入方向190上將電磁信號(hào)從第二端104朝著第一端102(以及波導(dǎo)連接器180)傳播。圖4中示出的電纜束148包括兩個(gè)發(fā)射波導(dǎo)和兩個(gè)接收波導(dǎo)。例如，第一對(duì)144中的第一波導(dǎo)150、以及第二對(duì)146中的第二波導(dǎo)151可以是發(fā)射波導(dǎo)，并且第三和第四波導(dǎo)152、153可以是接收波導(dǎo)。發(fā)射波導(dǎo)150、151的端部186被配置為接收在波導(dǎo)連接器180的端口184的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的發(fā)射端口184A中，使得電磁信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的發(fā)射端口184A而被接收在發(fā)射波導(dǎo)150、151中。接收波導(dǎo)152、153的端部186被配置為接收在端口184的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的接收端口184B中，使得波導(dǎo)連接器180通過(guò)接收端口184B而從波導(dǎo)組件100接收信號(hào)。在一個(gè)示例應(yīng)用中，發(fā)射波導(dǎo)150、151每個(gè)以56Gb/s在輸出方向188上傳播信號(hào)，并且接收波導(dǎo)152、153每個(gè)以56Gb/s在輸入方向109上傳播信號(hào)，導(dǎo)致在方向188、190二者上具有組合的112Gb/s數(shù)據(jù)傳輸速度。

在相同方向上傳輸信號(hào)的兩個(gè)波導(dǎo)之間的串?dāng)_被稱為“遠(yuǎn)端”串?dāng)_，并且在相反方向上傳輸信號(hào)的兩個(gè)波導(dǎo)之間的串?dāng)_被稱為“近端”串?dāng)_。遠(yuǎn)端串?dāng)_典型地比近端串?dāng)_對(duì)于信號(hào)完整性更有害。在圖4中，屏蔽件166在波導(dǎo)中的第一和第二對(duì)144、146之間延伸。因而，屏蔽件166在兩個(gè)發(fā)射波導(dǎo)150、151之間延伸、并且將它們彼此屏蔽，并且屏蔽件166還在兩個(gè)接 收波導(dǎo)152、153之間延伸、并且將它們彼此屏蔽。屏蔽件166減少波導(dǎo)組件100中的遠(yuǎn)端串?dāng)_(如下文在圖6中示出和描述的)。在圖示的兩個(gè)-兩個(gè)的電纜束148中，兩個(gè)發(fā)射波導(dǎo)150、151相對(duì)于彼此交叉定位以相對(duì)于直接地跨屏蔽件166將波導(dǎo)150、151彼此對(duì)齊而增加了兩個(gè)波導(dǎo)150、151之間的距離。兩個(gè)接收波導(dǎo)152、153也相對(duì)于彼此交叉設(shè)置。

屏蔽件166沒(méi)有包圍發(fā)射波導(dǎo)150、151或者接收波導(dǎo)152、153中的任一個(gè)的整個(gè)周界。在圖示的實(shí)施例中，屏蔽件166沒(méi)有在第一對(duì)144中的發(fā)射波導(dǎo)150與接收波導(dǎo)152之間延伸，也沒(méi)有在第二對(duì)146中的傳輸波導(dǎo)151與接收波導(dǎo)153之間延伸。因而，在波導(dǎo)組件100中、在每對(duì)144、146中的兩個(gè)波導(dǎo)之間會(huì)存在一些近端串?dāng)_，但是近端串?dāng)_相比于遠(yuǎn)端串?dāng)_要顯著地不那么有害。此外，通過(guò)限制波導(dǎo)150-153周圍的導(dǎo)電屏蔽的量，波導(dǎo)組件100具有可接受的低水平的損耗、并且大體上避免了頻率截止(frequency cutoffs)。

圖5是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件100的橫截面視圖。圖示的實(shí)施例包括具有屏蔽件166的四個(gè)介電波導(dǎo)150-153的電纜束148，如在圖4的實(shí)施例中示出的，屏蔽件在波導(dǎo)150-153中的一些之間延伸。代替在兩行154、158(在圖4中示出)對(duì)齊的是，四個(gè)介電波導(dǎo)150-153沿著行軸線196對(duì)齊在單個(gè)行194中。波導(dǎo)組件100可具有相對(duì)寬、并且薄的帶狀電纜的形狀。屏蔽件166沿著橫向于行軸線196的屏蔽件軸線198而線性地延伸。在圖示的實(shí)施例中，屏蔽件軸線198正交于行軸線196。屏蔽件166的第一側(cè)168面向波導(dǎo)的第一對(duì)144(其包括波導(dǎo)150和152)，并且屏蔽件166的相反的第二側(cè)170面向波導(dǎo)中的第二對(duì)146(其包括波導(dǎo)151和153)?？蛇x地，波導(dǎo)150和151是發(fā)射波導(dǎo)，并且波導(dǎo)152和153是接收波導(dǎo)。雖然未示出，但是波導(dǎo)組件100可由介電的外部護(hù)套包圍。

