CN116325346A - 射频连接器 - Google Patents

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CN116325346A CN202080105843.1A CN202080105843A CN116325346A CN 116325346 A CN116325346 A CN 116325346A CN 202080105843 A CN202080105843 A CN 202080105843A CN 116325346 A CN116325346 A CN 116325346A
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A·吉奥托
E·科赫维
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STMicroelectronics SA
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique de Bordeaux
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
STMicroelectronics SA
Universite de Bordeaux
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Abstract

本描述涉及一种连接器，该连接器可以经由圆柱形电介质射频波导(202)机械地配置在无线射频传输和有线射频传输之间，该连接器(1)包括：被组装到印刷电路板(104)的第一封装件(102)，印刷电路板(104)被设置有射频天线(108)；以及第二封装件(200)，被配置为被组装到波导(202)，第二封装件(200)被配置为：在有线传输配置中被可移除地安装到第一封装件(102)，并且在无线传输配置中与所述第一封装件(102)分开。

Description

射频连接器
技术领域
本公开大体上涉及电子电路，并且更具体地涉及通过射频波进行数据传输的领域。
背景技术
具有例如从1mm到1cm范围内的波长的射频波或毫米波允许以相对较高的速率进行数据传输。此外，射频范围包括用于无线数据传输的非许可频带，诸如例如60-GHz频带。
由Niels Van Thienen等人于ESSCIRC Conference 2016:42nd European Solid-State Circuits Conference,Lausanne,2016,pp.483-486发表的文章“An 18GbpsPolymer Microwave Fiber(PMF)Communication Link in 40nm CMOS”公开了经由微波聚合物光纤的有线数据传输。更具体地，该文章的图7(本文未示出)示出了一种包括射频信号发送/接收芯片Rx/Tx的设备，该射频信号发送/接收芯片Rx/Tx被组装到印刷电路板(PCB)的衬底集成波导(SIW)上。SIW波导被耦合至具有印刷电路板的圆锥狭缝的天线，该印刷电路板本身被耦合至塑料波导(PWG)。金属封装件形成围绕SIW波导的端部和塑料波导的端部的屏蔽件，并且能够将波导对齐在一起。然而，该屏蔽件无法机械地固定(hold)SIW波导。PCB板和金属封装件的组装在芯片Rx/Tx和塑料波导之间形成射频连接器。
上述射频连接器允许有线链路借助于射频波跨一米或几米的距离发送数据。
适用于射频波的集成电路芯片和塑料波导或电介质波导(DWG)之间的其他射频连接器是已知的。
发明内容
需要克服已知射频连接器的全部或部分缺点。
具体地，例如期望具有一种射频连接器，其不仅允许经由电介质或塑料波导进行有线数据传输，还允许进行无线数据传输。然后，例如期望连接器允许在未许可的60-GHz频带中进行无线数据传输。
实施例克服了已知射频连接器的全部或部分缺点。
例如，一个实施例提供了一种射频连接器，该射频连接器能够通过有线链路、经由塑料或电介质波导或通过无线链路实施射频数据传输，优选地符合所考虑的射频传输频带中有效的射频传输标准。
一种实施例提供了一种可以经由圆柱形电介质射频波导机械地配置在无线射频传输和有线射频传输之间的连接器，该连接器包括：
被组装到印刷电路板的第一封装件，该印刷电路板被设置有射频天线；以及
第二封装件，被配置为被组装到波导，
其中：
第二封装件被配置为在有线传输配置中被可移除地组装到第一封装件，并且在无线传输配置中与第一封装件分开。
根据一个实施例：
第一封装件，包括第一腔体，该第一腔体具有围绕天线的圆形横截面，第一腔体出现在第一封装件的第一表面上并且具有由被配置为阻挡射频波的材料制成的壁；
第二封装件，包括第二腔体，当波导被组装到第二封装件时，该第二腔体具有围绕波导的端部的圆形横截面，第二腔体出现在第二封装件的第二表面上并且具有由被配置为阻挡射频波的材料制成的壁；以及
