CN115668634A - 聚合物微波纤维收发器 - Google Patents
聚合物微波纤维收发器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115668634A CN115668634A CN202180039075.9A CN202180039075A CN115668634A CN 115668634 A CN115668634 A CN 115668634A CN 202180039075 A CN202180039075 A CN 202180039075A CN 115668634 A CN115668634 A CN 115668634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pmf
- transceiver
- interposer
- cable
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 20
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0237—High frequency adaptations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
- H01P5/1022—Transitions to dielectric waveguide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/087—Transitions to a dielectric waveguide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
P23710PC00 26/26摘要本公开内容涉及一种PMF收发器(1)，所述PMF收发器包括壳体(2)，所述壳体具有凹部(5)，印刷电路板(6)布置在所述凹部中。所述印刷电路板(6)包括至少一个辐射元件(7)，所述至少一个辐射元件在安装位置通过PMF内插器(13)和与其相关的PMF电缆(18)互连，所述PMF内插器布置5在所述印刷电路板(6)与所述PMF电缆(18)之间并且包括布置在所述壳体(2)中的腔(17)中的主体(14)。所述PMF内插器(13)在所述辐射元件(7)与所述PMF电缆(19)之间延伸。(图1)。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于基于聚合物微波纤维传输的数据通信系统的聚合物微波纤维收发器(Polymer Microwave Fiber Transceiver)(在下文中称为PMF收发器)。
背景技术
WO19072571A1于2019年4月以同一申请人的名义公布。它涉及一种用于服务器机房中的交换设备的互连组件。它包括至少一个电缆，所述至少一个电缆具有包括第一电介质材料的芯。所述芯至少部分地由具有不同于所述第一电介质材料的折射率的第二电介质材料围绕。第一连接器部分相对于至少一个天线定位，所述至少一个天线包括扇出元件。所述扇出元件包括每个天线至少一个中空导体，所述至少一个中空导体布置在所述至少一个天线与所述至少一个电缆的芯之间。所述至少一个中空导体在扇出元件中延伸，以在所述至少一个天线与所述至少一个电缆的芯之间导引信号。所述中空导体具有与所述至少一个天线对准的第一端口和在组装位置与所述至少一个电缆的芯通信的第二端口。至少一个第二连接器部分与所述至少一个电缆互连，从而将所述电缆的芯相对于所述中空导体的第二端口定位在连接位置。
WO18137997A1于2018年8月以同一申请人的名义首次公布。它涉及一种波导组件，所述波导组件包括细长波导元件和连接器本体。所述连接器本体连接至所述细长波导元件的一端并且具有大致平坦的底表面和相反的顶表面。所述连接器本体由单件部分金属化的电介质制成。所述连接器本体具有与所述细长波导元件相邻的波导耦合元件。所述连接器本体还具有与所述波导耦合元件相邻的电磁带隙元件的布置。
US9478842BA于2016年10月以加州理工学院(California Institute ofTechnology)的名义首次公布。公布物涉及一种用于将金属波导与电介质波导互连的透镜。目的是使所述金属波导与电介质波导之间的信号损耗最小化。
US2014285293A2于2014年9月以德克萨斯仪器公司(Texas Instruments Inc.)的名义首次公布。它涉及一种通信电缆，所述通信电缆包括电介质波导(DWG)，所述电介质波导具有：具有第一介电常数值的电介质芯构件；以及具有第二介电常数值的包层，所述包层围绕所述电介质芯构件。所述第二介电常数值低于所述第一介电常数。RJ45兼容连接器附接到DWG的配合端。RJ45连接器被配置为将互补耦合机构保持在第二DWG的配合端上。
