TW201924138A - 波導及通訊系統 - Google Patents

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    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
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  • Waveguides (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

描述一波導及包括該波導的一通訊系統。該波導經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率的一電磁波。該波導包括具有一第一介電常數的一基材以及至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列。間隔開之單位單元之該陣列中的複數個單位單元之各者具有一第一透射參數S121並包括一介電本體及一或多個導電層，該第一透射參數具有一最低共振頻率Γ1，該一或多個導電層設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體。該介電本體具有在該操作頻率下大於該第一介電常數的一第二介電常數，且具有一第二透射參數S221，該第二透射參數具有大於Γ1的一最低共振頻率Γ2。

Description

波導及通訊系統
波導可使用以沿著波導的長度引導電磁波。
在本說明書的一些態樣中，提供一種波導，其經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)。該波導包括具有一第一介電常數的一介電基材以及至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置的一間隔開之單位單元之陣列。間隔開之單位單元之該陣列中的複數個單位單元之各者具有一第一透射參數S121並包括一介電本體，該第一透射參數具有一最低共振頻率Γ1，該介電本體具有一第二介電常數及一第二透射參數S221，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，且該複數個單位單元之各者進一步包括設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體的一或多個導電層。Γ2大於Γ1。
在本說明書的一些態樣中，提供一種波導，其包括一介電基材及至少部分地嵌入該基材中並沿著波導配置的間隔開之單位單元之一陣列。各單位單元具有一第一透射參數S121，該第一透射參數 具有一第一共振頻率Γ3，該第一共振頻率具有一第一電場強度分布。各單位單元包括一介電本體，該介電本體具有一第二透射參數S221，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，該最低共振頻率具有一第二電場強度分布，且各單位單元包括設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體的一金屬層。該第一電場強度分布及該第二電場強度分布具有相同的模態輪廓。該第一共振頻率Γ3不是S121的一最低共振頻率Γ1。
在本說明書的一些態樣中，提供一種通訊系統，其包括一第一收發器及一波導，該第一收發器經組態以發射具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)，該波導用於從該第一收發器接收所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW。該波導包括在該波導之第一位置與第二位置之間延伸的一基材，以及至少部分地嵌入該基材中並在該波導之該第一位置與該第二位置之間延伸的間隔開之單位單元之一陣列。該等單位單元經組態以在該第一位置共振耦合至所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW，並將在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一EMW沿著該波導從該第一位置輻射至該第二位置。各單位單元具有一第一透射參數S121及一第一反射參數S111。S121及S111在操作頻率Γ處係在彼此之10%內。
在本說明書的一些態樣中，提供一種波導，其用於接收具有一操作頻率Γ之一入射電磁波(EMW)，並包含沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列。該等單位單元經組態以共振耦合至該入射EMW並輻射在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一 EMW。各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至該入射EMW。各單位單元包括一介電本體及一或多個金屬層，該介電本體經組態以依一第二耦合效率耦合至該入射EMW，該一或多個金屬層設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體。該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
10‧‧‧基材
20‧‧‧單位單元
30‧‧‧介電本體
30a‧‧‧介電本體/多面體
30b‧‧‧介電本體/平行六面體
30c‧‧‧介電本體/立方體
30d‧‧‧介電本體/正方棱柱
30e‧‧‧介電本體/矩形棱柱
30f‧‧‧介電本體/六角棱柱
30g‧‧‧介電本體/球體
30h‧‧‧介電本體/圓柱體
30i‧‧‧介電本體/截錐體
30j‧‧‧介電本體/截球體
31‧‧‧介電本體
32‧‧‧側
32’‧‧‧側
33‧‧‧第一周緣
33’‧‧‧第三周緣
40‧‧‧導電層/傳導層
40a‧‧‧閉迴路導電條
41‧‧‧第一層/傳導層
42‧‧‧第二層
43‧‧‧第二周緣
44‧‧‧導電層
45‧‧‧開口
100‧‧‧波導
101‧‧‧第一位置
102‧‧‧第二位置
120‧‧‧單位單元
130‧‧‧介電本體
142‧‧‧閉迴路導電條/導電條
142’‧‧‧閉迴路導電條/導電條
198‧‧‧第一透射參數
199‧‧‧第二透射參數
200‧‧‧波導/操作頻率
202‧‧‧最低共振頻率
203‧‧‧第一共振頻率
204‧‧‧第一反射參數
205‧‧‧第一電場強度分布
206‧‧‧第二電場強度分布
207‧‧‧最低共振頻率
208‧‧‧第三電場強度分布
210‧‧‧基材
220‧‧‧單位單元
224‧‧‧第二反射參數