第一表面和第二表面被配置为接触，并且第一腔体和第二腔体被配置为在有线传输配置中端到端放置。
根据一个实施例，端到端放置的第一腔体和第二腔体限定第三腔体，天线耦合至波导的区域被布置在所述第三腔体中。
根据一个实施例，第三腔体的直径在所述耦合区域的水平处较大。
根据一个实施例，第一腔体包括在第一表面的侧面上的倒角(chamfer)，并且第二腔体包括在第二表面的侧面上的对应倒角。
根据一个实施例，当波导和第二封装件被组装时，第一腔体与天线的传输方向纵向对齐，并且第二腔体与波导的端部纵向对齐，当第二封装件被可移除地组装到第一封装件时，第二腔体与第一腔体纵向对齐。
根据一个实施例，波导用在所述端部的上游的泡沫护套包围，第二封装件被配置为当波导和第二封装件被组装时，紧密地环绕波导的护套，同时在护套上施加压力，波导的端部在第二腔体中不包括护套。
根据一个实施例，在第二腔体的与第二表面相对的侧面上，第二封装件包括内径大于波导的直径并且小于所述护套的直径的环，第二封装件被配置为使得当波导和第二封装件被组装时，护套邻接(abut against)该环。
根据一个实施例，第二封装件被配置为使得当波导和第二封装件被组装时，波导的端部与第二表面齐平，或者相对于第二表面凹陷小于1毫米。
根据一个实施例，第二封装件包括紧固至彼此的两个部分，这两个部分中的每个部分限定第二腔体的一部分，所述两个部分之间的接触平面平行于第二腔体的纵向方向。
根据一个实施例，天线被完全布置在第一腔体的内部。
根据一个实施例，被配置为接收天线的射频信号和/或向天线递送射频信号的集成电路芯片旨在被组装到印刷电路板上，并且印刷电路板的射频传输线被配置为将组装到板上的芯片耦合至天线。
根据一个实施例，传输线包括将芯片耦合至天线的带通射频滤波器，该滤波器优选地是被集成到印刷电路板的衬底的滤波器，或者是被集成到集成电路板的衬底的、用空气填充的滤波器。
根据一个实施例，第一封装件和第二封装件被配置为阻挡射频波，第一封装件和第二封装件例如由金属(诸如铝)制成，由金属合金(诸如包括铝的金属合金)制成，由涂覆有金属(诸如铝)的塑料制成，或者由涂覆有金属合金(诸如包括铝的金属合金)的塑料制成。
根据一个实施例，连接器被配置用于60GHz的射频传输。
附图说明
前述特征和优点以及其他特征和优点将在具体实施例的以下描述中详细描述，该具体实施例是参照附图通过图示而非限制给出的，在附图中：
图1A至图1C图示了根据一个实施例的射频连接器的第一部分；
图2A至图2D图示了根据一个实施例的图1A至图1C的连接器的第二可移除部分；
图3以更详细的方式图示了图1A至图1C和图2A至图2D的连接器的一部分；以及
图4A和图4B图示了当连接器的第二可移除部分被附接至连接器的第一部分时图1A至图1C和图2A至图2D的连接器。
具体实施方式
在各个附图中，相似的特征由相似的附图标记指定。具体地，在各种实施例中共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料性质。
为了清晰起见，仅对理解本文描述的实施例有用的步骤和元件被详细图示和描述。具体地，未详述有线或无线射频数据传输可以被实施的通常应用，所描述的实施例与这些通常应用兼容。
除非另有指示，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接，或者它们可以经由一个或多个其他元件而被耦合。
在以下公开中，除非另有指定，否则当引用绝对位置限定词(诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”等)或相对位置限定词(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或定向限定词(诸如“水平”、“竖直”等)时，参考附图所示的定向。
除非另有指定，否则表达“围绕”、“近似”、“基本上”和“大约”表示在10％内，优选地在5％内。
本发明人在此处提供了一种射频连接器，在这最后一种情况下，该射频连接器可以经由塑料或电介质波导机械地配置在无线射频数据传输配置和有线射频数据传输配置之间。所提供的连接器包括：第一部分，包括封装件和印刷电路板，该印刷电路板被设置有射频天线；以及第二可移除部分，包括另一封装件，塑料或电介质波导在该另一封装件中被固定在适当位置(in place)。当第二可移除部分的封装件被可移除地附接或紧固或组装或安装至连接器的第一部分的封装件时，连接器允许有线数据传输。此外，当第二可移除部分与连接器的第一部分分开时，连接器适用于无线数据传输，优选地通过遵守所考虑的传输频带中有效的射频传输标准。
图1A、图1B和图1C示意性地图示了根据一个实施例的这种射频连接器1的第一部分10。