圖6是在波導(dǎo)組件100的各種實(shí)施例中檢測(cè)到的遠(yuǎn)端串?dāng)_與參考波導(dǎo)組件進(jìn)行比較的曲線圖199。遠(yuǎn)端串?dāng)_是在120-160GHz的頻率范圍上測(cè)試的。第一條繪制的曲線202代表圖4中示出的、具有堆疊的波導(dǎo)對(duì)144、146(“堆疊束實(shí)施例”)的波導(dǎo)組件100的實(shí)施例中的遠(yuǎn)端串?dāng)_。第二條繪制的曲線204代表圖5中示出的、具有線性的波導(dǎo)對(duì)144、146(“線性束實(shí)施例”)的波導(dǎo)組件100的實(shí)施例中的遠(yuǎn)端串?dāng)_。第三條繪制的曲線206代表不包括任何屏蔽件的參考波導(dǎo)組件中的遠(yuǎn)端串?dāng)_。如在曲線圖199中示出的，在從120 GHz直到148GHz左右的頻率范圍中，堆疊束實(shí)施例202和線性束實(shí)施例204中的遠(yuǎn)端串?dāng)_二者均低于參考波導(dǎo)組件206中的遠(yuǎn)端串?dāng)_。因而，在該頻率范圍中，由于能夠降低信號(hào)質(zhì)量的遠(yuǎn)端串?dāng)_的減少的存在，使得堆疊束實(shí)施例202和線性束實(shí)施例204相比于參考例206來(lái)說(shuō)是更值得期望的。在從148GHz到160GHz的較高頻率下，三個(gè)被測(cè)試的組件在遠(yuǎn)端串?dāng)_方面是難以可區(qū)分的。

圖7是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件100的橫截面視圖。圖示的實(shí)施例具有類似于在圖4中示出的實(shí)施例的、在電纜束148中兩個(gè)-兩個(gè)堆疊的四個(gè)波導(dǎo)150-153。然而，在圖7中，導(dǎo)電屏蔽件166具有交叉(或加號(hào))形式的橫截面形狀。例如，屏蔽件166包括從共同的中心部(hub)延伸的四個(gè)線性區(qū)段(包括第一區(qū)段210、第二區(qū)段212、第三區(qū)段214、和第四區(qū)段216)。四個(gè)區(qū)段210-216可選地是彼此垂直的。每個(gè)線性區(qū)段210-216在不同組的介電波導(dǎo)150-153中的兩個(gè)之間延伸。例如，第一區(qū)段210在波導(dǎo)150和152之間延伸；第二區(qū)段212在波導(dǎo)152和151之間延伸；第三區(qū)段214在波導(dǎo)151和153之間延伸、并且第四區(qū)段216在波導(dǎo)153和150之間延伸。通過(guò)具有在相鄰的波導(dǎo)150-153中的每個(gè)之間延伸的部分，屏蔽件166可顯著地減少波導(dǎo)組件100中的所有形式的串?dāng)_，包括遠(yuǎn)端和近端串?dāng)_二者。屏蔽件166沒(méi)有完全地包圍波導(dǎo)150-153中的任一個(gè)，即便如此，波導(dǎo)組件100的損耗特性可處于可接受的低水平。如在圖7中示出的，屏蔽件166沒(méi)有繞介電波導(dǎo)150-153中的任一個(gè)的多于一半的周向而延伸。

圖8是根據(jù)另一實(shí)施例的波導(dǎo)組件的橫截面視圖，其示出了波導(dǎo)組件100是如何可擴(kuò)展的(scalable)，從而在電纜束148中包括多于四個(gè)介電波導(dǎo)。在圖示的是實(shí)施例中，波導(dǎo)222的對(duì)220通過(guò)導(dǎo)電屏蔽件226的線性區(qū)段224而彼此分隔開(kāi)。每對(duì)220可包括一個(gè)發(fā)射波導(dǎo)222A和一個(gè)接收波導(dǎo)222B，使得每對(duì)220中的波導(dǎo)222之間的僅有的串?dāng)_是被稱為近端串?dāng)_的不那么有害的形式。屏蔽件226的線性區(qū)段224顯著地減少相鄰的對(duì)220之間的遠(yuǎn)端串?dāng)_。屏蔽件226沒(méi)有完全地包圍任一個(gè)對(duì)220，這允許了可接受的低損耗水平、并且總體避免了硬截止頻率(hard frequency cutoffs)。雖然未示出，但是電纜束148和屏蔽件226可共同地由介電外部護(hù)套包圍。