本文主題總體涉及介電波導(dǎo)管(dielectric waveguides)。

背景技術(shù)：

介電波導(dǎo)管被用于通信應(yīng)用以沿著兩個(gè)端部之間的路徑傳送電磁波。介電波導(dǎo)管提供用于將天線連接至無線電頻率發(fā)送器和接收器等的通信傳輸線路。雖然波在敞開的空間中沿所有方向傳播，但是介電波導(dǎo)管沿著所限定的路徑引導(dǎo)所述播，這允許波導(dǎo)管在相對(duì)長的距離上傳輸高頻率信號(hào)。

介電波導(dǎo)管包括至少一種介電材料。介電材料是可以由所施加的電場極化的電絕緣材料。介電材料的極化率由被稱為介電常數(shù)或相對(duì)電容率(permittivity)的值來表示。給定材料的介電常數(shù)是其介電電容率，其表示為相對(duì)于限定為1的真空的電容率的比。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)管包括芯部介電材料、以及包圍芯部介電材料的包覆介電材料。除了尺寸和其他參數(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)影響通過波導(dǎo)管的電場如何在波導(dǎo)管內(nèi)分布。在已知的介電波導(dǎo)管中，電場是通過芯部介電材料、包覆介電材料、并且甚至部分地在包覆介電材料外(例如，在環(huán)繞波導(dǎo)管的空氣中)分布的。

關(guān)聯(lián)于在介電波導(dǎo)管的包覆部外延伸進(jìn)入周圍環(huán)境的電場的部分存在若干問題。第一，空氣中的一些電場會(huì)行進(jìn)得快于在波導(dǎo)管內(nèi)傳播的場，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)生的分散導(dǎo)致符號(hào)間干擾。第二，當(dāng)多個(gè)介電波導(dǎo)管在電纜束(bulk cable)中被捆束在一起時(shí)，波導(dǎo)管外的電場的部分可能產(chǎn)生高的串?dāng)_水平。第三，電場的外部部分，包括在包覆介電材料的外邊緣處的場的部分，由于外部物理影響(諸如接觸介電波導(dǎo)管的人手)，而經(jīng)歷干擾和信號(hào)降級(jí)。最后，波導(dǎo)管外的電 場的部分會(huì)沿著波導(dǎo)管中的彎折部而損失，因?yàn)槲窗膱鲒呄蛴谘刂本€輻射離開、而不是跟隨波導(dǎo)管的輪廓。

仍需要一種用于傳播高頻率電磁信號(hào)的介電波導(dǎo)管，其將電場集中在波導(dǎo)管內(nèi)，減少波導(dǎo)管外的、以及沿著波導(dǎo)管的外邊界的場的量。

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)的介電波導(dǎo)管，包括在兩個(gè)端部之間延伸一長度的包覆構(gòu)件。包覆構(gòu)件由中間介電材料形成。包覆構(gòu)件限定沿著包覆構(gòu)件的長度延伸通過包覆構(gòu)件的芯部區(qū)域。芯部區(qū)域填充有中央介電材料，所述中央介電材料具有的介電常數(shù)值小于中間介電材料的介電常數(shù)值。護(hù)套構(gòu)件接合、并且沿著包覆構(gòu)件的長度而包圍包覆構(gòu)件。護(hù)套構(gòu)件由介電常數(shù)值小于中間介電材料的介電常數(shù)值的外部介電材料而形成。

