CN118117275A - 介电波导 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于传输电磁信号的介电波导(WL)，所述介电波导(WL)包括：第一导体区域(LB1)；以及第二导体区域(LB2)，其中第一导体区域和第二导体区域沿着波导的纵向轴线(LA)延伸，其中第一导体区域由第一热塑性材料(THM1)形成，以及第二导体区域由第二热塑性材料(THM2)形成，并且其中第一热塑性材料具有比第二热塑性材料更高的有效介电常数。

Description

介电波导

技术领域

本发明涉及一种介电波导，所述介电波导包括至少两个导体区域，其中两个导体区域由热塑性材料构造。

背景技术

介电波导是用于传输电磁波的导体。除了同轴导线和金属中空导体之外存在所述介电波导。

同轴导线由金属内导体和同心地设置的金属外导体构成。所述金属内导体和金属外导体通过同样同心地设置的电介质彼此隔开，其中有效信号功率经由电介质传输。金属内导体和金属外导体的表面用作为用于引导电磁波的边界。同轴线缆适用于传输直至高达几GHz的频率范围的宽带信号。同轴线缆不适于更高的频率范围。

中空导体由典型地矩形的、圆形的或椭圆形的金属罩壳构成，所述金属罩壳包围用于波传播的空腔。金属罩壳的尺寸与要传输的电磁信号的频率范围相协调，使得在导体的空气填充的中空内部空间中可以构成行波。存在用于在几GHz直至几千GHz之间的频率范围的中空导体，然而有效信号的相应的可传输的带宽强烈受限。

与此相反，介电波导完全可以在没有导电材料的情况下构造。电磁波的引导仅通过改变所使用的材料垂直于传播方向的介电导电性(＝介电常数，ε)来限定。利用仅介电材料，可以构造特别低衰减的波导，因为通过舍弃导电材料避免欧姆导通损耗。尤其地，对于在千兆频率范围、太兆频率范围或光频率范围内的高频应用，由此减少在金属波导中随着信号频率强烈增加的信号损耗。

与此相对地，介电波导中的损耗主要通过所使用的材料的介电损耗因子限定。

1GHz至100GHz的频率范围对于宽带数据通信非常有益，因为在所述范围内，大带宽的和广泛供应的技术成熟的电子发送器和接收器用于数据传输。

然而，迄今为止对于所述频率范围缺乏稳固可用的、低损耗的、易于制造的和可成本有利地制造的波导。在此，尤其存在如下挑战：将介电材料与足够低的介电损耗相结合，使得实现在径向方向上的介电导电性的改变，并且同时满足相应的应用的机械要求，例如关于波导的紧固或稳定性的机械要求。

介电波导在医疗技术中的一个具体的应用领域在于计算机断层扫描仪的转子与定子之间的双向的数据通信。尤其在转子→定子的方向上，为了传输X射线探测器数据需要直至100Gbit/s和更多的带宽。为此，迄今为止使用滑动触点，或借助于同轴的或电容式的导体结构实现用于信号传输的耦合。

为了也能够经由传输段传输较高的频谱，介电波导原则上是非常好地适合的。但是，迄今为止缺乏将介电波导低损耗地和有利地尤其机械地紧固在计算机断层扫描仪的转子上，而不损害旋转部件与固定部件之间的耦合特性的解决方案。因此，介电波导在计算机断层扫描仪的转子上的机械连接必须是特别稳定和鲁棒的，因为转子在运行中每秒旋转多次，并且附件必须承受具有数倍的重力加速度的对应的离心力。

目前在生产介电波导方面存在以下挑战：

每种电介质原则上适合作为波导，其中在介电损耗因子方面存在很大差异。气体或真空具有有利地低的介电损耗因子，但是在没有对应的隔层的情况下很难成形或机械紧固。因此，技术相关的介电材料尤其是塑料和陶瓷。塑料在此是特别成本有利的，并且可以简单地借助于多种已创建的工业方法来成形。对于波导的生产，以下塑料是特别有益的，因为其特征在于足够低的介电损耗：聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)。然而，所述塑料的介电常数非常相似，使得借助所述材料本身不能实现介电常数在导体的径向方向上的对于有效的信号导通足够强的改变。

已知的是，通过将具有不同的介电常数的多种物质/材料组合来改变结构的有效介电常数。尤其地，通过封入气体或真空，例如通过制造塑料泡沫，可以有针对性地降低介电常数。这种泡沫的已知示例是发泡聚苯乙烯(EPS)，也称为泡沫聚苯乙烯(Styropor)。也可以由其他塑料制造泡沫，例如发泡聚丙烯(EPP)或发泡聚乙烯(EPE)。

然而，上述塑料仅能够困难地材料配合地相互连接。粘接带来粘接剂本身引起高介电损耗以及粘接剂层使波导的衰减特性变差的问题。相反，上述材料、尤其相同塑料的热塑性连接是良好地可行的。机械的形状配合一般是可行的，但是受到波导的造型的限制，并且在生产上是复杂的。

发明内容

与此对应地，本发明的目的是提供一种易于制造的和可成本有利地制造的介电波导，所述介电波导还设计用于强的机械负荷。本发明的目的也在于提供一种具有在其运行位置中在机械连接方面改进的特性的介电波导。

所述目的通过根据本发明的介电波导、包括介电波导的传输段和用于介电波导的制造方法来实现。优选的和/或替选的、有利的设计变型方案在本发明中给出。

下面，所述目的的根据本发明的解决方案关于要求保护的方法以及关于要求保护的设备来描述。在此提到的特征、优点或替选的实施方式同样能够转用于其它要求保护的主题，并且反之亦然。换言之，结合根据本发明的方法阐述的特征也可以借助结合设备中的一个设备描述的或要求保护的特征来改进。所述方法的对应的功能特征在此尤其可以通过对应的实体模块或单元构成。

因此，本发明基于一种用于传输电磁信号的介电波导。介电波导包括：

-第一导体区域；以及

-至少一个第二导体区域。

第一导体区域和第二导体区域分别沿着波导的纵向轴线延伸。不仅第一导体区域而且第二导体区域由第一热塑性材料或第二热塑性材料形成。第一热塑性材料在此具有比第二热塑性材料更高的有效介电常数。

根据本发明，导体区域描述介电波导的参与电磁信号的传递的部分或子区域。换言之，电磁波至少部分地在导体区域中传播，或至少部分地经由导体区域散播。根据本发明，介电波导因此包括至少两个热塑性导体区域，其中在本发明的实施方案中，两个导体区域沿着波导的长度延展延伸。尤其地，导体区域在波导的整个长度上延伸。在实施方案中，可以在导体区域中设有中断部，例如以便在所述部位处安置紧固装置、耦合输入部位等。在形成中断部的区域中可以设置有空气，使得波传播不受影响或仅轻微地受影响。纵向轴线或长度延展在此描述信号传播方向。介电波导的长度延展在此明显大于波导的或导体区域之一的横向延展。

在本发明的实施方案中设有多于两个热塑性导体区域。尤其地，可以通过环境空气、周围的气体或真空形成其他导体区域。

因此，介电波导周围的空气、气体或真空也同样可以有助于电磁信号的传输，并且就其而言可以理解为介电波导的第三导体区域或另外的导体区域。

根据本发明的介电波导的特征在于，第一导体区域和第二导体区域直接彼此邻接。因此，两个导体区域彼此连接。在此可以提出形状配合的连接或材料配合的连接。所述方式的连接由于舍弃用于连接的添加剂而关于在电磁波从一个导体区域传输至另一导体区域时的信号损耗是特别有利的。换言之，通过两个导体区域的材料配合的或形状配合的连接，可以有利地减少界面处的信号衰减。

同样，在实施方案中，第一导体区域和第二导体区域也分别直接邻接于通过环境空气形成的第三导体区域。

如开始所提及的，第一导体区域和第二导体区域的有效介电常数彼此不同，以便实现有效的信号传播。为此，在本发明的一个优选的实施方案中，第二热塑性材料构成为泡沫。泡沫典型地通过将空气、气体或真空引入到热塑性塑料中而形成。经由引入气态介质，可以相对于第一热塑性材料设定、尤其降低第二热塑性材料的有效介电常数。所引入的气体的体积份额越高，第二热塑性材料的有效磁导率就越低。

第二热塑性材料特别优选地构成为第一热塑性材料的泡沫。换言之，第二导体区域优选地由第一导体区域的发泡的第一热塑性材料构成。这样，第一导体区域和第二导体区域可以特别容易地彼此连接，如在下文中仍详细描述的那样。这在介电波导的可循环利用方面也具有优点，因为第一热塑性材料和第二热塑性材料在用于重复使用的准备之前不必耗费地彼此分离。

特别优选地，第一导体区域和第二导体区域分别构成有横向于波传播方向即横向于波导的纵向延展四边形的横截面。在此，四边形的横截面例如可以以平行四边形尤其正方形、菱形或矩形的形状构成或构成为梯形。借助导体区域的横截面的四边形构成方案，有利地确定或限定导体区域中的电磁波的偏振，使得实现受控的波传播。

在实施方案中，第一导体区域在此至少在沿着传播方向伸展的外侧处与第二导体区域连接。这意味着，第一导体区域的至少一个外侧和第二导体区域的外侧彼此贴靠或彼此连接。换言之，在本发明的实施方案中，第一导体区域和第二导体区域彼此并排或位于彼此上。在本发明的其他实施方案中，第一导体区域和第二导体区域以及可能其他导体区域围绕介电波导的共同的纵向轴线同心地设置。因此，第一导体区域在此完全由第二导体区域围绕或护套式地包围。

在其他实施方案中，第一导体区域和第二导体区域以及可能其他导体区域替选地也可以圆形地或环状地构成，并且围绕介电波导的共同的纵向轴线同心地设置。在所述实施方案中，介电波导具有横向于传播方向圆的或环形的横截面。第一导体区域也在此关于其侧表面完全由第二导体区域包围。

在本发明的实施方案中，第一导体区域的和第二导体区域的横向于传播方向的基面具有相同的基本形状。换言之，第一导体区域与第二导体区域之间的由两个相邻的外面围成的角度或相邻外侧的长度比相同地构成。例如，两个导体区域可以以相同的边长比方形地或矩形地构成。

尤其地，在具有四边形的和在传播方向上并排地设置的第一导体区域和第二导体区域的实施方案中，根据本发明有利的是，第二导体区域横向于传播方向的尺寸设计得比第一导体区域更大。在所述实施方案中，第二导体区域当作用于第一导体区域的承载件。换言之，将第一导体区域施加到第二导体区域上，以制造介电波导。另一方面，在充分的尺寸设计的情况下，第一导体区域也可以用于连接或固定介电波导。例如，第二导体区域可以具有模制的保持元件，例如沿着波导的纵向轴线伸展的槽或榫，借助于所述保持元件，可以将介电波导固定在对应的配对结构上。尤其地，保持元件也可以由第二热塑性材料构成，特别优选地由发泡的热塑性塑料构成。

介电波导的优选的实施方案包括第一导体区域和第二导体区域，其中横向于传播方向伸展的基面具有在1:7和1:13之间的、特别优选地1:10的边长比(分别涉及第一导体区域和第二导体区域的边长)。发明人在此已经认识到，导体区域的所述尺寸在波导的足够的稳定性方面和波传播性能方面是良好的折衷。

在介电波导的一个优选的实施方案中，第一导体区域具有在0.2mm至10mm之间的范围内的横向于传播方向的延展。

在此，第二导体区域例如具有在0.2cm至5cm的范围内的横向于传播方向的延展。根据本发明，所述尺寸特别适合于在计算机断层扫描仪的转子中使用。

为了能够在生产介电波导时使用有利的和易于商业购得的材料，在本发明的优选的实施方案中，第一热塑性材料和/或第二热塑性材料由呈聚合物或其共聚物形式的以下材料列表中的至少一种材料构造：聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯。

换言之，在一个优选的实施方案中，不仅第一热塑性材料而且第二热塑性材料由所提及的材料中的仅一种材料构造。因此，在一个优选的实施方案中，第一热塑性材料和第二热塑性材料由同一种塑料构造，例如一次作为实心塑料以及一次作为泡沫。尤其在所述实施方案中，第一导体区域和第二导体区域可以特别简单地接合。例如，不仅第一导体区域而且第二导体区域可以由聚苯乙烯或聚丙烯形成。

也称为介电导电性或介电性的介电常数说明材料的通过电场引起的偏振能力。在此，可以在有效介电常数和相对介电常数之间进行区分。相对介电常数描述对于特定物质特定的偏振能力，而有效介电常数代表由不同的物质构成的材料的偏振能力。在此，有效介电常数从组成的材料的各个组成部分的相对介电常数中得出以及通过所包含的物质的体积份额来确定。对于仅包括一种物质的材料，得出有效介电常数作为物质的相对介电常数。

如果第一热塑性材料和第二热塑性材料的有效介电常数具有在1:2和1:10之间的比，则可实现特别好的低损耗的信号传输。因为介电常数的值可以随着要传输的信号的频率改变，所以介电常数比应适用于50GHz至100GHz的频率范围，尤其地适用于频率范围。在此，第二热塑性材料优选地具有低于1.1的有效介电常数。借此，第二热塑性材料的有效介电常数非常接近空气或真空的有效介电常数。那么，第一热塑性材料的有效介电常数优选地处于2至2.5的范围内。这尤其在第一热塑性材料构成为上文中已经提及的材料中的一种材料时给出。

在实施方案中，根据本发明的介电波导的特征在于，第一热塑性材料借助于以下方法中的一种方法处理，以成形第一导体区域：3D打印、注塑成型、浇注、焊接，例如高频焊接、超声波焊接、激光焊接。在一个特别优选的实施方案中，第一热塑性材料通过上述方法中的一种方法施加到第二热塑性材料上。

在本发明的范围内，将第一热塑性材料施加到第二导体区域上应理解为第一热塑性材料与第二热塑性材料的连接。

也称为增材制造(英文：Additive Manufacturing，AM)或创成式制造的3D打印包括如下所有生产方法，其中将材料逐层地涂覆以形成三维物体。逐层构造利用一种或多种液态的或固态的材料根据预设的尺寸和形状来进行，其中进行物理的或化学的硬化或熔融过程以加固每个单独的层。尤其地，根据本发明，第一导体区域的第一热塑性材料可以打印到第二导体区域上。在所述实施方案中，第二导体区域形成用于打印过程的基底。第一导体区域与第二导体区域之间的连接在此通过熔融来实现。

注塑或注塑成型理解为如下成型方法，其中主要呈塑料形式的材料被液化并且在压力下被注入到模具即注塑模中。通过冷却或交联反应，具有新造型的材料再次过渡到固态中。与此相对地，在注塑时，液化的塑料在没有压力的情况被浇注到模具中并且在模具中硬化。对于所述两个实施方案共同的是，注塑模可以总是至少局部地通过包括第二热塑性材料的第一导体区域形成，或者可以包括所述第一导体区域。在此，第一导体区域与第二导体区域之间的连接也通过熔融来实现。

在焊接时，在塑料中至少在某些区域或局部地借助于高频辐射、超声波或激光引起高的能量输入，所述高的能量输入引起第一热塑性材料的加热或熔融。如果在第一导体区域与第二导体区域的界面处将能量输入到第一热塑性材料中，则在界面处的导体区域在此也被熔融。

在本发明的实施方案中，介电波导的特征可以在于，第一导体区域首先通过如下方法中的一种方法产生或成形并且随后借助于焊接施加到第二导体区域上：3D打印、浇注或注塑成型。

在本发明的一个替选的设计方案中，介电波导的特征在于，在第二热塑性材料的发泡期间，使第一热塑性材料置于所述第二热塑性材料的泡沫处或所述第二热塑性材料的泡沫中。第二热塑性材料的发泡可以通过如下方式进行，即向液化的热塑性塑料添加物理的或化学的发泡剂。物理的发泡剂由温度引起地蒸发，而化学的发泡剂通过分解释放出气体，典型地是氮气。在液态的热塑性塑料中形成有气体夹杂。在所述状态下进行冷却和固化。无论已经在发泡情况下还是首先在固化情况下，典型地预成形的第一导体区域置于所产生的泡沫的空间附近，以便如此将两个导体区域彼此连接。

本发明进一步基于一种用于借助于电磁耦合将电磁信号从产生数据的仪器的第一仪器部件无接触地传输给所述仪器的第二仪器部件的传输段。所述传输段在第一仪器部件和/或第二仪器部件处包括开始描述的类型的至少一个、优选地多个根据本发明的介电波导。

产生数据的仪器应理解为以电子的方式产生数据的仪器。尤其地，数据的产生通过仪器的环境的物理测量和/或交互过程或与仪器的环境的物理测量和/或交互过程进行。优选地，测量或交互在此通过第一仪器部件和第二仪器部件上的另一数据处理装置进行。在实施方案中，产生数据的仪器的第一仪器部件和第二仪器部件可以在运行中相对于彼此实施相对运动，例如在产生数据的仪器的运行中，第二仪器部件可以符合规定地关于其环境固定，而第一仪器部件相对于第二仪器部件运动，从而也以相同的方式相对于环境运动。

就其而言，在一个优选的实施方案中，产生数据的仪器是计算机断层扫描仪，以及第一仪器部件是计算机断层扫描仪的转子，并且第二仪器部件是计算机断层扫描仪的定子。

术语“传输段”应包括包含至少两个部件的设备，其中在第一仪器部件上和第二仪器部件上分别设置有所述设备的至少一个部件，并且所述设备配置用于能够实现经由物理过程将数据从第一仪器部件传输给第二仪器部件。

电磁耦合包括基本上基于电磁过程的任何耦合。就此而言，根据本发明的介电波导形成安置在仪器部件之一处的耦合器，所述耦合器配置用于经由与相应另外的仪器部件的在物理上相同类型的另一耦合器的电磁耦合在足够小的间距的情况下建立用于传输电磁信号的连接。在所述上下文中，耦合强度尤其应理解为在耦合器之间的作为耦合的基础的电磁相互作用的强度，所述强度又表现为借助于涉及的耦合从起到发送器作用的耦合器传输至起到接收器作用的耦合器的信号的强度。

对于用于无接触地传输至少一个电磁信号的电磁耦合需要足够小的间距。因此，耦合优选地经由第一耦合器与第二耦合器之间的间距尺寸来进行，所述间距尺寸比产生数据的仪器的尺寸小几个数量级。根据频率，所述间距处于0.1mm至几厘米的范围内。

在本发明的实施方案中，传输段配置用于对于在10GHz至500GHz的频率范围，优选地对于在50GHz至70GHz的频率范围，尤其对于大约60GHz的频率范围，优化地低损耗地传输电磁信号。借此，根据本发明的传输段配置用于，即使对于带有光子计数的X射线辐射探测器的计算机断层扫描仪也实现特别快速的、无接触的和无损耗的数据传输。

在另一方面，本发明也涉及一种用于制造介电波导的方法。所述方法包括一系列步骤。然而，步骤的顺序并不通过其列举的顺序确定。尤其地，在本发明的实施方案中，步骤可以在时间上并行地或彼此交错地实施。

第一步骤针对由第一热塑性材料成形第一导体区域。第二步骤涉及由第二热塑性材料成形第二导体区域。

在第三步骤中，将第一导体区域和第二导体区域接合在一起，其方式为，至少在沿着传播方向伸展的外侧处将第一导体区域与第二导体区域连接。

如开始参照根据本发明的介电波导已经提及的，成形波导的步骤尤其可以借助于本身已知的3D打印、注塑成型和/或浇注的方法来进行。成形的步骤可以同时包括接合的步骤，例如当在浇注方法或注塑成型方法中相应另外的导体区域设置在铸模中或者至少局部地构成所述铸模时。在实施方案中，成形导体区域之一可以包括热塑性材料的发泡。

在本发明的实施方案中，将两个导体区域接合在一起的步骤可以包括焊接，例如激光焊接或超声波焊接。在所述步骤的一个替选的设计方案中，两个导体区域的接合可以包括热塑性材料的发泡，以用于成形导体区域之一，其中在发泡时同时接合到另一导体区域处，其方式为，使所述另一导体区域至少部分地一同置于泡沫中。

附图说明

本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现所述特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述变得可更加清晰地和更加清楚地理解，所述实施例结合附图详细阐述。本发明不因所述描述而局限于所述实施例。在不同的附图中，相同的部件设有相同的附图标记。附图通常是不符合比例的。附图示出：

图1示出一个实施例中的介电波导的立体视图，

图2示出另一实施例中的介电波导的立体视图，

图3示出一个实施例中的根据本发明的用于制造介电波导的方法的视图，以及

图4示出一个实施例中的包括根据本发明的传输段的产生数据的仪器的示意图。

具体实施方式

图1示出本发明的一个实施例中的介电波导WL的立体视图。波导WL用于传输电磁信号，所述波导WL优选地用于在产生数据的仪器的多个仪器部件之间传输信号，其中电磁信号从一个波导(部件)耦合输入到另一波导(部件)上。介电波导完全舍弃金属部件，从而也不经受金属导体的欧姆导通损耗。

波导WL包括至少一个第一导体区域LB1和第二导体区域LB2。尤其地，环境空气可以构成第三导体区域，所述第三导体区域同样参与信号传播。第一导体区域LB1、第二导体区域LB2均沿着波导WL的纵向轴线LA延伸。波导的纵向轴线LA同时也描述波导的波传播方向AR，即如下方向，电磁波沿所述方向通过波导传播。两个导体区域在波导的整个长度上延伸。第一导体区域LB1由第一热塑性材料THM1形成，以及第二导体区域LB2由第二热塑性材料THM2形成。第一热塑性材料在此选择成，使得其具有比第二热塑性材料更高的有效介电常数。

在图1中，第二热塑性材料THM2构成为第一热塑性材料THM1的泡沫S。因此，在所述情况下，仅将一种初始材料，例如聚苯乙烯，应用于两个导体区域。这不仅便于在制造时的采购，而且在波导的可再利用性方面改进波导。替选于此，第一热塑性材料和第二热塑性材料也可以彼此不同。

波导WL的导体区域LB1、LB2具有四边形横截面，即横向于波传播方向AR。在图中对于两个导体区域图解说明方形横截面，而在同样示出另一实施例中的介电波导WL的立体视图的图2中示出两个导体区域的梯形横截面形状。导体区域的其他横截面形状当然同样是可设想的并且在本发明的含义中。尤其地，两个导体区域也不必具有相对应的横截面形状，而是所述两个导体区域可以彼此不同地构成。

当前，第一导体区域LB1和第二导体区域LB2至少在沿着波传播方向(AR)伸展的外侧AS1、AS2处彼此连接。在此，所述连接是材料配合地构成的。

在图1和图2的两个变型方案中，第二导体区域LB2的横截面在面积方面大于第一导体区域LB1的横截面。一方面，这可以实现波导的更稳定的、更鲁棒的构成方案，所述波导例如在计算机断层扫描仪的转子6中必须承受强的、旋转引起的力。另一方面，第二导体区域的更大的横截面也为保持元件HE的集成提供空间，借助所述保持元件可以将介电波导紧固在承载结构例如转子6上。如在图1中可看出，在成形第二导体区域LB2时，可以直接一起形成呈固定槽形式的保持元件HE。然后，经由固定槽可以简单地通过插接或卡接来安装介电波导。这总体上减少用于安装波导所需的构件并且减少安装耗费。替选于此，在成形第二导体区域时，可以一起引入或一起成形用于紧固元件的呈螺纹套管、通孔或其他容纳部形式的保持元件HE，如在图2中进一步图解说明。保持元件HE的其他设计方案同样是可设想的并且在本发明的意义中。

在一个示例性的实施变型方案中，第一导体区域LB1构成有0.5mm、1mm、2mm或4mm的横向于波传播方向AR的延展。在此，第二导体区域LB2构成有0.5cm、1cm、2cm、2.5cm或3cm的横向于波传播方向的延展。

如开始已经提及的，第一热塑性材料THM1的有效介电常数大于第二热塑性材料THM2的有效介电常数。因此，第一导体区域LB1比第二导体区域LB2更好地传导信号。当前，第一导体区域的有效介电常数的值为2，而第二导体区域的有效介电常数大约为值1。

为了实现用于第一导体区域LB1的所描述的介电常数值，以下材料尤其适合作为第一热塑性材料：聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯。所述材料的特征均在于容易的可加工性和可成形性。

在图1和图2中示出的介电波导WL的特征还在于其生产方法。也就是说，在成形第一导体区域LB1时，第一热塑性材料THM1借助于以下接合方法中的一种接合方法成形，并且尤其也借助于这种方法施加到第二热塑性材料THM2上，即与所述第二热塑性材料THM2连接：3D打印、注塑成型、浇注、焊接，例如高频焊接、超声波焊接、激光焊接。在本发明的未示出的实施方案中，第二导体区域LB2也可以通过上述方法中的一种方法制造。替选地或附加地，波导的特征可以在于，在第二热塑性材料THM2的发泡期间，使第一热塑性材料THM1置于所述第二热塑性材料THM2的泡沫处或所述第二热塑性材料THM2的泡沫中。图2对应地示出，第一导体区域LB1在其外侧AS1处略微伸入到第二导体区域LB2的外侧AS2中。因此，第二导体区域LB2的泡沫S在此也在第一导体区域LB1的在示图中从下向上伸展的外侧处略微向上延伸。就此而言，在图2中示出的实施方案中，两个导体区域之间的连接形状配合地实施。

对于关于制造介电波导WL的其他细节也参照关于图3的实施方案。

图3示出一个实施例中的根据本发明的用于制造介电波导WL的方法的视图。在第一步骤S01中，由第一热塑性材料THM1成形第一导体区域LB1。在第二步骤S02中，由第二热塑性材料THM2成形第二导体区域LB2。在第三步骤S03中，将第一导体区域和第二导体区域接合在一起，其方式为，在沿着波传播方向AR伸展的外侧AS1、AS2处将第一导体区域与第二导体区域LB2连接。步骤S01和步骤S02优选地包括热塑成形方法，如注塑成型或浇注。替选于此，可以应用3D打印方法。两个导体区域LB1、LB2中的至少一个导体区域也可以通过如下方式形成，即其借助于由热塑性材料的发泡形成。步骤S01和步骤S02用于将第一导体区域LB1或第二导体区域LB2置于期望的形状，尤其四边形的基本形状。

步骤S03用于将两个导体区域彼此连接。连接在此形状配合地或材料配合地构成。在此，材料配合的连接在简化的生产方面是优选的。步骤S03同样可以包括热塑性材料的发泡。在此，通过发泡首先成形的导体区域在其成形时也通过如下方式同时接合到另一导体区域处，即其至少部分地置于泡沫中。

就其而言，步骤S01、步骤S02和步骤S03被视为独立的方法步骤，然而根据实施方案，所述方法步骤可以彼此并行地、彼此组合地或彼此交错地实施。

图4在横截面中示出一个实施例中的包括根据本发明的传输段的产生数据的仪器1的示意图。产生数据的仪器1构成为计算机断层扫描仪。该仪器包括第一仪器部件4和第二仪器部件8，所述第一仪器部件4通过可旋转地支承的、形成计算机断层扫描仪的台架的转子6形成；所述第二仪器部件8通过包括用于转子6的保持框架的定子10形成。在计算机断层扫描仪运行时，转子6围绕关于保持框架10固定的轴线12实施旋转运动。同样属于产生数据的仪器1的检查床14在此设置成，使得患者尽可能处于轴线12上。在台架中，尤其转子6中，设置有用于医学成像的部件，例如X射线源和X射线探测器。这些在图4中未详细示出。例如，借助于X射线发生器生成的图像数据，但还有控制数据等，现在经由设置在转子6和定子10处的传输段/>来传输。然后，图像数据可以转换成电磁信号的形式，并且例如转发给未详细示出的图像处理单元并且通过所述图像处理单元进一步处理。定子10具有传输段/>的第一传输单元或第一耦合器，而转子6具有传输段/>的第二传输单元或第二耦合器。当前，所述传输单元分别通过例如在图1或图2中示出的介电波导形成或包括所述介电波导。两个传输单元的信号传输或耦合无接触地进行。

借助于介电波导形成的传输单元设计用于，优选地在10GHz至500GHz的频率范围内，特别优选地在大约60GHz的范围内，以高带宽低损耗地传输电磁信号。

尽管已经通过优选的实施例详细说明和描述了本发明的细节，但是本发明并不受所述实施例限制。能够由本领域技术人员从中推导出其他变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于传输电磁信号的介电波导(WL)，所述介电波导(WL)包括：

-第一导体区域(LB1)；以及

-第二导体区域(LB2)，

其中所述第一导体区域和所述第二导体区域沿着所述波导的纵向轴线(LA)延伸，

其中所述第一导体区域由第一热塑性材料(THM1)形成，以及所述第二导体区域由第二热塑性材料(THM2)形成，并且

其中所述第一热塑性材料具有比所述第二热塑性材料更高的有效介电常数。

2.一种介电波导(WL)，其中所述第二热塑性材料(THM2)构成为所述第一热塑性材料(THM1)的泡沫(S)。

3.一种介电波导(WL)，其中所述第一和第二导体区域(LB1，LB2)具有横向于波传播方向(AR)四边形的横截面。

4.一种介电波导(WL)，其中所述第一导体区域(LB1)至少在沿着所述波传播方向(AR)伸展的外侧(AS1，AS2)处与所述第二导体区域(LB2)连接。

5.一种介电波导(WL)，其中所述第二导体区域(LB2)横向于所述波传播方向(AR)的尺寸设计得比所述第一导体区域(LB1)的更大。

6.一种介电波导(WL)，其中所述第一导体区域(LB1)具有在0.2mm至10mm之间的范围内的横向于所述波传播方向(AR)的延展。

7.一种介电波导(WL)，其中所述第二导体区域(LB2)具有在0.5cm至5cm的范围内的横向于所述波传播方向(AR)的延展。

8.一种介电波导(WL)，其中所述第一热塑性材料(THM1)的介电常数和所述第二热塑性材料(THM2)的介电常数具有在1:2和1:10之间的比。

9.一种介电波导(WL)，其中所述第一和/或第二热塑性材料(THM1，THM2)是呈聚合物、聚合物的共聚物或变体的形式的以下材料列表中的至少一种材料：聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯。

10.一种介电波导(WL)，其中所述第一热塑性材料(THM1)借助于以下接合方法中的一种接合方法施加到所述第二热塑性材料(THM2)上，以成形所述第一导体区域(LB1)：3D打印、注塑成型、浇注、焊接，例如高频焊接、超声波焊接、激光焊接。

11.一种介电波导(WL)，其中在所述第二热塑性材料(THM2)的发泡期间，所述第一热塑性材料(THM1)置于所述第二热塑性材料(THM2)的泡沫处或所述第二热塑性材料(THM2)的泡沫中。

12.一种用于借助于电磁耦合将电磁信号从产生数据的仪器(1)的第一仪器部件(4)无接触地传输给所述仪器的第二仪器部件(8)的传输段所述传输段/>在所述第一和/或第二仪器部件处包括根据权利要求1至11中任一项所述的介电波导(WL)。

13.根据权利要求12所述的传输段其中所述仪器(1)是计算机断层扫描仪，以及所述第一仪器部件(4)是所述计算机断层扫描仪的转子(6)，并且所述第二仪器部件(8)是所述计算机断层扫描仪的定子(10)。

14.根据权利要求12或13所述的传输段所述传输段/>构成用于低损耗地传输在10GHz至500GHz(尤其大约60GHz)的频率范围内的电磁信号。

15.一种用于制造介电波导(WL)的方法，所述方法包括如下步骤：

-由第一热塑性材料(THM1)成形(S01)第一导体区域(LB1)，

-由第二热塑性材料(THM2)成形(S02)第二导体区域(LB2)，

-将所述第一导体区域和所述第二导体区域接合在一起(S03)，其方式为，在沿着波传播方向(AR)伸展的外侧(AS)处将所述第一导体区域与所述第二导体区域(LB2)连接。