CN106249362B - 无线连接器和无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及无线连接器和无线通信系统。无线连接器包括：设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；和多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且从波导的第二末端无线地传输所引导的信号，多个波导中的至少一个波导在波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中；其中波导各自限定沿着波导的长度的腔。

Description

无线连接器和无线通信系统
本申请是申请日为2013年7月2日、申请号为“201380036835.6”、发明名称为“具有中空伸缩波导的无线连接器”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及无线连接器和无线通信系统。
背景技术
当前，电子系统内的印刷电路板(PCB)通常经由有线铜连接器直接或结合柔性导电电缆彼此连接。在一些情况下，尤其是在采用高数据传输速度的情况下，还使用光学电缆。随着连接的数目和数据速率增加，设计这些连接器和电缆变得越来越具挑战性。印刷电路板(PCB)上有限的可用基板面进一步对在板上设计最佳连接器覆盖面积造成重大挑战。这些挑战导致产品开发时间和成本增加。连接是包括信号完整性和电磁干扰在内的许多系统级问题的主要来源。即使能够成功设计出给定的板对板连接，其也无法容易地扩展到其他情形。另外，通常系统设计者只有付出巨大努力，才有可能增加同一系统的复杂性，例如添加或重建PCB。
发明内容
在一些实施例中，无线连接器包括：第一通信装置，其被构造成发射调制信号；第二通信装置，其被构造成接收所发射的调制信号；和伸缩波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收所发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。伸缩波导以轴线为中心，并且包括多个引导区段，每个引导区段以该轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。
在一些实施例中，伸缩波导可不以轴线为中心，并且至少一个引导区段限定沿着该引导区段的长度的腔。
在一些实施例中，伸缩波导包括第一引导区段和第二引导区段，随着接近第二引导区段的第一末端，第二引导区段在至少一个维度上变得越来越宽。
在一些实施例中，无线连接器包括：设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；和多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且从波导的第二末端无线地传输所引导的信号，多个波导中的至少一个波导在波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中；其中波导各自限定沿着波导的长度的腔。
在一些实施例中，无线连接器包括：第一通信装置，其被构造成发射调制信号；第二通信装置，其被构造成接收所发射的调制信号；和波导，其以轴线为中心并设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收所发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将所引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，波导包括多个引导区段，多个引导区段中的每个引导区段以轴线为中心，所述多个引导区段中的至少一个引导区段是刚性的，所述多个引导区段中的至少一个引导区段比另一个引导区段更具柔性。
在一些实施例中，无线通信系统包括：多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；以及多个第二通信装置，其设置在公共第二基材上，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号。该无线通信系统还包括多个波导，每个波导以轴线为中心并且设置在不同的第一通信装置与同该第一通信装置相关联的第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。所述多个波导中的至少一个波导包括多个引导区段，每个引导区段以波导的轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
在一些实施例中，无线通信系统包括：多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号和多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且从波导的第二末端无线地传输引导的信号。所述多个波导中的至少一个波导在该波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中，其中所述波导各自限定沿着波导的长度的腔。
在一些实施例中，无线通信系统包括：多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；以及多个第二通信装置，其设置在公共第二基材上，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号。无线通信系统还包括以轴线为中心并且设置在所述多个第一通信装置与所述多个第二通信装置之间的波导，该波导被构造成从波导的第一末端无线地接收由每个第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到该波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到与第一通信装置相关联的第二通信装置。该波导包括多个引导区段，每个引导区段以轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
在一些实施例中，无线连接器包括：第一通信装置，其被构造成发射调制信号；第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。该波导沿着波导的长度的至少一部分具有不均一的电容率。
附图说明
图1和图2提供电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例的图示，其中图2示出了与图1相比长度增大的波导的伸展构型。
图3和图4提供电子系统中的伸缩无线连接器的另一个实施例的图示，其中图4示出了与图3相比长度增大的波导的伸展构型。
图5示出了包括伸缩波导阵列的电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例。
图6示出了包括伸缩波导阵列的电子系统中的伸缩无线连接器的另一个实施例。
图7示出了包括伸缩波导的无线连接器的另一个实施例，其中波导的至少一部分是柔性的。
图8示出了包括伸缩波导的无线连接器的另一个实施例，其中信号沿着波导的侧面被注入或提取。
图9示出了包括伸缩波导阵列的无线连接器的另一个实施例，其中每个波导的至少一部分是柔性的。
图10示出了限定槽的波导阵列的一个实施例。
图11是如图10所示出的带槽波导的一个实施例的横截面图，其中PCB部分地设置在带槽波导内。
图12是单个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内。
图13是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内。
图14是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且PCB在PCB的两侧上包括芯片。
图15是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且带槽波导在每个波导之间仅包括部分壁。
图16是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且PCB在单个波导内在PCB的每一侧上包括两个芯片。
图17示出了在波导区段之间包括球窝接头的无线连接器的一个实施例。
图18示出了在波导区段之间包括球窝接头的无线连接器的另一个实施例，其中球窝部分是中空管。