附圖說明

圖1是根據(jù)一實(shí)施例形成的介電波導(dǎo)管的頂部透視圖。

圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的介電波導(dǎo)管的橫截面視圖。

圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的介電波導(dǎo)管的橫截面視圖。

圖4是圖示出根據(jù)一實(shí)施例的跨過介電波導(dǎo)管的一段長度的場強(qiáng)度的曲線。

圖5是根據(jù)替代實(shí)施例的介電波導(dǎo)管的橫截面視圖。

圖6是根據(jù)另一替代實(shí)施例的介電波導(dǎo)管的橫截面視圖。

圖7是根據(jù)替代實(shí)施例形成的介電波導(dǎo)管的頂部透視圖。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)一實(shí)施例形成的介電波導(dǎo)管100的頂部透視圖。介電波導(dǎo)管100被配置為沿著波導(dǎo)管100的長度傳送電磁信號(hào)用于將波傳輸?shù)教炀€、無線電頻率發(fā)送器和/或接收器、或另一電部件，或從上述部件傳輸波。電磁信號(hào)可以是波的形式。介電波導(dǎo)管100可被用于傳輸子太赫茲(sub-terahertz)無線電頻率信號(hào)，諸如在120-160GHz的范圍中。信號(hào)是毫米波信號(hào)，因?yàn)樵谠擃l率范圍中的信號(hào)具有小于五毫米的波長。介電波導(dǎo)管100可被用于傳輸調(diào)制的無線電頻率(RF)信號(hào)。調(diào)制的RF信號(hào)可在正交數(shù)學(xué)域(orthogonal mathematical domain)中被調(diào)制以增加數(shù)據(jù)吞吐量。介電波導(dǎo)管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。介電波導(dǎo)管100在兩個(gè)端部104之間沿著縱向軸線193延伸一長度。

介電波導(dǎo)管100包括延伸介電波導(dǎo)管100的長度的包覆構(gòu)件102。包覆構(gòu)件102限定波導(dǎo)管100的端部104中的每個(gè)的至少部分。包覆構(gòu)件102是由介電材料形成的，在本文中被稱為中間介電材料。如本文使用的，介電材料是可通過施加的電場來極化的電絕緣體。包覆構(gòu)件102限定以兩個(gè)端部104之間的包覆構(gòu)件102的長度而延伸通過包覆構(gòu)件102的芯部區(qū)域114。芯部區(qū)域114包括在包覆構(gòu)件102的兩個(gè)端部104處的開口116。芯部區(qū)域114填充有介電材料，本文稱為中央介電材料。中央介電材料不同于包覆構(gòu)件102的中間介電材料。中央介電材料具有的介電常數(shù)值不同于中間介電材料的介電常數(shù)值。在示例性實(shí)施例中，芯部區(qū)域114內(nèi)的中央介電材料的介電常數(shù)值(或介電常數(shù))小于包覆構(gòu)件102的中間介電材料的介電常數(shù)。

中央介電材料和中間介電材料的相應(yīng)的介電常數(shù)影響芯部區(qū)域114與包圍芯部區(qū)域114的包覆構(gòu)件102之間的、波導(dǎo)管100內(nèi)的電場的分布。通常，通過介電波導(dǎo)管的電場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)的介電材料是這樣。如上文陳述的，介電波導(dǎo)管100的中間介電材料的介電常數(shù)大于中央介電材料的介電常數(shù)。因此，大部分的電場分布在包覆構(gòu)件102內(nèi)(使得電場強(qiáng)度在包覆構(gòu)件102內(nèi)最大)，即使電場中的較少部分可分布在芯部區(qū)域114內(nèi)和/或包覆構(gòu)件102的外部。

介電波導(dǎo)管100還包括護(hù)套構(gòu)件126，所述護(hù)套構(gòu)件接合、并且沿著包覆構(gòu)件102的長度包圍包覆構(gòu)件102。護(hù)套構(gòu)件126可設(shè)置在包覆構(gòu)件102的外表面上。護(hù)套構(gòu)件126包圍包覆構(gòu)件102，使得護(hù)套構(gòu)件126繞包覆構(gòu)件102的周界延伸。護(hù)套構(gòu)件126在端部104之間限定介電波導(dǎo)管100的外表面。護(hù)套構(gòu)件126是由外部介電材料形成的。在示例性實(shí)施例中，外部介電材料具有的介電常數(shù)小于包覆構(gòu)件102的中間介電材料的介電常數(shù)。因此，包覆構(gòu)件102的中間介電材料具有的介電常數(shù)大于護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料和芯部區(qū)域114內(nèi)的中央介電材料二者的介電常數(shù)。因此，通過介電波導(dǎo)管100的電場可集中在包覆構(gòu)件102內(nèi)，同時(shí)該場的較小或殘余部分在芯 部區(qū)域114和/或護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)延伸。

由于其中電場集中的包覆構(gòu)件102通過包圍的護(hù)套構(gòu)件126而與介電波導(dǎo)管100的外邊界間隔開，所以在波導(dǎo)管100的外部邊界處、以及波導(dǎo)管100外部的電場是微弱的或不存在的。例如，由于大多數(shù)的電場集中在包覆構(gòu)件102內(nèi)，故護(hù)套構(gòu)件126作為包覆構(gòu)件102內(nèi)的電磁能與波導(dǎo)管100的外邊界之間的緩沖層。由于護(hù)套構(gòu)件126，故即使有，也只有非常少的場存在于波導(dǎo)管100的外邊界處或波導(dǎo)管100的外部。介電波導(dǎo)管100因此被相對(duì)地保護(hù)而免受與波導(dǎo)管100外部的場的部分相關(guān)的問題，包括由外部對(duì)象物理地接合波導(dǎo)管100引起的電場中的擾動(dòng)、由一束中的多個(gè)波導(dǎo)管100的靠近引起的串?dāng)_、以及由于沿著波導(dǎo)管100中的彎折部的輻射場導(dǎo)致的能量損失。