公布于IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS，第46卷，第12号，2011年12月的、题为“A 12.5+12.5Gb/s Full-Duplex Plastic Waveguide Interconnect”的论文描述了一种基于塑料波导的互连。该系统由一对收发器和一个塑料波导组成。毫米波信号在充当波导的低成本长片固体塑料电介质中传输。塑料波导介质为使用毫米波载波频率的数据通信提供大带宽。描述了塑料波导互连不需要昂贵的电至光和光至电转换设备或精确对准，并且由于更好的场约束和较低的路径损耗因此提供比无线解决方案更长的传输距离。
公布于GeMiC2018年3月12-14日，德国，弗莱堡的、题为“Design andCharacterization of a Compact and Robust Shielded Dielectric Waveguide formmW Applications”的论文描述了一种用于mmW频率的电介质波导构思。为了避免像无屏蔽电介质波导那样的开放结构波导的典型问题，提出了一种紧凑并且仍然挠性的设计。为了提供实验结果，表征了金属矩形到圆形电介质波导的波导过渡。
发明内容
在下文中，除非另有说明，否则术语PMF意指聚合物微波纤维。在例如100GHZ到200GHZ范围内的频率下、以仅使用作为PMF波导元件的简单塑料条导引的毫米范围内的典型波长传输高数据速率的机会在过去产生了大量的研究活动。
早期的尝试，如例如在上文所提及的第一篇论文中所描述的，确实集中在信号传输的一般可行性上，并且忽略了由相当大部分的电磁波传播到塑料条外部并且将导致显著的为负的泄漏的影响导致的实际问题。克服此问题的一个可能性是将塑料条布置成与其它物体并且尤其是与其它电介质波导具有足够的间隔。虽然这将是解决该问题的最简单的方式，但是它将不适用于外部实验室设置，因为在实际使用中存在若干缺点：具有在大约0.5mm到3mm的范围内的横截面的塑料条的机械稳定性将波导的长度限制到几厘米。此外，使用任何物体触碰或甚至接近波导，或甚至被周围大气中的灰尘颗粒污染，将导致显著的信号损失和失真。未解决波导的可靠固定。因此，在实验室环境下，塑料条常常只是整个发射结构中的棒状物(stick)。
另一个更实际的尝试是使用保护性包层围绕充当波导的塑料条。然而，在此情况下出现其他缺点：为了将场集中在塑料条中，包层的介电常数(permittivity，电容率)需要显著小于芯的介电常数。另外，包层直径通常需要足够大，使得外部的电磁泄漏衰减到可接受的水平。此场衰减(泄漏)取决于芯与包层之间的介电常数差异。然而，如果谐振结构——这可以是具有多个半波长的尺寸的金属或电介质部分——将接近包层的外表面，则即使弱耦合，谐振将增加几个数量级。对于例如在110GHz至140GHz的范围内操作的低损耗波导，这通常将导致包层具有在6mm至10mm的范围内的直径。
在上文所提及的第二篇论文中所描述的另一个尝试中，塑料波导被保护性包层和金属屏蔽围绕。虽然优点将是与周围的环境物体、触碰和串扰无关的稳定信号传输，以及总电介质电缆直径的一定减小，但是缺点是复杂性的显著增加以及制造中的高得多的努力，因为多模传播可以导致严重的扩散问题。与其它数据电缆解决方案(诸如例如双绞电缆)相比，商业上可应用的塑料波导解决方案应保持简单并且有成本效益。
因此，当从简单的塑料条(如在实验室设置中可能适用的)移动到适用于大规模生产的鲁棒产品时，必须解决一些附加的问题。
聚合物微波纤维电缆的外直径强烈地取决于工作波长。然而，使用特定的材料组合，可以减小外部电缆尺寸。因为具有高于2.6的相对介电常数的所有已知的电介质材料具有高损耗角正切(loss tangent)因子，或甚至比低损耗材料例如PTFE、PP或PE高几个数量级。除了损耗角正切之外，对于较高的介电常数材料，波的降低的传播速度仅通过电缆长度的虚拟增加而导致损耗增加。增加工作频率将导致较小的工作波长，并且因此允许以线性方式(例如两倍的工作频率＝一半的电缆直径)减小电缆直径，从而保持低损耗/低介电常数材料，但是现今低成本大规模生硅基半导体技术被限制在约140GHz至170GHz的某处的最大工作频率。在这些频率下，包覆的DWG电缆将以>5mm至7mm的外直径结束。保护电缆不受触摸灵敏度和串扰影响的屏蔽结构将确定地使传输更加鲁棒，即使当包层直径减小但具有附加的金属箔和护套时，外部电缆直径仍然将保持在5mm以上。
当与在5mm至7mm的范围内的电缆的直径(由在140GHz的低损耗材料制成)比较时，收发器硅芯片的必要典型尺寸显著更小——通常在1mm乘1mm的范围内。高速数据收发器应位于PCB上，尽可能靠近充当数据来源/数据宿(sink)的部件，因为高速总线的最大路由距离通常是有限的(通常为25GBit/s<25cm)并且是成本驱动的。对于双工操作和/或并行化，可能需要多个电缆链路，使得电缆的必需空间导致强大的设计限制。如在同一申请人的WO2019072571A1中提出的被实现为空气填充金属波导的扇出元件解决了此问题。
