可缩回的介电波导的制作方法

可缩回的介电波导的制作方法
【专利摘要】本发明描述一种用于介电波导的可旋转耦合器。第一介电波导（DWG）具有在所述DWG的一个末端处的接口表面。第二DWG具有在所述第二DWG的末端处的匹配接口表面。可旋转耦合机构耦合到所述两个DWG末端并且被配置为保持所述第一DWG的所述接口表面与所述第二DWG的所述接口表面轴向对准，同时允许所述第一DWG的所述接口表面相对于所述第二DWG的所述接口表面轴向旋转。
【专利说明】可缩回的介电波导
[0001] 根据35U. S. C. 119 (e)主张优先权
[0002] 本申请要求2013年3月19日提交的题为"Dielectric Waveguides"的美国临时 申请第61/803, 435号(代理人案号TI-73114PS)的优先权并且通过引用将其并入本申请。

【技术领域】
[0003] 本发明总体涉及用于高频信号的介电波导，并且特别涉及可缩回的介电波导和可 旋转的耦合。

【背景技术】
[0004] 在电磁和通信工程中，术语"波导"可以是指在端点之间传送电磁波的任何线状结 构。原始的和最常见的含义是一种用于运载无线电波的中空金属管。这类波导被用作传输 线以实现在例如微波炉、雷达装置、卫星通信以及微波无线链路的设备中将微波发射器和 接收器连接到其天线的目的。
[0005] 介电波导通常采用固体电介电核心而不是中空管。电介质是一种可以被所施加的 电场极化的电绝缘体。当电介质被放置在电场中时，电荷不会像其在导体中那样流过所述 材料，而是仅从其平均平衡位置略微地移动，引起电介质极化。由于电介质极化，故正电荷 朝向所述场移位而负电荷沿相反方向移动。这产生了内部电场，所述内部电场使在电介质 本身内的总体场减小。如果电介质由弱键合分子构成，则那些分子不仅变得被极化，而且重 新定向以使其对称轴对准所述场。虽然术语"绝缘体"意味着低电导，但是"电介质"通常 用来描述具有高极化率的材料；这由被称作介电常数（ε k)的数字来表示。术语"绝缘体" 主要用来指示电阻碍，而术语"电介质"则用来指示材料通过极化得到的能量存储能力。
[0006] 金属管波导中的电磁波可以想像成以Z形路径沿着引导件向前行进，在引导件的 相对侧壁之间反复地反射。对于矩形波导的特定情况，有可能基于这一观察进行准确分析。 可以用相同方式观察介电波导中的传播，其中波被介电波导表面处的全内反射限制于电介 质中。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 现将仅以示例方式参考附图来描述根据本发明的特定实施例：
[0008] 图1是穿过具有各种介电常数的材料的波长对比频率的曲线图；
[0009] 图2A-2D示出使用印刷电路板技术产生的介电波导（DWG)的各种配置；
[0010] 图3A-3C -起是示例性介电波导的正投影；
[0011] 图4是示出用于制造介电波导的工艺的流程图；
[0012] 图5是与偶极天线一起使用的反射器的等距视图；
[0013] 图6是图5的反射器的截面视图；
[0014] 图7是显示图5的偶极天线和反射器的插入损耗的曲线图；
[0015] 图8A和图8B示出耦合到集成电路（1C)的DWG的另一实施例；
[0016] 图9-10示出用于将DWG直接接合到1C的实施例；
[0017] 图11-13示出来自各种DWG接口配置的辐射能量的模拟；
[0018] 图14是示出各种接口配置的插入损耗的曲线图；
[0019] 图15示出与具有硅间隙填充剂材料的搭扣连接器耦合的两个DWG ;
[0020] 图16A-16B示出来自DWG的直角转角的辐射能量的模拟；
[0021] 图17是直角转角被屏蔽以使辐射泄漏最小化的DWG的图示；
[0022] 图18A-18B示出来自DWG的被屏蔽的直角转角的辐射能量的模拟；
[0023] 图19是示出具有直角弯曲段的DWG的插入损耗对比频率的曲线图；
[0024] 图20是示例性柔性DWG的图示；
[0025] 图21A-21D示出多通道柔性DWG的各种配置；
[0026] 图22-25示出柔性DWG与柔性电缆的各种组合方式；
[0027] 图26示出具有耦合到DWG的偶极天线的微电子封装体，所述DWG具有引导元件以 改进辐射信号的耦合；
[0028] 图27A-27C是用于将信号从带状线发射到DWG的结构的多个视图；
[0029] 图28示出各种长度的金属波导过渡段的模拟结果；
[0030] 图29是用于将信号从微带线发射到DWG的喇叭天线的等值线图；
[0031] 图30A和图30B是图29的喇叭天线的俯视图和正视图；
[0032] 图31示出来自图29的喇叭天线的信号辐射的模拟；
[0033] 图32示出RJ45连接器用于耦合DWG的用途；
[0034] 图33-34示出RJ45连接器用于耦合DWG的各种应用；
[0035] 图35是示出DWG在系统中的用途的流程图；
[0036] 图36是用DWG互连的两个系统的图示；
[0037] 图37A-37C示出具有使用旋转耦合器的可缩回的DWG的电子装置；
[0038] 图38-40示出旋转耦合器的各种实施例；
[0039] 图41A-41D示出旋转耦合器的对准方面；以及
[0040] 图42示出旋转耦合器的锁定机构。
[0041] 本发明实施例的其它特征将通过附图和以下详细描述而变得显而易知。

【具体实施方式】
[0042] 现将参考附图详细描述本发明的特定实施例。出于一致性，在各个图中的类似元 件由类似的参考数字表示。在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便更彻底 地理解本发明。然而，对本领域普通技术人员来说显然易见的是，可以在没有这些具体细节 的情况下实践本发明。在其它情况下，众所周知的特征不再详细描述，从而避免了不必要地 使描述变复杂。
[0043] 随着电子组件和系统中的频率增加，波长以相应的方式减小。例如，许多计算机处 理器目前在千兆赫兹域中操作。随着操作频率增加到亚太赫兹（sub-terahertz),波长变得 足够短，从而超过短距离的信号线可以充当天线并且可以发生信号辐射。图1是穿过具有 各种介电常数的材料的波长对比频率的曲线图。如曲线102所示，其中该曲线表示具有低 介电常数3的材料如印刷电路板，100GHz信号将具有约1. 7mm的波长。因此，长度仅1. 7mm 的信号线可以充当全波天线并且辐射出相当比例的信号能量。