在本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，介電波導(dǎo)管100包括中央介電材料(在芯部區(qū)域114內(nèi))、包圍中央介電材料的中間介電材料(在包覆構(gòu)件102內(nèi))、以及包圍中間介電材料的外部介電材料(在護(hù)套構(gòu)件126內(nèi))。如上文描述的，限定波導(dǎo)管100的中部層的中間介電材料可具有大于在其任一側(cè)上的中央介電材料以及外部介電材料兩者的介電常數(shù)的介電常數(shù)。介電波導(dǎo)管100可被稱為緊密聯(lián)接到波導(dǎo)管100，因?yàn)殡妶黾性谙薅酥胁繉拥陌矘?gòu)件102內(nèi)，并且如果有的話，也只有很少的場在波導(dǎo)管100的外部邊界處或在波導(dǎo)管100外。由于中部介電層的介電常數(shù)大于在其任一側(cè)上的材料的介電常數(shù)，故介電波導(dǎo)管100可被稱為具有低-高-低配置。每個(gè)“低”表示中央介電材料或外部介電材料的介電常數(shù)，并且“高”表示中間介電材料的介電常數(shù)相對(duì)于中央和外部介電材料的介電常數(shù)。

圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的介電波導(dǎo)管100的橫截面視圖。橫截面是沿著由豎直和橫向軸線191、192(在圖1中示出)限定的平面截取的。在圖示的實(shí)施例中，由包覆構(gòu)件102限定的芯部區(qū)域114填充有空氣，所述空氣是中央介電材料。因而，芯部區(qū)域114填充有氣相而非固相的介電材料?？諝饩哂写蠹s是1的介電常數(shù)。包覆構(gòu)件102的中間介電材料具有的介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)。例如，中間介電材料可具有2到15之間的介電常數(shù)。更具體地，中間介電材料可具有3到7之間的介電常數(shù)。如本文使用的，在兩個(gè)端部值“之間”的范圍意思是包括所述端部值。在一實(shí)施例中，中間介電材料的介電常數(shù)值可以在3到5之間，使得芯部區(qū)域114內(nèi)的空氣的介電常數(shù)與包覆構(gòu)件102的介電常數(shù)之間的差在2到4之間。由于介電常數(shù)值之間 的相對(duì)小的差，電場的場強(qiáng)度可分布在包覆構(gòu)件102和芯部區(qū)域114二者內(nèi)，即使大部分的場強(qiáng)度集中在包覆構(gòu)件102中。

包覆構(gòu)件102的中間介電材料可以是介電聚合物，諸如塑料或其他合成聚合物。例如，中間介電材料可以是聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等?？蛇x地，中間介電材料可以是多于一種這樣的聚合物的組成物或混合物。這樣的聚合物的使用可減少通過介電波導(dǎo)管100的損失，允許信號(hào)傳播得比其他波導(dǎo)管材料更遠(yuǎn)。在其他實(shí)施例中，中間介電材料可以是、或可包括紙、云母、橡膠、鹽、混凝土、氯丁橡膠、耐熱玻璃(Pyrex)、二氧化硅等。包覆構(gòu)件102可以是柔性的或半剛性的。

在一實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102或包覆構(gòu)件102的芯部區(qū)域114中的至少一個(gè)具有矩形的橫截面形狀。如本文使用的，“矩形的(oblong)”指的是在一個(gè)方向上長于在另一個(gè)方向上的相應(yīng)的部件或空間，使得所述部件或空間不是圓形的或正方形的。包覆構(gòu)件102和/或芯部區(qū)域114的矩形的形狀可將介電波導(dǎo)管100中的電磁波取向到水平或豎直的極性上。具有矩形的形狀的包覆構(gòu)件102和/或芯部區(qū)域114可以是具有直角的角部的長方形、具有彎曲的角部的長方形、梯形、橢圓形、卵形等。