通过如在同一申请人的PCT/EP2019/084547(在下文中称为/1/)——其关于PMF电缆通过引用的方式并入本文——中所描述的具有不同的电介质介电常数的适当材料组合，可以将电磁场显著更多地限制在纤维芯中，从而允许细得多的电介质波导直径。波导衰减的附带恶化通常阻碍在较长距离上使用非常细的PMF电缆。然而，为了实现桥接几厘米或几分米的扇出部段，这样的PMF电缆确实提供了有吸引力的选项，但是具有附加接口的附加部分将增加部分的数目、材料和组装成本以及未对准容差和故障选项的数目。
为了解决上文所提出的问题，根据本公开内容的PMF收发器包括具有凹部(recess)的壳体，印刷电路板(也称为PCB)相对于该壳体布置并且定位在该凹部中。该印刷电路板包括至少一个辐射元件或与至少一个辐射元件互连。该辐射元件在安装位置(在操作期间)通过PMF内插器与PMF电缆互连，该PMF内插器将在下文中更详细地被描述。该PMF内插器布置在该壳体中、在该辐射元件(天线)与该PMF电缆之间。该PMF内插器通常包括布置在该壳体的腔中的主体和/或在辐射元件与PMF电缆之间在壳体的纵向方向上延伸的另一部分。该PMF内插器可以相对于该腔同轴地布置。其它布置是可能的。该内插器可以具有维持偏振(polarization maintaining)的横截面(例如矩形的或椭圆形的)或不维持偏振的圆形横截面。
该腔可以在该内插器的长度上具有恒定的和/或可变的横截面。该腔优选地包括导电表面，该导电表面充当对由辐射元件和PMF电缆的芯之间的内插器传输的信号的屏蔽。该导电表面优选地在该内插器的方向上布置。当该壳体由金属合金例如通过压铸制成时，可以实现良好的结果。在一个优选的并且易于组装的变体中，该壳体包括下部部分(lowerpart)和上部部分(upper part)，该下部部分和上部部分在组装位置沿着至少部分地互相对应的第一和第二相互作用表面互相互连。该腔在所述第一和第二相互作用表面中并且沿着所述第一和第二相互作用表面延伸。当拆卸时，该腔的第一半部布置在该壳体的上部部分中，并且第二半部布置在该壳体的下部部分中。如果适当，EBG结构沿着所述第一和第二相互作用表面中的腔延伸。EBG结构指的是产生阻带以阻挡某些频带的电磁波的电磁带隙结构。该EBG结构可以例如通过该壳体的上部部分和/或下部部分中的小金属补片或钻孔的精细、周期性图案来实现。为了降低制造成本，当该壳体通过压铸制成时，可以实现良好的结果。然而，在大规模生产中，可实现的准确度和容差是适中的。如上文所提及的，该内插器可以显著地有助于承受粗糙容差。有限的准确度可以导致壳体元件之间的间隙尺寸，这将不在毫米波频率内提供足够的隔离。因此，作为例如滑移对称的特定EBG结构被预见以实现显著更好的串扰隔离。该PMF内插器可以包括补偿结构，以补偿该PMF内插器的阻抗和该PMF电缆的阻抗之间的不匹配。当该补偿结构在该PMF电缆的芯的方向上布置在该PMF内插器的端处时，可以实现良好的结果。在一个优选的变体中，该PMF内插器的主体是空间弯曲的s形状的，以补偿该辐射元件的主轴线和该PMF电缆的芯的侧向偏移。当该PMF内插器以预张紧方式布置在该腔中时，可以实现良好的结果。为了良好的信号传输，该PMF内插器可以被布置成在安装位置压靠该PMF电缆。该PMF内插器可以包括至少一个支撑元件，以相对于该腔定位该PMF内插器。当该PMF内插器通过喇叭天线与该辐射元件(信号的源和/或宿)互连时，可以实现良好的结果。为了降低制造成本，该PMF内插器可以通过塑料材料的注塑成型制成。根据应用领域，该PMF内插器可以通过双组分注塑成型制成。该壳体可以形成天线的一部分。
该PMF内插器提供了更高性能和显著降低到一个单个部分的复杂性的优点，所述单个部分可以优选地由如上文和在下文中所提及的塑料材料制成。该PMF内插器可以解决以下方面中的至少一个：它形成波导扇出结构的一部分，所述波导扇出结构位于一个或多个同地定位的发射机(transmitter)和/或接收机部件的密集天线结构和较大直径PMF电缆组或束之间。如果适当，此波导可以包括如上文引用的申请/1/中所描述的多个介电常数区域，即用于平坦化组延迟变化(group delay variation)。在一个优选的变体中，多个介电常数区域可以例如通过降低期望的区域中的介电常数的双组分注塑成型和/或发泡和/或微结构化部段来实现。如果需要，可以在一个单个部分中实现多个PMF内插器的组。此外，这些元件可以被设计成弹簧元件，从而允许补偿来自所有涉及的部分的容差。另外的细丝定位元件可以被用来对多个内插器进行分组。所涉及的部分的数目减少和自对准结构有助于保持机械容差在控制之下。该PMF内插器可以充当朝向PMF电缆的RF补偿结构，从而理想地根据两个波导中期望的H11模式提供阻抗匹配，而无需在金属TE01波导模式中进行前向和后向变换。