[0044] 波在开放空间中沿所有方向传播，如球面波。以此方式，所述波的功率随距离的平 方按比例损耗；即，在距所述源的距离R处，功率是源功率除以R 2。在相对长的距离上，可以 使用波导来输送高频信号。波导将波限制在沿着一个维度传播，因此在理想条件下，波在传 播时不损耗功率。电磁波沿着波导的轴线的传播由波动方程来描述，所述波动方程来源于 麦克斯韦方程（Maxwell's equation),并且其中波长取决于波导的结构以及波导内的材料 (空气、塑料、真空等)，并且取决于波的频率。常用波导只有几类。最常见的一类波导是具 有矩形横截面的波导，所述矩形横截面通常不是正方形。这种横截面的长边通常是其短边 的两倍长。这些特征对于承载水平极化或垂直极化的电磁波是有用的。
[0045] 对于亚太赫兹射频（RF)信号所遇到的极小波长，介电波导表现良好，并且相比于 中空金属波导来说，制造更加便宜。此外，金属波导具有由波导的大小决定的截止频率。低 于截止频率，不存在电磁场的传播。介电波导（DWG)具有较宽的操作范围，而无固定的截止 点。在本文中描述了各种类型的介电波导和用于将介电波导耦合到集成电路或耦合到另一 介电波导的技术。
[0046] DWG电缆可以提供用高带宽互连来连接两个装置的有效方式。可以用可缩回的介 电波导电缆来构造固定的或移动的电子装置，所述可缩回的介电波导电缆可以用来耦合到 另一装置并且提供安全的高速数据连接。如下文中将更详细地描述，旋转耦合件可以使得 介电波导电缆易于延伸以便耦合到远程装置并且然后在不再需要连接时缩回，所述介电波 导电缆以螺旋式或线轴上的配置形式安排在电子装置内。DWG的一个末端连接到装置内的 通信芯片，而DWG电缆的另一个末端可以具有插座连接器以便耦合到远程装置。介电波导 线轴可以由弹簧加载机构（spring loaded mechanism)致动，所述弹簧加载机构允许使用 最小的拉力展开DWG电缆。可以提供锁定特征将DWG电缆锁定在各种长度。关于图37-42 更详细地描述了具有旋转耦合件的具有可缩回的DWG电缆的装置的细节。关于图2-36描 述了可以在所述装置内使用的各种类型DWG电缆和信号接口结构。
[0047] 图2A-2D示出使用印刷电路板技术产生的介电波导的各种配置。介电波导可以用 作印刷电路板（PCB)上的芯片对芯片的高数据速率通信的互连。这一介电波导的实施例能 够在生产线中组装为额外的表面安装部件并且能够在PCB的组装期间抵抗无铅焊料回流 工艺。
[0048] 图2A示出多层PCB200,其含有由绝缘层隔开的若干个导电层。众所周知，各个导 电层可以被图案化成互连图案并且通过通孔互连。通孔也被带到PCB的表面并且为集成电 路（1C)衬底210提供连接焊盘。众所周知，焊球202提供了载体210上的引脚与PCB200上 的通孔焊盘之间的电连接。IC240被安装在衬底210上并且含有使用已知技术产生高频信 号的电路系统。
[0049] IC210包括连接到偶极天线212的产生信号的高频电路系统。介电波导220通过 接口区222接合到偶极天线和反射器214,该接口区可以是介电波导的一部分。介电波导 (DWG) 220被安装在PCB200上并且必须能够经受住用于将IC210附接到PCB的回流工艺。
[0050] 介电波导220可以使用标准PCB制造技术来制造。PCB制造商有能力通过例如使 用微填充剂作为掺杂剂来生产具有不同介电常数的板材。介电波导可以通过以下操作来制 造：在低介电常数（ε k2)的板材中布线出通道并且用高介电常数（ε kl)的材料填充所述 通道。图2B-2D示出可以用来接合DWG220与微电子器件衬底210的三个接口选项。图2B 示出由金属波导形成的接口区222,所述金属波导使用垂直的铜壁和顶部与底部铜层(未图 示)来制成。DWG核心构件225由具有高介电常数的材料制成，而包层226由具有较低介电 常数的PCB材料制成。图2C示出类似的想法，但是形成了喇叭223来帮助从微电子器件衬 底210的偶极天线捕获更多的辐射。图2D示出一种不使用金属波导的方案。仅在1C载体 衬底210的偶极天线212与波导220的电介质配合边缘224之间形成接口。这三种波导设 计中的任一者都可以通过以下操作来制造：在PCB中重复进行多次并且然后将PCB板锯成 可以用作单独表面安装零件的单独波导。
[0051] 图3A-3C是示例性介电波导300的正投影，该示例性介电波导类似于使用典型的 PCB制造技术制造的图2B。图3A-3C示出DWG300是如何制造的。在该示例中，示出了从 单个PCB切出的三个DWG300-302 ;然而，这仅仅是为了图示说明，并且通常可以在一个PCB 上制造更多数量的DWG并且然后将所述DWG沿着切割线320切成单独的DWG。应注意到， DWG302包括两个通道；可以按相同方式制造更大数量的通道。
[0052] 图4是示出用于制造介电波导的工艺的流程图。也参看图3A-3C，PCB初始衬底 层310包括铜层或其它导电层311，所述导电层被蚀刻以形成金属波导部分222或223的底 侦牝再次参看图2B、图2C。在制造如图2D所示的DWG时省略铜层311。在衬底层310中为 每一个DWG通道形成402凹槽。所述通道通常是矩形，其宽度通常是深度的两倍。基于已 知的波导理论，基于DWG意欲输送的频率和所得波长来选择尺寸。所述通道可以通过各种 已知技术来形成，如：机械布线或研磨，通过用冲击式钻头刮削，通过使用化学蚀刻剂蚀刻 穿透掩模或介质喷射等。
[0053] 再次参看图2B、图2C，用于金属波导部分（如部分222或223)的侧壁315、316可 以使用类似于形成通孔的工艺来形成。类似于形成用于通孔的孔，为每一个侧壁布线沟槽 并且然后用类似于用于通孔的工艺的工艺镀覆所述沟槽。金属波导部分的尺寸可以类似于 电介电核心部分的尺寸，或者一个可以略微大于另一个。形成通道凹槽的工艺也可以在已 经形成侧壁之后去除侧壁之间的材料。
[0054] -旦形成通道，即可以用具有较高的不同介电常数的PCB板材填充404所述通道， 从而形成核心构件318。PCB衬底层310的介电常数值通常可以在约2. 5-4. 5的范围内。可 以使用微填充剂作为掺杂剂来提升核心构件318的介电常数值，使得核心构件318的介电 常数高于包层材料310、312以及314。使用通常可获得的材料和掺杂剂，核心构件的介电常 数通常可以选自约3-12的一系列值。例如，可以使用各种类型的材料作为掺杂剂，如ZnO 或BaTi03。PCB和填充剂材料可从各种来源获得，如罗杰公司（Roger Corporation):例如， 用于PCB的R03003,以及用于填充剂的R03006或R03010。