更具体地，图1A是连接器1的部分10的侧视图，图1B是连接器1的部分10的顶视图，并且图1C是连接器1的部分10的正视图，即，连接器1的部分10的表面101的视图，该表面101旨在与连接器1的第二可移除部分(未示出)的表面协作。在图1A至图1C中，连接器1处于无线数据射频配置，因此连接器1的第二可移除部分未被附接至连接器1的部分10。
连接器1的部分10包括封装件102和印刷电路板104。封装件102被组装到板104。
作为示例，如图1A、图1B和图1C所示，封装件102包括两个部分102A和102B，部分102A和102B被布置在板104的任一侧，部分102A或102B被固定在一起或被紧固至彼此。封装件102的上部102A部分地搁置在板104的上表面上，并且板104部分地搁置在封装件102的下部部分102B上，使得两个部分102A和102B夹住卡104并且将其固定在封装件102中的适当位置。
作为示例，封装件102的部分102A和102B通过紧固元件而被紧固至彼此，例如螺钉106A和螺母106B的装配件，尽管部分102A和102B也可以通过胶水被胶合至彼此或通过本领域技术人员已知的任何其他适用的部件被紧固至彼此。作为示例，在部分102A和102B被胶合至彼此的情况下，对齐器件(例如对齐销)可以被提供。
根据一个实施例，螺钉106A穿过板104，这使得能够改进板104在封装件102中的机械固定。
根据一个实施例，如可以在图1C中具体看到的，封装件102(即，在该示例中形成它的部分102A和102B中的每个部分)在螺钉106A穿过封装件102的位置处可以更薄。
在未示出的另一示例中，封装件102可以例如通过模制方法来一体形成。然后，封装件102包括例如板104可以被插入到其中的狭缝、诸如胶水或螺钉106A和螺母106B等紧固元件，从而能够将板104紧固至封装件102。
板104包括射频天线108(在图1B中用虚线画出阴影，并且在图1C中画出阴影)。
在所图示的实施例中，天线108被配置为在平行于板104的主表面(上表面和下表面)的方向110上发送射频场，然后天线108沿着板104的边缘布置。
作为示例，天线108是本领域技术人员众所周知的对映线性锥形狭缝天线(antipodal linear tapered slot antenna)或ALTSA天线。天线108也可以是维瓦尔第天线(Vivaldi antenna)。
根据一个实施例，封装件102限定或包括具有围绕天线108的圆形横截面的腔体112(图1A和图1B中的虚线)，例如圆柱形腔体。换言之，天线108优选地被全部布置在腔体112的内部。腔体112被围绕天线108的空气填充。
空气腔体112出现在封装件102的表面101上，即，表面101旨在与有线传输配置中的连接器1的可移除部分的表面协作。此外，腔体112与天线108的发送方向110纵向对齐，使得由天线发射的场在表面101的水平处从腔体112出来，基本上正交于该表面101。然后，天线108被布置在表面101的侧面上。作为示例，被布置在表面101的侧面上的板104的边缘与表面101齐平，或者相对于表面101稍微凹陷，例如凹陷小于一毫米，甚或凹陷小于半毫米。
腔体112的壁被配置为阻挡射频波，或者换言之，腔体112的壁是射频波屏蔽件。这使得能够避免天线108在方向110以外的方向上辐射的场干扰连接器1的环境。换言之，腔体112的壁参与改进天线的传输方向性。换言之，相对于封装件102将不存在的情况，腔体112的壁参与增加天线增益。腔体112的壁还避免源自连接器1的环境的射频波干扰天线108。
腔体112的壁例如由被配置为阻挡(反射)射频波的材料制成，例如由金属(诸如铝)或金属合金(诸如铝基金属合金)制成。更一般地，该材料可以是具有高电导率的任何金属材料，即，电导率例如大于5x10E6 S/m，例如银、铜、铁、金、镍或这些金属的合金。然而，铝是优选的，因为它具有低成本并且易于加工且轻。作为示例，封装件102完全由阻挡射频波的这种材料制成，或者由至少在腔体112的壁上涂覆有这种材料的塑料(例如金属化塑料)制成，或者由填充有具有高电导率的金属材料的塑料制成。例如，围绕天线108的腔体112的直径被选择为相对于天线108将不被布置在腔体112中的情况(即，相对于封装件102将被省略的情况)增加天线增益。实际上，腔体112然后充当圆形波导，使得能够引导由天线发送的场。然而，为了避免干扰天线108，例如腔体的直径被选择为足够大，例如大于天线108的宽度。
优选地，腔体112的直径朝向表面101增大。如此后将看到的，这使得能够在有线射频传输配置中减少甚或抑制由连接器1的元件引起的天线108到连接器1的可移除部分的波导的耦合的干扰。例如，根据一个实施例，腔体112在表面101的侧面上具有倒角114。
封装件102包括可移除的紧固元件116，它被配置为允许将连接器1的第二部分可移除地紧固至连接器1的部分10。这些紧固元件例如旨在与连接器1的可移除部分的对应的可移除紧固元件协作。