这将改善电磁能量的耦合、减少损耗、多模干扰并且降低耦合到不期望的干扰的风险。此外，它允许打开用于信号传输的机械未对准容差，并且仍然维持期望的传输状况。可选地，通过可拉伸或弹性部段的可变长度可以进一步易于处理沿着传输方向的机械容差。为了以固定的方式将PMF电缆附接到壳体，该壳体可以包括例如通过胶水固定该PMF电缆的底座(mount，座架)。其它变体是可能的。该底座通常相对于PCB布置在该壳体的相对端处。根据本公开内容的PMF组件通常包括如上文和在下文中所描述的至少一个PMF收发器以及在安装位置与该PMF收发器互连的PMF电缆。当该PMF收发器和该PMF电缆以固定的方式互相互连时和/或当在该PMF电缆的每个端处收发器以所描述的方式与电缆互连时，可以实现良好的结果。在一个优选的变体中，该PMF组件包括相对于彼此基本上平行布置的两个PMF电缆，其中在两个端处的每个电缆指向如本文中所描述的PMF收发器。根据应用领域，PMF收发器可以被设计成与单个电缆互连、与两个电缆或更多个电缆互连。可以预见PMF收发器以发送和/或接收数据。
在电信和数据通信中的设备之间的高速以太网数据通信中，被称为“小形状因素可插拔”(SFP标准)收发器的紧凑、可热插拔接口模块被广泛使用。随着数据速率的逐渐发展，进一步部分地向下兼容具有更高速度等级(例如SFP+)的变体；其中开发了SFP28、QSFP和QSFP56。现今存在三种不同类型的物理数据传输：无源直接附接铜电缆、有源直接附接铜电缆和有源光电缆。
根据本公开内容的有源聚合物微波纤维(PMF)设备和模块弥补了高数据速率长范围昂贵的光学技术与基于数据速率和电缆长度受限的多双轴向铜电缆的传输——该传输通常较便宜——之间的差距。与铜电缆相比，PMF变型可以提供甚至更低的成本，同时仍然允许以较高的数据速率和/或电缆长度进行操作。
为了实现此目标，具有低介电常数的最低电损耗材料通常是最期望的电缆基础聚合物。通过来自聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)的聚合物组的材料可以实现良好的结果。这些材料提供了相对低的电损耗和环境鲁棒行为，但是也提供了低成本的聚合物。
为了在全双工操作中操作或为了增加数据速率，通常期望每个PMF收发器使用两个波导电缆，例如以SFP模块的形式。不幸的是，在约130GHz的目标工作频率范围下的低损耗要求要求大于5mm的电缆外直径。因此，不可能将两个平行的电缆直接馈送到SFP模块的标准化尺寸中，因为两个电缆的并排电缆布置——由此每个电缆在连接器的前方具有例如6.5mm的直径——将适合于SFP模块之间的13.4mm的最小连接器间距。此问题可以通过桥接几何需要的PMF内插器解决。
在一个优选的变体中，布置在SFP内部的印刷电路板(PCB)通常包括用于高速多端口连接的相关电子元件以及用于发送和/或接收信号的至少一个毫米波天线。SFP模块的高度由用于SFP模块的标准限定。侧发射(side firing)天线(例如Vivaldi或SIW喇叭天线)需要与PMF电缆(相应地其中心轴线)互连。为了克服由于有限的尺寸而不能够将具有例如6.5mm的直径的PMF电缆放置成结束于标准SFP模块内部的问题，本公开内容预见了所谓的PMF内插器，该PMF内插器将优选地布置在PCB上的天线与可以定位在SFP笼(cage)外部的PMF电缆端互连。
如果适当，RF补偿结构提供在天线的阻抗与PMF内插器之间的阻抗匹配。此补偿结构可以被设计成在天线与PMF内插器之间自对准。这有助于减小传输失真(在前向和后向方向上的S参数恶化)，即使当由于可能存在的产品容差而发生未对准时。
在一个优选的变体中，天线被合并为由金属喇叭延长的H平面衬底集成喇叭天线(优选地PCB SIW喇叭)，该金属喇叭放电到充当对电介质波导的屏蔽的金属腔中，可以在相邻信道之间提供完美的串扰隔离以避免由多模传播和/或腔谐振引起的失真，重要的是天线仅激励内插器中的期望的H11模式。任何突然的介电常数变化生成激发不希望的其它模式的场失真。从PCB SIW喇叭到空气填充的金属喇叭的过渡导致阻抗阶跃，并且进一步地，空气填充的金属喇叭到(高介电常数)PMF内插器再次导致阻抗阶跃。集成的RF补偿结构可能通过注塑成型被集成在内插器的尖端(tip)上，可以宽带补偿这样的阻抗阶跃，并且因此显著地改善此发射器(launcher)的否则严重恶化的S参数。
在使用Vivaldi天线(例如，在实验室状况下直接附接到PMF电缆而无空气间隙)的文献中常常忽视阻抗阶跃的缺点，但是当完全围绕Vivaldi天线的金属屏蔽结构变得强制性(例如在紧密并排布置中)时，此类型的发射器遭受腔谐振。
