[发明专利]波导组件、波导过渡以及波导组件的用途

说明书

本发明涉及一种波导组件(1)，包括：电路布置(2)、波导过渡(4)以及具有纵向轴线(A)的电介质波导(3)；该波导过渡(4)位于电路布置(2)与电介质波导(3)之间，用于在电路布置(2)与电介质波导(3)之间传输电磁波(5)。波导过渡(4)具有至少一个第一导电板(7)和第二导电板(8)，至少一个第一导电板(7)和第二导电板(8)在电介质波导(3)的纵向轴线(A)的方向上以彼此偏移的方式布置在电路布置(2)与电介质波导(3)之间。

技术领域

本发明涉及一种波导组件，包括电路布置、电介质波导和存在于电路布置与电介质波导之间的用于在电路布置和电介质波导之间传输电磁波的波导过渡。

本发明还涉及一种用于在电路布置与电介质波导之间传输电磁波的波导过渡。

此外，本发明涉及波导组件的用途。

背景技术

根据现有技术，有线数据传输本质上可以分为两种不同的技术。一方面借助于金属导体的数据传输以及另一方面借助于玻璃纤维的光学数据传输均是已知的。

已知经由传统的电导体(诸如电缆中的铜导体)的信号传输在高频下会受到强烈的信号衰减。因此，如果可能的话，为了实现规范，有时必须付出很多努力，特别是当对传输带宽提出高要求时。

相反，光学数据传输具有极低的损耗，并且可以在高数据速率下进行。然而，光学数据传输总是需要将电信号转换为光信号，反之亦然，这使得这种类型的信号传输需要复杂的传输和接收结构。

除了这两种传统的数据传输技术之外，人们对一种试图将自己建立为可替代的技术越来越感兴趣。本发明涉及经由所谓的电介质波导(DWG或“聚合物微波纤维”，PMF)的数据传输。

在该技术中，特别是在毫米波范围(例如80GHz)中，电信号被调制到载波频率上，并作为电磁波沿着电介质波导传输。与光学方法相反，该方法无需电光转换即可实现。与金属波导相比，该概念的优点是，能够至少在中等距离上(例如在10m的范围内)传输非常高的数据速率(例如在50GB/s的范围内)。例如在RFCMOS技术中，因为高千兆赫范围所需的半导体技术现在越来越多，并且允许低成本和高集成度，因此，电介质波导显得特别令人感兴趣。

沿电介质波导传播的电磁波可以根据波导的性质以不同的场配置发生。这些不同的场配置被称为“模式”。如果在电介质波导中仅引导基本模式，则以类似于玻璃纤维的方式使用术语“单模”波导。另一方面，如果电介质波导有可能同时引导多个模式，则将其称为“多模”波导。电介质波导可以引导的模式数量本质上取决于波导的工作频率和几何形状，特别是波导的横截面面积的大小(例如圆形波导的直径)及波导的介电常数(也称为介电导率)。

与传统的数据传输技术一样，由传输介质引起的色散是其设计中的关键部分。不同频率的信号或信号分量以不同速度在波导中传播所根据的波导特性称为色散。因此，除了衰减之外，色散也是限制最大可实现数据速率的关键参数。在电介质波导的情况下，色散基本上可以分为两个子类型：波导色散和模式色散。

波导色散描述了数据通常在其中传输的基本模式的色散，并且出现在单模和多模波导两者中。

另一方面，模式色散与各个模式的不同传播速度有关。如果由在到电介质波导的过渡处或沿导体的不连续性激发了更高的模式，则在数据传输期间可用功率可能会降低，并且信号可能会失真，这会限制可以实现的最大数据速率。

原则上，对于任何频率，基本模式都可以由电介质波导引导。然而，电介质波导内的场分布和传播速度均取决于频率。虽然基本模式没有下限频率，但所有“更高模式”仅在单个极限频率以上被引导。如果电介质波导因此在所有更高模式的极限频率以下使用，则它被称为单模波导；因此，如果在所使用的频率范围内可以引导至少一种另外的模式，则波导被称为多模波导。