在所示示例中，封装件102包括位于表面101的侧面上的磁体116，该磁体116例如与表面110齐平。在未示出的另一示例中，封装件102包括垂直于表面101穿过封装件102的孔，以将螺钉插入其中，从而能够将连接器1的两个部分可移除地紧固在一起。实施其他可移除的紧固部件将在本领域技术人员的能力范围内。
板104旨在与集成电路芯片118组装在一起，该集成电路芯片118被配置为接收源自天线108的射频信号和/或递送待发送给天线108的射频信号。在图1A和图1B中，芯片118被示出为被组装在板104上。
芯片118被耦合至天线108。因此，尽管这在图1A、图1B和图1C中没有示出，但板104包括将芯片118耦合至天线108的射频传输线。该传输线例如是微带线、SIW波导或者是微带线和SIW波导的装配件。这种传输线也可以是共面线或“带状线”类型的线。根据一个实施例，芯片118例如通过焊接或钎焊被直接组装到传输线上，这使得能够减少损耗。作为示例，芯片118包括球栅阵列或BGA，使得能够例如通过焊接或钎焊将芯片118直接组装到传输线上。
根据一个实施例，传输线经由带通射频滤波器(未示出)被耦合至天线108，例如以连接器的操作频率为中心。换言之，板104的传输线包括耦合天线108和芯片118的滤波器。例如，滤波器使得由天线108发送的射频功率能够有效地在期望的频率范围内。作为示例，当连接器被配置为以60GHz操作时，滤波器可以被配置为使得在无线传输配置中，根据ETSIEN 305550规范，由天线108发送的场的99％的功率在从57GHz到64GHz的频率范围内。这种滤波器的实施方式在本领域技术人员的能力范围内。
根据一个实施例，传输线包括SIW波导，并且滤波器被形成在该SIW波导中，或者换言之，被集成到传输线的SIW波导。与滤波器将是组装在板104上的组件的情况相比，这能够限制损耗并且减小连接器1的体积。被集成到SIW波导的该滤波器的形成在本领域技术人员的能力范围内。在SIW波导中形成滤波器能够利用以下事实，即，向现有的SIW波导添加过孔是足够的，这只略微增大或不增大SIW波导的表面积，后者用于向天线递送射频信号或从天线108接收射频信号。
在天线108的传输方向110平行于板104的本文描述的实施例中，滤波器例如被至少部分地、优选地全部地布置在腔体112中，以限制源自连接器1外部的射频干扰，例如天线108的射频干扰，假定SIW波导直接在天线之前。
在无线射频传输配置中，连接器1仅包括上文描述的部分10，然后天线108在方向110上发送射频场或在与方向110相对的方向上接收射频场。与有线传输中可以达到的传输距离相比，这种无线链路特别适用于跨相对较短的距离的数据传输。
图3示出了根据一个实施例的板104的更详细的顶视图。
在该实施例中，将芯片118耦合至天线108的传输线包括微带线300和SIW波导302。芯片118被直接焊接至微带线300，并且波导302将线300耦合至天线108。对于本领域技术人员常规来说，微带线300朝向波导302加宽，以实施微带线300和波导302之间的过渡。
波导302包括被限定在PCB板104的两个不同金属水平中的两个金属板。将金属板耦合在一起的两列对齐的过孔302A形成两个平行的壁，这两个壁限定波导302的横向边缘，波导302的上边缘和下边缘由这两个金属板限定。
在该实施例中，传输线包括被集成到波导302的低通滤波器。滤波器是通过将金属板耦合在一起的电感过孔302B形成的。过孔302B被布置在由过孔302A形成的壁之间，并且形成谐振腔体。这种滤波器的实施方式在本领域技术人员的能力范围内。
在该实施例中，天线108是ALTSA天线。然后，天线包括金属板的两个部分108A和108B，部分108A和108B被布置在PCB板104的两个不同的金属水平中，部分108B(通常在图3中未示出)用虚线示出。例如，两个部分108A和108B被限定在与波导302的金属板相同的金属水平中。这些部分108A和108B中的每个部分的宽度在天线108的传输方向110上线性地减小。这种天线的形成在本领域技术人员的能力范围内。
图2A至图2D图示了根据一个实施例的图1A至图1C的连接器1的可移除部分20。更具体地，图2A是连接器1的该部分20的侧视图，图2B是连接器1的可移除部分20的顶视图，图2C是连接器1的部分20的正视图，即，连接器1的部分20的表面201的视图，该表面201旨在与连接器1的部分10的表面101协作(图1A、图1B和图1C)，并且图2D是在图2B的平面DD上截取的横截面图。
连接器1的可移除部分20包括封装件200，该封装件200被配置为与具有圆形横截面的电介质或塑料波导202组装。在图2A至图2D中，封装件200和波导202被示出为被组装至彼此。在该示例中，如图2C所图示的，波导202是专利申请WO 2017191409中描述的类型，并且因此包括PTFE管，例如由品名特氟龙(Teflon)指定的材料制成，被设置有具有两个正交PTFE臂的十字形物，例如由Teflon制成，被布置在管中。