图19示出了无线连接器的一个实施例，该无线连接器包括比收发器上的天线宽的波导。
图20示出了无线连接器的一个实施例，该无线连接器包括比收发器上的天线宽的波导，其中收发器定位在波导内。
图21示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，多个收发器位于该波导内并且彼此通信。
图22示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，多个收发器位于该波导内并且彼此通信，并且其中包括多个收发器的PCB被构造用于相对运动。
图23示出了包括能够相对移动的内壳体和外壳体的无线连接器的一个实施例。
图24是图23的内壳体和外壳体的侧视图。
图25示出了包括能够相对移动的两个内壳体和一个外壳体的无线连接器的一个实施例。
图26是图25的内壳体和外壳体的侧视图。
图27是包括波导的无线连接器的一个实施例的透视图，该波导包封两个PCB并且容纳这两个PCB之间的相对横向运动和旋转运动。
图28是系统的一个实施例的透视图，其中使用多个无线连接器以允许多个收发器的相对移动。
图29是系统的一个实施例的透视图，其中电缆的终端定位在波导内。
图30是系统的一个实施例的透视图，其中电缆的终端定位在波导内。
图31示出了无线连接器结构的一个实施例，该无线连接器结构包括波导、两个收发器、位于波导末端与收发器之间的两个波导接口，以及两组电连接器结构。
图32至34示出了部分地填充有电介质材料的波导的横截面的不同实施例。
图35示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，该波导在波导两端处熔凝到收发器。
图36示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，该波导在波导两端处包括电介质波导接口结构，其中每个接口结构至少部分地覆盖收发器。
图37示出了包括接口末端的波导的侧视图的一个实施例。
图38示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和矩形波导末端。
图39示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和矩形波导部分末端。
图40示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和圆形波导部分末端。
图41示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和圆形波导部分末端。
图42示出了包括接口结构的波导的一个实施例的横截面图，所述接口结构在空气接口末端处的直径大于在波导末端相互的直径，并且该波导具有空气或低电容率电介质材料的气泡。
图43示出了包括接口结构的波导的一个实施例的横截面图，所述接口结构在空气接口末端处的直径小于在波导末端处的直径。
图44示出了接口结构的一个实施例的横截面图，该接口结构在空气接口末端的直径小于在波导末端处的直径，并且具有空气或低电容率电介质材料的气泡。
图45示出了连接到单个波导的多个电介质接口结构。
图46示出了装配在较大第二波导内的第一波导的横截面图。
具体实施方式
无线芯片的近程通信现在能够以小型封装来实现，诸如小于3mm至4mm。所需要的小天线可容纳在相同芯片上或封装中。较长距离上的通信需要更多复杂性和功率来穿过障碍物并且传输所需的距离。另外，对于较长距离，还可能需要各种联网方案来克服在利用一个以上收发器对时发生的串扰问题。因此，在短距离上使用低功率芯片具有若干优点，主要缺点是范围、活动范围和串扰。在一些实施例中，通信装置诸如本文描述的收发器能够发射不超过1瓦或0.5瓦的功率。在一些实施例中，通信装置诸如本文描述的收发器能够发射不超过100毫瓦、50毫瓦、30毫瓦、20毫瓦或10毫瓦的功率。
本文描述的若干结构可用以允许具有低功率和小尺寸的芯片将通信从小于1英寸扩展到大于1米的长度。这些结构还可增加在仍启用通信的同时移动两个通信芯片的相对位置的能力。在一些情况下，实现了此目的以进行点对点通信，并且提供结构来解决串扰问题。在其他情况下，利用一组联网无线收发器以使得串扰不是问题。在许多实施例中，使用波导结构来实现延长的距离以及增加的相对运动。
图1和图2提供电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例的图示，其中图2示出了与图1相比长度增大的波导的伸展构型。无线连接器100包括被构造成发射调制信号的第一通信装置120和被构造成接收调制信号的第二通信装置130。在一个实施例中，第一通信装置120和第二通信装置130两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
无线连接器100还包括伸缩波导140，该伸缩波导被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导140定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
如本文所用，无线连接需要允许两个通信装置通过介质交换电信号的配置，该介质不允许直流电信号从一个通信装置传播到另一通信装置。如本文所用，有线连接需要两个通信装置之间的导电材料的不中断路径，其中该路径与两个通信装置发生物理接触。
波导140包括至少两个引导区段。每个引导区段被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。至少一个引导区段限定沿着该引导区段的长度的腔以接收相邻引导区段。在一些实施例中，伸缩波导140以轴线为中心并且每个引导区段也以该轴线为中心。
在图1和图2的实施例中，波导140包括三个引导区段：第一引导区段142、第二引导区段144和第三引导区段146。第二引导区段144被构造成在第一引导区段142内滑动，并且第三引导区段146被构造成在第二引导区段144内滑动。
对于图1和图2的波导140，以及对于本文描述的包括引导区段的其他波导，构造和材料有许多选项。除了最小引导区段之外的所有引导区段限定沿着引导区段的长度的中空腔，使得它们能够以滑动关系接收较小的引导区段。最小引导区段可为实心结构或可限定沿着其长度的中空腔。
在一些实施例中，波导和引导区段是管状的。本文使用术语“管状”来意指长度大于宽度、具有均一横截面，并且限定沿着其长度的腔的结构。管状波导不限于圆柱形波导，并且可具有正方形、矩形、圆形或任何其他形状的横截面。
波导可为正方形、矩形、圆形或任何其他形状。波导的限定了中空腔的引导部分的材料可为金属、带金属涂层的陶瓷、带金属涂层的聚合物、陶瓷或聚合物。如果最小引导部分是棒而不是限定了中空腔，则引导部分可为实心聚合物棒。聚合物材料的选项包括聚烯烃和氟化聚合物(诸如聚四氟乙烯、PTFE或PVDF)、乙缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜等，或包含大量低衰减电介质诸如空气的聚合物。例子包括泡沫聚乙烯或聚丙烯。在引导区段中使用聚合物的情况下，聚合物可载有改善波导性能的材料，诸如高介电常数材料，诸如具有大于空气的介电常数的介电常数，其可允许结构具有较小的横截面。在一些实施例中，引导材料的介电常数大于一。
如果是聚合物，则聚合物可载有改善波导性能的材料，诸如高介电常数材料，诸如具有大于空气的介电常数的介电常数，其可允许结构具有较小的横截面。
图3和图4提供电子系统中的伸缩无线连接器300的另一个实施例的图示，其中图4示出了与图3相比长度增大的波导的伸展构型。
类似于图1和图2的实施例，无线连接器300包括被构造成发射调制信号的第一通信装置320和被构造成接收调制信号的第二通信装置330。在一个实施例中，第一通信装置320和第二通信装置330两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
无线连接器300还包括伸缩波导340，该伸缩波导被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导340定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
波导340包括三个引导区段：中心第一引导区段342；第二引导区段344，其装配在第一引导区段342内并且在第一方向上延伸；以及第三引导区段346，其也装配在第一引导区段342内并且在第二相对方向上延伸。第二引导区段344和第三引导区段346的直径小于第一引导区段342的直径。