此外，集成RF补偿结构(例如透镜)可以提供PMF内插器和PMF电缆阻抗之间的阻抗匹配。与电缆芯的介电常数相比的PMF内插器的较高介电常数材料，以及与PMF电缆中的较高介电常数包层的、围绕内插器的周围空气与两个芯之间的容差引起的间隙相结合，将导致严重的S参数恶化和腔模式谐振。在内插器的尖端上注塑成型的集成RF补偿结构(例如透镜)即使在由(低成本)生产容差引入的未对准发生时也可以减少传输失真。
此外，对于电磁波几乎透明的集成细丝支撑元件可以将PMF内插器定位并且保持在设计的位置，而不像任何包层材料那样减少场约束。支撑元件的弹簧加载弯曲可以补偿机械容差，从而有助于控制内插器与天线或内插器与PMF电缆之间的空气间隙。进一步可选地，内插器的弹性部段可以允许控制两个空气间隙。
用于PMF内插器的较高介电常数材料允许更大的场约束，并且因此允许更细的波导。由于PMF内插器的长度对电缆的长度相当小，总衰减的增加保持小。可以使用来自例如3……100的相对介电常数值，由此PMF内插器波导的直径遵循相对介电常数值的平方根。
应理解，前面的一般描述和以下的详细描述二者呈现了实施方案，并且意在提供用于理解本公开内容的性质和特征的概述或框架。附图被包括以提供进一步的理解，并且被并入并且构成本说明书的一部分。附图例示了各种实施方案，并且与描述一起用于解释所公开的构思的原理和操作。
附图说明
通过本文以下给出的详细描述和附图，将更全面地理解本文所描述的公开内容，附图不应被视为对所附权利要求中所描述的公开内容的限制。附图示出：
图1在透视图中部分剖开地示出的PMF收发器；
图2在分解视图中根据图1的PMF收发器；
图3在未插接状态下作为SFP模块的PMF收发器；
图4插接到插口内的根据图3的PMF收发器。
具体实施方式
现在将详细参考某些实施方案，这些实施方案的示例被例示在附图中，在附图中示出了一些但不是所有特征。实际上，本文所公开的实施方案可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案使得本公开内容将满足适用的法律要求。只要可能，相同的参考数字将被用来指代相同的部件或部分。
图1在透视图中从上方示出了根据本公开内容的PMF收发器1。PMF收发器1被示出在部分剖开视图中。图2在分解视图中示出了PMF收发器1。拆卸方向由虚线指示。图3从下方示出了在与适当的插口26间隔开的未插接状态下的PMF收发器1。图4示出了与插口26处于插接状态下的PMF收发器1。在所示出的变体中，PMF收发器1包括具有凹部5的壳体2，印刷电路板6(PCB)布置在该凹部中并且可以是从外部可接入的以用于电互连。如所指示的，壳体2包括下部部分3和上部部分4，该下部部分和上部部分在组装位置沿着第一相互作用表面9和第二相互作用表面10互相连接。印刷电路板6包括至少一个辐射元件7，所述至少一个辐射元件在安装位置通过PMF内插器13和与所述至少一个辐射元件相关的PMF电缆19互连，该PMF内插器布置在印刷电路板6与PMF电缆19之间。在所示出的变体中，辐射元件7通过天线8耦合到该内插器的后端。该内插器的后端和/或该腔可以形成天线8的一部分。PMF电缆19通常包括由包层21围绕的芯20。在附图中，仅示出了该电缆的一小部段。当电缆19是如在通过引用的方式并入本申请中的/1/中所描述的类型时，可以实现良好的结果。在所示出的变体中，PMF收发器被设计成连接至基本上平行布置的两个电缆19。两个电缆19通过PMF内插器13与相应的辐射元件7互连，该PMF内插器将在下文中被更详细地描述。PMF内插器13包括主体14，该主体在安装位置(参见图1)布置在壳体2中的腔17中，该腔在辐射元件7与PMF电缆19之间延伸。PMF内插器13布置在腔17中。腔17包括导电内表面18，该导电内表面18充当对由辐射元件7与PMF电缆19的芯19之间的内插器13传输的信号的屏蔽。因为壳体的材料是充分导电的，例如以该腔的表面的适当的金属合金和/或涂层(未详细示出)的形式，所以可以获得导电表面18。在所示出的变体中，腔17在第一相互作用表面9和第二相互作用表面10中并且沿着第一相互作用表面9和第二相互作用表面10延伸。腔17的基本上一半布置在壳体2的下部部分3和上部部分4中。为了补偿容差，由一系列钻孔形成的EBG结构11沿着第一相互作用表面9和第二相互作用表面10中的腔17延伸。如果适当，PMF内插器13可以包括补偿结构15，以补偿PMF内插器13的阻抗与PMF电缆19的阻抗之间的不匹配。在所示出的变体中，补偿结构15是在PMF电缆19的芯20的方向上布置在PMF内插器13的端处的透镜形状的。根据设计，其它布置是可能的。补偿结构15可以被设计成充当电磁场整形结构。为了补偿辐射元件7(相应地，天线8)的轴线之间的几何不匹配，PMF内插器13的主体14可以是弯曲的s形状的，如所示出的。当PMF内插器13相对于腔的纵向方向以预张紧方式布置在腔17中时，可以实现良好的结果。为了优化的信号传输，PMF内插器13可以被布置成在安装位置压靠PMF电缆19。如所示出的，PMF内插器13可以包括至少一个支撑元件16，以相对于腔17定位PMF内插器13。