根据一个实施例，封装件200限定或包括腔体204(图1A和1B中的虚线)，该腔体204具有围绕波导202的端部的圆形横截面，例如圆柱形腔体，更确切地，围绕在有线传输配置中旨在被耦合至天线108(图1A、图1B和图1C)的波导202的端部。此处，波导的表达端部(expression end)是指波导202的纵向部分，该纵向部分一直延伸到波导的端部。腔体204的直径大于波导202的(外部)直径，使得围绕波导202的端部，腔体204被填充有空气。
腔体204出现在封装件200的表面201上，即，表面201旨在或被配置为在有线传输配置中与连接器1(图1A、图1B和图1C)的部分10的表面101协作。此外，腔体204与波导202的纵向方向纵向对齐，使得波导202的暴露横截面与天线108相对，并且在有线传输配置中垂直于方向110(图1A和图1B)布置。如图2A至图2D所示，封装件200优选地被配置为使得波导202的端部与表面201齐平，或者相对于表面201稍微凹陷，例如凹陷小于一毫米，优选地凹陷小于一毫米。
腔体204的壁被配置为阻挡射频波。这使得能够在有线传输配置中避免天线108和波导202之间的耦合受到源自连接器1的环境的射频波的干扰。为此，腔体204的壁由被配置为阻挡射频波的材料制成，例如由金属(诸如铝)或金属合金(诸如铝基金属合金)制成。更一般地，被配置为阻挡射频波的这种材料可以是关于图1A至图1C作为示例给出的被配置为阻挡射频波的材料中的一种材料。
作为示例，封装件200完全由被配置为阻挡射频波的这种材料制成，或者由至少在腔体204的壁上涂覆有这种材料的塑料制成。
优选地，腔体204的直径朝向表面201增大。如此后将看到的，这使得能够在有线射频传输配置中减少甚或抑制由连接器1的元件引起的天线108到波导202的耦合的干扰。作为示例，根据一个实施例，腔体204在表面201的侧面上具有倒角206。
封装件200被配置为将波导202固定在适当的位置。
在所图示的实施例中，波导202被布置在腔体204中的波导202的端部的上游的泡沫护套208包围，例如PTFE泡沫，诸如Teflon泡沫。为了将波导202固定在适当的位置，封装件200然后被配置为通过在护套208上施加压力来紧密地环绕涂覆有护套208的波导202的一部分。
作为实施例的示例，如图2A、图2B和图2D所示，在与表面201相对的侧面上，腔体204在具有圆形横截面的腔体210中延伸，例如圆柱形腔体210，其直径小于护套208的外径。因此，当涂覆有护套208的波导202的纵向部分被插入到腔体210中时，封装件200紧密地环绕护套208，并且在护套208上施加压力，这使得能够将波导202固定在封装件200中。如图2A至图2D所示，腔体204和210可以具有相同的直径。此外，在该示例中，腔体204和210的组装形成在正交于表面201的方向上完全穿过封装件200的开口。
在图2A至图2D所图示的示例中，封装件200包括两个部分200A和200B，部分200A和200B被布置在波导202的任一侧上，部分200A或200B被固定或紧固在一起。两个部分200A和200B中的每个部分都限定了腔体204的一部分，并且在该示例中限定了腔体210的一部分。两个部分200A和200B彼此接触，例如在平行于腔体204的纵向方向的接触平面的水平处。两个部分200A和200B在腔体210的水平处紧密地环绕波导202的护套208，这使得能够将波导202机械地固定在封装件200中。
作为示例，封装件200的部分200A和200B通过紧固元件被紧固至彼此，例如螺钉212A和螺母212B的装配件，尽管部分200A与200B也可以被胶合至彼此或通过本领域技术人员已知的任何其他适用的部件被紧固至彼此。
根据一个实施例，如可以在图2C中具体看到的，封装件200(即，在该示例中形成它的部分200A和200B中的每个部分)在螺钉212A穿过封装件200的位置处可以更薄。
在未示出的另一示例中，封装件200可以被一体形成。波导202然后被强制装配到腔体204和210中。
此外，根据一个实施例，在波导202在被布置在腔体204中的端部上游被涂覆有泡沫护套208的情况下，封装件200在腔体204的与表面201相对的侧面上包括用于止动(stop)护套208的设备，使得当波导202的未被涂覆有护套208的端部被布置在腔体204中时，护套208与止动设备接触。
更具体地，根据一个实施例，封装件200包括在腔体204的与表面201相对的侧面上的环214。环214垂直于腔体204的纵向方向布置。然后，环214在与表面201相对的侧面上形成腔体204的底部。在腔体204在腔体210中继续的该示例中，环214被布置在腔体204和210之间的接合处。环214的内径大于护套208的(外部)直径，使得只有未涂覆有护套208的波导202的一部分可以穿过环214，并且护套208邻接环214，特别是如图2D所图示的。