图5示出了包括伸缩波导阵列的电子系统中的伸缩无线连接器500的一个实施例。连接器500采用伸缩波导510的阵列504，其中每个伸缩波导包括第一引导区段512和第二引导区段514，其中第二引导区段以滑动关系装配在第一引导区段内。因此，连接器500可从拉长构型改变为较紧凑构型。
连接器500还包括在在伸缩波导阵列的一个末端上的第一壳体520，以及伸缩波导阵列的相对末端上的第二壳体530。第一壳体520以虚线示出并且包封第一无线通信装置534的阵列，所述第一无线通信装置各自与伸缩波导510之一通信。第一无线通信装置534定位在插卡上，该插卡被构造成滑动到提供调制信号和功率的配合连接器中。第二壳体530具有类似结构，并且包封第二通信装置的阵列，其中每个第二通信装置与伸缩波导510之一通信。
图6的无线连接器600也包括第一壳体520和第二壳体530，并且也包括多个伸缩波导510，所述多个伸缩波导各自具有第一引导区段512和第二引导区段514。无线连接器600与图5的无线连接器500的不同之处在于，通过交替第一引导区段和第二引导区段的位置，以使得较大第一引导区段512中的一些附接到第一壳体520并且一些附接到第二壳体530。这个实施例允许无线连接器的半体在尺寸上更接近而且更平衡。
在连接器500和600中，通过使用波导本身将通道物理隔离，解决了串扰。在一个实施例中，伸缩波导包括金属结构以辅助隔离通道并降低串扰。在另一个实施例中，在通道之间使用了包括金属的分离器结构。另外，由于链路通常相隔远于没有波导的连接距离，并且来自相邻通道的可从相邻通道耦合到波导中的功率有限，所以这些结构自然地限制了串扰。
图7示出了包括伸缩波导的无线连接器的另一个实施例，其中波导的至少一部分是柔性的。在一些实施例中，波导的柔性引导区段比波导的较刚性相邻引导区段更具柔性。
如本文所用，术语“柔性”意指波导可围绕1米或更小的半径弯曲而横截面没有发生永久性改变。在一些实施例中，柔性波导可围绕1米或更大的半径弯曲而不损坏波导或其传输波的能力。在一些实施例中，柔性波导可围绕10厘米或更大的半径弯曲而不损坏波导或其传输波的能力。在一些实施例中，柔性波导可围绕1厘米或更大的半径弯曲而不损坏波导或其传输波的能力。在一些实施例中，柔性波导可围绕25毫米或更大的半径弯曲而不损坏波导或其传输波的能力。
在一些实施例中，柔性波导可重复弯曲指定次数，诸如100次或1000次，而横截面没有发生永久性改变。
在一些实施例中，波导的柔性引导区段比波导的相邻较刚性引导区段更具柔性。弯曲刚度是一种用以测量波导的刚度或柔性不足的方式。梁的弯曲刚度EI使施加弯曲力矩与梁的所得挠曲相关。梁的弯曲刚度是梁材料的弹性模数E与梁横截面的面积惯性矩I的乘积。根据初等梁理论，施加的弯曲力矩M与梁的所得曲率κ之间的关系是：
M＝EIκ＝EI(d2w/dx2)
其中w是梁的挠曲，并且x是空间坐标。
在一些实施例中，柔性引导区段的弯曲刚度EI是相邻较刚性引导区段的弯曲刚度的一半或更少。在一些实施例中，柔性引导区段的弯曲刚度EI是相邻较刚性引导区段的弯曲刚度的十分之一或更少。每个引导区段的弯曲刚度可用弯曲测试来测量，或用公式来确定，如本领域的技术人员已知的。
图7示出包括伸缩波导710的无线连接器700的伸展构型。无线连接器700包括被构造成发射调制信号的第一通信装置720和被构造成接收调制信号的第二通信装置730。在一个实施例中，第一通信装置720和第二通信装置730两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
伸缩波导710被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导710定位在第一通信装置720与第二通信装置730之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
波导710包括至少两个引导区段。每个引导区段被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。至少一个引导区段限定沿着该引导区段的长度的腔以接收相邻引导区段。在一些实施例中，伸缩波导710以轴线为中心并且每个引导区段也以该轴线为中心。
在图7的实施例中，波导710包括三个引导区段：第一引导区段742、第二引导区段744和第三引导区段746。第二引导区段744被构造成在第一引导区段742内滑动，并且第三引导区段746被构造成在第二引导区段744内滑动。
伸缩波导包括面向第一通信装置的第一末端引导区段和面向第二通信装置的相对的第二末端引导区段。在一些实施例中，第一末端引导区段和第二末端引导区段中的至少一者是柔性的。在图7的实施例中，靠近第一通信装置720的第三引导区段746是柔性的，并且以包括位置748和位置748的不同可能构型进行示出，该第三引导区段在这两个位置挠曲以允许第一通信装置720处于不同位置。
在一些实施例中，除了第三引导区段是柔性的之外或代替第三引导区段是柔性的，第一引导区段710是柔性的。
在一些实施例中，所述末端引导区段中的一个或多个是可扭卷的。如本文所用，术语“可扭卷”意指在保持波导的一个末端固定的同时，波导的另一末端可以旋转而不会导致波导的横截面发生永久性改变。
在另一个实施例中，引导区段之一被构造成在另一个引导区段内并且相对于其自由旋转。在一个实施例中，柔性引导区段被构造成在相邻引导区段内并且相对于其自由旋转。
在一些实施例中，所述一个或多个柔性引导区段是实心或中空聚合物材料，在外部具有或没有金属化。在一个实施例中，第二引导区段744是中空金属管，而柔性第三引导区段是实心聚合物棒。也可以为本文讨论的连接器700的引导区段使用其他材料选项。
图8示出了包括伸缩波导的无线连接器800的另一个实施例，其中信号沿着波导的侧面被注入或提取。无线连接器800包括伸缩波导810、被构造成发射调制信号的第一通信装置820和被构造成接收调制信号的第二通信装置830。在一个实施例中，第一通信装置820和第二通信装置830两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。波导810的部分844由允许调制信号沿着部分844的侧面发生某种穿透的材料诸如聚合物制成。因此，第二通信装置830可沿着引导部分844的侧面定位。另外，第二通信装置830可相对于部分844移动，并且仍保持与波导810通信。
伸缩波导810被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导810定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置830，或者将引导的信号无线地传输以穿过引导区段844的侧面而到达第二通信装置830。图8中示出了第二通信装置830的三个另选位置，并且其他位置也是可以的。
波导810包括至少两个引导区段：第一引导区段842和第二引导区段844。第二引导区段844被构造成在第一引导区段842内滑动。
为了实现调制信号的侧面注入和提取，第二引导区段844不由金属制成。在一个实施例中，第二引导区段是实心或中空聚合物材料。也可以为本文讨论的连接器800的引导区段使用其他材料选项。
图9示出了包括伸缩波导阵列的无线连接器900的另一个实施例，其中每个波导的至少一个引导部分是柔性的。因此，两个半部之间的滑动以及弯曲是可以的。这种柔性允许尽管存在公差或其他问题引起的相对运动或未对准而仍发生通信。
连接器900采用伸缩波导910的阵列904，其中每个伸缩波导包括第一引导区段912和第二引导区段914，其中第二引导区段以滑动关系装配在第一引导区段内。因此，连接器900可从拉长构型改变为较紧凑构型。
连接器900还包括伸缩波导阵列的一个末端上的第一壳体920，以及伸缩波导阵列的相对末端上的第二壳体930。第一壳体920以虚线示出并且包封第一无线通信装置934的阵列，所述第一无线通信装置各自与伸缩波导910之一通信。第一无线通信装置934定位在插卡上，该插卡被构造成滑动到提供调制信号和功率的配合连接器中。第二壳体930具有类似结构，并且包封第二通信装置的阵列，其中每个第二通信装置与伸缩波导910之一通信。
在图9的实施例中，靠近第二壳体930的第二引导区段914比第一引导区段912更具柔性。在一些实施例中，所述柔性引导区段是实心或中空聚合物材料，在外部具有或没有金属化。在一个实施例中，第一引导区段912是中空金属管，而更具柔性的第二引导区段914是实心聚合物棒。也可以为本文讨论的连接器900的引导区段使用其他材料选项。