在圖2中的圖示的實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102具有矩形的橫截面形狀，并且芯部區(qū)域114具有圓形的橫截面形狀。包覆構(gòu)件102具有頂側(cè)106、底側(cè)108、左側(cè)110、和右側(cè)112。如本文使用的，諸如“第一”、“第二”、“頂”、“底”、“左”、“右”的相對(duì)或空間術(shù)語僅用于區(qū)分所參考的元件，并且不必要地要求在介電波導(dǎo)管100中、或在介電波導(dǎo)管100的周圍環(huán)境中的特定位置、順序、或取向。包覆構(gòu)件102的橫截面形狀是矩形的，使得包覆構(gòu)件102在一個(gè)方向上長于在另一方向上。在圖示的實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102的頂側(cè)106和底側(cè)108長于左側(cè)110和右側(cè)112。如此，包覆構(gòu)件102具有的延伸在左側(cè)110與右側(cè)112之間的寬度(W)大于延伸在頂側(cè)106與底側(cè)108之間的包覆構(gòu)件102的高度(H)。通過波導(dǎo)管100的電磁波的極性，諸如是否該波水平或豎直地取向，可基于包覆構(gòu)件102的寬度大于高度。

在圖示的實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102是長方形的。例如，頂側(cè)106平行于底側(cè)108，左側(cè)110平行于右側(cè)112，并且包覆構(gòu)件102限定相鄰側(cè)106-112之間的直角。相鄰側(cè)106-112在直角的角部處彼此相交。側(cè)106-112中的每個(gè)是平面的。圖2中的包覆構(gòu)件102因而包括兩對(duì)相對(duì)的平面?zhèn)龋渲械谝? 對(duì)是頂側(cè)和底側(cè)106、108，并且第二對(duì)是左側(cè)和右側(cè)110、112。包覆構(gòu)件102可具有各種尺寸。在一實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102具有的高度大約是0.8mm、寬度大約是1.2mm。在一實(shí)施例中，對(duì)于包覆構(gòu)件102的寬度與高度的寬高比小于2，但是在其他實(shí)施例中可以至少是2。在替代實(shí)施例中，包覆構(gòu)件102可具有其他矩形的形狀，諸如具有圓角的矩形、梯形、橢圓形、具有兩個(gè)平面?zhèn)鹊穆研蔚取＠?，在一些替代?shí)施例中，包覆構(gòu)件102可包括僅一對(duì)相對(duì)的平面?zhèn)?，其將電磁波取向在介電波?dǎo)管100內(nèi)。芯部區(qū)域114可具有相對(duì)于包覆構(gòu)件102的各種尺寸。在一實(shí)施例中，圓形的芯部區(qū)域114的直徑(諸如0.4mm)大約是包覆構(gòu)件102的高度的一半，并且芯部區(qū)域114相對(duì)于包覆構(gòu)件102的側(cè)106-112中央地定位。在另一替代實(shí)施例中，代替于、或附加于包覆構(gòu)件102具有矩形的橫截面形狀，芯部區(qū)域114可具有矩形的橫截面形狀。

護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料可以是介電聚合物，諸如塑料或其他合成聚合物。例如，外部介電材料可以是聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，包括它們的組合。護(hù)套構(gòu)件126可以是柔性的或半剛性的。外部介電材料是與中間介電材料不同的材料，并且具有的介電常數(shù)小于中間介電材料的介電常數(shù)。例如，外部介電材料的介電常數(shù)可小于5，諸如在1.5到3.5之間，或更具體地，在2到3之間。護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料具有的介電常數(shù)大于、小于、或等于包覆構(gòu)件102的芯部區(qū)域114內(nèi)的中央介電材料的介電常數(shù)。外部介電材料可以與中央介電材料相同，或可替代地，護(hù)套構(gòu)件126可由與填充芯部區(qū)域114的材料不同的材料形成。