[0055] 也具有经蚀刻的铜层313的顶层314可以层压406在衬底层310的顶部上，从而 形成包层226的顶部。在一些实施例中，顶层314可以省略并且切开的DWG可以倒置地安 装在PCB载体板(如PCB200)上，从而形成其余的包层部分。在其它实施例中，顶层可以省 略并且介电常数为约1. 〇的空气将形成包层的顶部。在省略顶层314的实施例中，可以在 平面层310上面任选地施加保形涂层或其它保护层。通常，当DWG将不被人类或其它附近 物体接触时，可以省略顶层来节省费用。
[0056] 然后平面层310被切开408以产生例如单独的DWG300-302。每一个单独的DWG可 以含有一个通道，或者其可以含有两个或更多个通道，这取决于平面层310是如何被切开 的。
[0057] 然后单独的DWG可以被安装410在载体PCB上并且用于输送由集成电路(如 IC240)产生的亚太赫兹信号。
[0058] 再次参看图2A，偶极天线212和反射器214提供了一种将信号从微电子器件发射 到介电波导中的结构。在介电波导互连的另一个末端上，类似结构可以用来将信号从波导 采集到微电子器件中。
[0059] 偶极天线212可以被微电子器件用来将信号辐射到介电波导220中，所述介电波 导位于封装体外部但极其靠近封装体。根据其性质，偶极天线212将朝向介电波导以定向 程度很高的辐射模式辐射，但是也在与其相反的方向即朝向封装体的核心的方向辐射。在 偶极天线背面上的反射器会将朝向封装中心辐射的辐射沿着介电波导的方向反射回来。
[0060] 现在将更详细地描述两种不同的发射结构设计。一种设计适用于沿着与PCB共面 的方向与介电波导接合，而第二种设计适用于与由PCB界定的平面垂直放置的介电波导接 合。
[0061] 图5是与偶极天线512 -起使用的反射器阵列514的等距视图而图6是其截面视 图，这是图2A中所示的偶极天线212和反射器214的放大图。返回参看图2A，应注意到，偶 极天线212和反射器214的位置在衬底210内。载体212的外边缘形成了接口表面211，所 述接口表面被配置为接合到DWG220。反射器结构214形成于载体衬底中，所述载体衬底邻 近偶极天线212并且与接口表面211相对。
[0062] 再次参看图5,差分信号线513将偶极天线512连接到产生或接收亚太赫兹高频信 号的IC240。地平面（ground plane)505使从偶极天线512发射的信号定向在朝向DWG520 的方向，但是也定向在远离DWG520的方向。具有指定横截面的差分信号线与地平面505间 隔开一受控量，从而形成特性阻抗。特性阻抗通常设计为约50欧姆；然而，其它实施例可以 使用针对特定应用最佳化的不同的特性阻抗。
[0063] 反射器514是两个共面反射器板515、516之间的金属化通孔阵列，这两个共面反 射器板在固持偶极天线512的平面的上方和下方。在一些实施例中，可以存在一个或更多 额外的反射器板517,其耦合到通孔阵列并且基本上平行于偶极天线排布在与偶极天线相 同的平面中。可以在其它层(如果存在)上添加额外的平行反射器板。目的是使基本上垂直 的金属"壁"坚立，所述金属壁将辐射能量从偶极天线512朝向DWG520反射回来。通孔可 以接地，或者可以保持浮接。所述金属结构充当从偶极天线到辐射场的"短路器"。使金属 反射器结构与偶极天线间隔约一半波长可提供最佳反射量。可替换地，反射器结构可以放 置在距偶极天线1. 5倍波长、2. 5倍波长等距离处。虽然一半波长的距离是最佳的，但是在 其0. 3-0. 7倍或多倍范围内的距离提供适用的反射量。
[0064] 图7是基于此配置的模拟显示偶极天线512和反射器514的插入损耗的曲线图。 应注意到，插入损耗相当恒定地保持在约-2. 6db直到约168GHz。
[0065] 图8A和图8B示出耦合到集成电路240的DWG820的另一实施例。在此实施例中， DWG820接合到载体810的底侧上的接口表面811，所述载体被配置为穿过PWB800中的孔接 合DWG820。反射器结构818形成于载体衬底中，其邻近偶极天线812并且与接口表面811 相对。在此实施例中，反射器结构818可以是安置在偶极天线812上方的金属板。使金属 反射器结构与偶极天线间隔约一半波长可提供最佳反射量。可替代地，反射器结构可以放 置在距偶极天线1. 5倍波长、2. 5倍波长等距离处。虽然一半波长的距离是最佳的，但是在 其0. 3-0. 7倍或多倍范围内的距离可提供适用的反射量。反射器板818可以接地，或者可 以保持浮接。
[0066] 图8B是示出基于此配置的模拟的偶极天线812和反射器814的插入损耗的曲线 图。应注意到，插入损耗小于约_2db直到约166GHz。
[0067] 可以看出，与偶极天线组合的反射器结构提供了一种良好的方式来发射或接收由 集成电路产生或接收的亚太赫兹信号。本文所描述的两个实施例提供了低插入损耗并且易 于实施。其为需要介电波导相对于PCB平行或垂直定向的应用提供了实施选项。
[0068] 图9-10示出用于将DWG直接接合到1C的实施例。芯片规模封装（CSP)是一类集 成电路芯片载体。为了使芯片规模合格，封装体的面积通常不超过管芯面积的1.2倍并且 该封装体是一种单一管芯、直接表面可安装的封装体。通常适用于确保这些封装体作为CSP 的另一个准则是其球间距应该不超过1mm。管芯可以安装在上面形成有焊盘或球的内插器 上，如同倒装芯片球栅阵列（BGA)封装一样，或者焊盘可以直接蚀刻或印刷到硅晶片上，产 生与硅管芯的大小极其相近的封装。此类封装体称作晶片级芯片规模封装（WL-CSP)或晶 片级封装(WLP)。
[0069] 现在将描述用于使微电子器件与用于THz RF通信的介电波导直接接合的技术。 在高于亚太赫兹的频率下，不能使用铜来传导电磁信号，这是由于由已知的"趋肤深度效应 (skin depth effect)"所导致的阻抗极度增加所致。如上文所讨论，电磁RF信号可以使用 介电波导来输送，所述介电波导的尺寸类似于上文所描述的用于亚太赫兹频率下的信号的 DWG。