在所示出的变体中，该支撑结构包括在径向方向上延伸的物品支架(thing leg)17。当PMF内插器13通过喇叭天线8与辐射元件7互连时，可以实现良好的结果。壳体2可以形成喇叭天线的一部分。替代地，或附加地，其它元件可以形成喇叭天线8的一部分。PMF内插器13通过单组分的塑料材料注塑成型或由多组分注塑成型制成。壳体2优选地通过金属合金的压铸制成。为了附接电缆，壳体2可以包括将PMF电缆19固定到壳体2的底座22。在所示出的变体中，PMF收发器根据SFP模块(SFP＝小形状因素可插拔)的标准来设计。在图3中，PMF收发器1布置在对应的插口26的外部，并且在图4中，PMF收发器1被示出为在插口26内部处于插接状态。当印刷电路板6和其上布置的元件(不可见)在插接状态下布置在插口26内部时，PMF电缆19——相应地用于它们的底座22——布置在插口26的外部。印刷电路板6——相应地与其互连的有源元件——与PMF电缆19之间的距离由PMF内插器13桥接，如上文所描述的并且在下文中所要求保护的。不需要PMF电缆19到达插口26内部。
更确切地说，说明书中所使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。
名称列表
1.聚合物微波纤维收发器(PMF收发器)
2.壳体
3.下部部分(壳体)
4.上部部分(壳体)
5.凹部(用于PCB)
6.印刷电路板(PCB)
7.辐射元件(PCB)
8.天线(PCB)
9.第一相互作用表面(下部部分，壳体)
10.第二相互作用表面(上部部分，壳体)
11.电磁带隙结构(EBG结构)
13.PMF内插器
14.主体(PMF内插器)
15.透镜(PMF内插器)
16.支撑元件、支架(PMF内插器)
17.腔(壳体)
18.导电表面(腔)
19.PMF电缆
20.芯(PMF电缆)
21.包层(PMF电缆)
22.用于PMF电缆的底座(壳体)
23.凹部(用于PMF电缆的底座)
24.托架(用于PMF电缆的底座)
25.PMF组件
26.插口(用于PMF收发器)
Claims (20)
1.PMF收发器(1)，包括
a.壳体(2)，其具有凹部(5)，印刷电路板(6)布置在所述凹部中，
b.至少一个辐射元件(7)，其在安装位置通过PMF内插器(13)和与其相关的PMF电缆(18)互连，所述PMF内插器布置在所述辐射元件(7)与所述PMF电缆(18)之间并且包括布置在所述壳体(2)中的腔(17)中的主体(14)，所述腔在所述辐射元件(7)与所述PMF电缆(19)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)由所述腔(17)完全包围。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述腔(17)包括导电表面(18)，所述导电表面充当对由在所述辐射元件(7)与所述PMF电缆(19)的芯(19)之间的内插器(13)传输的信号的屏蔽。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述壳体(2)包括下部部分(3)和上部部分(4)，所述下部部分(3)和上部部分(4)沿着第一和第二相互作用表面(9，10)互相连接。
5.根据权利要求4所述的PMF收发器(1)，其中所述腔(17)在所述第一和第二相互作用表面(9，10)中并且沿着所述第一和第二相互作用表面延伸。
6.根据权利要求5所述的PMF收发器(1)，其中EBG结构(11)沿着所述第一和第二相互作用表面(9，10)中的所述腔(17)延伸。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)包括补偿结构(15)，以补偿所述PMF内插器(13)的阻抗与所述PMF电缆(19)的阻抗之间的不匹配。
8.根据权利要求7所述的PMF收发器(1)，其中所述补偿结构(15)在所述PMF电缆(19)的所述芯(20)的方向上布置在所述PMF内插器(13)的一端处。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)的所述主体(14)是弯曲的s形状的。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)以预张紧方式布置在所述腔(17)中。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)在安装位置压靠所述PMF电缆(19)。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)的所述主体(14)包括维持偏振的横截面或圆形横截面。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)包括至少一个支撑元件(16)以相对于所述腔(17)定位所述PMF内插器(13)。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)通过喇叭天线(8)与所述辐射元件(7)互连。
