CN107092058A - 连接器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连接器组件，其包括金属壳体、收容于金属壳体内的电路板、安装于金属壳体上且具有拉带的锁扣结构、安装于电路板上的CMOS芯片和控制芯片，所述电路板包括设置在前端区域并暴露在外的对接部和设置在后端区域的传输区，所述CMOS芯片和控制芯片与电路板的对接部电性连接以将电信号转换成太赫兹电磁波，所述太赫兹电磁波可直接进入到一个低介电常数的波导中以传输。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种连接器组件，尤其涉及一种承载太赫兹电磁波的连接器组件。
【背景技术】
如图2所述，传统的光电组件包括配备主动元件102的电路板101和通过焊线连接的芯片(IC)，主动元件102可为：VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)或PIN(p-doped-intrinsic-n-doped)光电探测器。VCSEL和PIN光电探测器与电路板101通过焊线连接，焊线较细具有高电阻，因此会有高电感而不适用于高频率传输。另，通过这样的焊线，需要主动元件102和芯片相对设置，以便将主动元件102和芯片的散热表面直接设置于电路板上，从而使得该区域的散热率降低。由于主动元件102和芯片相对设置，透镜需要设置在主动元件102之上，因此，如果VCSEL出现问题，将会阻碍内部尺寸的检查、主动组件102的电流、电压和相应的修复、调整。这不仅是结构/制造的问题，还与主动组件102成本高相关。所以，需要其他方法来代替光传输用于传输电信号。在本发明中，太赫兹(Tera Hertz)电磁波用于实现这种传输。
【发明内容】
本发明主要目的是提供一种承载太赫兹电磁波的连接器组件。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种连接器组件，其包括金属壳体、收容于金属壳体内的电路板、安装于金属壳体上且具有拉带的锁扣结构、安装于电路板上的CMOS芯片和控制芯片，所述电路板包括设置在前端区域并暴露在外的对接部和设置在后端区域的传输区，所述CMOS芯片和控制芯片与电路板的对接部电性连接以将电信号转换成太赫兹电磁波，所述太赫兹电磁波可直接进入到一个低介电常数的波导中以传输。
相较于现有技术，本发明通过CMOS太赫兹电磁波代替光学元件的VCSEL与PD(感光组件)节约成本和功耗。
【附图说明】
图1是波导线缆用于太赫兹电磁波传输的示意图。
图2是传统光电连接器线缆组件的示意图。
图3是有关太赫兹电磁波波信息的示意图。
图4是太赫兹发射器和接收器的基本结构和理论的示意图。
图5是用传统方法(上面一个)的系统和本发明(中间和下面)系统的示意图。
图6是本发明第一实施例的基础结构的示意图，其尺寸和构造采用光电线缆连接器仅用于以说明。
图7是本发明第二实施例的基础结构的示意图，其尺寸和构造采用光电线缆连接器仅用于以说明。
图8是其它应用的示意图。
图9是图8所示实施应用的系统的示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，耦合器或透镜与CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片类似，可有效捕捉生成的太赫兹电磁波并重定向太赫兹电磁波到一个低介电常数的波导，例如：聚四氟乙烯(Teflon)材料。本实施例中，太赫兹电磁波收发器(Wave Cable TRX)通过耦合器(Coupler)与聚四氟乙烯(Teflon)材料的波导耦合。
如图3所示，为太赫兹电磁波的优势说明。其中，横轴为波长，纵轴为衰减分贝。本发明太赫兹电磁波的带宽在300-3000千兆赫兹。其应用于：通过 CMOS太赫兹电磁波代替光学元件的VCSEL(垂直腔面发射激光器)与PD(感光元件)节约成本和功耗；使用低介电常数材料作为波导和耦合器去替代光学透镜和光纤(包括长度为1米，3米，5米光纤)。在一些条件下，如：短距离情况下，可以直接利用空气作为传输介质。CMOS太赫兹电磁波潜在优势为：在固定带宽下具有高速率；CMOS太赫兹电磁波具有准光学性质、更容易形成辐射波。
如图4所示，为系统如何运行的说明。其优势在于：低成本硅芯片(CMOS) 技术用于CMOS收发器(CMOS Transceiver)和CMOS接收器(CMOS Receiver)；有自由空间链路(FreeSpace Link)(用“透镜”汇聚)，波导(Wave Guided)传输和近场耦合(Near FieldCoupling)。
如图5所示，为传统的光电方法100和符合本发明的两种电-太赫兹方法 200,300的比较。电-太赫兹方法系通过电信号转换为太赫兹电磁波，使所述太赫兹电磁波进入到一个低介电常数的波导中用于传输，最后再将太赫兹电磁波转换回电信号。电-太赫兹方法200设有通过与之相关的透镜(Lens)230分离的控制芯片210和CMOS芯片220，而电-太赫兹方法300中所述控制芯片 (Control IC)和CMOS芯片310集成在一起没有与之相关的透镜。太赫兹电磁波通过波导400在两透镜230,320之间传送，波导具有低介电常数，例如：聚四氟乙烯或其它合适的材料。图6和图7分别展示了电-太赫兹方法200和电- 太赫兹方法300。其中，基础结构包括锁扣机构201,301和被美国专利第 8597045号提到的拉带202,302。如图6所示，CMOS在透镜230之上，CMOS 实际应该设置于透镜230之下，在传统的光电线缆连接器组件中100与设置于透镜230之下的VCSEL的相似，并且透镜要提供一个45度的反射面去重定向太赫兹电磁波向相应的波导400在水平方向上。这段距离中，柔性管的低介电常数波导400类似于在传统光电线缆中的光缆，在电路板的后区向后延伸并接受用于传输的太赫兹电磁波。很容易理解，因为太赫兹电磁波具有明显的辐射波性能，所以透镜230有45度的反射结构或如图7所示不需要透镜230本身。与光电线缆连接器组件100相比，电-太赫兹连接器组件不会在相关结构布局中有严重公差，这有利于光在相关部件的对准。只要有效收集靠近CMOS 芯片310的太赫兹电磁波，管状波导就可以有效轻松地传输这种太赫兹电磁波。
如图8所示，为例举用于定位和测量距离的应用。TXRX(Millimeter-waveTransmitter/Receive module)为毫米波发射、接收模块。RGB-D(Long range RGB-Depthcamera)为长距离RGB(Red Green Blue)-深度照相机。 SLAM(Simultaneous LocalizationAnd Mapping)为即时定位与地图构建，其包括：三维点云加速、三维测绘计算和人工智能。
如图9所示，为三维SoC成像雷达。其中，94GHz的三维SoC成像雷达系统框图包括：射频、波形合成和系列处理器。可选III-V MMIC可放置在发射输出以此扩展雷达范围。
Claims (2)
1.一种连接器组件，其包括金属壳体、收容于金属壳体内的电路板、安装于金属壳体上且具有拉带的锁扣结构、安装于电路板上的CMOS芯片和控制芯片，所述电路板包括设置在前端区域并暴露在外的对接部和设置在后端区域的传输区，其特征在于，所述CMOS芯片和控制芯片与电路板的对接部电性连接以将电信号转换成太赫兹电磁波，所述太赫兹电磁波可直接进入到一个低介电常数的波导中以传输。
2.如权利要求1所述的连接器组件，所述连接器组件还包括安装在所述电路板的后端区域的透镜，所述太赫兹电磁波通过所述透镜聚焦到所述低介电常数的波导中以传输更远的距离。
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