263‧‧‧頻率
273‧‧‧S21參數
275‧‧‧單一區域
276‧‧‧高強度區域
277‧‧‧低強度區域
283‧‧‧S21參數
285‧‧‧單一區域
286‧‧‧高強度區域
287‧‧‧低電場強度區域
295‧‧‧區域
300‧‧‧第一收發器
301‧‧‧第一天線
302‧‧‧第一電源
310‧‧‧第二收發器
311‧‧‧第二天線
312‧‧‧第二電源
320‧‧‧單位單元
400‧‧‧波導
410‧‧‧基材
420‧‧‧單位單元
1000‧‧‧通訊系統
H‧‧‧厚度
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
Γ‧‧‧操作頻率
Γ1‧‧‧最低共振頻率
Γ2‧‧‧最低共振頻率
Γ3‧‧‧第一共振頻率
圖1A係包括波導、第一收發器、及第二收發器之通訊系統的前透視圖；圖1B至圖1C係圖1A之波導的示意截面圖；圖1D係圖1A之波導、第一收發器、及第二收發器的後透視圖；圖2A係單位單元的示意透視圖；圖2B係圖2A之單位單元的示意側視圖；圖3係波導的示意截面圖；圖4至圖5係S參數對頻率的標繪圖；圖6A至圖6C係單位單元中及周圍之電場強度分布的標繪圖；圖7係波導的透視圖；圖8至圖9係單位單元的示意透視圖；及圖10A至圖10J係介電本體的示意透視圖。
以下說明係參照所附圖式進行，該等圖式構成本文一部分且在其中係以圖解說明方式展示各種實施例。圖式非必然按比例繪 製。要理解的是，其他實施例係經設想並可加以實現而不偏離本說明的範疇或精神。因此，以下之詳細敘述並非作為限定之用。
本說明書的一些態樣係關於經組態以傳播電磁波(EMW)的波導。在一些實施例中，波導包括複數個單位單元，其中各單位單元包括介電本體及設置在該介電本體上的一或多個導電層(例如，(多個)金屬層)。在一些實施例中，介電本體以允許能量在介電本體之間轉移的方式間隔。相較於入射EMW至不具有(多個)傳導層之介電本體的耦合效率，(多個)傳導層可增加入射EMW至單位單元的耦合效率。在一些實施例中，具有一或多個導電層的介電本體係高介電共振器(HDR)。HDR係經製作以在特定頻率共振的物體。當具有位於或接近HDR之共振頻率的頻率的EMW由波導接收時，HDR共振耦合至所接收之EMW且輻射在波導內部並沿著波導傳播的EMW。共振頻率取決於介電本體的大小及介電常數。在一些情況下，即使當使用高介電常數(例如，至少50)之材料時，減小介電本體的大小會增加超出所欲範圍的共振頻率。根據本說明書的一些態樣，已發現利用介電本體上的一或多個導電層允許在達成所欲共振頻率的同時利用較小(例如，較薄)之介電本體，且這可導致可有效地引導電磁(EM)波的較薄之波導。
本說明書之波導可用於各種系統。例如，波導可用於60GHz通訊、另一預定頻率下之通訊、地下通訊、人體區域網路、及人體感測器網路的一或多者。在一些實施例中，該波導係電磁耦合至一第一收發器及一第二收發器，使得信號可以經過該波導從該第一收 發器發送至該第二收發器(或反之亦然)，而且之後自該第一收發器及/或第二收發器無線發送。在一些情況下，該波導可設置於一衣物上或者與衣物整合，使得衣物能促進及/或傳播人體上的信號收集。在一些情況下，該第一收發器及/或該第二收發器係電耦合至一或多個感測器並經組態以發送或接收該等感測器信號。
圖1A係通訊系統1000的前透視圖，該通訊系統包括波導100、第一收發器300、及第二收發器310。波導100經組態以沿著該波導傳播具有操作頻率Γ的電磁波。波導100包括具有第一介電常數的介電基材以及至少部分地嵌入基材10中並沿著波導100配置的間隔開之單位單元20之陣列。間隔開之單位單元20之陣列中的複數個單位單元之各者包括介電本體30及一或多個導電層40，該介電本體具有在操作頻率下大於第一介電常數的第二介電常數，該一或多個導電層設置在介電本體30上並部分覆蓋該介電本體。圖1A中繪示一x-y-z座標系。圖1B及圖1C分別是波導100在x-y平面及y-z平面中的示意截面圖。圖1D係波導100、第一收發器300、及第二收發器310的後透視圖。波導100具有長度L、寬度W、及厚度H。在一些實施例中，長度L實質上大於寬度W，且寬度W實質上大於厚度H。在一些實施例中，LWH，或LW2H，或L5 W10H。
在一些實施例中，基材10在波導100的第一位置101與第二位置102之間延伸，且間隔開之單位單元20之陣列在波導的第一位置101與第二位置102之間延伸。第一收發器300經組態以發射 具有操作頻率操作頻率Γ之電磁波(EMW)。在一些實施例中，單位單元20經組態以在第一位置處共振耦合至所發射的具有操作頻率Γ之EMW，並將在波導內部並沿著波導傳播的操作頻率下之EMW沿著波導100從第一位置101輻射至第二位置102。第一收發器300包括第一天線301及用以賦能第一天線301的第一電源302。第二收發器310包括第二天線311及用以對第二天線311供電的第二電源312。第二收發器310經組態以在波導100的第二位置102共振耦合至在波導內部並沿著波導傳播的EMW。在一些實施例中，第二收發器310進一步經組態以將經耦合之EMW輻射至遠離波導100的位置。例如，第二收發器310可經組態以與遠離波導100的控制單元無線通訊。
圖2A係單位單元20的示意透視圖。一或多個傳導層40經設置在介電本體30上並部分地覆蓋該介電本體。在所繪示之實施例中，一或多個導電層40包括第一層41及第二層42。在所繪示之實施例中，傳導層41包含閉迴路導電條40a。在一些實施例中，一或多個導電層經設置在介電本體上，其中該一或多個導電層中的至少一層界定其中的開口(例如，閉迴路導電條40a的內部)，以允許入射電磁波(EMW)至少部分透射過其中。圖2B係單位單元20的示意側視圖。在一些實施例中，一或多個導電層經設置在介電本體上，其中該一或多個導電層包括實質上相同的導電之第一層及第二層，該第一層及該第二層設置在該介電本體的相對側上並經對位且彼此對準。
在一些實施例中，一或多個導電層40中的至少一層係金屬層。合適的金屬包括銀、金、銅、鋁、鉑、及其合金。在一些實 施例中，一或多個導電層40中的至少一層係導電陶瓷。合適的導電陶瓷包括經摻雜及未經摻雜之LaCrO3、銦錫氧化物(ITO)、TiO、TiCxN1-x、RuO2、ZrC、TiC、TiN、TaN、及ZrB2x-B4C1-x、及ZrB2x-SiC1-x。在一些實施例中，一或多個導電層40中的各層係金屬層，或者各層係導電陶瓷，或者至少一層係金屬層且至少一其他層係導電陶瓷。一或多個導電層40的厚度可經選擇以大於操作頻率下之傳導層的集膚深度。在一些實施例中，一或多個導電層40中的至少一層的平均厚度係在自約100nm至約100微米的範圍內、或在自約100nm至約10微米的範圍內、或在自約100nm至約5微米的範圍內。
在一些實施例中，介電本體30的大小經選擇以達成所欲共振頻率，在一些實施例中，如本文中其他地方所進一步敘述，該所欲共振頻率靠近波導100的操作頻率。單位單元20之間的間距可經選擇以使得一個單位單元的共振能量可有效地轉移至相鄰單位單元。在一些實施例中，單位單元20的中心至中心間距或節距經選擇以實質上小於在操作頻率下傳播於空氣中的EM波的波長。例如，節距可小於波長的0.5倍、或小於波長的0.3倍，或小於波長的0.2倍。在一些實施例中，節距係足夠大，使得相鄰單位單元20之間的空間至少是單位單元20的厚度。在一些實施例中，單位單元20之寬度與節距的比率係在約0.5至約0.9的範圍內(例如，約0.7)。在一些實施例中，介電本體的厚度係在約0.1mm至約10mm的範圍內、或在約0.2mm至約5mm的範圍內、或在約0.4mm至約2.5mm的範圍內。
在一些實施例中，基材10包含聚四氟乙烯、石英玻璃、菫青石、硼矽玻璃、全氟烷氧基、聚胺甲酸酯、聚乙烯，聚矽氧、聚烯烴、及氟化乙烯丙烯的一或多者。合適的聚四氟乙烯係Teflon®。在一些實施例中，基材10係空氣或主要是空氣。例如，波導100可藉由將單位單元20放置在層的外表面上來形成。在此情況下，單位單元20嵌入於其中的基材是與層相鄰的空氣。在一些實施例中，基材10係多孔的(例如，多孔聚合物)。在一些實施例中，多孔基材中的空氣的體積大於非空氣(例如，聚合物)材料的體積，使得基材10可被描述成主要是空氣。
在一些實施例中，波導100係可撓的。例如，在一些實施例中，波導100可彎曲至10cm或更小的曲率半徑而不會永久變形、斷裂、或裂開。當基材10由例如可撓性聚合物製成時，波導100可係可撓的。在一些實施例中，波導100係剛性的。例如，在一些實施例中，波導100不可彎曲至小於100cm的曲率半徑而不會永久變形、斷裂、或裂開。當基材10由例如剛性玻璃或陶瓷製成時，波導100可係剛性的。
基材及介電本體的第一介電常數及第二介電常數可各別指定在特定頻率(例如，10GHz)或在波導的操作頻率下。第一介電常數及第二介電常數是操作頻率下的各別值，除非指定另一頻率。在一些實施例中，第一介電常數於約10GHz之頻率下或操作頻率下係在自約1至約10的範圍內。在一些實施例中，第一介電常數於操作頻率下或約10GHz之頻率下係在1.1至約5的範圍內。
在一些實施例中，介電本體係由陶瓷材料製成。用於介電本體的合適的實例材料包括BaZnTa氧化物、BaZnCoNb氧化物、基於鋯的陶瓷、基於鈦的陶瓷、基於鈦酸鋇的材料、基於氧化鈦的材料、Y5V組成物(例如，美國專利第7,230,817號(Megherhi等人)中描述的彼等)、X7R組合物(例如，美國專利第6,838,266號(Park等人)中描述的彼等)、經摻雜或未經摻雜的鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶鋇(BaSrTiO3)、TiO2(二氧化鈦)、鈦酸銅鈣(CaCu3Ti4O12)、鈦酸鋯鉛(PbZr x Ti1-x O3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鎂鉛(PbMgTiO3)、鈮酸鎂鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3.-PbTiO3)、鉭酸鈦鐵(FeTiTaO6)、Li及Ti共摻雜的NiO(La1.5 Sr0.5NiO4、Nd1.5 Sr0.5 NiO4)、及其組合。高介電常數材料的一實例是0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.1PbTiO3，其以1100℃鍛燒時在1kHz之頻率下具有24700的介電常數，如R.Kyoung,K.Sojin and J.H.Koo,J.Am.Ceram.Soc.,81,2998(1998)中所述。
在一些實施例中，介電本體可經處理以增加介電常數。例如，介電本體的至少一者可經熱處理。如另一實例，介電本體的至少一者可經燒結。在此類實例中，至少一介電本體可在高於600℃之溫度下燒結達二至四小時的一時期。在其他情況下，至少一介電本體可在高於900℃之溫度下燒結達二至四小時的一時期。
在一些實施例中，第二介電常數於約10GHz之頻率下或操作頻率下係在自約10至約25000的範圍內。在一些實施例中，第二介電常數於操作頻率下或10GHz之頻率下係至少20、或至少30、 或至少40、或至少50。在一些實施例中，第二介電常數於操作頻率下或約10GHz之頻率下係在20至約20000的範圍內。在一些實施例中，第二介電常數係第一介電常數的至少5倍、或至少10倍。利用實質上大於第一介電常數的第二介電常數允許EMW的能量更集中於介電本體中，並且已發現這會改善波導的效能。
圖3係波導400的示意截面圖，該波導包括部分地嵌入基材410中的間隔開之單位單元420之陣列。波導400可對應至波導100，不同的是波導100的單位單元20完全嵌入基材10中，而單位單元420僅部分地嵌入基材410中。替代地，波導400可對應至波導100的僅一列，使得間隔開之單位單元420之陣列係一維陣列。在一些實施例中，單位單元的一些部分地嵌入基材中，而一些完全嵌入基材中。例如，單位單元420的一些可設置成在z方向上比其他單位單元低，使得一些單位單元係完全嵌入而其他單位單元係部分嵌入。在一些實施例中，間隔開之單位單元之陣列中的至少一單位單元僅部分地嵌入基材中。在一些實施例中，間隔開之單位單元之陣列中的各單位單元僅部分地嵌入基材中。在一些實施例中，間隔開之單位單元之陣列中的至少一單位單元係完全嵌入基材中。在一些實施例中，間隔開之單位單元之陣列中的各單位單元係完全嵌入基材中。
介電本體、包含介電本體的單位單元、及包含單位單元之陣列的波導可各自用S參數來特徵化。特徵化入射EM波之透射的S參數習知上以S21表示並可被描述為透射係數，而特徵化入射EM波之反射的S參數習知上以S11表示並可被描述為反射係數。
圖4係對應於波導100及單位單元20之波導及單位單元的各種經計算之S參數(以dB為單位)對頻率的標繪圖。將基材模型化為具有2.1之介電常數及4mm之厚度的Teflon®。將介電本體模型化為具有4mm×4mm×1mm之尺寸及35之介電常數。介電本體之間的中心至中心間距係8mm。將金屬層模型化為在介電本體的4mm×4mm面的各者處的邊界周圍具有0.4mm之固定寬度。顯示波導的S21參數273。S21參數273在9.3717GHz之操作頻率Γ(200)處是最大值。亦顯示單位單元的第一透射參數S121(198)以及單位單元的第一反射參數S111(204)。第一透射參數S121(198)具有最低共振頻率Γ1(207)及第一共振頻率Γ3(203)。在一些實施例中，第一共振頻率Γ3(203)不等於S121的最低共振頻率Γ1(207)。在一些實施例中，Γ3-Γ1大於1GHz、或大於2GHz、或大於3GHz。在一些實施例中，Γ1大於1GHz或大於2GHz。在一些實施例中，Γ1小於10GHz。
圖5係波導及該波導之單位單元的各種S參數(以dB為單位)對頻率的標繪圖，該波導不具有設置在介電本體上的導電層，除此之外等同於圖4中所模型化的波導。顯示波導的S21參數283。S21參數283在9.1733GHz之頻率263處是最大值。介電本體具有第二透射參數S221(199)，該第二透射參數具有最低共振頻率Γ2(202)。介電本體亦具有第二反射參數S211(224)。
在一些實施例中，Γ2大於5GHz、或大於10GHz、或大於15GHz。在一些實施例中，Γ2小於200GHz或小於120GHz。 在一些實施例中，Γ2>Γ1。在一些實施例中，Γ2-Γ1係至少1GHz、或至少2GHz、或至少5GHz、或至少7GHz、或至少10GHz。
在一些實施例中，操作頻率Γ係至少約10MHz、或至少約100MHz、或至少約1GHz；且不大於約120GHz、或不大於約50GHz、或不大於約40GHz、或不大於約30GHz、或不大於約20GHz、或不大於約15GHz、或不大於約1GHz。例如，在一些實施例中，操作頻率Γ在自約10MHz至約120GHz的範圍內、或在自約10MHz至約50GHz的範圍內、或在自約1GHz至約40GHz的範圍內、或在自約1GHz至約30GHz的範圍內、或在自約1GHz至約20GHz的範圍內、或在自約1GHz至約15GHz的範圍內、或在自約10MHz至約1GHz的範圍內。
操作頻率Γ係其中波導的S21參數273係位於或接近最大值的頻率。操作頻率Γ一般接近單位單元的共振頻率。在一些實施例中，|Γ-Γ1|小於2GHz或小於1GHz。在一些實施例中，|Γ-Γ1|/Γ小於0.2、或小於0.15、或小於0.1、或小於0.08。由於操作頻率Γ一般接近共振頻率，透射參數S121及反射參數S111在操作頻率Γ處一般彼此靠近。在一些實施例中，S121及S111在操作頻率Γ處係在彼此之10%內或在彼此之5%內。在一些實施例中，在操作頻率Γ處S111等於S121。
操作頻率Γ處的S21參數273的值一般大於操作頻率Γ處或其中S21參數283係最大值之頻率263處的S21參數283的值。 例如，對於圖4至圖5的實施例，操作頻率Γ處的S21參數273是-13.7235dB，而頻率263處的S21參數283是-15.1465dB。意味著包括金屬層時沿著波導傳輸的功率比不包括金屬層時傳輸的功率高約1.39倍。此差異可用耦合效率來理解。組件(例如，單位單元或介電本體)以一耦合效率耦合至入射EM波，該耦合效率是經轉移至該組件之入射能量的分數或百分比(例如，入射EM波的能量的一部分可經轉移至具有接近入射EM波之頻率的共振頻率的單位單元的模態)。在一些實施例中，各單位單元經組態以依第一耦合效率耦合至入射EM波，而單位單元的介電本體經組態以依第二耦合效率耦合至入射EM波。圖4及圖5之實施例中不包括金屬層時經傳輸之功率減少約1.39倍顯示在此實施例中第二耦合效率實質上小於第一耦合效率。若第二耦合效率比第一耦合效率小至少20百分比，則第二耦合效率可被描述為實質上小於第一耦合效率。在一些實施例中，第二耦合效率比第一耦合效率小至少2倍(即，第二耦合效率不大於第一耦合效率除以2)。在一些實施例中，第二耦合效率比第一耦合效率小至少5倍、或至少10倍、或至少20倍。
圖6A至圖6C係各種頻率下單位單元中及基材周圍區域的電場強度分布的標繪圖。第一共振頻率Γ3(203)下之第一電場強度分布205係描繪於圖6A。最低共振頻率Γ2(202)下之第二電場強度分布206係描繪於圖6B。最低共振頻率Γ1(207)下之第三電場強度分布208係描繪於圖6C。在所繪示之實施例中，第一電場強度分布205及第二電場強度分布206具有相同的模態輪廓，而第二電場強度分布 206及第三電場強度分布208具有不同的模態輪廓。強度分布在單位單元中具有高強度區域的相同整體模式可被描述為具有相同的模態輪廓。例如，第一電場強度分布205及第二電場強度分布206的分布的模態輪廓各自在接近單位單元中心處分別具有單一區域275及285，該等單一區域具有高電場強度，且因此具有相同的模態輪廓。第二電場強度分布206在單位單元內亦具有二個較小的低電場強度區域287並在恰好單位單元外具有高強度區域286，而第一電場強度分布205在恰好單位單元外具有較小的高強度區域276在單位單元外亦具有低強度區域277。第三電場強度分布208具有二個高強度的區域295，該二個區域係部分地在單位單元內且部分地在單位單元外。
本說明書之波導可使用任何合適的構件來製造。例如，可提供第一基材，第一金屬環陣列可放置在第一基材上(例如，經由印刷程序)，介電本體陣列可放置在第一金屬環陣列上並與第一金屬環陣列對準(例如，經由印刷程序，或藉由分開形成介電本體然後使用拾取放置(pick-and-place)程序)，接著第二金屬環陣列可放置在介電本體上(例如，經由印刷程序)，並接著第二基材材料可沉積在金屬環及介電本體上方。例如，第二基材材料可係可熔融並傾倒在單位單元(具有金屬環的介電本體)上方的熱塑性聚合物，使得單位單元至少部分地嵌入第二基材中。第一基材材料及第二基材材料可係相同的熱塑性聚合物，使得第一基材及第二基材可一起被視為是單一基材。
在一些實施例中，波導經組態以在預定的操作頻率下操作。例如，波導的幾何形狀及材料可經選擇使得波導的S21參數在預定的操作頻率下是最大值。單位單元的共振頻率，從而一般而言靠近共振頻率的操作頻率，可藉由選取介電本體的適當大小、合適的材料、從而介電本體及基材的合適介電常數以及藉由合適的導體覆蓋來選擇。單位單元之間的間距可經選取使得共振能量可有效地在介電本體之間轉移並導致操作頻率處充分大的S21參數。共振頻率一般與介電本體的長度尺度成反比，並與介電本體之介電常數的平方根成反比。從具有第一操作頻率的波導，具有另一操作頻率的波導可藉由適當縮放尺寸及/或藉由適當地選取介電本體的材料(從而介電常數)來構建。基於已知的模型化技術可選擇不同的幾何形狀及材料以判定共振頻率及合適的操作頻率。例如，共振頻率可藉由以適當邊界條件對單位單元中之EM模態解(例如，數值地)馬克士威方程式來判定。在單位單元及波導的製造之後，藉由測量S參數隨頻率而變動可判定共振頻率，因為這允許識別共振頻率。
可利用單位單元及單位單元之配置的廣泛多種幾何形狀。在一些實施例中，單位單元可以規則陣列配置。在一些實施例中，陣列係正方形或矩形陣列。在一些實施例中，單位單元之陣列包含六邊形或三角形晶格上的單位單元。單位單元可依例如圓柱形狀、堆疊矩陣、或管形狀來配置。可用的幾何形狀係在例如PCT公開第WO 2016/171930號(Weinmann等人)及第WO 2016/172020號(Kim等人)中描述。間隔開之單位單元之陣列可係一維陣列(例 如，波導可僅包括圖1中所描繪的三列單位單元中的一者)、二維陣列(例如如圖1A所繪示)、或三維陣列。圖7係波導200的透視圖，該波導包括基材210及至少部分地嵌入基材210中並沿著波導200配置的間隔開之單位單元220之陣列。間隔開之單位單元220之陣列係三維陣列。單位單元220可對應至例如單位單元20。
圖8係可用於本說明書之波導中並包括介電本體31的單位單元120的示意透視圖。介電本體31具有一側32，該側具有封閉之第一周緣33。包括封閉外第二周緣43的閉迴路導電條142係設置在側32上，該第二周緣與第一周緣33共延伸。介電本體31亦具有一側32'，該側具有封閉之第三周緣33'。包括封閉外第四周緣的閉迴路導電條142'係設置在側32'上，該第四周緣與第三周緣33'共延伸。在一些實施例中，一或多個導電層設置在介電本體上，其中該一或多個導電層包括實質上相同的導電之第一層(例如，導電條142)及第二層(例如，導電條142')，該第一層及該第二層設置在該介電本體的相對側(例如，側32及32')上並經對位且彼此對準。若第一層及第二層具有相同的標稱大小及形狀並使用標稱相同的材料，則其等可被描述為實質上相同。實質上相同的第一層及第二層，例如，可能因為尋常製造變異或因為不顯著影響單位單元效能的微小變異而有所不同。
圖9係可用於本說明書之波導中並包括介電本體130的單位單元320的示意透視圖。導電層44設置在介電本體130上。導電層44界定其中的開口45。在一些實施例中，導電層44具有不規則形 狀。在其他實施例中，(多個)傳導層具有規則形狀。在一些實施例中，開口45允許入射電磁波至少部分透射過其中。
介電本體可具有任何合適的形狀。在一些實施例中，間隔開之單位單元之陣列中的至少一單位單元的介電本體係多面體(具有平面的三維固體)、平行六面體、立方體、正方棱柱、矩形棱柱、六角棱柱、球體、圓柱體、截錐體(藉由平行其基部之平面截去其上部部分後所遺留的錐體或角錐體之部分，或在二個此類平面之間截取的錐體或角錐體之部分)、及截球體的至少一者。圖10A至圖10J示意性地繪示用於介電本體的各種示例性形狀。圖10A至圖10J分別是介電本體30a至30j的透視圖，分別是多面體(30a)、平行六面體(30b)、立方體(30c)、正方棱柱(30d)、矩形棱柱(30e)、六角棱柱(30f)、球體(30g)、圓柱體(30h)、截錐體(30i)、及截球體(30j)。介電本體30a至30j在波導中可具有任何合適的定向。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解在本說明書中所使用及描述之內容脈絡中諸如「約(about)」等用語。若所屬技術領域中具有通常知識者不清楚在本說明書中所使用及描述之內容脈絡中如應用以表達特徵大小、量、及實體性質的數量所使用的「約」，則「約」將應理解為意指在指定值之10百分比內。就一指定值給定的數量可精確係該指定值。例如，若所屬技術領域中具有通常知識者不清楚在本說明書中所使用及描述之內容脈絡中之具有約1的值的數量，意指該數量所具有的值在0.9與1.1之間，且該值可係1。
以下為本說明之例示性實施例的清單。
實施例1係一種波導，其經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)，該波導包含：一介電基材，其包含一第一介電常數；及間隔開之單位單元之一陣列，其至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置，間隔開之單位單元之該陣列中的複數個單位單元之各者具有一第一透射參數S121，該第一透射參數具有一最低共振頻率Γ1，且該複數個單位單元之各者包含：一介電本體，其具有一第二介電常數及一第二透射參數S221，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，Γ2>Γ1；及一或多個導電層，其設置在該介電本體上並部分地覆蓋該介電本體。
實施例2係如實施例1之波導，其具有一長度L、一寬度W、及一厚度H，其中，LWH、或LW2H、或L5 W10H。
實施例3係如實施例1或2之波導，其中該操作頻率係在自約10MHz至約120GHz的一範圍內、或在自約10MHz至約50GHz的一範圍內、或在自約1GHz至約40GHz的一範圍內、或在自約1GHz至約30GHz的一範圍內、或在自約1GHz至約20GHz的一範圍內、或在自約1GHz至約15GHz的一範圍內、或在自約10MHz至約1GHz的一範圍內。
實施例4係如實施例1至3中任一者之波導，其中該基材包含聚四氟乙烯、石英玻璃、菫青石、硼矽玻璃、全氟烷氧基、聚腔甲酸酯、聚乙烯，聚矽氧、聚烯烴、及氟化乙烯丙烯的一或多者。
實施例5係如實施例1至3中任一者之波導，其中該介電基材係空氣或主要是空氣。
實施例6係如實施例1至5中任一者之波導，其中該第一介電常數於約10GHz之一頻率下係在自約1至約10的一範圍內。
實施例7係如實施例1至6中任一者之波導，其中該第一介電常數於該操作頻率下係在自約1.1至約5的一範圍內。
實施例8係如實施例1至7中任一者之波導，其中各介電本體包含下列之一或多者：經摻雜或未經摻雜之鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶鋇(BaSrTiO3)、Y5V組成物、X7R組成物、TiO2(二氧化鈦)、鈦酸銅鈣(CaCu3Ti4O12)、鈦酸鋯鉛(PbZr x Ti1-x O3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鎂鉛(PbMgTiO3)、鈮酸鎂鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、鉭酸鈦鐵(FeTiTaO6)、Li及Ti共摻雜之NiO(La1.5 Sr0.5NiO4,Nd1.5 Sr0.5 NiO4)。
實施例9係如實施例1至8中任一者之波導，其中該第二介電常數於該操作頻率下係在自約10至約25000的一範圍內，或於該操作頻率下係在自約20至約20000的一範圍內。
實施例10係如實施例1至9中任一者之波導，其中該第二介電常數於該操作頻率下係該第一介電常數的至少5倍。
實施例11係如實施例1至10中任一者之波導，其係可撓的。
實施例12係如實施例1至10中任一者之波導，其係剛性的。
實施例13係如實施例1至12中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列係一一維陣列。
實施例14係如實施例1至12中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列係一二維陣列。
實施例15係如實施例1至12中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列係一三維陣列。
實施例16係如實施例1至15中任一者之波導，其中在間隔開之單位單元之該陣列中的至少一單位單元僅部分地嵌入該基材中。
實施例17係如實施例1至15中任一者之波導，其中在間隔開之單位單元之該陣列中的各單位單元僅部分地嵌入該基材中。
實施例18係如實施例1至15中任一者之波導，其中在間隔開之單位單元之該陣列中的至少一單位單元係完全嵌入該基材中。
實施例19係如實施例1至15中任一者之波導，其中在間隔開之單位單元之該陣列中的各單位單元係完全嵌入該基材中。
實施例20係如實施例1至19中任一者之波導，其中Γ1大於1GHz、或大於2GHz。
實施例21係如實施例1至20中任一者之波導，其中Γ1小於10GHz。
實施例22係如實施例1至20中任一者之波導，其中Γ2大於5GHz、或大於10GHz、或大於15GHz。
實施例23係如實施例1至22中任一者之波導，其中Γ2-Γ1係至少1GHz、或至少2GHz、或至少5GHz、或至少7GHz、或至少10GHz。
實施例24係如實施例1至23中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的至少一單位單元的該介電本體係一多面體、一平行六面體、一立方體、一正方棱柱、一矩形棱柱、一六角棱柱、一球體、一圓柱體、一截錐體、或一截球體的至少一者。
實施例25係如實施例1至24中任一者之波導，其中該一或多個導電層的至少一層包含一金屬。
實施例26係如實施例1至24中任一者之波導，其中該一或多個導電層中的至少一層包含選自由銀、金、銅、鋁、鉑、及其合金所組成之群組的一金屬。
實施例27係如實施例1至24中任一者之波導，其中該一或多個導電層中的至少一層包含選自由經摻雜及未經摻雜之LaCrO3、銦錫氧化物、TiO、TiCxN1-x、RuO2、ZrC、TiC、TiN、TaN、ZrB2x-B4C1-x、及ZrB2x-SiC1-x所組成之群組的一導電陶瓷。
實施例28係如實施例1至27中任一者之波導，其中該一或多個導電層中的至少一層包含一閉迴路導電條。
實施例29係如實施例1至28中任一者之波導，其中該一或多個導電層中的至少一層的一平均厚度係在自約100nm至約100微米的一範圍內、或在自約100nm至約10微米的一範圍內、或在自約100nm至約5微米的一範圍內。
實施例30係如實施例1至29中任一者之波導，其中該介電本體包含一側，該側包含封閉之一第一周緣，且該一或多個導電層中的一層包含一閉迴路導電條，該閉迴路導電條包含封閉外之一第二周緣，該第二周緣與該第一周緣共延伸。
實施例31係如實施例1至30中任一者之波導，其中該一或多個導電層中的至少一層界定其中的一開口，以允許一入射電磁波至少一部分透射過其中。
實施例32係如實施例1至31中任一者之波導，其中該一或多個導電層包含實質上相同的導電之第一層及第二層，該第一層及該第二層設置在該介電本體的相對側上經對位且彼此對準。
實施例33係如實施例1至32中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的該複數個單位單元之各者具有一第一反射參數S111，且其中S111及S121在該操作頻率Γ下彼此相差在10%之內或在5%之內。
實施例34係如實施例1至32中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的該複數個單位單元之各者具有一第一反射參數S111，且其中在該操作頻率Γ下S111等於S121。
實施例35係如實施例1至34中任一者之波導，其中各單位單元具有該第一透射參數S121之一第一共振頻率Γ3下的一第一電場分布，且各介電本體具有該第二透射參數S221之該最低共振頻率Γ2下的一第二電場分布，該第一電場強度分布及該第二電場強度分布具有相同的一模態輪廓。
實施例36係如實施例1至35中任一者之波導，其中各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至該EMW，且各介電本體經組態以依一第二耦合效率耦合至該EMW，該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
實施例37係一種通訊系統，其包含如實施例1至36中任一者之波導。
實施例38係一種波導，其包含一介電基材及至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列，各單位單元包含：一第一透射參數S121，其具有一第一共振頻率Γ3，該第一共振頻率具有一第一電場強度分布；一介電本體，其具有一第二透射參數S221，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，該最低共振頻率具有一第二電場強度分布，該第一電場強度分布及該第二電場強度分布具有相同的一模態輪廓；及一金屬層，其設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體，其中該第一共振頻率Γ3不是S121的一最低共振頻率Γ1。
實施例39係如實施例38之波導，其中S121的該最低共振頻率Γ1具有一第三電場強度分布，且其中該第二電場強度分布及該第三電場強度分布具有不同的模態輪廓。
實施例40係如實施例38或39之波導，其經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率Γ的一電磁波，其中該介電基材具有一第一介電常數，該介電本體具有一第二介電常數，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數。
實施例41係如實施例40之波導，其中該第二介電常數係該第一介電常數的至少5倍。
實施例42係如實施例38至41中任一者之波導，其中該金屬層界定其中的一開口，以允許一入射電磁波至少一部分透射過其中。
實施例43係如實施例38至42中任一者之波導，其中各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至具有該波導之一操作頻率的一入射電磁波(EMW)，且各介電本體經組態以依一第二耦合效率耦合至該入射EMW，該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
實施例44係如實施例38至43中任一者之波導，其中該基材包含聚四氟乙烯、石英玻璃、菫青石、硼矽玻璃、全氟烷氧基、聚胺甲酸酯、聚乙烯，聚矽氧、聚烯烴、及氟化乙烯丙烯的一或多者。
實施例45係如實施例38至44中任一者之波導，其中各介電本體包含下列之一或多者：經摻雜或未經摻雜之鈦酸鋇 (BaTiO3)、鈦酸鍶鋇(BaSrTiO3)、Y5V組成物、X7R組成物、TiO2(二氧化鈦)、鈦酸銅鈣(CaCu3Ti4O12)、鈦酸鋯鉛(PbZr x Ti1-x O3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鎂鉛(PbMgTiO3)、鈮酸鎂鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、鉭酸鈦鐵(FeTiTaO6)、Li及Ti共摻雜之NiO(La1.5 Sr0.5NiO4,Nd1.5 Sr0.5 NiO4)。
實施例46係如實施例38至45中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的各單位單元具有一第一反射參數S111，且其中S111及S121在該波導之一操作頻率Γ下彼此相差在10%之內或在5%之內。
實施例47係如實施例38至45中任一者之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的各單位單元具有一第一反射參數S111，且其中在該波導之一操作頻率Γ下S111等於S121。
實施例48係如實施例38至47中任一者之波導，其進一步根據如實施例1至36中任一者來特徵化。
實施例49係一種通訊系統，其包含如實施例38至48中任一者之波導。
實施例50係一種通訊系統，其包含：一第一收發器，其經組態以發射具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)；及一波導，其用於從該第一收發器接收所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW，該波導包含：一基材，其在該波導之第一位置與第二位置之間延伸；及 間隔開之單位單元之一陣列，其至少部分地嵌入該基材中並在該波導之該第一位置與該第二位置之間延伸，該等單位單元經組態以在該第一位置處共振耦合至所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW，並將在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一EMW沿著該波導從該第一位置輻射至該第二位置，各單位單元具有一第一透射參數S121及一第一反射參數S111，S121及S111在該操作頻率Γ下彼此相差在10%之內。
實施例51係如實施例50之通訊系統，其中該第一收發器包含一第一天線。
實施例52係如實施例51之通訊系統，其中該第一收發器進一步包含一第一電源以賦能該第一天線。
實施例53係如實施例50至52中任一者之通訊系統，其進一步包含一第二收發器，該第二收發器經組態以在該波導之該第二位置共振耦合至在該波導內部並沿著該波導傳播的該EMW。
實施例54係如實施例53之通訊系統，其中該第二收發器進一步經組態以將經耦合之該EMW輻射至遠離該波導的一位置。
實施例55係如實施例53或54之通訊系統，其中該第二收發器包含一第二天線。
實施例56係如實施例55之通訊系統，其中該第二收發器進一步包含一第二電源以賦能該第二天線。
實施例57係如實施例50至56中任一者之通訊系統，其中S121及S111在該操作頻率Γ下彼此相差在5%之內。
實施例58係如實施例50至56中任一者之通訊系統，其中在該操作頻率Γ下S111等於S121。
實施例59係如實施例50至58中任一者之通訊系統，其中該基材具有一第一介電常數，且各單位單元包含具有一第二介電常數的一介電本體，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數。
實施例60係如實施例59之通訊系統，其中該第二介電常數係該第一介電常數的至少5倍。
實施例61係如實施例50至60中任一者之通訊系統，其中該波導進一步根據實施例1至36中任一者特徵化。
實施例62係一種波導，其用於接收具有一操作頻率Γ之一入射電磁波(EMW)並包含沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列，該等單位單元經組態以共振耦合至該入射EMW並輻射在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一EMW，各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至該入射EMW並包含：一介電本體，其經組態以依一第二耦合效率耦合至該入射EMW；及一或多個金屬層，其設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體，其中該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
實施例63係如實施例62之波導，其中該第二耦合效率比該第一耦合效率小至少10倍。
實施例64係如實施例62或63之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列係至少部分地嵌入具有一第一介電常數的一基材 中，各介電本體具有一第二介電常數，該第二介電常數在該操作頻率Γ下大於該第一介電常數。
實施例65係如實施例64之波導，其中該第二介電常數係該第一介電常數的至少5倍。
實施例66係如實施例62至65中任一者之波導，其中該一或多個金屬層具有至少一層，該至少一層界定其中的一開口，以允許一入射電磁波至少一部分透射過其中。
實施例67係如實施例62至66中任一者之波導，其進一步根據實施例1至36中任一者特徵化。
實施例68係一種通訊系統，其包含如實施例62至67中任一者之光導。
除非另有所指，對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。雖在本文中是以具體實施例進行說明及描述，但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解可以各種替代及/或均等實施方案來替換所示及所描述的具體實施例，而不偏離本揭露的範疇。本申請案意欲涵括本文所討論之特定具體實施例的任何調適形式或變化形式。因此，本揭露意圖僅受限於申請專利範圍及其均等者。
以上專利申請書中所引用的文獻、專利及專利申請案，全都以一致的方式引用全文併入本文中。若併入的文獻與本申請書之間存在不一致性或衝突之部分，應以前述說明中之資訊為準。

Claims (17)

  1. 一種波導，其經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)，該波導包含：一介電基材，其包含一第一介電常數；及間隔開之單位單元之一陣列，其至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置，間隔開之單位單元之該陣列中的複數個單位單元之各者具有一第一透射參數S 121，該第一透射參數具有一最低共振頻率Γ1，且該複數個單位單元之各者包含：一介電本體，其具有一第二介電常數及一第二透射參數S 221，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，Γ2>Γ1；及一或多個導電層，其設置在該介電本體上並部分地覆蓋該介電本體。
  2. 如請求項1之波導，其中各介電本體包含下列之一或多者：經摻雜或未經摻雜之鈦酸鋇(BaTiO 3)、鈦酸鍶鋇(BaSrTiO 3)、Y5V組成物、X7R組成物、TiO 2(二氧化鈦)、鈦酸銅鈣(CaCu 3Ti 4O 12)、鈦酸鋯鉛(PbZr x Ti 1-x O 3)、鈦酸鉛(PbTiO 3)、鈦酸鎂鉛(PbMgTiO 3)、鈮酸鎂鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg 1/3Nb 2/3)O 3.-PbTiO 3)、鉭酸鈦鐵(FeTiTaO 6)、Li及Ti共摻雜之NiO(La 1.5 Sr 0.5NiO 4,Nd 1.5 Sr 0.5 NiO 4)。
  3. 如請求項1之波導，其中該第一介電常數於該操作頻率下係在自約1.1至約5的一範圍內，且該第二介電常數於該操作頻率下係在自約10至約25000的一範圍內。
  4. 如請求項1之波導，其中Γ1大於1GHz。
  5. 如請求項1之波導，該一或多個導電層中的至少一層界定其中的一開口，以允許一入射電磁波至少一部分透射過其中。
  6. 如請求項1之波導，其中該一或多個導電層包含實質上相同的導電之第一層及第二層，該第一層及該第二層設置在該介電本體的相對側上並經對位且彼此對準。
  7. 如請求項1之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的該複數個單位單元之各者具有一第一反射參數S 111，且其中S 111及S 121在該操作頻率Γ下彼此相差在10%之內。
  8. 如請求項1之波導，其中各單位單元具有該第一透射參數S 121之一第一共振頻率Γ3下的一第一電場分布，且各介電本體具有該第二透射參數S 221之該最低共振頻率Γ2下的一第二電場分布，該第一電場強度分布及該第二電場強度分布具有相同的一模態輪廓。
  9. 如請求項1之波導，其中各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至該EMW，且各介電本體經組態以依一第二耦合效率耦合至該EMW，該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
  10. 一種波導，其包含一介電基材及至少部分地嵌入該基材中並沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列，各單位單元包含：一第一透射參數S 121，其具有一第一共振頻率Γ3，該第一共振頻率具有一第一電場強度分布；一介電本體，其具有一第二透射參數S 221，該第二透射參數具有一最低共振頻率Γ2，該最低共振頻率具有一第二電場強度分布，該第一電場強度分布及該第二電場強度分布具有相同的一模態輪廓；及一金屬層，其設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體，其中該第一共振頻率Γ3不是S 121的一最低共振頻率Γ1。
  11. 如請求項10之波導，其中S 121的該最低共振頻率Γ1具有一第三電場強度分布，且其中該第二電場強度分布及該第三電場強度分布具有不同的模態輪廓。
  12. 如請求項10之波導，其經組態以沿著該波導傳播具有一操作頻率Γ 的一電磁波，其中該介電基材具有一第一介電常數，該介電本體具有一第二介電常數，該第二介電常數在該操作頻率下大於該第一介電常數。
  13. 如請求項10之波導，其中各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至具有該波導之一操作頻率的一入射電磁波(EMW)，且各介電本體經組態以依一第二耦合效率耦合至該入射EMW，該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
  14. 如請求項10之波導，其中間隔開之單位單元之該陣列中的各單位單元具有一第一反射參數S 111，且其中S 111及S 121在該波導之一操作頻率Γ下彼此相差在10%之內。
  15. 一種通訊系統，其包含：一第一收發器，其經組態以發射具有一操作頻率Γ的一電磁波(EMW)；及一波導，其用於從該第一收發器接收所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW，該波導包含：一基材，其在該波導之第一位置與第二位置之間延伸；及間隔開之單位單元之一陣列，其至少部分地嵌入該基材中並在該波導之該第一位置與該第二位置之間延伸，該等單位單元經組態以在該第一位置處共振耦合至所發射之具有該操作頻率Γ的該EMW，並將在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一EMW沿著該波導從該第一位置輻射至該第二位置，各單位單元具有一第一透射參數S 121及一第一反射參數S 111，S 121及S 111在該操作頻率Γ下彼此相差在10%之內。
  16. 如請求項15之通訊系統，其進一步包含一第二收發器，該第二收發器經組態以在該波導的該第二位置處共振耦合至在該波導內部並沿著該波導傳播的該EMW，其中該第二收發器進一步經組態以將經耦 合之該EMW輻射至遠離該波導的一位置。
  17. 一種波導，其用於接收具有一操作頻率Γ之一入射電磁波(EMW)並包含沿著該波導配置的間隔開之單位單元之一陣列，該等單位單元經組態以共振耦合至該入射EMW並輻射在該波導內部並沿著該波導傳播的該操作頻率下之一EMW，各單位單元經組態以依一第一耦合效率耦合至該入射EMW並包含：一介電本體，其經組態以依一第二耦合效率耦合至該入射EMW；及一或多個金屬層，其設置在該介電本體上並部分覆蓋該介電本體，其中該第二耦合效率實質上小於該第一耦合效率。
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