[发明专利]波导组件、波导通道和波导组件的用途

说明书

本发明涉及一种波导组件(1)，包括第一波导(2)、设计为电介质多模波导的第二波导(3)和具有设置在所述第一波导(2)和所述第二波导(3)之间的电介质波导件(6)的用于在第一波导(2)和第二波导(3)之间传输电磁波(5)的波导过渡(4)。电介质波导件(6)被设计成能够至少在面向第一波导(2)的前部(7)中引导比第二波导(3)更小的模式数目。

技术领域

本发明涉及一种波导组件，其包括第一波导、被实现为电介质多模波导的第二波导和用于在第一波导和第二波导之间传输电磁波的波导过渡。

本发明还涉及一种用于在第一波导和第二波导之间传输电磁波的波导过渡，该波导过渡被实现为电介质多模波导。

此外，本发明涉及波导组件的用途。

背景技术

根据当前的现有技术，基于电缆的数据传输从根本上可以分为两种不同的技术。在这种情况下，一方面通过金属导体的数据传输是已知的，另一方面通过玻璃纤维的光学数据传输是已知的。

众所周知，在高频情况下，经由常规电导体(例如像电缆中的铜电缆)的信号传输受到强烈的信号衰减。因此，如果可能的话，为了实现规范，有时需要巨大的支出，特别是在对传输带宽有很高要求的情况下。

相反，光学数据传输是一种极低损耗的过程，可以实现高数据速率。然而，光学数据传输总是需要将电信号转换为光信号，反之，这使得在这种类型的信号传输中需要复杂的发送和接收结构。

除了两种常规的数据传输技术之外，人们对试图建立一种替代技术的兴趣也日益浓厚。本发明涉及通过所谓的电介质波导(电介质波导、DWG或“聚合物微波纤维”、PMF)的数据传输。

在该技术的情况下，载波频率的电信号被调制，特别是在上千兆赫兹范围内(例如80GHz)，并作为电磁波沿着电介质波导传输。与光学方法相反，该方法不需要电光转换。与金属波导相比，该概念的优点是，可以至少在平均距离上(例如在10m范围内)传输极高的数据速率，例如在50GB/s的范围内。因此，电介质波导显得尤为有吸引力，由于越来越多的所需半导体技术现已变得可用于高千兆赫范围，并且使成本效益和高度集成成为可能，例如在RF、CMOS技术中。

沿电介质波导传播的电磁波可取决于波导在不同场配置中的特性而发生。这些不同的场配置称为“模式”。如果在电介质波导中只运行基本模式，这被称为“单模”波导，其方式与玻璃纤维类似。而如果电介质波导有可能同时运行多种模式，则将其称为“多模”波导。电介质波导能够运行的模式数目基本上取决于波导的工作频率和几何形状，尤其取决于其横截面积的大小(例如圆形波导的直径)和其介电常数(也称为介质电导率)。

与常规数据传输技术中的情况一样，设计传输介质时的关键组件是由所述传输介质引起的色散。色散被称为波导的特征，根据该特征，具有不同频率的信号或信号的部分在波导中以不同的速度传播。因此，色散除了减弱重要的参数外，还可能限制最大可达到的数据速率。在电介质波导的情况下，色散可以分为两种不同的类型：波导色散和模态色散。

波导色散描述了通常传输数据的基本模式的色散，并且在单模波导和多模波导中均会发生。

相反，模态色散与各个模式的不同传播速度有关。如果在过渡到电介质波导时或由于沿着导体不连续性而激发更高的模式，则在数据传输情况下可能发生可用功率的减小，并且信号可能变得失真，结果可能限制最大可实现数据速率。

多模波导可以具有比单模波导更低的波导色散，但是由于可能的模态色散，它们可能失去这一优势。如果通过从发射器或接收器到电介质波导的过渡或通过沿着波导的不连续性将不希望的模式激发到过高的程度，则这尤其成问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的波导组件，特别是提供一种具有减少的模态色散的波导组件。