图10示出了波导1010的阵列1000的一个实施例，该波导各自限定了槽1012，1013。每个槽1012，1013从波导的第一末端1014延伸到终点1016。槽1012在波导1010上定位成与槽1013相对。如图11和图12所示，这个带槽构型使得基材1024上的第一通信装置1020能够定位在波导1010内，即使基材大于波导的宽度。因此，第一通信装置1020可发射调制信号，该调制信号能够由位于波导1010的第二末端1028附近的第二通信装置1026接收。
因为基材1024可通过在槽1012内滑动来占据一系列位置，所以实现了第一通信装置1020与第二通信装置1026之间的相对运动。另外，第二通信装置1026可通过在波导1010的第二末端1028内和附近滑动来占据一系列位置。
现在参考图13，带槽波导1010的阵列1000可用于容纳固定多个第一通信装置1020的基材1024。第一通信装置中的每一个定位在一个带槽波导1010内并与其相关联。每个波导1010被构造成从波导1010的第一末端1014无线地接收由相关联的第一通信装置1020发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端1014引导到波导1010的相对的第二末端1028，并且将引导的信号从波导的第二末端1028无线地传输到第二通信装置1026。波导1010中的每一个限定沿着波导1010的长度的腔。
图14是无线连接器1400的一个实施例的端视图，该无线连接器包括多个带槽波导1000的阵列1000，其中PCB部分地定位在带槽波导1000内。PCB包括基材1024以及基材1024两侧上的第一通信装置1020。因此，每个波导1010与两个第一通信装置相关联。
图15是无线连接器1500的一个实施例的端视图，该无线连接器包括多个带槽波导1510的阵列1505。每个波导1510限定了两个槽1512，这两个槽处于每个波导1510的相对侧面上。槽1510比图10至14所示的槽宽，并且因此，在波导之间仅存在部分壁。部分地定位在带槽波导内的PCB包括定位在基材1524上的多个第一通信装置1520。
图16是无线连接器1600的一个实施例的端视图，该无线连接器包括两个带槽波导1610，其中PCB部分地定位在波导1610的槽1612内。PCB包括定位在基材1624上的五个第一通信装置1620。第一波导1610与四个第一通信装置1620相关联，其中两个第一通信装置1620定位在基材1624的每一侧上。另一个第一波导1610与单个第一通信装置1620相关联。
图17示出了无线连接器1700的一个实施例，该无线连接器包括定位在波导1710的波导区段之间的球窝接头1702。无线连接器1700包括被构造成发射调制信号的第一通信装置1720和被构造成接收调制信号的第二通信装置1730。在一个实施例中，第一通信装置1720和第二通信装置1730两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
波导1710定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
在图17的实施例中，波导1710包括两个引导区段：实心的第一引导区段1742，以及可限定或可不限定腔的第二引导区段1744。第一引导区段1742在一个末端处包括球窝部分1748。第二引导区段1744在一个末端处包括球头部分1750。球窝部分1748接收第二引导区段的球头部分1750以形成球窝接头1702。该球窝接头使波导1710的该末端具有宽移动范围，这使得第一通信装置1720的位置也享有宽移动范围。
图18示出了无线连接器1800的类似实施例，该无线连接器包括定位在波导1810的波导区段之间的球窝接头1802，但其中所述引导区段之一是中空的，所以也可以伸缩移动。无线连接器1800包括被构造成发射调制信号的第一通信装置1820和被构造成接收调制信号的第二通信装置1830。在一个实施例中，第一通信装置1820和第二通信装置1830两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
波导1810被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导1810定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
在图18的实施例中，波导1810包括两个引导区段：限定腔的第一引导区段1842，以及可限定或可不限定腔的第二引导区段1844。第二引导区段1844被构造成在第一引导区段1842内滑动。第一引导区段1842在一个末端处包括球窝部分1848。第二引导区段1844在一个末端处包括球头部分1850。球窝部分1848接收第二引导区段的球头部分1850以形成球窝接头1802。该球窝接头使波导1810的该末端具有宽移动范围，这使得第一通信装置1820的位置也享有宽移动范围。
图19示出了包括波导1910的无线连接器1900的一个实施例，该波导比第一通信装置1920或第二通信装置1930上的收发器的天线宽。因此，每个通信装置1920，1930可具有移动范围，并且仍与波导1910通信。每个通信装置1920，1930包括发射、接收或既发射又接收调制信号的天线。每个天线发射一个场，该场可由附近的反射体诸如接地层成形。在安装有发射器芯片的印刷电路板中的天线与接地层的一个组合中，该场以与基面成大约45度角发射，并且随着其远离源前进而被成形为圆柱体或加宽锥体。在某个距离处，场强减小到低于阈值水平的水平以触发由放置在该距离处的接收器充分接收。为了使通信装置与波导通信，由天线产生的场与波导的末端充分重叠。提供宽度大于天线宽度的波导1910增大了可由波导和通信装置占据的相对位置的范围。
图20示出了包括波导2010和两个通信装置2020或2030的无线连接器2000的另一个实施例，其中通信装置定位在波导2010内。该波导可自始至终为中空的，或可具有在每个波导末端处限定的腔以容纳通信装置2020，2030。通信装置可在波导2010的末端处的中空空间内移动，并且仍保持与波导通信。
图21示出了包括波导2110的无线连接器2100的一个实施例，该波导2110在每个末端处容纳多个通信装置。波导2110以虚线示出，使得可以更容易地示出波导内的通信装置。多个第一通信装置2120位于波导2110的第一末端处或内部，并且就座于基材2122上。电缆2124连接到基材2122并且与第一通信装置2120通信。第一通信装置2120发射、接收或既发射又接收调制信号，所述调制信号在波导2110中来回传播。第二通信装置2130位于波导2110的第二末端内，并且定位在连接到电缆2134的基材2132上。波导2110定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
图22示出了包括波导2210的无线连接器2200的一个实施例，该波导在每个末端处容纳多个通信装置，并且无线连接器2200在许多方面类似于图21的无线连接器2100。图22还允许通信装置在波导2210内传输相对运动，因为波导2210是中空的或在其末端处限定了腔。波导2210以虚线示出，使得可以更容易地示出波导内的通信装置。多个第一通信装置2220位于波导2210的第一末端处或内部，并且就座于基材2222上。电缆2224连接到基材2222并且与第一通信装置2220通信。第一通信装置2220发射、接收或既发射又接收调制信号，所述调制信号在波导2210中来回传播。第二通信装置2230位于波导2210的第二末端内，并且定位在连接到电缆2234的基材2232上。基材2222，2232以及因此通信装置可在波导内以及在波导的末端附近移动，并且仍保持与波导的末端通信。
波导2210定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
无线连接器2100，2200具有联网的通信装置的阵列，使得波导2110，2210可用于引导沿着其长度的多个通道。
图23和图24示出了包括壳体2310的无线连接器2300的一个实施例，壳体2310具有能够相对移动的外壳2312和内壳2314。因此，该壳体能够具有伸展构型或压缩构型。
外壳2312是中空的，以容纳内壳2314。在图23中，壳体2310以虚线示出，使得可以更容易地示出该壳体内的通信装置以及壳体部分的相对运动。在图24中，壳体2310在侧视图中单独显示，以示出外壳2312如何装配在内壳2314上方。多个第一通信装置2320位于壳体2310的第一末端处或内部，并且就座于材2322上。电缆2324连接到基材2322并且与第一通信装置2320通信。