15.根据权利要求14所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)和/或所述腔(17)形成所述喇叭天线(8)的一部分。
16.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF内插器(13)通过塑料材料的注塑成型制成。
17.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述壳体(2)至少部分地通过金属合金的压铸制成。
18.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述壳体(2)包括将所述PMF电缆(19)固定到所述壳体(2)的底座(22)。
19.根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)，其中所述PMF收发器(1)被设计成根据SFP标准的可热插拔接口模块。
20.PMF组件(25)，包括至少一个根据前述权利要求中至少一项所述的PMF收发器(1)和在安装位置与所述PMF收发器(1)互连的PMF电缆(19)。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH6562020 | 2020-06-03 | ||
| CH00656/20 | 2020-06-03 | ||
| PCT/EP2021/062529 WO2021244828A1 (en) | 2020-06-03 | 2021-05-11 | Polymer microwave fiber transceiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115668634A true CN115668634A (zh) | 2023-01-31 |
Family
ID=75977753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180039075.9A Pending CN115668634A (zh) | 2020-06-03 | 2021-05-11 | 聚合物微波纤维收发器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230217582A1 (zh) |
| EP (1) | EP4162568A1 (zh) |
| CN (1) | CN115668634A (zh) |
| WO (1) | WO2021244828A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9312591B2 (en) | 2013-03-19 | 2016-04-12 | Texas Instruments Incorporated | Dielectric waveguide with corner shielding |
| US9478842B1 (en) | 2015-03-16 | 2016-10-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Interconnect between a waveguide and a dielectric waveguide comprising an impedance matched dielectric lens |
| US10985434B2 (en) | 2017-01-24 | 2021-04-20 | Huber+Suhner Ag | Waveguide assembly including a waveguide element and a connector body, where the connector body includes recesses defining electromagnetic band gap elements therein |
| DE102017122600A1 (de) * | 2017-09-28 | 2019-03-28 | Te Connectivity Germany Gmbh | Verlustarme Steckverbindungsanordnung und System mit mindestens einer derartigen Steckverbindungsanordnung |
