[发明专利]电介质波导电缆

说明书

本发明涉及电介质波导电缆，特别是用于汽车领域，用于传输千兆赫的范围内的电磁波，包括第一电介质并包括第二电介质，第二电介质中含有空气；其中将第一电介质设计用于传输电磁波，并且第一电介质具有第一介电常数；其中第二电介质至少部分地包裹第一电介质，将第二电介质设计用于在空间上限制电磁波，并且第二电介质具有低于第一介电常数的第二介电常数。本发明还涉及信号的传输方法。

技术领域

本发明涉及一种用于传输千兆赫范围内的射频信号的电介质波导电缆，还涉及一种信号的传输方法。

背景技术

用于千兆赫范围内的电磁波的非电介质波导电缆是已知的。例如，US2014/0368301A1公开了一种包括电介质芯和电介质套管的波导，所述电介质芯和电介质套管由金属分界体包裹。

用于光学地传输频率在太赫兹范围内的信号的电介质波导电缆(例如OWG(光波导)或POF(聚合物光纤))早已为人所知。这种电缆通常含有石英玻璃或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。

基于所使用的材料，由于芯、套管和护套之间的直径比不合适，这些电缆不适用于千兆赫兹范围内的信号传输。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种电介质波导电缆，适用于在50GHz和500GHz之间的频率范围内传输信号。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的组件实现了所述目的。

因此，提供了以下内容：

-电介质波导电缆，特别是用于汽车领域，用于传输千兆赫的范围内的电磁波，包括第一电介质并包括第二电介质，第二电介质中含有空气；其中将第一电介质设计用于传输电磁波，并且第一电介质具有第一介电常数；其中第二电介质至少部分地包裹第一电介质，将第二电介质设计用于在空间上限制电磁波，并且第二电介质具有低于第一介电常数的第二介电常数；和

-用于通过电介质波导传输频率为50-500GHz，波长在0.6mm到6mm之间的信号的方法，其中电介质波导中的第一电介质的直径与待传输的信号的自由空间波长之间的比率在0.5到2之间，特别是在0.7到1.5之间，特别是大约为1.0。

本发明所基于的思想是包裹具有降低的介电常数的电介质套管的电介质芯材料。由于在第二电介质中含有空气，所以可以进一步降低所述第二电介质的介电常数。

在设计第二电介质时，必须在机械稳定性和在第二电介质中尽可能高的空气比例之间实现折中。

在这种情况下，第一电介质层必须设计为具有尽可能高的介电常数，使得电磁波保持在第一电介质中。这改善了信号传输，特别是在电缆弯曲时。

必须为第二电介质选择较低的介电常数，这样就改善了第一电介质中波的引导。此外，第二电介质的较低介电常数减少了损耗。

电介质套管设计为即使在千兆赫范围内的频率下，它也会集中电磁波的尽可能大的一部分在芯中传输。

根据本发明的电介质波导仅使用电介质材料进行信号传输。因此，电介质波导的两端彼此直流隔离(DC-isolated)。

在其他从属权利要求中以及在参考附图的说明中可以找到有利的改进和发展。

毋庸置疑，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下文即将说明的特征不仅可以在分别表示的组合中使用，而且可以在其他组合中使用或单独使用。

术语“芯”和“第一电介质”，“套管”和“第二电介质”，以及“护套”和“第三电介质”在下文中分别同义使用。

根据本发明的优选实施例，电介质波导电缆还具有第三电介质，该第三电介质形成第一和第二电介质的外保护套。这样就可以保护电介质波导电缆免受外部环境影响，例如UV辐射或机械影响。此外，可以选择第三电介质的刚性，使得波导电缆不易扭结。