在一實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126包括至少一個(gè)平面的外表面。平面的表面被配置為用作用于在互連中對(duì)準(zhǔn)護(hù)套構(gòu)件126的基準(zhǔn)部表面。例如，基準(zhǔn)部表面是用于將介電波導(dǎo)管100與連接波導(dǎo)管(未示出)、連接器、天線、或另一電部件機(jī)械地對(duì)準(zhǔn)的參考。當(dāng)波導(dǎo)管100在端部104(在圖1中示出)中的一個(gè)處被連接至連接波導(dǎo)管的對(duì)應(yīng)的端部以形成鄰接連結(jié)部時(shí)，波導(dǎo)管100的每個(gè)基準(zhǔn)部表面能夠與連接波導(dǎo)管的互補(bǔ)的平面表面對(duì)準(zhǔn)以確保包覆構(gòu)件102和芯部區(qū)域114與連接波導(dǎo)管的相應(yīng)的包覆部和芯部部分對(duì)準(zhǔn)。如果包覆構(gòu)件102和芯部區(qū)域114沒有分別與連接波導(dǎo)管的包覆部和芯部部分正確地對(duì)準(zhǔn)(使得矩形的包覆構(gòu)件102水平地取向，而連接波導(dǎo)管的包覆部 豎直地取向)，則電磁波中的至少一些將不跨過兩個(gè)波導(dǎo)管之間的界面?zhèn)鬏?。例如，離開發(fā)送波導(dǎo)管的電磁波可能在界面處反射、或以其他方式輻射離開，而不是被接收在接收波導(dǎo)管內(nèi)用于沿著信號(hào)路徑進(jìn)一步傳播。

在圖示的實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126包括四個(gè)側(cè)，所述四個(gè)側(cè)包括頂側(cè)128、底側(cè)130、左側(cè)132、和右側(cè)134。在圖示的實(shí)施例中，側(cè)128-134中的每個(gè)具有平面的表面，使得側(cè)128-134中的每個(gè)可用作基準(zhǔn)部表面，所述基準(zhǔn)部表面用于在互連中對(duì)準(zhǔn)介電波導(dǎo)管100。頂側(cè)和底側(cè)128、130與包覆構(gòu)件102的頂側(cè)和底側(cè)106、108對(duì)準(zhǔn)，使得側(cè)128、130平行于側(cè)106、108。另外，左側(cè)和右側(cè)132、134與包覆構(gòu)件102的左側(cè)和右側(cè)110、112對(duì)準(zhǔn)，使得側(cè)132、134平行于側(cè)110、112。雖然護(hù)套構(gòu)件126可能阻礙由護(hù)套構(gòu)件126包圍的包覆構(gòu)件102的觀察，但是當(dāng)將介電波導(dǎo)管100連接至相同的連接波導(dǎo)管時(shí)，操作者或機(jī)器可通過將波導(dǎo)管100的護(hù)套構(gòu)件126與連接波導(dǎo)管的外部護(hù)套對(duì)準(zhǔn)而將兩個(gè)波導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)。例如，護(hù)套通過將護(hù)套構(gòu)件126的頂側(cè)128與連接波導(dǎo)管的外部護(hù)套的對(duì)應(yīng)的頂側(cè)對(duì)準(zhǔn)、使得當(dāng)鄰接時(shí)兩個(gè)側(cè)限定連續(xù)的平面而被對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)護(hù)套將波導(dǎo)管100內(nèi)的包覆構(gòu)件102與連接波導(dǎo)管的包覆部對(duì)準(zhǔn)。因此，通過介電波導(dǎo)管100的極化的電磁波容易地跨過界面被接收、并且進(jìn)入連接波導(dǎo)管內(nèi)，而不被反射回到發(fā)送介電波導(dǎo)管100中。

在圖示的實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126具有矩形的橫截面形狀。更具體地，護(hù)套構(gòu)件126是具有直角的角部的長方形。護(hù)套構(gòu)件126的頂側(cè)和底側(cè)128、130長于左側(cè)和右側(cè)132、134。在一實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126具有由護(hù)套構(gòu)件126的外部周界限定的橫截面面積，所述橫截面面積是由包覆構(gòu)件102的外部周界限定的包覆構(gòu)件102的橫截面面積的至少三倍。例如，如果護(hù)套構(gòu)件102的高度是1mm、并且寬度是1.5mm，則包覆構(gòu)件102的橫截面面積是1.5mm²、并且包圍包覆構(gòu)件102的護(hù)套構(gòu)件126的橫截面面積至少是4.5mm²。護(hù)套構(gòu)件126的尺寸可包括2mm的高度和2.5mm的寬度，例如，這讓橫截面面積大于4.5mm²。在一實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)的包覆構(gòu)件102與護(hù)套構(gòu)件126的四個(gè)側(cè)128-134中的每個(gè)間隔開至少一指定的閾值距離，使得外部介電材料提供包覆構(gòu)件102與波導(dǎo)管100的外邊界之間的緩沖部。例如，包覆構(gòu)件102可遠(yuǎn)離護(hù)套構(gòu)件126的四個(gè)側(cè)128-134中的每個(gè)至少0.5mm。雖然護(hù)套構(gòu)件126在圖2中被示出和描述為具有直角的角部的長方形， 但是在替代實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件126可以是圓形的、正方形的、或具有不同的矩形的形狀，諸如具有彎角的長方形、橢圓形、卵形、梯形等。

介電波導(dǎo)管100可使用標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝和/或技術(shù)來制造，諸如通過擠出(extrusion)、拉拔、熔制、模制等。在一個(gè)示例中，中間介電材料和外部介電材料是共同擠出的，使得包覆構(gòu)件102和護(hù)套構(gòu)件126同時(shí)地形成?？商娲?，包覆構(gòu)件102可預(yù)先形成，并且外部介電材料可在包覆構(gòu)件102上方被擠出、模制、拉拔等，以形成圍繞包覆構(gòu)件102的護(hù)套構(gòu)件126。

圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的介電波導(dǎo)管100的橫截面視圖。在圖3中示出的實(shí)施例中，介電波導(dǎo)管100包括包覆構(gòu)件102的芯部區(qū)域114內(nèi)的芯部構(gòu)件118。芯部構(gòu)件118在兩個(gè)端部104(在圖1中示出)之間延伸介電波導(dǎo)管100的長度。芯部構(gòu)件118填充芯部區(qū)域114，使得芯部構(gòu)件118的外表面與包覆構(gòu)件102的內(nèi)表面之間不存在空隙或間隙。包覆構(gòu)件102接合、并且沿著芯部構(gòu)件118的長度而包圍芯部構(gòu)件118。芯部構(gòu)件118具有圓形的橫截面形狀，其由芯部區(qū)域114的圓形形狀限定。在替代實(shí)施例中，芯部構(gòu)件118可具有矩形的橫截面形狀。例如，在本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，芯部構(gòu)件118和包覆構(gòu)件102中的至少一個(gè)具有矩形的形狀。芯部構(gòu)件118的介電材料被稱為“中央”，是因?yàn)樵摻殡姴牧舷鄬?duì)于通過芯部構(gòu)件118的縱向軸線而處于中央。包覆構(gòu)件102和護(hù)套構(gòu)件126的介電材料分別被稱為“中間”和“外部”，這是由于這些層相對(duì)于通過芯部構(gòu)件118的軸線和中央介電材料的徑向位置。

芯部構(gòu)件118由限定中央介電材料的至少一種介電聚合物形成。中央介電材料是固相的，如與圖2中描述的空氣相對(duì)的情況。例如，芯部構(gòu)件118的中央介電材料可以是聚丙烯、聚乙烯、PTFE、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，包括它們的組合。中央介電材料不同于包覆構(gòu)件102的中間介電材料，并且具有的介電常數(shù)小于中間介電材料的介電常數(shù)。例如，中央介電材料的介電常數(shù)可小于5，諸如在1.5到3.5之間，或更具體地，在2到3之間。芯部構(gòu)件118的中央介電材料可以與護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料相同或不同。中央介電材料的介電常數(shù)可大于、小于、或等于外部介電材料的介電常數(shù)。圖3中示出的介電波導(dǎo)管100可通過擠出、拉拔、模制、熔制等來制造。例如，芯部構(gòu)件118、包覆構(gòu)件102、以及護(hù)套構(gòu)件126可以同時(shí)地共同擠出，或可在不同的時(shí)間形成。

圖4是圖示出跨過根據(jù)一實(shí)施例的介電波導(dǎo)管100的一段距離的場強(qiáng)度的曲線140。所述距離從圖3中示出的芯部構(gòu)件118的中央(或芯部區(qū)域114的中央)徑向地延伸通過包覆構(gòu)件102、繼而通過護(hù)套構(gòu)件126、并且最終超過波導(dǎo)管100的邊界而進(jìn)入外部的“外”環(huán)境中。沿著曲線140的軸線X表示的波導(dǎo)管100的單個(gè)區(qū)段的寬度不意味著表示芯部構(gòu)件、包覆構(gòu)件、和護(hù)套構(gòu)件118、102、126的實(shí)際寬度，而僅是圖示波導(dǎo)管100內(nèi)的構(gòu)件118、102、126的配置。