作为示例，环214通过在封装件200中形成的槽或条状物被机械地固定在封装件200中的适当位置，环214的外围被插入其中(图2D)。根据未图示的另一示例，环214对应于封装件200的一部分，环214和封装件200形成一体，例如通过提供封装件的部分200A以包括环214的一部分，并且提供封装件的部分200B以包括环214的另一部分。
作为示例，环214由与封装件相同的材料或与波导202相同的材料制成。
由于波导202的护套208不存在于腔体204中的事实，其中天线108和波导202之间的耦合在有线传输配置中发生，因此不会干扰这种耦合。选择表面201和护套止动设备(例如环214)之间的距离，使得止动设备和护套208不会干扰天线108和波导202之间的耦合，这将在本领域技术人员的能力范围内。
封装件200包括紧固元件216，该紧固元件216被配置为允许将连接器1的部分20可移除地紧固至连接器1的部分10(图1A至图1C)。紧固元件216例如旨在与连接器1的部分10的对应的可移除紧固元件116协作。
在所示示例中，封装件202包括位于表面201的侧面上的磁体216，该磁体216例如与表面201齐平。在未图示的另一示例中，封装件200包括正交于表面201穿过封装件200的孔，以将螺钉插入其中，从而能够将连接器1的两个部分可移除地紧固在一起。实施其他可移除的紧固部件将在本领域技术人员的能力范围内。
当然，在连接器1的部分10和20旨在通过磁体116和216被可移除地附接至彼此的该示例中，每个磁体216都被布置在封装件200中，以与封装件102的对应磁体116协作(图1A至图1C)。
图4A和图4B图示了当连接器1的可移除部分20被可移除地附接至连接器1的部分10时(即，当连接器处于有线传输配置时)的前述连接器。更具体地，图4A是连接器1的侧视图，与图1A和2A的视图相对应，图4B是在图2B的平面DD中截取的横截面图。
尽管这一点先前未被指示，但腔体112在表面101的水平处的直径和腔体204在表面201的水平处的直径优选地基本相等，例如相等。
此外，连接器1的部分10和20(特别是它们相应的紧固元件116和216)在它们被可移除地紧固在一起时被配置为使得它们的表面101和201接触，并且腔体112和204被端对端放置。当它们被端对端放置时，腔体112的纵向方向与腔体204的纵向方向对齐。
换言之，当连接器1的两个部分10和20被可移除地紧固至彼此时，腔体112和204形成具有圆形横截面的气腔，该气腔具有布置在其中的天线108和波导202之间的耦合区域。
由于腔体112和204中的每个腔体都具有阻挡射频波的壁的事实，由端到端放置的腔体112和202形成的腔体也被配置为阻挡源自连接器1外部的射频波，这使得能够不干扰天线108和波导202之间的耦合。
此外，在腔体112、204的直径分别朝向表面101、201增大的实施例中，由端对端放置的腔体112和204的装配件形成的气腔的直径在天线108与波导202的耦合区域的水平处更大。这使得能够限制甚至消除封装件102和200(例如它们相应的腔体112和204的金属壁)对这种耦合的影响。
此外，由于腔体112的纵向方向与天线108的传输方向对齐并且波导204的端部的纵向方向与波导202的端部的纵向方向对齐的事实，因此当连接器1的部分10和20被可移除地附接至彼此时，天线108的传输方向与波导202的端部的纵向方向自对齐，这允许天线108与波导202耦合。
尽管这在图4A和图4B中未示出，但由于板104的边缘优选地相对于连接器1的部分10的表面101稍微凹陷和/或波导202的端部优选地相对于连接件1的部分20的表面201稍微凹陷，因此在板104和波导202的端部之间存在例如小于一毫米的空间。该空间的值可以由本领域技术人员根据天线108和波导202之间的耦合的目标性能来适应。优选地，板104和波导202不接触。
因此，当连接器1的部分20被可移除地附接至连接器1的部分10时，先前关于图1A至图1C、图2A至图2D、图3和图4A至图4B描述的连接器1能够实施有线射频传输，而当连接器1的部分20未被附接至连接器的部分10时，则能够实施无线射频传输，而不需要修改芯片118、板104和封装件102。
具体地，与先前提及的文章“An 18Gbps Polymer Microwave Fiber(PMF)Communication Link in 40nm CMOS”中讨论的连接器相比，连接器1允许无线射频传输。可以相信，从该文章的封装件中移除波导就足以使该连接器与无线传输兼容。然而，该封装件可能会干扰圆锥狭缝耦合器(conical slot coupler)的传输，该圆锥狭缝耦合器不会发送如前述连接器1所能发送的那样强大的场。此外，上述文章的连接器将不允许在某些频带中进行符合现行标准的无线射频传输，诸如例如60-GHz频带，这是由提供有耦合天线108和芯片118的滤波器的连接器1所允许的。也可以认为，移除该文章的波导和连接器的封装件就足以使其与无线传输兼容。然而，连接器的天线增益将没有连接器1的天线增益那么高，这是因为在连接器1中封装件102参与天线108的传输方向性和其增益的增加的事实。
此外，连接器1能够将波导202与封装件200固定在一起，这不是上述文章中描述的连接器的情况，其中波导刚刚被插入到封装中，而不需要能够将波导与待提及的封装紧固在一起的具体设备。
作为示例，本发明人已经形成了一种被配置用于60-GHz射频传输的连接器1。所形成的连接器1符合用于无线传输配置的ETSI EN 305550规范的约束。所形成的连接器1被配置为与波导一起使用，诸如在专利申请WO 2017191409中描述的用于有线传输配置的波导。针对该实施例，例如板104的宽度(在天线108的传输方向110上取)约为16mm，并且长度约为30mm。此外，针对该实施例，天线108是ALTSA天线，其占用的表面积约为10mm*10mm，例如表面积为6.5mm*5.7mm。针对该实施例，本发明人已经观察到，连接器1将导致芯片118和波导202之间的传输系数大于-2.5dB，并且芯片118和它被组装在其上的传输线之间的反射小于-10dB。
各种实施例和变型已被描述。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。
具体地，已经描述了板104的传输线，该传输线包括由SIW波导实施的部分，带通滤波器可以被集成到该SW波导中。可能被设置有带通滤波器的SIW波导的这一部分可以用空气填充衬底集成波导或AFSIW代替，该空气填充衬底集成波导或AFSIW可能被设置有集成到AFSIW波导的带通滤波器。
此外，尽管已经描述了天线108被配置为在平行于板104的方向110上发送的实施例，但是天线108(例如贴片天线)可以被配置为在与板104正交的方向上发送。将以上描述适用于正交于板104发送的天线108将在本领域技术人员的能力范围内，例如通过提供腔体112的纵向方向以正交于板104，然后提供封装件的表面101以作为封装件的上表面。
此外，尽管已经描述和图示了完全穿过封装件102的腔体112，但可以提供腔体112，使其在与表面101相对的侧面上闭合，例如通过提供腔体101以在与表面101相对的侧面上具有圆锥形。
已经描述了封装件200的腔体204在腔体210中继续的实施例，该腔体210旨在接收涂覆有护套208的波导202的一部分，并且用于止动护套208的环214被布置在腔体204和210之间。可以省略腔体210，例如通过提供环214的与腔体204相对的表面以与封装件200的与表面21相对的表面齐平，并且当波导202的不包括护套208的端部被插入到腔体204中并且护套208邻接环214时，提供封装件的该表面以包括在护套208上施加压力的机械设备或垫或钩。
例如，通过修改滤波器的中心频率和/或通过修改天线108的尺寸和形状来修改连接器1的操作频率(即，输送由天线108发送的大部分功率的射频场的频率)也将在本领域技术人员的能力范围内。
此外，上述连接器1不被限于与先前提及的申请WO 2017191409中描述类型的电介质波导或塑料波导一起使用，并且可以与具有圆形横截面的任何类型的电介质射频波导一起使用。
最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变化的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。具体地，根据目标应用(波导202的直径、护套208的直径、天线108的类型、操作频率等)，例如通过使用计算机辅助模拟工具(诸如由品名Ansys HFSS指定的软件)来选择腔体112、204和可能的210的直径将在本领域技术人员的能力范围内。更一般地，根据目标应用来适应封装件102和200的形状和/或尺寸将在本领域技术人员的能力范围内。

Claims (15)

1.一种能够经由圆柱形电介质射频波导(202)机械地配置在无线射频传输和有线射频传输之间的连接器，所述连接器(1)包括：
第一封装件(102)，被组装到印刷电路板(104)，所述印刷电路板(104)被设置有射频天线(108)；以及
第二封装件(200)，被配置为被组装到所述波导(202)，
其中：
所述第二封装件(200)被配置为在有线传输配置中被可移除地组装到所述第一封装件(102)，并且在无线传输配置中与所述第一封装件(102)分开。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中：
所述第一封装件(102)包括第一腔体(112)，所述第一腔体(112)具有围绕所述天线(108)的圆形横截面，所述第一腔体(112)出现在所述第一封装件(102)的第一表面(101)上并且具有由被配置为阻挡射频波的材料制成的壁；