另外，伸缩波导阵列也包括在无线连接器2300中，但为简单起见而未在图23中示出，该伸缩波导阵列提供第一通信装置2320与第二通信装置2330之间的通信。本文中在图5、图6和图9中示出可与连接器2300一起使用的波导阵列的一些实施例。图23至24的实施例被示为具有第一通信装置2320的阵列和第二通信装置2330的阵列。另一个实施例仅包括由单个波导结构连接的单个第一通信装置和单个第二通信装置。所述波导定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收一个或多个发射的调制信号，将接收到的一个或多个信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
图25示出了长度可伸展并且可容纳多组通信装置的无线连接器2500的另一个实施例。无线连接器2500包括壳体2510，所述壳体2510包括第一内壳2512、第二内壳2514和第三外壳2516。壳2512，2514，2516能够相对移动以使壳体2510具有伸展构型或收缩构型。图26是图25的第一外壳2512、第二外壳2514和第三外壳2516的侧视图，这三个外壳形成壳体2510。
外引导区段2516沿着其长度是中空的，以容纳第一内壳2512和第二内壳2514。在图25中，壳体2510以虚线示出，使得可以更容易地示出壳体内的通信装置以及壳的相对移动。第一引导区段2512和第二引导区段2514可沿着其长度为中空的，以容纳通信装置和波导(未示出)。多个第一通信装置2520位于壳体2510的第一末端处或内部，并且就座于基材2522上。电缆2524连接到基材2522并且与第一通信装置2520通信。多个第二通信装置2530位于壳体2510的第二末端处或内部，并且就座于基材2532上。电缆2524连接到基材2522并且与第二通信装置2530通信。
另外，伸缩波导阵列也包括在无线连接器2500中，但为简单起见而未在图25中示出，该伸缩波导阵列提供第一通信装置2520与第二通信装置2530之间的通信。本文中在图5、图6和图9中示出可与连接器2500一起使用的伸缩波导阵列的一些实施例。图25至26的实施例被示为具有第一通信装置2320的阵列和第二通信装置2330的阵列。另一个实施例仅包括单个第一通信装置和单个第二通信装置，其中第一通信装置和第二通信装置由位于壳体2510内的单个波导结构连接。所述波导定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收一个或多个发射的调制信号，将接收到的一个或多个信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
壳体2300，2500包封联网的通信装置的阵列，使得波导2110，2210可用于引导沿着其长度的多个通道。
图27是包括波导2710的无线连接器2700的一个实施例的透视图，该波导2710包封两个PCB 2712，2714，并且容纳这两个PCB 2712，2714之间的相对横向运动和旋转运动。波导2710是圆柱形且中空的，但也可以具有其他形状，只要波导的内部尺寸大到足以容纳PCB2712，2714的旋转移动和横向移动。例如，波导可具有矩形横截面或椭圆形横截面。在另一个实施例中，波导具有伸缩构造。
多个第一通信装置2720位于波导2710的第一末端内的第一PCB2712上，并且就座于基材2722上。电缆2724连接到基材2722并且与第一通信装置2720通信。多个第二通信装置2730位于波导2710的第二末端内，并且就座于基材2732上。电缆2724连接到基材2722并且与第二通信装置2730通信。
在图27的实施例中，电缆2724，2734是圆形的，并且这个形状有利于电缆和PCB2712，2714在中空波导2710内的旋转。
波导2710定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收一个或多个发射的调制信号，将接收到的一个或多个信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
无线连接器2700包括联网的通信装置的两个阵列，使得波导2710可用于引导沿着其长度的多个通道。
许多实施例在单个波导内的多组通信装置之间包括多个通信通道，诸如图16和图21至27的实施例。这些实施例具有联网的通信装置的阵列，使得波导可用于引导沿着其长度的多个通道。与在不存在该波导的情况相比，该波导结构允许将信号载送得更远。该波导还趋向于包含通往限定位置的场和网络，使得可在附近放置其他类似网络。
本文描述的波导可具有许多不同形状并且可由许多不同材料制成，如本文所述。
图28是系统2800的一个实施例的透视图，其中使用多个无线连接器以允许多个收发器的相对移动。第一无线连接器系统2802包括第一波导2804。包括一个或多个通信装置的第一PCB 2806包含在第一波导2804的一个末端内。包括一个或多个第二通信装置的第二PCB 2808包含在第一波导2804的第二末端内。波导2804是中空的，并且允许PCB 2806，2808的相对运动。类似地，第二无线连接器系统2810包括第二波导2812，该第二波导是中空的并且容纳第三PCB 2814和第四PCB 2816，其中每个PCB包括一个或多个通信装置。电缆2818连接第二PCB 2808和第三PCB 2814。
在一个实施例中，通信装置被构造成发射并接收调制信号。波导各自被构造成接收由波导的第一末端处的通信装置发射的调制信号并将该信号引导到波导的第二末端，并且将该信号无线地传输到另一个通信装置。
通过使用两个无线连接器2802，2810，与使用一个可伸展无线连接器相比，允许甚至更多的横向运动。
图29是无线连接器系统2900的一个实施例的透视图，其中电缆2910在电缆2910的终端处具有PCB 2912，该PCB具有定位在中空波导2914内且在波导2914的第一末端附近的一个或多个通信装置。PCB 2916位于波导2914的相对末端附近。PCB 2916包括定位在波导2914内的通信装置2920。使用中空波导2914实现了电缆2910的末端与PCB 2916之间的某种相对运动而不会影响连接。波导2914还可用以屏蔽或衰减无线辐射。无线通道可被构造为点对点或网络。
图30是无线连接器系统3000的另一个实施例的透视图，该无线连接器系统包括与图29的无线连接器系统2900相同的基本组件，不同的是在于在无线连接器系统3000中，电缆2910与PCB 2912成直角。
电子系统通常经由铜线电缆或光学电缆连接印刷电路板(PCB)。在高数据速率传输下，铜线电缆遭受电磁发射(EMI)、信号损失和信号串扰等众所周知的问题。为了使用光学电缆，PCB需要在PCB上使用额外的硬件来将电信号转换为光信号，反之亦然(电/光转换)。然而，PCB上有限的空间使得难以将所需要的电/光转换硬件放置在PCB上。
一种用以解决有限PCB基板面的问题的方法是使用有源光学电缆。此类电缆直接连接到PCB上的现有电连接器。电/光转换在该电缆内执行，光学信号在该电缆中生成并且在光学电缆上传输。在电缆的另一端，光学信号被接收并转换回电信号，并且被传递到接收PCB。
也可在较低频率下使用有源光学电缆。例如，60GHz频带具有与光学频率类似的许多特性，诸如视距传输和免许可证通信。有益地，该辐射结构具有非常小的尺寸，并且许多此类60GHz集成电路(IC)是市售的。无线通信可在任何合适的载波频率下传输，但30–300GHz的EHF频带内的频率(诸如60GHz)可对于高带宽无线数据传输特别有用。如本文所用，术语“60GHz”是指从约57GHz至约64GHz的频带。
如图31所示的有源电缆3100(也称为无线连接器3100)可被设计成连接两个PCB。无线连接器3100包括经由波导3130彼此连接的第一基材或连接器结构3110和第二基材或连接器结构3120。在操作中，第一PCB(未示出)经由电连接器3134连接到无线连接器3100。第一PCB经由电连接器3134和第一通信装置3136(例如收发器)将基带信号传递到波导3130的第一末端。接口部分3138位于该波导的第一末端处。第一通信装置3136使用基带信号来调制载波信号，并且通过波导3130将载波信号传输到波导3130的第二末端。第二基材3120包括第二通信装置3140和电连接器3142。在第二接口部分3139处，波导3130的第二末端接收调制的载波信号，并且第二通信装置3140(诸如收发器)将其解调回基带信号。该连接器系统随后经由电连接器3142将基带信号传递到PCB 2。
在一些实施例中，由第一通信装置发射的调制信号包括多个载波信号，每个载波信号具有不同频率并且用数字信号来调制。在一些实施例中，该数字信号包括时分多路复用信号(time multiplexed signal)。
使用波导的有源电缆或无线连接器构型非常有吸引力，因为它能够潜在地增大两个很低功率IC的耦合范围。60GHz有源电缆系统被提及作为有源电缆系统的仅一个例子。也可使用相同原理采用许多其他毫米波频率(例如，77GHz)。