在波導(dǎo)管100的示例實(shí)施例中，芯部構(gòu)件118的中央介電材料和護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料二者都是介電聚合物。中央介電材料和外部介電材料每個(gè)包括聚丙烯、聚乙烯、PTFE或聚苯乙烯中的至少一種。中央介電材料和外部介電材料的介電常數(shù)二者都小于3。中央介電材料和外部介電材料可以是相同的或不同的材料。包覆構(gòu)件102的中間介電材料具有的介電常數(shù)大于中央和外部介電材料的介電常數(shù)，諸如在3-12的范圍中，或在3到7之間。例如，中間介電材料可以是具有介電常數(shù)為5的尼龍。中央介電材料可以是具有2.3左右的介電常數(shù)的聚丙烯，并且外部介電材料可以是具有介電常數(shù)為2.1的PTFE。如此，在該示例中的介電波導(dǎo)管100是具有介電層的低-高-低配置的緊密聯(lián)接的波導(dǎo)管。

在圖4中，由曲線142表示的波導(dǎo)管100具有的芯部介電常數(shù)是2.3，包覆部介電常數(shù)是5，并且護(hù)套介電常數(shù)是2.1。波導(dǎo)管100外的空氣的介電常數(shù)是1。如在曲線140中示出的，具有最大介電常數(shù)的包覆構(gòu)件102中的場強(qiáng)度是最大的。電場的較少部分分散在芯部構(gòu)件118和護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)。因?yàn)樾静繕?gòu)件118的中央介電材料的介電常數(shù)值大于護(hù)套構(gòu)件126的外部介電材料的介電常數(shù)值，即使不是顯著地大于，但是相比于護(hù)套構(gòu)件126，更多的場會(huì)在芯部構(gòu)件118內(nèi)。雖然一些電場位于護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)，但是護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)的場的部分沿著包覆構(gòu)件102與護(hù)套構(gòu)件126之間的界面144集中。如在曲線140中示出的，護(hù)套構(gòu)件126內(nèi)的電場的部分不延伸至護(hù)套構(gòu)件126與外部環(huán)境之間的外邊界146。因而，介電波導(dǎo)管100可相對(duì)地被保護(hù)而免受信號(hào)間干擾、串?dāng)_、彎折部周圍的能量損失、以及由于外部物理影響導(dǎo)致的干擾，其可由分散在邊界146、或甚至在波導(dǎo)管100外的電場的部分而引起。

圖5是根據(jù)替代實(shí)施例的介電波導(dǎo)管100的橫截面視圖。在圖示的實(shí)施 例中，波導(dǎo)管100包括第一包覆構(gòu)件102A和第二包覆構(gòu)件102B。兩個(gè)包覆構(gòu)件102A、102B可以是相同的，或至少基本上彼此類似。該兩個(gè)包覆構(gòu)件102A、102B可以每個(gè)都與圖3中示出的包覆構(gòu)件102是相同的，或至少基本上類似于圖3中示出的包覆構(gòu)件102。例如，每個(gè)包覆構(gòu)件102具有矩形的橫截面形狀，并且包圍相應(yīng)的芯部構(gòu)件118。波導(dǎo)管100包括包圍、并且接合包覆構(gòu)件102A、102B中的每個(gè)的護(hù)套構(gòu)件150。例如，護(hù)套構(gòu)件150是單個(gè)本體，其共同地包圍護(hù)套構(gòu)件102A、102B二者，并且延伸在包覆構(gòu)件102A、102B之間。包覆構(gòu)件102A、102B通過護(hù)套構(gòu)件150的介入部分152而彼此間隔開。在圖示的實(shí)施例中，護(hù)套構(gòu)件150具有矩形的橫截面形狀，其是具有兩個(gè)平行的平面?zhèn)?54的卵形。如上文描述的，圖5中示出的波導(dǎo)管100可以是緊密地聯(lián)接的波導(dǎo)管，使得包覆構(gòu)件102A、102B的(個(gè)種或多個(gè))中間介電材料的介電常數(shù)大于護(hù)套構(gòu)件150的外部介電材料和相應(yīng)的芯部構(gòu)件118的中央介電材料的介電常數(shù)二者。