[0070] 参看图9,在此示例中，芯片规模封装940构成微电子器件。在CSP器件中，可以产 生或接收亚太赫兹RF信号的半导体逻辑和电路形成于外延层（epi_layer)943中。在此示 例中，CSP940安装在PCB900上，所述PCB可以具有安装到其上的额外装置。在此示例中， 焊料凸块941将SCP940紧固到PCB900 ;然而，在其它实施例中，可以使用目前已知的或以 后研发的不同类型的安装方案。
[0071] 可以使用硅穿孔（TSV)技术将RF信号传导到芯片的相对侧。硅穿孔是完全穿过硅 晶片或管芯的垂直电连接(垂直互连接入（Vertical Interconnect Access))。TSV是用于 产生3D封装和3D集成电路的高性能技术。相比例如层叠封装（package-on-package)的 可替换方式，TSV提供可能实质上更高的通孔密度，并且提供可能更短的连接长度。
[0072] 在芯片的与外延层943相对的一侧上，图案化金属化物构成天线944以发射和/ 或接收来自介电波导920的RF信号。在此示例中，DWG920垂直地安装到（即垂直于)芯片。 图10示出DWG水平地安装到（即平行于)芯片的示例。金属化天线可以按若干种方式形成， 例如通过使用溉射、热蒸发或电子束蒸发（e-gun evaporation)技术。此金属化物可以使 用各种已知的或以后研发的金属化工艺来实现，例如形成与Si接触的钛层来充当粘结层， 在钛的顶部上形成Ni层来充当阻挡层（从而避免Si管芯的污染)，以及在此最后一层的上 方形成一层铝、铜、金或具有高电导率的任何其它金属。
[0073] 例如，可以使用硬掩模或使用光刻工艺将天线图案化到硅管芯的背侧中。例如，所 述天线可以是简单的偶极天线、马可尼天线（Marconi antenna)或更精心制作的贴片天线。 在此示例中，两个硅穿孔945、946提供了到天线或从天线到外延层943的差分RF信号。
[0074] 嵌入在PCB900中的地平面942用作电磁反射器，从而将天线可能沿与介电波导相 反方向发送的信号朝向介电波导反射回来。可以安装底部填充材料941以将DWG920附接 到 SCP940。
[0075] 此技术产生了 SCP940与DWG920之间的低插入损耗，易于实施，并且使用了标准制 造材料和加工技术。
[0076] 图10示出一个示例性系统，所述系统包括PCB1000,在所述PCB上面安装有 SCP1040-1和1040-2。SCP1040-1包括产生亚太赫兹或太赫兹信号的电路系统，如上所 述，使用通向背面安装的天线的硅穿孔将所述信号经由DWG1020传送到SCP1040-2。类似 地，SCP1040-2包括接收亚太赫兹或太赫兹信号的电路系统，如上所述，使用耦合到背面安 装的天线的硅穿孔经由DWG1020传送所述信号。PCB1000类似于PCB900并且包括用于将 由SCP1040-1中的偶极天线辐射的能量朝向DSG1020反射回来的地平面。在此示例中， DWG1020在其侧面上每一个末端处具有接口表面，所述接口表面用于接合在SCP1040-1和 1040-2的背侧上的天线，其允许DWG1020从芯片到芯片水平地安装。
[0077] 在一些实施例中，DWG的短段可以永久地附接到CSP或其它类型的封装1C，如上文 关于图2A、图8A、图9或图10所示，从而形成模块。然后将模块中所包括的DWG区段耦合 到另一个DWG区段会变得有必要。现将描述用于接合DWG区段的各种方案。
[0078] 图11-13示出用于各种DWG接口配置的辐射能量的模拟。例如，此接口可以用于 连接两个相同波导以延伸长度，或在其中一个可能是电子器件的一部分的情况下用于连接 两个不同波导，所述电子器件例如为：计算机、服务器、智能电话、平板计算机或任何其它通 信装置等。例如，作为1C模块的一部分的DWG区段可以耦合到另一个DWG区段。
[0079] 当两个介电波导耦合在一起时，在两个DWG之间可能存在间隙。此间隙产生阻抗 失配，所述阻抗失配会产生由于阻抗失配所产生的辐射能量所导致的显著损耗。损耗程度 取决于间隙的几何形状和间隙中的材料。基于模拟，角切对接（square cut butt joint)似 乎提供了显著的阻抗失配。
[0080] 图11示出两个DWG区段1101U102之间的倾斜切割接口的模拟结果。核心构件 在1125处示出并且包层在1126处示出。在此示例中，间隙1104是约1.2mm。应注意到，存 在大量福射能量，如阴影区1106所指示。在图14中，曲线1401示出倾斜切割接口的插入 损耗对比间隙长度。
[0081] 图12示出两个DWG区段1201U202之间的矛头状切割接口的模拟结果。核心构 件在1225处示出并且包层在1226处示出。在此示例中，间隙1204是约1. 2mm。应注意到， 存在更少量的辐射能量，如阴影区1206所指示。在图14中，曲线1402示出矛头状接口的 插入损耗对比间隙长度。
[0082] 如果在DWG的仅两个侧面中完成锥形/渐缩（taper)，那么此矛头状是有效的，但 是当在DWG的四个侧面中完成锥形从而形成角锥形时更好。此锥形也可以用在四个侧面上 的圆锥形或在两个侧面上的拱形或通过相对侧切割偏转而使能量从信号偏转回到DWG的 任何其它形状替代。
[0083] 矛头形、角锥形、圆锥形、拱形或类似类型的形状提供了具有极低插入损耗的接 口，易于实施，机械自对准，并且对于微小的失准是灵活并稳健的。这些形状都可以使用标 准制造材料和加工技术产生。
[0084] 被称为"高频模拟器结构（High Frequency Simulator Structure ;HFSS)"的模拟 器(可从ANSYS公司获得)被用来分析上文所讨论的各种形状。HFSS是一种用于任意3D立 体无源装置建模的高性能全波电磁（EM)场模拟器。它使用有限元方法（FEM)和积分方程方 法来整合模拟、可视化、实体建模以及自动化。HFSS可以提取散射矩阵参数（S，Y，Z参数)， 可视化3-D电磁场(近场和远场)，并且产生链接到电路模拟的全波SPICE模型。
[0085] 间隙中的材料
[0086] 在上文所讨论的示例中，填充间隙的材料仅仅是空气，其介电常数是约1. 0。如先 前所讨论，核心材料的介电常数通常将在3-12的范围内，而包层材料的介电常数通常将在 2.5-4.5的范围内。失配阻抗与DWG和间隙内的材料之间的介电常数的差异成比例。这意 味着即使在插座的几何形状最佳化的情况下，DWG之间的气隙仍然不是最佳配置。为了最 小化阻抗失配，可以用橡胶状材料来设计DWG插座，所述橡胶状材料的介电常数与DWG核心 和包层的介电常数极其相近。需要柔性材料来容纳并且填充间隙中的所有空间。介电常数 为2. 5到3. 5的橡胶状材料的示例是硅酮。可以使用的具有类似特性的其它材料属于以下 两种类型：不饱和橡胶以及饱和橡胶。