可在无线连接器中使用的波导3130可包括中空金属结构、填充有电介质的金属结构、电介质中空结构、电介质实心结构、熔凝在一起或由金属隔离物隔离的多个电介质中空结构，或者熔凝在一起或由金属隔离物隔离的多个电介质板。波导可具有矩形、圆形或椭圆形横截面。实心电介质结构和中空电介质结构可掺入较高和较低电介质材料覆层以连同波导一起更好地引导能量。
在一些情况下，波导结构可部分地填充有电介质材料以在多个通道之间提供同时通信。图32至图34是部分地填充有电介质材料的金属波导的横截面的例子。对于图32和图34，所述结构的一半可填充有一种电介质材料，而另一半填充有空气或另一种电介质材料。对于图33，每个区段可填充有与相邻区段的电介质材料不同的电介质材料。
使用60GHz无线连接器的一个挑战性方面源自使用现有IC生成并辐射60GHz信号的方式。归因于非常高的导体损耗，所有市售的60GHz芯片将天线集成在IC结构内并且不可从芯片外面触及。将此类IC耦合到波导可能非常具有挑战性。由IC辐射并且入射在波导上的信号可为球面波、平面波，或其可甚至无源耦合到波导。在波导内传播的信号呈离散波导模式的形式，该波导模式具有由波导结构和尺寸规定的组态。简而言之，波导内的RF信号和由60GHz IC辐射/耦合的RF信号在其组态和其传播特性方面显著不同。例如，两个信号可具有显著不同的波阻抗。
当承载有具有显著不同波阻抗的信号的两个结构连接在一起时，在两个结构的接口/接合点处发生显著反射。这意味着在RF有源电缆/连接器内，大量RF能量将由波导结构反射回到60GHz IC所在的空气或介质。这些反射在显著时将导致60GHz有源电缆/连接器内发生严重的信号完整性问题，其中包括不良的信号能量传输。如果多个IC正由60GHz有源电缆/连接器耦合，则还将出现串扰问题。这中情形使得必须设计出有效地将由60GHz IC辐射/耦合的信号耦合到有源电缆/连接器内的波导模式的接口。
图35示出了一种结构的一个实施例，该结构改善了收发器到无线连接器内的波导的有效对接。图35示出包括波导3510的无线连接器3500，该波导在一个末端处直接熔凝到第一通信装置3520并且在相对末端处直接熔凝到第二通信装置3530。在一个实施例中，波导3510的每个末端覆盖整个对应的通信装置。在另一个实施例中，波导3510的每个末端部分地覆盖对应的通信装置。波导3510连接到每个通信装置3520，3530，使得波导末端覆盖通信装置的辐射元件。这改善了能量到波导结构的耦合并且减少了反射。
图36示出了包括波导3610的无线连接器3600的一个实施例，该波导具有在波导第一末端处的第一波导接口结构3612和在波导第二末端处的第二电介质接口结构3614。接口结构3612，3614中的每一者至少部分地覆盖对应的通信装置3620，3630。接口结构3612，3614的电介质特性与填充波导的材料的电介质特性相同或紧密匹配。
图37示出了波导3700的侧视图的一个实施例，该波导包括电介质接口末端3720和波导部分3730。在该实施例中，波导部分是可具有或可不具有电介质中心部分的中空金属波导。在波导部分3730与接口末端3720相接的情况下，接口末端3720具有与波导部分3730的横截面匹配的横截面。沿着接口末端3720的长度朝向其耦合到空气之处移动，接口末端3720变得越来越宽。这种构型改善了开口端附近的自由空间波与波导末端附近的波导模式之间的阻抗匹配。波导部分和接口末端两者可为中空的或填充有电介质材料。
现在将讨论波导的横截面的选项。图38示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和矩形波导末端。图39示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和矩形波导部分末端。图40示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和圆形波导部分末端。图41示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和圆形波导部分末端。
图42示出了中空电介质或金属波导4200的一个实施例的横截面图，该波导包括波导部分4210和接口结构4220。接口结构4220在空气接口末端4222处的直径大于在波导末端4224处的直径。在接口结构4220的波导末端4224处，接口结构4220具有与波导部分4210的横截面匹配的横截面。沿着接口结构4220的长度朝向其耦合到空气之处的空气接口末端4222移动，所述接口结构4220变得越来越宽。
如果采用填充有电介质材料的金属波导，则接口结构4220还包括空气或电容率低于包围气泡的材料的电容率的气泡。包围气泡的材料的电介质特性与填充金属波导的材料紧密匹配。在一个实施例中，沿着接口结构4220的长度朝向其耦合到空气之处的空气接口末端4222移动，气泡更密集地堆积。在一个实施例中，沿着接口结构4220的长度朝向空气接口末端4222移动，空气或较低电容率材料的气泡的尺寸增大。在一个实施例中，沿着接口结构4220的长度朝向空气接口末端4222移动，空气或较低电容率材料的体积百分比增大。在一些实施例中，沿着接口结构4420的长度朝向空气接口末端4422移动，接口结构的介电常数减小。
在一个实施例中，波导部分4210是填充有第一电介质材料的金属管，并且接口结构4220是填充有第二电介质材料的金属，该第二电介质材料的特性与第一电介质材料相同或紧密匹配。空气或较低电容率的气泡存在于该接口结构的第二电介质材料内。
图43示出了包括波导部分4310和接口结构4320的实芯电介质波导4300的一个实施例的横截面图，其中所述接口结构在空气接口末端4322处的直径小于在波导末端4324处的直径。在一个实施例中，波导部分4310由第一电介质材料制成，并且接口结构4320包括第二电介质材料，该第二电介质材料的特性与第一电介质材料相同或紧密匹配。在接口结构4320的波导末端4324处，接口结构4320具有与波导部分4310的横截面匹配的横截面。沿着接口结构4320的长度朝向其耦合到空气之处的空气接口末端4322移动，接口结构4320变得越来越窄。
图44示出了接口结构4400的一个实施例的横截面图，该接口结构在空气接口末端4410的直径小于在波导末端4420处的直径，并且具有空气或低电容率材料的气泡。在接口结构4420的波导末端4424处，接口结构4420具有与波导部分4410的横截面匹配的横截面。沿着接口结构4420的长度朝向其耦合到空气之处的空气接口末端4422移动，接口结构4420变得越来越窄。
接口结构4420还包括空气或电容率低于包围气泡的材料的电容率的材料的气泡。在一个实施例中，沿着接口结构4420的长度朝向其耦合到空气之处的空气接口末端4422移动，气泡更密集地堆积。在一个实施例中，接口结构4420是电介质材料。在一个实施例中，沿着接口结构4420的长度朝向空气接口末端4422移动，空气或较低电容率材料的气泡的尺寸增大。在一个实施例中，沿着接口结构4420的长度朝向空气接口末端4422移动，空气或较低电容率材料的体积百分比增大。在一些实施例中，沿着接口结构4420的长度朝向空气接口末端4422移动，接口结构的介电常数减小。
图45示出了包括多个接口结构4510、4520和4530的无线连接器4500，所述多个接口结构连接到具有多种电介质材料的波导部分4550。第一通信装置4560、第二通信装置4562和第三通信装置4564分别定位在接口结构4510、4520和4530附近。这些接口结构中的每一个在空气接口末端附近具有较窄末端，这类似于图43和图44。每个接口结构的空气接口末端定位在不同通信装置附近。每个接口结构的波导接口末端位于不同电介质材料区域附近。这个构型非常适合于联网耦合或与层叠在波导结构内部的多种电介质材料进行空间多路复用。
图46示出了波导4600的横截面图，该波导具有装配在第二引导区段4620上方的第一引导区段4610。第二引导区段4620被构造成在第一引导区段4610内向内和向外滑动。第二引导区段4620具有设置在第一引导区段4610内的第一末端4630。随着接近第二引导区段4629的第一末端4630，第二引导区段在至少一个维度上变得越来越宽。该构型有助于两个引导区段之间的耦合。
本文公开的波导可使用可在应用中合适或可用的任何引导方法将所接收的信号从波导的第一末端引导到波导的相对的第二末端。例如，在一些情况下，可通过传输一个或多个离散引导模式(诸如一个或多个横向电(TE)模式、横向磁(TM)模式或混合模式)来引导信号。在一些情况下，耦合到波导的信号可从波导的第一末端传播到波导的相对的第二末端。在一些情况下，可通过倏逝波耦合来在两个末端之间引导信号。
以下为本发明各个实施例的列表。
项1是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
伸缩波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述伸缩波导以轴线为中心并且包括多个引导区段，每个引导区段以该轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。
项2是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
伸缩波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述伸缩波导包括多个引导区段，每个引导区段被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度，其中至少一个引导区段限定沿着引导区段的长度的腔。
项3是项1-2、项4-66的无线连接器，其中波导是管状的，并且每个引导区段是管状的。
项4是项3的无线连接器，其中波导的腔被构造成将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端。
项5是项1-4、项6-66的无线连接器，其中由第一通信装置发射的调制信号包括用数字信号调制的载波信号。
项6是项1-5、项7-66的无线连接器，其中由第一通信装置发射的调制信号包括多个载波信号，每个载波信号具有不同频率并且用数字信号来调制。
项7是项5的无线连接器，其中载波信号具有在30至300GHz的范围内的频率。
项8是项5的无线连接器，其中载波信号具有在57至64GHz的范围内的频率。
项9是项5的无线连接器，其中数字信号包括时分多路复用数字信号。
项10是项1-9、项11-66的无线连接器，其中第一通信装置设置在第一印刷电路板(PCB)上，并且第二通信装置设置在不同的第二PCB上。
项11是项1-10、项13-66的无线连接器，其中第一通信装置和第二通信装置设置在壳体中，其中壳体具有被构造成变化的尺寸。
项12是项1-10、项13-66的无线连接器，其中第一通信装置设置在壳体内并相对于壳体静止，并且第二通信装置被构造成滑动进入或离开壳体。
项13是项1-12、项14-66的无线连接器，其中第一通信装置和第二通信装置通过至少一个有线连接来耦合。
项14是项13的无线连接器，其中至少一个有线连接承载第一信号，该第一信号用于解调由第一通信装置发射并且由第二通信装置接收的调制信号。
项15是项14的无线连接器，其中第一信号包括时钟信号。
项16是项1-15、项17-66的无线连接器，其中第一通信装置包括至少一个被构造成发射调制信号的第一天线，并且第二通信装置包括至少一个被构造成接收发射的调制信号的第二天线。
项17是项1-16、项19-66的无线连接器，其中波导的多个引导区段中的至少一个引导区段包括实心电介质波导、中空电介质波导或中空导电波导。
项18是项1-16、项19-66的无线连接器，其中波导的多个引导区段中的至少一个引导区段包括由导电覆层包围的实心电介质芯。
项19是项1-18、项20-66的无线连接器，其中随着接近伸缩波导的至少一个末端，波导在至少一个维度上变得越来越宽。
项20是项1-19、项21-66的无线连接器，其中波导还包括第一引导区段和相邻第二引导区段，第一引导区段的第一末端包括球头部分，第二引导区段的第二末端包括球窝部分，第一引导区段的球头部分设置在第二引导部分的球窝部分内并且在球窝部分内在多个方向上自由地移动。
项21是项1-20、项22-35、项40-46、项48-66的无线连接器，其中波导的多个引导区段包括第一引导区段和相邻第二引导区段，第二引导区段被构造成在第一引导区段内向内和向外滑动，第二引导区段具有设置在第一引导区段内的第一末端，随着接近第二引导区段的第一末端，第二引导区段在至少一个维度上变得越来越宽。
项22是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
伸缩波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述伸缩波导包括第一引导区段和第二引导区段，第二引导区段被构造成在第一引导区段内向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度，第二引导区段具有设置在第一引导区段内的第一末端，随着接近第二引导区段的第一末端，第二引导区段在至少一个维度上变得越来越宽。
项23是项1-22、项24-35、项40-46、项48-66的无线连接器，其中波导的多个引导区段包括面向第一通信装置的第一末端引导区段和面向第二通信装置的相对的第二末端引导区段，第一末端引导区段和第二末端引导区段中的至少一者是柔性的。
项24是项1-23、项25-66的无线连接器，其中第一通信装置面向波导的第一末端设置在波导外部，并且第二通信装置面向波导的第二末端设置在波导外部。
项25是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
波导，其以轴线为中心并设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述波导包括第一引导区段和第二引导区段，第一引导区段和第二引导区段中的每一者以所述轴线为中心，第一引导区段的第一末端包括球头部分，第二引导区段的第二末端包括球窝部分，第一引导区段的球头部分设置在第二引导部分的球窝部分内并且在该球窝部分内在多个方向上自由地移动。
项26是项25的无线连接器，其中第二引导区段设置在第一引导区段与第三引导区段之间，第二引导区段被构造成在第三引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
项27是项25的无线连接器，其中第二引导区段包括紧挨着球窝部分的实心波导。
项28是项25的无线连接器，其中第二引导区段是中空波导。
项29是项25的无线连接器，其中第一引导区段包括紧挨着球头部分的中空波导。
项30是项25的无线连接器，其中第一引导区段是实心波导。
项31是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
波导，其以轴线为中心并设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述波导包括多个引导区段，该多个引导区段中的每个引导区段以所述轴线为中心，该多个引导区段中的至少一个引导区段是刚性的，该多个引导区段中的至少一个引导区段比另一个引导区段更具柔性。
项32是项31的无线连接器，其中多个引导区段中的至少一个引导区段被构造成在所述多个引导区段中的相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
项33是一种无线通信系统，所述无线通信系统包括：
设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；
设置在公共第二基材上的多个第二通信装置，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号；和
多个波导，每个波导以轴线为中心并设置在不同的第一通信装置与同第一通信装置相关联的第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述多个波导中的至少一个波导包括多个引导区段，每个引导区段以波导的轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
项34是项33的无线通信系统，其中多个波导中的至少两个波导沿着所述至少两个波导的长度彼此附接。
项35是项33的无线通信系统，其中多个波导中的至少一个波导在波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中。
项36是一种无线通信系统，所述无线通信系统包括：
设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；和
多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且从波导的第二末端无线地传输引导的信号，所述多个波导中的至少一个波导在波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中；其中所述波导各自限定沿着波导的长度的腔。