圖6是根據(jù)另一替代實(shí)施例的介電波導(dǎo)管100的橫截面視圖。介電波導(dǎo)管的部件，包括芯部構(gòu)件118、包覆構(gòu)件102、和護(hù)套構(gòu)件126具有的在圖6中示出的實(shí)施例中的橫截面形狀不同于圖3中示出的實(shí)施例中的橫截面形狀。例如，芯部構(gòu)件118是矩形的，具有帶有直角的角部的長方形形狀。包覆構(gòu)件102是圓形的。護(hù)套構(gòu)件126是矩形的，具有帶有圓角的長方形形狀。護(hù)套構(gòu)件126的頂側(cè)和底側(cè)128、130長于左側(cè)和右側(cè)132、134。類似地，長方形的芯部構(gòu)件118的頂側(cè)160和底側(cè)162長于芯部構(gòu)件118的左側(cè)164和右側(cè)166。護(hù)套構(gòu)件126的頂側(cè)和底側(cè)128、130對(duì)準(zhǔn)于、并且平行于芯部構(gòu)件118的頂側(cè)和底側(cè)160、162，這允許護(hù)套構(gòu)件126的側(cè)128-134被用作用于在互連中對(duì)準(zhǔn)波導(dǎo)管100的基準(zhǔn)部表面。圖6中示出的實(shí)施例的芯部構(gòu)件118、包覆構(gòu)件102、和護(hù)套構(gòu)件126可由如參照?qǐng)D2和3中示出的實(shí)施例描述的相同的介電材料形成、并且處于相同的低-高-低配置中。

可選地，介電波導(dǎo)管100可包括接合、并且包圍護(hù)套構(gòu)件126的屏蔽層170。屏蔽層170是導(dǎo)電的，并且被配置為減少由電磁干擾引起的信號(hào)降級(jí)。屏蔽層170可延伸護(hù)套構(gòu)件126的長度。雖然圍繞護(hù)套構(gòu)件126的周界的屏蔽層170是導(dǎo)電的，但是由于波導(dǎo)管100內(nèi)的電場集中在包覆構(gòu)件102內(nèi)，故導(dǎo)電屏蔽層170與場集中部間隔開，使得即使屏蔽層170對(duì)波導(dǎo)管100的電磁信號(hào)傳播性質(zhì)有影響，也只是可忽略的影響。場集中部與屏蔽層170之 間的緩沖部阻止電能損失、硬截止頻率(hard cut-off frequencies)、以及與和電場相互作用的傳導(dǎo)材料相關(guān)聯(lián)的其他不希望的效果。

屏蔽層170可以由一種或多種金屬形成，諸如銅、鋁、銀等?？商娲兀帘螌?70可以是導(dǎo)電的聚合物，其包括分散在介電聚合物內(nèi)的金屬顆粒。屏蔽層170可以是金屬箔、金屬化的復(fù)合熱收縮管、傳導(dǎo)帶(例如，碳納米管帶)、有損導(dǎo)電聚合物包覆(lossy conductive polymer overmold)等。例如，屏蔽層170可通過各種技術(shù)和/或工藝而施加在護(hù)套構(gòu)件126周圍，包括電鍍、纏繞、熱收縮、物理氣相沉積(PVD)、模制等。

圖7是根據(jù)替代實(shí)施例形成的介電波導(dǎo)管100的頂部透視圖。介電波導(dǎo)管100包括限定芯部區(qū)域114的包覆構(gòu)件102、包圍包覆構(gòu)件102的護(hù)套構(gòu)件126、以及包圍護(hù)套構(gòu)件126的屏蔽層170。芯部區(qū)域114可填充有空氣或由介電聚合物形成的芯部構(gòu)件118(在圖3中示出)。芯部區(qū)域114具有圓形的橫截面形狀，包覆構(gòu)件102具有矩形的、長方形的橫截面形狀，并且護(hù)套構(gòu)件126具有圓形的橫截面形狀。因?yàn)樽o(hù)套構(gòu)件126是圓形的，為了將介電波導(dǎo)管100與連接波導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)，在端部104中的一個(gè)處的護(hù)套126的區(qū)段可被剝離或以其他方式被移除以將矩形的包覆構(gòu)件102露出。露出的包覆構(gòu)件102的平面?zhèn)瓤杀挥米鲗⒉▽?dǎo)管100與連接波導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)的基準(zhǔn)部表面。在圖示的實(shí)施例中，屏蔽層170是沿著護(hù)套構(gòu)件126的長度、沿著護(hù)套構(gòu)件126的周界螺旋纏繞的金屬箔，限定螺旋形的縫172。在其他實(shí)施例中，該箔可使用其他技術(shù)來纏繞，諸如卷煙纏繞(cigarette-wrapping)。