| WO2019072571A1 (en) | 2017-10-09 | 2019-04-18 | Huber+Suhner Ag | INTERCONNECTION ASSEMBLY FOR DATA COMMUNICATION |
-
2021
- 2021-05-11 WO PCT/EP2021/062529 patent/WO2021244828A1/en unknown
- 2021-05-11 US US17/924,862 patent/US20230217582A1/en active Pending
- 2021-05-11 EP EP21726373.0A patent/EP4162568A1/en active Pending
- 2021-05-11 CN CN202180039075.9A patent/CN115668634A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021244828A1 (en) | 2021-12-09 |
| US20230217582A1 (en) | 2023-07-06 |
| EP4162568A1 (en) | 2023-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111213282B (zh) | 微电子封装衬底与电介质波导连接件之间的中介层 | |
| US7598923B2 (en) | Apparatus and method for communications via multiple millimeter wave signals | |
| KR100751600B1 (ko) | 변형 임피던스를 구비한 전송 라인 | |
| US20150185425A1 (en) | Wireless connector with a hollow telescopic waveguide | |
| US6821146B2 (en) | Hybrid connector system and method | |
| KR102652776B1 (ko) | 저손실 플러그 연결 배열체 및 적어도 하나의 이러한 플러그 연결 배열체를 갖는 시스템 | |
| US11380634B2 (en) | Apparatuses and methods for coupling a waveguide structure to an integrated circuit package | |
| US9484614B2 (en) | Dielectric waveguide signal divider | |
| TW201444308A (zh) | 無接觸式連接器 | |
| US20210265288A1 (en) | Semiconductor package including a modular side radiating waveguide launcher | |
| US20040156595A1 (en) | Optical coupling device and optical connector | |
| US9531078B2 (en) | Wireless communication apparatus | |
| CN212412206U (zh) | 馈电网络、天线系统及基站 | |
| CN115668634A (zh) | 聚合物微波纤维收发器 | |
| CN114696873A (zh) | 太赫兹载波发送装置、接收装置 | |
| Geiger et al. | Self-aligning and flexible dielectric waveguide plug for MMICs at G-band | |
| US11994719B2 (en) | Polymer waveguide and electrical signal transmission method | |
| US10506733B2 (en) | Internally wireless datacenter rack | |
| CN110073543B (zh) | 可插拔有源毫米波互连 | |
| US11041996B2 (en) | Wave conductor, waveguide connector, and communications link | |
| CN114204247A (zh) | 射频芯片、信号收发机和通信设备 | |
| EP3872927B1 (en) | Dielectric waveguide connector | |
| CN112835150A (zh) | 光发射组件、光学收发模块及光纤缆线模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |