KR20170113295A - 전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관 및 이를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치 - Google Patents

전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관 및 이를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관 및 이를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 전자기파 신호 전송을 위한 도파관(waveguide)으로서, 유전체부, 및 상기 유전체부의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부를 포함하고, 상기 유전체부를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송되고, 상기 전도체부를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호가 전송되는 도파관이 제공된다.

Description

전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관 및 이를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치{WAVEGUIDE FOR TRANSMITTING ELECTROMAGNETIC SIGNALS AND APPARATUS FOR CHIP-TO-CHIP INTERFACE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관 및 이를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치에 관한 것이다.
데이터 트래픽이 급격하게 증가함에 따라, 집적 회로(IC)를 연결하는 입력/출력 버스(I/O bus)의 데이터 송수신 속도도 빠르게 증가하고 있다. 지난 수십 년 동안, 비용 효율성 및 전력 효율성이 우수한 전도체 기반의 인터커넥트(interconnect)(예를 들면, 구리선 등)가 유선 통신 시스템에서 널리 적용되어 왔다. 하지만, 전도체 기반의 인터커넥트는, 전자기 유도에 기한 표피 효과(skin effect)로 인하여, 채널 대역폭(channel bandwidth)에 근본적인 한계를 가지고 있다.
한편, 전도체 기반의 인터커넥트에 대한 대안으로서, 데이터 송수신 속도가 빠른 광(optical) 기반의 인터커넥트가 소개되어 널리 사용되고 있지만, 광 기반의 인터커넥트는 설치 및 유지보수 비용이 매우 크기 때문에 전도체 기반의 인터커넥트를 완벽하게 대체하기 어렵다는 한계가 존재한다.
최근에는, 코어 형태의 유전체(dielectric)부와 유전체부를 둘러싸는 얇은 클래딩(cladding) 형태의 전도체부로 구성되는 새로운 인터커넥트가 소개된 바 있다. 이러한 새로운 인터커넥트(일명, 이-튜브(E-TUBE))는 금속과 유전체의 장점을 모두 가지고 있는 인터커넥트로서, 비용 및 전력 측면에서의 효율성이 높고 짧은 범위에서 빠른 속도의 데이터 통신을 가능하게 하는 장점을 가지고 있어서, 칩-대-칩(chip-to-chip) 통신에 활용될 수 있는 인터커넥트로서 각광을 받고 있다.
이에, 본 발명자는, 이-튜브를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치에 있어서 하나의 도파관을 이용하여 다양한 주파수 대역의 전자기파 신호를 효과적으로 전송할 수 있는 기술을 제안하는 바이다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 유전체부, 및 유전체부의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부를 포함하고, 위의 유전체부를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송되고, 전도체부를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호가 전송되는 도파관을 제공함으로써, 하나의 도파관을 이용하여 다양한 주파수 대역의 전자기파 신호를 효과적으로 전송하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관(waveguide)으로서, 유전체부, 및 상기 유전체부의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부를 포함하고, 상기 유전체부를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송되고, 상기 전도체부를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호가 전송되는 도파관이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치로서, 제1항에 따른 도파관, 및 상기 도파관과 커플링되고, 상기 유전체부를 통하여 전송될 상기 제1 주파수 대역의 신호와 상기 전도체부를 통하여 전송될 상기 제2 주파수 대역의 신호를 각각 상기 유전체부 및 상기 전도체부에 대하여 전송하는 마이크로스트립 회로를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치가 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 도파관이 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 하나의 도파관을 이용하여 다양한 주파수 대역의 전자기파 신호를 효과적으로 전송할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 도파관의 유전체부를 통해 전송되는 제1 주파수 대역의 신호와 도파관의 전도체부를 통해 전송되는 제2 주파수 대역의 신호 사이의 간섭을 최소화할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 2-포트(port) 네트워크로 상호 연결된 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로스트립 회로와 도파관이 커플링되는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로스트립 회로와 도파관 사이의 신호 전송 채널의 주파수 특성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
칩-대-칩 인터페이스 장치의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 2-포트(port) 네트워크로 상호 연결된 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 칩-대-칩 인터페이스 장치에는, 물리적으로 분리되어 있는 두 보드(미도시됨)에 각각 존재하거나 하나의 보드(미도시됨)에 존재하는 두 칩(미도시됨) 사이의 전자기파 신호 전송(예를 들면, 데이터 통신 등)을 위한 상호 연결(즉, 인터커넥트) 수단인 도파관(100) 및 위의 두 칩으로부터의 신호를 도파관(100)으로 전송하거나 도파관(100)으로부터의 신호를 위의 두 칩으로 전송하는 수단인 마이크로스트립 회로(200a, 200b)가 포함될 수 있다. 본 발명에서 말하는 칩(chip)은, 트랜지스터와 같은 반도체 등이 여러 개 모여 구성되는 전통적인 의미의 전자 회로 부품을 의미할 뿐만 아니라, 서로 간에 전자기파 신호를 주고 받을 수 있을 수 있는 모든 유형의 구성요소 또는 소자(素子, element)를 포괄하는 최광의의 개념으로서 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 칩으로부터 발생되는 신호는, 제1 마이크로스트립 회로(200a)에 포함된 소정의 피딩 라인(feeding line)(도 3의 210) 또는 프로브(probe)에 의하여 전파(propagate)될 수 있고, 제1 마이크로스트립 회로(200a)와 도파관(100) 사이의 임피던스 불연속면에서 트랜지션(transition)되거나 또는 물리적인 연결 선로(도 3의 220)를 통해 전달됨에 따라 도파관(100)을 통하여 제2 칩에 대하여 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도파관(100)을 통하여 전송된 신호는 도파관(100)과 제2 마이크로스트립 회로(200b) 사이의 임피던스 불연속면에서 트랜지션되거나 또는 물리적인 연결 선로를 통해 전달됨에 따라 제2 마이크로스트립 회로(200b)를 통하여 제2 칩으로 전송될 수 있다.
도파관의 구성
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 도파관(100)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관(100)은, 유전체부(110) 및 유전체부(110)의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부(110)를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송될 수 있고, 전도체부(120)를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호 또는 직류(DC) 신호가 전송될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부(110)는 유전율이 서로 다른 둘 이상의 유전체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체부(110)는, 유전율이 서로 다른 제1 유전체(dielectric)(111) 및 제2 유전체(112)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 유전체(112)는 제1 유전체(111)의 적어도 일부를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 즉, 제2 유전체(112)는 제1 유전체(111)를 전부 둘러싸거나 제1 유전체(111)를 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 도파관(100)을 그 길이 방향에 수직한 방향으로 자른 단면을 보았을 때, 제1 유전체(111)는 원형의 코어(core)의 형상을 가질 수 있고, 제2 유전체(112) 및 전도체부(120)는 환형의 클래딩(cladding)의 형상을 가질 수 있다. 다른 예를 들면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 도파관(100)을 그 길이 방향에 수직한 방향으로 자른 단면을 보았을 때, 제1 유전체(111)는 사각형의 코어(core)의 형상을 가질 수 있고, 제2 유전체(112) 및 전도체부(120)는 각각 제1 유전체(111) 및 제2 유전체(112)의 적어도 일부를 둘러싸는 사각 클래딩(cladding)의 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 2의 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 유전체(111)의 중심축, 제2 유전체(112)의 중심축 및 전도체부(120)의 중심축은 모두 동일할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체부(120)는 전기 전도성을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도체부(120)는, 전통적으로 널리 사용되는 구리(Cu)와 같은 금속성 물질로 이루어지거나 그래핀(graphene)과 같은 비금속성 물질로 이루어질 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 도파관(100)의 내부 구성 또는 형상이 반드시 상기 열거된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 유전체(111)의 유전율(permittivity)은 제2 유전체(112)의 유전율보다 크거나 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전율이 서로 다른 제1 유전체(111) 및 제2 유전체(112)를 사용함으로써, 도파관(100)을 통한 신호 전송 채널에서 주파수의 변화에 따라 나타나는 그룹 딜레이의 변화 정도를 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
예를 들면, 제1 유전체(111)는 유전 상수(dielectric constant)가 약 2.0인 테프론(teflon)으로 이루어질 수 있고, 제2 유전체(112)는 유전 상수가 약 1.2인 폴리에틸렌(polyethylene)으로 이루어질 수 있다. 또한, 다른 예를 들면, 제1 유전체(111)는 유전 상수가 약 1.0인 공기로 이루어질 수 있고, 제2 유전체(112)는 유전 상수가 약 2.0인 테프론으로 이루어질 수 있다. 반대로, 제1 유전체(111)는 테프론으로 이루어지고, 제2 유전체(112)는 공기로 이루어질 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부(110)를 통하여 전송되는 신호(즉, 전자기파)는, 유전율이 서로 다른 제1 유전체(111)와 제2 유전체(112) 사이의 경계(boundary)를 따라 가이드되거나(guided) 제2 유전체(112)와 전도체부(120) 사이의 경계를 따라 가이드될 수 있다.
한편, 도면에 의하여 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 도파관(100)(즉, 둘 이상의 도파관(100) 각각이 제1 유전체(111), 제2 유전체(112) 및 전도체부(120)를 포함함)이 둘 이상이 소정의 배열을 이룬 상태로 결합되어 다발을 형성할 수 있으며, 이러한 다발에 포함되는 둘 이상의 도파관(100) 각각은 서로 다른 신호 전송 채널을 통하여 신호를 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 도파관에 포함되는 유전체부(110)가 유전율이 서로 다른 두 유전체(즉, 제1 유전체(111) 및 제2 유전체(112))로 구성되는 경우에 대하여 주로 설명되었지만, 본 발명에 따른 도파관의 유전체부의 구성이 반드시 위의 설명에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 또는 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도파관의 유전체부에는, 유전율이 서로 다른 셋 이상의 유전체가 포함될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관에 포함되는 구성요소에 관한 세부 사양 또는 파라미터에 대하여 구체적으로 설명되었지만, 본 발명에 따른 마이크로스트립 회로의 구성이 반드시 상기 열거된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 또는 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
한편, 앞서 간략하게 언급한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부(110)를 통하여 전송되는 신호의 주파수와 전도체부(120)를 통하여 전송되는 신호의 주파수가 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부(110)를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송될 수 있고, 전도체부(120)를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호 또는 직류 신호가 전송될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체부(120)를 통하여 전력(power) 전송이 이루어질 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체부(120)는, 통상적으로 널리 사용되는 전도체 기반의 인터커넥트(interconnect)(예를 들면, 구리선 등)에 해당하는 것으로서, 전자기 유도에 기한 표피 효과가 문제되지 않는 주파수 대역의 신호(즉, 상대적으로 낮은 주파수 대역의 신호 또는 직류 신호)를 전송함에 있어서는 여전히 우수한 성능을 가지는 전송 매개체로서의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도파관은 서로 다른 주파수 대역의 신호를 전송하는 둘 이상의 전도체부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도파관은, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 제2-1 주파수 대역 신호 및 제2-2 주파수 대역 신호가 각각 전송되는 제1 전도체부 및 제2 전도체부를 포함할 수 있고, 여기서, 제2-1 주파수 대역 및 제2-2 주파수 대역은 유전체부를 통하여 전송되는 신호의 주파수 대역인 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로스트립 회로와 도파관이 커플링되는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 마이크로스트립 회로(200)와 도파관(100) 사이의 임피던스 불연속면에서 발생하는 트랜지션(transition)에 해당하는 제1 신호 전송 채널과 마이크로스트립 회로(200)와 도파관(100)의 전도체부(120)를 물리적으로 연결하는 선로에 해당하는 제2 신호 전송 채널이 특정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 신호 전송 채널을 통하여는 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송될 수 있고, 제2 신호 전송 채널을 통하여는 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호 또는 직류 신호가 전송될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 제1 신호 전송 채널의 입력(input) 포트 및 출력(output) 포트를 각각 포트 1(도 3의 port 1) 및 포트 2(도 3의 port 2)라고 지칭하고, 제2 신호 전송 채널의 입력 포트(input port) 및 출력 포트(output port)를 각각 포트 3(도 3의 port 3) 및 포트 4(도 3의 port 4)라고 지칭하기로 한다.
한편, 또한, 도 3의 실시예에서, 마이크로스트립 회로와 도파관이 서로 평행한 방향으로 커플링되는 경우에 대하여 설명되어 있지만, 본 발명에 따른 커플링 구조가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 마이크로스트립 회로와 도파관이 서로 수직한 방향 또는 그 외의 다른 방향으로 커플링될 수도 있음을 밝혀 둔다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로스트립 회로와 도파관 사이의 신호 전송 채널의 주파수 특성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 전도체부(112)를 통한 제2 신호 전송 채널에서는, 상대적으로 낮은 주파수 대역에서 신호의 순방향 전달 계수(즉, 도 3의 실시예에서의 S(Port 4, Port 3))가 높게 나타나므로, 상대적으로 낮은 주파수 대역에서 신호의 손실(loss)이 적고 충분히 뛰어난 신호 전송 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 4의 (b)를 참조하면, 전도체부(120)를 통한 제2 신호 전송 채널의 입력 포트(즉, 포트 3)와 유전체부(110)를 통한 제1 신호 전송 채널의 출력 포트(즉, 포트 2) 사이에서 신호의 순방향 전달 계수(즉, 도 3의 실시예에서의 S(Port 2, Port 3))가 모든 주파수 대역에 걸쳐서 -50 dB 이하로 매우 작게 나타나고, 특히, 위의 순방향 전달 계수가 상대적으로 낮은 주파수 대역에서는 훨씬 더 낮게 나타나므로, 전도체부(120)에 의한 제2 신호 전송 채널을 통해 전송되는 신호(즉, 상대적으로 낮은 주파수 대역의 신호 또는 직류 신호)가 유전체부(110)에 의한 제1 신호 전송 채널을 통해 전송되는 신호(즉, 상대적으로 높은 주파수 대역의 신호)에 미치는 영향이 매우 적다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 511, 521: 도파관
200, 200a, 200b, 512, 513, 522, 523: 마이크로스트립 회로
110: 유전체부
111: 제1 유전체
112: 제2 유전체
120: 전도체부

Claims (10)

  1. 전자기파 신호를 전송하기 위한 도파관(waveguide)으로서,
    유전체부, 및
    상기 유전체부의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부를 포함하고,
    상기 유전체부를 통하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 신호가 전송되고, 상기 전도체부를 통하여 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호가 전송되는
    도파관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도체부를 통하여 직류(DC) 신호가 전송되는
    도파관.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유전체부는 유전율이 서로 다른 둘 이상의 유전체를 포함하는
    도파관.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 둘 이상의 유전체에는 제1 유전체 및 제2 유전체가 포함되고, 상기 제2 유전체는 상기 제1 유전체의 적어도 일부를 둘러싸는
    도파관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체부를 통하여 전송되는 신호는, 상기 유전체부와 상기 전도체부 사이의 경계(boundary)를 따라 가이드되는
    도파관.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유전체부를 통한 신호 전송 채널과 상기 전도체부를 통한 신호 전송 채널 사이의 간섭이 기설정된 수준 이하인
    도파관.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전도체부는 서로 다른 둘 이상의 주파수 대역의 신호가 각각 전송되는 둘 이상의 전도체부를 포함하고, 상기 서로 다른 둘 이상의 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역인
    도파관.
  8. 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치로서,
    제1항에 따른 도파관, 및
    상기 도파관과 커플링되고, 상기 유전체부를 통하여 전송될 상기 제1 주파수 대역의 신호 및 상기 전도체부를 통하여 전송될 상기 제2 주파수 대역의 신호를 각각 상기 유전체부 및 상기 전도체부에 대하여 전송하는 마이크로스트립 회로
    를 포함하는 칩-대-칩 인터페이스 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역의 신호는 상기 도파관과 상기 마이크로스트립 회로 사이의 불연속면에서 발생하는 트랜지션(transition)을 통해 전송되고, 상기 제2 주파수 대역의 신호는 상기 도파관과 상기 마이크로스트립 회로 사이의 물리적인 연결 선로를 통해 전송되는 칩-대-칩 인터페이스 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전도체부는 서로 다른 둘 이상의 주파수 대역의 신호가 각각 전송되는 둘 이상의 전도체부를 포함하고, 상기 서로 다른 둘 이상의 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역인
    칩-대-칩 인터페이스 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190117399A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 한국과학기술원 전자기파 신호 전송을 위한 도파관

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11095012B2 (en) * 2016-09-30 2021-08-17 Intel Corporation Methods for conductively coating millimeter waveguides
US10840197B2 (en) * 2018-10-30 2020-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Package structure and manufacturing method thereof
JP7147536B2 (ja) * 2018-12-14 2022-10-05 日立金属株式会社 電波伝送ケーブル
US11901602B2 (en) 2018-12-21 2024-02-13 Huber+Suhner Ag Dielectric waveguide cable having a tubular core with an inner surface coated by a high permittivity dielectric
WO2020168504A1 (zh) * 2019-02-21 2020-08-27 华为技术有限公司 一种传输线及通信线缆
US10742315B1 (en) * 2019-05-21 2020-08-11 Waymo Llc Automotive communication system with dielectric waveguide cable and wireless contactless rotary joint
US10992343B1 (en) * 2019-12-04 2021-04-27 At&T Intellectual Property I, L.P. Guided electromagnetic wave communications via an underground cable
WO2023161809A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-31 Doty Scientific Inc. Rolled-laminate terahertz waveguide
EP4262013A1 (en) * 2022-04-11 2023-10-18 Universidad Carlos III de Madrid Hybrid structure for ultra-widebandterahertz generation and reception with semiconductor devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130256849A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 International Business Machines Corporation High frequency transition matching in an electronic package for millimeter wave semiconductor dies
US20140285277A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Texas Instruments Incorporated Dielectric Waveguide Manufactured Using Printed Circuit Board Technology
US20140368301A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Texas Instruments Incorporated Dielectric Waveguide with Conductive Coating

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1190178A (fr) * 1958-01-16 1959-10-09 Comp Generale Electricite Ligne pour la transmission des ondes eh10
US3268902A (en) * 1963-12-05 1966-08-23 Bell Telephone Labor Inc Dual frequency microwave aperturetype antenna providing similar radiation pattern on both frequencies
GB1338384A (en) * 1969-12-17 1973-11-21 Post Office Dielectric waveguides
CH613565A5 (ko) * 1977-02-11 1979-09-28 Patelhold Patentverwertung
JPS5917592B2 (ja) 1978-08-18 1984-04-21 日本電信電話株式会社 カラ−テレビジヨン信号伝送装置
JPS5616303A (en) * 1979-07-18 1981-02-17 Shigeo Nishida Low-loss leakage transmission line
US5109232A (en) 1990-02-20 1992-04-28 Andrew Corporation Dual frequency antenna feed with apertured channel
US5488380A (en) 1991-05-24 1996-01-30 The Boeing Company Packaging architecture for phased arrays
US5889449A (en) * 1995-12-07 1999-03-30 Space Systems/Loral, Inc. Electromagnetic transmission line elements having a boundary between materials of high and low dielectric constants
CA2367821A1 (en) 1999-04-23 2000-11-02 Massachusetts Institute Of Technology All-dielectric coaxial waveguide
JP2000332503A (ja) 1999-05-25 2000-11-30 Sharp Corp 円偏波発生器
KR20010112034A (ko) 2000-06-13 2001-12-20 권영우 도파관-마이크로스트립 변환 구조를 이용한 전력 결합기
DE60208244T2 (de) * 2001-01-12 2006-06-29 Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo Übertragungsleitunganordnung, integrierte Schaltung und Sender-Empfängergerät
JP4658405B2 (ja) * 2001-08-23 2011-03-23 三菱電機株式会社 高周波用導波路とその製造方法
US6624716B2 (en) * 2002-01-03 2003-09-23 Raytheon Company Microstrip to circular waveguide transition with a stripline portion
GB2390230B (en) * 2002-06-07 2005-05-25 Murata Manufacturing Co Applications of a three dimensional structure
JP2004015483A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Murata Mfg Co Ltd ３次元周期構造体、その製造方法、高周波素子、および高周波装置
JP3886459B2 (ja) * 2003-01-28 2007-02-28 株式会社神戸製鋼所 誘電体線路の製造方法
US6952143B2 (en) * 2003-07-25 2005-10-04 M/A-Com, Inc. Millimeter-wave signal transmission device
CA2449596A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-05 Stanislaw Bleszynski Dielectric cable system for millimeter microwave
US7266276B2 (en) * 2005-02-18 2007-09-04 Verrilon, Inc. Optical fibers with improved resistance to ingressing molecules
JP2007235630A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Nippon Tungsten Co Ltd 電磁波伝送線路およびアンテナ
JP4724849B2 (ja) * 2006-07-19 2011-07-13 福井県 誘電体ケーブルおよび導波管
KR100846872B1 (ko) 2006-11-17 2008-07-16 한국전자통신연구원 유전체 도파관 대 전송선의 밀리미터파 천이 장치
SG188012A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-28 Sony Corp An on pcb dielectric waveguide
CN104521154A (zh) * 2012-06-19 2015-04-15 凯萨股份有限公司 用于ehf通信的电介质导管
CN103091769B (zh) * 2012-12-28 2015-08-26 江苏大学 一种环形微结构光纤
JP6167008B2 (ja) * 2013-10-17 2017-07-19 株式会社フジクラ 導波管との接続構造
US9515363B2 (en) * 2014-04-09 2016-12-06 Texas Instruments Incorporated Dielectric waveguide (DWG) filter having curved first and second DWG branches where the first branch forms a delay line that rejoins the second branch
US9548523B2 (en) * 2014-04-09 2017-01-17 Texas Instruments Incorporated Waveguide formed with a dielectric core surrounded by conductive layers including a conformal base layer that matches the footprint of the waveguide
CN106876850A (zh) 2015-12-14 2017-06-20 泰科电子(上海)有限公司 介电波导

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130256849A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 International Business Machines Corporation High frequency transition matching in an electronic package for millimeter wave semiconductor dies
US20140285277A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Texas Instruments Incorporated Dielectric Waveguide Manufactured Using Printed Circuit Board Technology
US20140368301A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Texas Instruments Incorporated Dielectric Waveguide with Conductive Coating

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김순희 외 2인, "N층 유전체로 채워진 원형 도파관의 전송특성에 관한 연구", 한국통신학회, 춘계학술대회 발표, 1986년.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190117399A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 한국과학기술원 전자기파 신호 전송을 위한 도파관

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