所述第二封装件(200)包括第二腔体(204)，当所述波导被组装到所述第二封装件时，所述第二腔体(204)具有围绕所述波导(202)的端部的圆形横截面，所述第二腔体(204)出现在所述第二封装件(200)的第二表面(201)上并且具有由被配置为阻挡射频波的材料制成的壁；以及
所述第一表面(101)和所述第二表面(201)被配置为接触，并且所述第一腔体(112)和所述第二腔体(204)被配置为在有线传输配置中被端到端放置。
3.根据权利要求2所述的连接器，其中被端到端放置的所述第一腔体(112)和所述第二腔体(204)限定第三腔体，所述天线(108)耦合至所述波导(202)的区域被布置在所述第三腔体中。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中所述第三腔体的直径在所述耦合区域的所述水平处较大。
5.根据权利要求3或4所述的连接器，其中所述第一腔体(112)包括在所述第一表面(101)的侧面上的倒角(114)，并且所述第二腔体(204)包括在所述第二表面(201)的侧面上的对应倒角(206)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的连接器，其中当所述波导和所述第二封装件(200)被组装时，所述第一腔体(112)与所述天线(108)的传输方向(110)纵向对齐，并且所述第二腔体(204)与所述波导(202)的所述端部纵向对齐，当所述第二封装件(200)被可移除地组装到所述第一封装件(102)时，所述第二腔体(204)与所述第一腔体(112)纵向对齐。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的连接器，其中所述波导(202)用在所述端部的上游的泡沫护套(208)包围，所述第二封装件(200)被配置为当所述波导(202)和所述第二封装件(200)被组装时，紧密地环绕所述波导(202)的所述护套(208)，同时在所述护套(208)上施加压力，所述波导(202)的所述端部在所述第二腔体(204)中不包括护套(208)。
8.根据权利要求7所述的连接器，其中在所述第二腔体(204)的与所述第二表面(201)相对的侧面上，所述第二封装件(200)包括环(214)，所述环(214)具有大于所述波导(202)的直径并且小于所述护套(208)的直径的内径，所述第二封装件(200)被配置为使得当所述波导(202)和所述第二封装件(200)被组装时，所述护套(208)邻接所述环(214)。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的连接器，其中所述第二封装件(200)被配置为使得当所述波导(202)和所述第二封装件(200)被组装时，所述波导(202)的所述端部与所述第二表面(201)齐平，或者相对于所述第二表面(201)凹陷小于1毫米。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的连接器，其中所述第二封装件(200)包括紧固至彼此的两个部分(200A、200B)，所述两个部分中的每个部分限定所述第二腔体(210)的一部分，所述两个部分(200A、200b)之间的接触平面平行于所述第二腔体的纵向方向。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的连接器，其中所述天线(108)被完全布置在所述第一腔体(112)的内部。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的连接器，其中被配置为接收所述天线的射频信号和/或向所述天线(108)递送射频信号的集成电路芯片(118)旨在被组装在所述印刷电路板(104)上，并且所述印刷电路板(104)的射频传输线被配置为将组装在所述板(104)上的所述芯片(118)耦合至所述天线(108)。
13.根据权利要求12所述的连接器，其中所述传输线包括将所述芯片(118)耦合至所述天线(108)的带通射频滤波器，所述滤波器优选地是被集成到所述印刷电路板的所述衬底的滤波器或者被集成到所述集成电路板的所述衬底的用空气填充的滤波器。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的连接器，其中所述第一封装件(102)和第二封装件(200)被配置为阻挡射频波，所述第一封装件和所述第二封装件例如由诸如铝的金属制成，由诸如包括铝的金属合金的金属合金制成，由涂覆有诸如铝的金属的塑料制成，或者由涂覆有诸如包括铝的金属合金的金属合金的塑料制成。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的连接器，被配置用于60GHz的射频传输。
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