[0087] 不饱和橡胶包括例如:合成聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化 丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶等。
[0088] 饱和橡胶何括例如:EPM (乙烯丙烯橡胶)、EPDM橡胶（乙烯丙烯二烯橡胶)、表氯醇 橡胶（ECO)、聚丙烯酸橡胶(ACM、ABR)、硅酮橡胶（SI、Q、VMQ)、氟硅酮橡胶（FVMQ)、氟弹性体 (FKM和FEPM)维通（Viton)、特诺福隆（Tecnoflon)、福罗瑞（Fluorel)、全氟弹性体（FFKM) 特诺福隆PFR、卡乐瑞（Kalrez )、科拉兹（Chemraz )、佩拉斯塔（Per last)、聚醚嵌段酰胺 (PEBA)、氯磺化聚乙烯（CSM)、（海帕隆（Hypalon))、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)等。
[0089] 图13示出两个DWG区段1301U302之间的矛头状切割接口的模拟结果。核心构 件在1325处示出并且包层在1326处示出。在此示例中，间隙1304是约1. 2mm并且用硅材 料填充。应注意到，辐射能量的量可忽略不计。
[0090] 图14是示出各种接口配置的插入损耗对比间隙长度的曲线图。曲线1403示出具 有硅橡胶间隙填充剂的矛头状切割接口的插入损耗对比间隙长度。曲线1401示出倾斜切 割接口的插入损耗对比间隙长度。曲线1402示出矛头状切割接口的插入损耗对比间隙长 度。
[0091] 可以看出，使用具有矛头几何形状的最佳设计并且用硅酮材料填充间隙对于大到 1. 5mm的间隙产生了 ldB以下的衰减，如曲线1403所示。
[0092] 随着间隙变得更窄，接近0. 0mm，任一配置的插入损耗降低到约为零；然而，当使 用经济的非精密DWG时，0. 0的间隙通常难以维持。
[0093] 虽然图13中所示的模拟使用了具有2. 5-3. 5的均匀介电常数的硅间隙填充剂，但 是在另一实施例中，可以制造出一种可变形的间隙填充剂，所述可变形的间隙填充剂在中 心区中具有较高介电常数以更好地匹配核心材料的介电常数，同时在外部区中具有较低介 电常数以匹配DWG的包层。
[0094] 图15示出用具有硅间隙填充剂材料1512的搭扣连接器耦合的两个DWG1501、 1502。搭扣连接器的一个片件1510安装在DWG1510的末端上。搭扣连接器的另一个片件 1511安装在DWG1511的末端上。控制搭扣连接器片件的安装位置，使得当配合时，可变形的 间隙填充剂材料1512被压缩以从DWG1501与DWG1502之间的间隙中消除大部分(如果不是 所有的）空气。
[0095] 虽然在图15中示出了连接器的特定配置，但是其它实施例可以使用任何数目的 目前已知的或以后设计的连接器设计以将两个DWG耦合在一起，同时维持机械对准并且提 供足以维持间隙填充剂材料上的变形压力的耦合力。
[0096] 例如，可变形材料通常可以粘附到DWG1501的公端或粘附到DWG1502的母端。可 变形材料可以使用胶水、热熔融或其它键合技术以永久性方式粘附。然而，可以将较薄的一 层可变形材料粘附到DWG1501的末端和DWG1502的末端，以使得间隙被两层可变形材料填 充。
[0097] 返回参看图8A，例如，具有直角转角的DWG可以用来连接到1C模块的底侧。另一 用途可以是从背板连接到以垂直方式插入到背板中的PWB。可以看出，具有直角转角的DWG 有许多用途。问题是在介电波导内行进的电磁信号在穿越锐角转角时会遭受显著的损耗。 这是一个极其严重的问题，因为介电波导应用通常需要介电波导能够在90度转角中弯曲 并且可能需要在短曲率半径的情况下这样做。
[0098] 图16A和图16B示出来自DWG1601的直角转角的辐射能量的模拟。此模拟示例示 出在截面为lx2mm的介电波导中曲率半径为2mm的90度转角处的信号损耗。如图16A的 1610和图16B的1612所指示，在DWG的外半径处存在从DWG辐射出来的大量能量。
[0099] 图17是直角转角被屏蔽1702以最小化辐射泄漏的DWG1701的图示。DWG1701是 在锐角转角的外半径壁中进行金属镀覆从而减少/消除如果不存在经镀覆的反射器将逸 出介电波导的电磁波的介电波导的示例。一般来说，介电波导1701可以用塑料制造，如聚 丙烯、聚乙烯、PMMA (聚（甲基丙烯酸甲酯），通常被称为普列克斯玻璃（Plexiglass))等。 PMMA可以具有高介电常数值，尤其在用例如陶瓷填充剂处理时，并且可以用于形成DWG的 核心构件。聚丙烯和聚乙烯具有较低的介电常数并且可以用于包覆在DWG上。金属镀覆 1702可以用各种金属成分来完成，如铜、铝、金、银等。
[0100] 金属屏蔽件1702可以施加到转角外半径上的包层的外部。在另一实施例中，金属 屏蔽件可以安置在核心构件与核心构件的转角外半径上的包层之间。金属屏蔽件可以通过 各种方法形成，如：选择性镀覆工艺、通过粘附金属胶带、通过粘附使用胶水或其它键合技 术预先形成的金属部件等。
[0101] 例如，表面1704可以表不电路板并且表面1706可以表禹合到电路板1704的另 一电路板。电路板1704可以具有各种集成电路和安装在其上的其它组件。例如，类似于图 2A的210、240的1C封装体可以安装在其上并且耦合到DWG1701。在另一配置中，电子器件 如900、940可以安装在电路板1706上并且耦合到DWG1701。类似地，电路板1706可以具有 安装在其上并耦合到DWG1701的电子器件。例如，在另一配置中，电路板1706可以是将信 号从DWG1701转移到另一电路板的背板。
[0102] 在另一示例中，图8A的直角DWG820可以被配置为具有如本文所述的转角反射器。 因此，电路板、衬底以及电子器件的许多组合可以被配置为利用直角DWG，如DWG1701。
[0103] 图18A-18B示出来自DWG的被屏蔽的直角转角的辐射能量的模拟。此模拟示例示 出在截面为1 X 2mm的介电波导中曲率半径为2. 5mm的90度转角处的信号损耗。应注意到， 在转角的外半径上的辐射能量的缺乏是由于存在屏蔽1702所致。
[0104] 图19是示出在所模拟的系统的末端之间具有直角弯曲段的DWG的插入损耗对比 频率的曲线图。曲线1902示出在转角的外半径上具有反射器的DWG区段的插入损耗，而曲 线1904示出不具有反射器的DWG区段的插入损耗。
[0105] 镀覆也可以在介电波导的侧面上延伸，但是如果所有四个侧面都被镀覆，那么就 产生了具有由介电波导的大小所决定的截止频率的金属波导。在低于截止频率的情况下不 存在电磁场的传播。
[0106] 虽然在此示例中示出形成约90度弯曲的转角，但是相同的原理可以适用于大于 或小于90度的弯曲。例如，在一些情况下，可能需要180度的弯曲，而在其它情况下，可能 需要仅45度的弯曲。
[0107] 以此方式，可以使用标准DWG材料和已知的加工技术制造提供低插入损耗的具有 急弯曲的DWG。
[0108] 图20是示例性柔性DWG2000的图示。如上文所讨论，对于使用调制射频（RF)技 术的点对点通信，介电波导提供了用于将能量从发射器（TX)引导到接收器（RX)的低损耗 方法。对于波导本身来说许多配置是可能的。例如，上文关于图2A描述了固体DWG。固体 DWG -般适用于固定系统中的短互连或较长互连。然而，其刚度会限制其在互连组件可能需 要相对于彼此移动的情况中的用途。柔性波导配置可以具有核心构件，该核心构件由高介 电常数（ε kl)的柔性电介电材料制成并且被由低介电常数（ε k2)的柔性电介质材料制成 的包层包围。虽然理论上可以使用空气代替包层，因为空气具有约1. 〇的介电常数，但是人 类或其它物体的任何接触都会引入可能导致信号损耗或讹误的严重阻抗失配效应。因此， 自由空气通常不提供合适的包层。
[0109] 图20示出柔性DWG2000,其被配置成由包层材料包围的核心材料细条状物。在此 示例中，核心材料2010的细矩形条状物被包层材料2012包围。对于亚太赫兹信号，如在 130-150千兆赫兹范围内，约0. 5mmX 1. 0mm的核心尺寸效果良好。例如，可以使用已知的挤 压技术制造 DWG2000。
[0110] 图21A-21D示出多通道柔性DWG的各种配置。存在单一 DWG通道不足够的许多情 况。例如，双向通信可能需要两个DWG通道。简单的双通道DWG2100配置在图21A中示出。 在此示例中，具有较高ekl值的两个核心构件210U2102被具有较低ek2值的包层2108 包围。此条型电缆状配置可以容易地扩展以提供任何数目的多通道。
[0111] 然而，此类配置并不总是所希望的。随着DWG "通道"的数目增加，条状物的宽度 倾向于增加，这对一些应用来说可能是不希望的。另外，条型配置中的波导本身以相邻波导 通道之间的串扰可能侵入的排列形式配置，因为所有波导基本上在同一个平面中。为了缓 解潜在的串扰问题，可以增大通道间隔或可能需要添加屏蔽。
[0112] 现在将描述解决串扰的另一方式。此解决方案为如何在电缆组合件中构建多个波 导的问题提供了便利的几何解决方案。虽然在此所示的实施方式旨在用于柔性电缆应用， 但是这些几何解决方案也可以用在刚性波导组合件中。
[0113] 图21B示出一种条型电缆2110,其中将多个通道安排得尽可能地靠近以减小电缆 的实体大小，从而降低制造成本并且增加互连密度。在此示例中，相邻的DWG核心构件(如 211U2112)以被包层材料2118包围的高ekl条状物的交替水平和垂直图案形式安排。虽 然在此示出四个通道，但是可以在同一个条状物中通过将多通道如图21B所示彼此垂直地 安置来实施两个、三个或四个以上的通道。此"极化"条状物配置提供了相邻通道之间的最 大隔离而不需要增加通道间隔或在通道之间添加任何屏蔽。
[0114] 图21C示出堆叠的多通道DWG电缆2120。在此示例中，两行核心构件被堆叠(如 在2121-2123处示出)并且被包层2128包围。所有核心构件彼此垂直地安置以使串扰最小 化。在此示例中，包层具有大致矩形的截面形状。
[0115] 图21D示出多通道DWG电缆2130,其中包层2138具有大致圆形的截面形状。在这 种情况下，使用圆的电缆组合件并且高ekl材料条状物完全被低ekl材料包层包围。应 注意到，多个核心构件条状物(如2131)彼此垂直安置以减少串扰。
[0116] 在上述示例中，波导本身彼此垂直配置并且以使高ε kl''通道"之间的间隔最大化 的形式安排。此配置使通道之间的串扰最小化，这是因为每个波导上的RF能量已被极化。 90度极化的RF能量不干扰另一通道。因此，通过旋转通道使彼此呈90度排列，具有相同极 性的通道之间的间隔被最大化。具有相反极化模式的通道可以间隔得更紧密，因为其干扰 被最小化。
[0117] 图21D也示出可以充当键（key)的扁平区2139。在任一上述实施方式中，电缆可 以被"键控"以便提供正对准。例如，在矩形条状物的情况下，可以通过使转角变平来添加 键。可以施用其它常见的键控技术，如锯齿状电缆、向外部包层中添加棱纹等。
[0118] 虽然多个电介电核心被显不为具有大致相同的大小，但是在一些实施例中，一个 或更多核心的大小可以存在差异，以便优化具有显著不同波长的RF信号的传输效率。随着 频率增加，波长减小并且电介电核心的实体大小也会被减小以用于更高频率的信号。
[0119] 上述柔性电缆可以使用标准制造材料和加工技术制造。这些电缆的几何形状可以 使用拉伸、挤压或熔融工艺建构，这些对于制造塑料来说都是司空见惯的事。
[0120] 然而，存在单独柔性DWG对两个组件之间的接口来说并不足够的许多情况。例如， DWG本质是一种绝缘体。虽然其可以有效地引导高频RF信号，但是传递可观的功率水平是 不可能。在许多情况下可能期望提供DC或低频传统导电线解决方案与由一个或更多柔性 DWG负担的高频通信路径的组合。
[0121] 在另一示例中，可能期望在现有类型的敷设电缆系统内包括DWG。例如，USB是常 见的互连，其使用高速导电敷设电缆以12MBps (USB1. l)、480Mbps (USB2. 0)以及5. OGbps (USB3. 0)的速度提供数据并且另外从主机装置向外围装置提供功率。在USB中包含DWG将 使得相同电缆能够用于MBps (兆位/秒)和用于亚太赫兹数据通信。另一示例是将PC (膝 上型计算机、掌上计算机、平板计算机、电话等）连接到电源的常见电源线。这可以是AC线 (在PC的情况下）或DC电源。例如，用电力电缆包含DWG可以允许使用电力电缆来供应电 力并且还提供高速数据转移到建筑物的电力系统所包含的网络连接。
[0122] 这些示例都共同具有的方面是现有电缆或其它所需的电缆总是由电介质材料覆 盖以隔绝和屏蔽内部金属导体。组合的电缆系统可以利用外部绝缘体作为DWG的包层材料 的一部分。通过选择适当的低ek2材料，此绝缘体将提供内部敷设电缆所需的屏蔽以及在 高介电常数核心材料中限制RF能量所需的适当介电常数。
[0123] 图22-25示出将柔性DWG与柔性金属电缆组合的各种方式。图22示出具有由电 介质护套2204包围的一个或更多导电线2202的通信电缆2200。护套部件具有低介电常 数值，例如在2. 5-4. 5范围内。电介电核心构件2206邻近并接触护套部件2204的外表 面纵向放置。核心构件具有高于第一介电常数值的较高介电常数值，例如在3-12范围内。 在此示例中，电介电核心构件可以具有适用于亚太赫兹波(例如近似80-200GHZ)的大约 0. 5mmX 1. 0mm的矩形截面。
[0124] 包层2208包围护套部件2204和电介电核心构件2206。该包层的介电常数（ε k) 值低于核心介电常数值，并且可以类似于护套介电常数的值。以此方式，介电波导通过电介 电核心构件形成。可以存在包括空气的在2210处显示的区域，或者此区域可以通过包层的 变形或通过具有低介电常数的其它填充剂材料来填充。
[0125] 图23示出具有由电介质护套2304包围的一个或更多导电线2302的通信电缆 2300。在此示例中，金属电缆上的单层绝缘体被外部的三层"夹层"替代。例如，护套构件具 有低ε k2值，例如在2. 5-4. 5范围内。电介电核心构件2306邻近并接触护套构件2304的 外表面纵向放置。核心构件具有高于第一介电常数值的较高ekl值，例如在3-12范围内。 在此示例中，电介电核心构件2306完全包围电介质护套2304。约0. 5mm厚的厚度适用于亚 太赫兹波，例如约80-200GHZ。包层2308的第三层包围护套构件2204和电介电核心构件 2306。包层具有低于核心介电常数值的较低ek3值，并且可以类似于护套介电常数的值。 以此方式，介电波导通过电介电核心构件形成。此技术可以扩展以包括ek2和ekl材料 的额外交替层，从而提供额外波导。
[0126] 图24示出另一种柔性通信电缆2400。在此示例中，许多介电波导可以嵌入在包围 导体电缆2402的绝缘体中。具有较高ekl值的多个电介电核心构件2406邻近并接触具 有低ek2值的护套部件2404的外表面放置。多个电介电核心构件彼此间隔开并且每一个 具有近似矩形的截面形状。具有较低ek3值的填充剂2407可以放置在核心构件之间。然 后具有低ε k4值的外部包层2408被放置在多个核心构件周围。ε k2、ε k3以及ε k4可 以具有在例如2. 5-4. 5范围内的类似值。以此方式，可以形成多个介电波导。
[0127] 图25示出键控电缆2500。在任一上述解决方案中，电缆可以被"键控"以便提供 正对准。在此示例中，电缆的一侧具有扁平轮廓2520。可以施用其它常见的键控技术，如锯 齿状电缆、向外部包层中添加棱纹等。
[0128] 例如，导体电缆如2202、2302和2402可以是金属线，或者其可以是用于传导数据 或能量的另一种类型的电缆，如：一个或更多光纤电缆、一个或更多双绞线(如用于CAT5布 线)、同轴电缆等。
[0129] 上述电缆中的柔性DWG可以使用标准制造材料和加工技术制造。这些电缆的几何 形状可以使用拉伸、挤压或熔融工艺建构，这些对于制造塑料来说都是司空见惯的事。
[0130] 图26示出微电子封装体2610,其中偶极天线2612耦合到具有引导元件2622的 DWG2620以改良由偶极天线2612所发射的辐射信号的耦合。电磁RF波(调制射频载波信号） 由安装在衬底2610上的IC2640内包含的电子电路系统产生。RF信号耦合到与衬底2610 机械对准的波导2620中。例如，衬底2610和DWG区段2620可以都安装在PCB2600上以将 其对准固持。
[0131] 如上所述，偶极天线是用于将辐射能量发射到介电波导中的良好媒介。如关于 图2A、图5、图6以及图8A更详细地描述，反射器元件可以用来将方向不定的能量朝向 DWG2620反射回来。
[0132] 为了进一步改进辐射能量耦合到DWG2620中，可以在DWG2620内包括一个或更多 引导元件。偶极子具有相对于偶极子的轴线对称的环形辐射图。为了提高方向性并且因此 降低插入损耗，可以添加反射器和引导元件。例如，偶极子和反射器可以存在于同一个衬底 2610上作为产生电磁波的电路系统2640,如图2A、图5、图6和图8A中更详细地描述。例 如，偶极子和馈电线可以在多层衬底的金属层中实施。
[0133] 反射器可以实施为衬底中的交错通孔阵列，例如参考图5、6更详细地描述。可替 换地，反射器可以实施为例如平行于偶极天线定向的金属带状物。反射器带状物可以接地 或其可以电浮接。反射器带状物通常可以在实施偶极天线的同一个金属层上实施。使金属 反射器结构与偶极天线间隔约一半波长可提供最佳反射量。可替换地，反射器结构可以放 置在距偶极天线1. 5倍波长、2. 5倍波长等距离处。虽然一半波长的距离是最佳的，但是在 其0. 3-0. 7倍或多倍范围内的距离提供了适用的反射量。因为在亚太赫兹频率下趋肤效应 占主导地位，所以金属反射器元件的厚度不是关键的。
[0134] 例如，引导元件在操作上类似于八木-宇田阵列（Yagi-Uda array),所述八木-宇 田阵列通常用于通信无线电频带和业余无线电频带的波束天线。八木-宇田天线沿着垂直 于元件平面中的偶极子的轴线从反射器朝向受驱动元件和引导件定向。取决于特定设计， 元件之间的典型间隔可以在约1/10波长到1/4波长的范围内变化。根据已知的天线设计 原理，引导件的长度通常小于受驱动元件的长度，受驱动元件的长度小于反射器的长度。这 些元件通常在一个平面中平行。
[0135] 八木-宇田天线的带宽是指使其定向增益和阻抗匹配维持在规定的标准内的频 率范围。以其基本形式呈现的八木-宇田阵列是极其窄带的，其性能在高于或低于其设计 频率仅若干个百分比的频率下就降低。然而，除了其它技术之外，通过使用较大直径的导 体，带宽可以实质上延伸。
[0136] 因为引导件是无源元件，所以它们可以被嵌入在介电波导本身上。元件2622的长 度和间隔被选择以针对所发射或接收的电磁信号的指定波长(被称为RF载波频率）优化结 构的方向性和带宽。例如，偶极子与引导件之间的适当间隔通过由PCB2600提供的机械对 准来维持。
[0137] 引导元件的间隔和长度取决于所用引导元件的波长和总量。一般来讲，随着使用 更多的元件，增益和方向性增加但带宽降低。该设计通常使用来自教科书或指南的已知天 线设计技术从近似数目开始。例如，"天线理论分析和设计（Antenna Theory Analysis and Design)"，1997,第513页-第532页以引用的方式并入本文中。
[0138] 使用已知模拟工具的数值建模可以用来优化性能直到满足特定应用的要求为止。 以0. 2-0. 3倍波长间隔的引导件通常运作良好。每个引导元件的长度在0. 5-0. 3倍波长范 围内运作良好。引导件阵列2612通常可以包括十二个或更少的元件。
[0139] 表1列举了用于引导件2622的示例性阵列的元件间隔和数目。由于高载波频率 OlOOGHz)，故表1中所指定的元件尺寸相当小。然而，那些尺寸是基于一阶共振(接近于 入/2)并且天线也可以利用更高阶共振(例如λ、（3/2) λ等）来设计，这允许更宽松的制造 公差。
[0140]

【权利要求】
1. 一种用于介电波导的可旋转耦合器，所述耦合器包含： 第一介电波导即DWG，在所述第一 DWG的第一末端处具有接口表面； 第二DWG，在所述第二DWG的第一末端处具有接口表面；以及 耦合到所述第一 DWG和所述第二DWG的可旋转耦合机构，所述耦合机构被配置为保持 所述第一 DWG的所述接口表面与所述第二DWG的所述接口表面轴向对准，同时允许所述第 一 DWG的所述接口表面相对于所述第二DWG的所述接口表面轴向旋转。
2. 根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一 DWG的核心具有截面形状并且所述第 二DWG的核心具有兼容的截面形状，其中所述可旋转耦合机构进一步包含对准机构，所述 对准机构被配置为使得在所述耦合机构不旋转时所述第一 DWG的所述核心与所述第二DWG 的所述核心对准。
3. 根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一 DWG的所述接口表面是锥形形状，并且 所述第二DWG的所述接口表面是匹配的锥形形状。
4. 根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一 DWG的所述接口表面是角锥形状，并且 所述第二DWG的所述接口表面是匹配的角锥形状。
5. 根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一 DWG的所述接口表面是扁平表面，并且 所述第二DWG的所述接口表面是匹配的扁平表面。
6. 根据权利要求1所述的耦合器，其进一步包含在所述第一 DWG的所述接口表面与所 述第二DWG的所述接口表面之间的润滑剂。
7. 根据权利要求6所述的耦合器，其中所述润滑剂的介电常数约等于所述第一 DWG和 所述第二DWG的核心的介电常数。
8. 根据权利要求1所述的耦合器，其进一步包含耦合到所述可旋转耦合器的弹簧动力 式缩回器机构，所述缩回器机构可操作以促使所述第一 DWG卷绕成围绕所述可旋转耦合件 的线圈。
9. 根据权利要求1所述的耦合器，其进一步包含耦合到所述可旋转耦合器的手动操作 的缩回器机构，所述缩回器机构可操作以促使所述第一 DWG卷绕成围绕所述可旋转耦合件 的线圈。
10. 根据权利要求1所述的耦合器，其进一步包含耦合到所述第一 DWG的相反末端的连 接器。
11. 一种具有可缩回的介电波导电缆的系统，其包含： 具有耦合到可旋转耦合机构的一个末端的第一介电波导即DWG ; 固定到衬底的具有耦合到所述可旋转耦合机构的末端的第二DWG ; 围绕衬底和所述可旋转耦合机构的外壳，其被配置为使所述第一 DWG在所述耦合机构 旋转时缩回到所述外壳中；以及 其中所述可旋转耦合机构被配置为保持所述第一 DWG的接口表面与所述第二DWG的接 口表面轴向对准，同时允许所述第一 DWG的所述接口表面相对于所述第二DWG的所述接口 表面轴向旋转。
12. 根据权利要求11所述的系统，其进一步包含安装在所述衬底上并且耦合到所述 第二DWG的相反末端的集成电路，其中所述集成电路可操作以形成用于传输穿过所述第二 DWG的亚太赫兹信号。
13. 根据权利要求11所述的系统，其中所述第一 DWG的核心具有截面形状并且所述第 二DWG的核心具有兼容的截面形状，其中所述可旋转耦合机构进一步包含对准机构，所述 对准机构被配置为使得在所述耦合机构不旋转时所述第一 DWG的所述核心与所述第二DWG 的所述核心对准。
14. 根据权利要求11所述的系统，其中所述第一DWG的所述接口表面是锥形形状，并且 所述第二DWG的所述接口表面是匹配的锥形形状。
15. 根据权利要求11所述的系统，其进一步包含在所述第一 DWG的所述接口表面与所 述第二DWG的所述接口表面之间的润滑剂。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中所述润滑剂的介电常数约等于所述第一 DWG和 所述第二DWG的核心的介电常数。
17. 根据权利要求11所述的系统，其进一步包含耦合到所述可旋转耦合器的弹簧动力 式缩回器机构，所述缩回器机构可操作以促使所述第一 DWG卷绕成围绕所述可旋转耦合件 的线圈。
18. 根据权利要求11所述的系统，其进一步包含耦合到所述可旋转耦合器的手动操作 的缩回器机构，所述缩回器机构可操作以促使所述第一 DWG卷绕成围绕所述可旋转耦合件 的线圈。
19. 根据权利要求11所述的系统，其进一步包含耦合到所述第一 DWG的相反末端的连 接器。
20. 根据权利要求11所述的系统，其为移动式消费类电子装置。
【文档编号】H01P5/00GK104064844SQ201410103538
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】B·哈伦, J·A·赫布萨摩 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司