项37是项36的无线通信系统，其中多个波导中的每个波导在波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到每个第一槽中。
项38是项36的无线通信系统，其中伸缩波导是管状的。
项39是项36的无线通信系统，其中伸缩波导的腔被构造成将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端。
项40是项36的无线通信系统，该无线通信系统还包括设置在公共第二基材上的多个第二通信装置，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号，所述多个波导中的每个波导设置在相关联的第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
项41是项36的无线通信系统，其中多个波导中的至少一个波导包括多个引导区段，每个引导区段被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
项42是一种无线通信系统，该无线通信系统包括：
设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；
设置在公共第二基材上的多个第二通信装置，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号；和
波导，其以轴线为中心并且设置在多个第一通信装置与多个第二通信装置之间，所述波导被构造成从波导的第一末端无线地接收由每个第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到与第一通信装置相关联的第二通信装置，所述波导包括多个引导区段，每个引导区段以所述轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
项43是项42的无线通信系统，其中波导被构造成将由第一通信装置发射的调制信号无线地传输到不与第一通信装置相关联的第二通信装置。
项44是项42或43的无线通信系统，其中由每个第一通信装置发射的调制信号包括用数字信号调制的载波信号，每个第二通信装置被构造成接收由与第二通信装置相关联的第一通信装置发射的调制信号并且解调接收到的调制信号以提取数字信号。
项45是项1-35、项40-44、项46、项48-66的无线连接器，其中第一末端引导区段和第二末端引导区段中的至少一者具有沿着末端引导区段的长度变化的介电常数。
项46是项45的无线连接器，其中第一末端引导区段和第二末端引导区段中的至少一者具有沿着末端引导区段的长度，在朝向面向末端引导区段的通信装置的方向上减小的介电常数。
项47是一种无线连接器，该无线连接器包括：
第一通信装置，其被构造成发射调制信号；
第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和
波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置，所述波导沿着波导的长度的至少一部分具有不均一的电容率。
项48是项1-47、项48-66的无线连接器，其中第二通信装置设置在波导的第一末端与第二末端之间，邻近波导的侧面，所述波导被构造成将调制信号从波导的侧面无线地传输到第二通信装置。
项49是项1-48、项50-66的无线连接器，其中第一通信装置和第二通信装置中的每一者包括收发器。
项50是项49的无线连接器，其中第一通信装置和第二通信装置中的每一者中的收发器能够发射不超过1瓦的功率。
项51是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过1瓦的功率。
项52是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过0.5瓦的功率。
项53是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过100毫瓦的功率。
项54是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过50毫瓦的功率。
项55是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过30毫瓦的功率。
项56是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过20毫瓦的功率。
项57是项1-49、项58-66的无线连接器，其中第一通信装置能够发射不超过10毫瓦的功率。
项58是项1-57、项59-66的无线连接器，所述无线连接器还包括设置在第一通信装置与伸缩波导之间的第一电介质，所述电介质被构造成将由第一通信装置发射的调制信号传输到伸缩波导的第一末端，所述第一电介质具有大于一的介电常数。
项59是项1-58、项61-66的无线连接器，其中伸缩波导具有曲线侧向横截面。
项60是项59的无线连接器，其中伸缩波导的侧向横截面是圆形、半圆形、环形、抛物线段或椭圆形。
项61是项1-60、项62-66的无线连接器，其中伸缩波导具有直线侧向横截面。
项62是项61的无线连接器，其中伸缩波导的侧向横截面是多边形。
项63是项62的无线连接器，其中伸缩波导的侧向横截面是规则多边形。
项64是项1-63的无线连接器，其中波导包括第一电介质材料的芯，并且随着接近伸缩波导的至少一个末端，所述波导在至少一个维度上变得越来越窄。
项65是项64的无线连接器，其中波导包括位于波导的第一末端处的接口末端部分，其中所述接口末端部分包括空气或电容率低于第一电介质材料的材料的气泡。
项66是项65的无线连接器，其中沿着接口末端部分的长度朝向波导的第一末端移动，空气或较低电容率材料的体积百分比增大。
本文出于说明优选实施例的目的对本公开所论述的实施例进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的前提下，旨在达到相同目的的替代和/或等同形式的多种具体实施可取代本文示出和描述的具体实施例。机械、机电和电子领域的技术人员将容易理解，所公开的实施例可用各种变型来实现。本公开旨在涵盖本文中所讨论的实施例的任何调整或变型。

Claims (3)

1.一种无线连接器，包括：
设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；和
多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联，并且被构造成从所述波导的第一末端无线地接收由所述相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从所述第一末端引导到所述波导的相对的第二末端，并且从所述波导的所述第二末端无线地传输所引导的信号，所述多个波导中的至少一个波导在所述波导的所述第一末端处包括第一槽，所述第一基材的一部分插入到所述第一槽中；其中所述波导各自限定沿着所述波导的长度的腔。
2.一种无线通信系统，包括：
设置在公共第一基材上的多个第一通信装置，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；和
多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联，并且被构造成从所述波导的第一末端无线地接收由所述相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从所述第一末端引导到所述波导的相对的第二末端，并且从所述波导的所述第二末端无线地传输所引导的信号，所述多个波导中的至少一个波导在所述波导的所述第一末端处包括第一槽，所述第一基材的一部分插入到所述第一槽中；其中所述波导各自限定沿着所述波导的长度的腔。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，还包括设置在公共第二基材上的多个第二通信装置，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由所述第一通信装置发射的调制信号，所述多个波导中的每个波导设置在相关联的第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从所述波导的第一末端无线地接收由所述第一通信装置发射的所述调制信号，将所接收的信号从所述第一末端引导到所述波导的相对的第二末端，并且将所引导的信号从所述第二末端无线地传输到所述第二通信装置。
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