Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн и способ его изготовления и способ и устройство беспроводной передачи
Изобретение относится к электронным устройствам с множеством печатных плат, использующим опорный элемент, поддерживающий печатные платы, как канал передачи беспроводного сигнала.
Технический результат - упрощение устройства и уменьшение его размеров. Электронное устройство содержит первую печатную плату для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона, вторую печатную плату, сигнально соединенную с первой печатной платой для приема сигнала волны миллиметрового диапазона и обработки полученного сигнала, и волновод, имеющий заданную диэлектрическую проницаемость, расположенный между печатными платами, в котором волновод образует диэлектрический канал передачи и поддерживает печатные платы. При использовании такой конфигурации возможно принять электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона и излученную на одном конце волновода, образующего диэлектрический канал передачи на другом его конце. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 20 ил., 2 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству диэлектрической передачи миллиметровых волн и способу его изготовления, а также способу и устройству беспроводной передачи. Например, настоящее изобретение относится к механизму, в котором для высокоскоростной передачи видеоданных, компьютерного изображения и т.п. используют сигналы микроволнового или миллиметрового диапазона с частотой от 30 до 300 ГГц.
Уровень техники
В соответствии с предшествующим уровнем техники, печатные платы, имеющие форму плоских плат и включающие в себя электронные детали, такие как резисторы, конденсаторы и полупроводники, интегрированные в схему устройства, используют для выполнения электрической схемы соединений. Обычно при создании электронного устройства множество печатных плат параллельно располагают в корпусе устройства в соответствии с его физической или функциональной конфигурацией. Кроме того, были предложены различные способы фиксированного крепления в многоуровневой конструкции, формируемой расположением плат друг над другом с использованием опорных элементов, расположенных в четырех углах корпуса.
В то же время, в связи со значительным увеличением объема информации, например видеоданных и изображений, различные устройства были использованы для передачи высокочастотных сигналов, таких как сигналы волн миллиметрового диапазона, с высокой скоростью. Для такого высокоскоростного устройства передачи необходимо передавать высокочастотные сигналы, такие как сигналы волн миллиметрового диапазона, без ошибок.
На фиг.20 показан вид в перспективе примера конфигурации устройства 900 высокоскоростной передачи данных согласно предшествующему уровню техники. Устройство 900 высокоскоростной передачи данных, показанное на фиг.20, имеет многоуровневую конструкцию, сформированную печатными платами 1 и 2, расположенными одна над другой с использованием фиксирующих элементов 3 в четырех углах, для высокоскоростной передачи данных между печатными платами 1 и 2. На фиг.20 устройство 900 высокоскоростной передачи данных включает в себя две печатные платы 1 и 2 и четыре фиксирующих элемента 3 для обычной поддержки, и печатные платы 1 и 2 зафиксированы параллельно друг с другом с помощью фиксирующих элементов 3, расположенных в четырех углах печатных плат. Согласно способу крепления печатных плат 1 и 2 через сквозные отверстия 4, имеющие заданную форму и расположенные в четырех углах каждой из печатных плат 1 и 2, фиксирующие элементы 3 вставлены в сквозные отверстия 4 и печатные платы 1 и 2 удерживаются между собой фиксирующими элементами 3.
На верхней поверхности печатной платы 1 расположены модуль 5 обработки сигнала, разъем 7 и электропроводка 8. Электропроводка 8 на печатной плате 1 соединяет модуль 5 обработки сигналов с разъемом 7. На верхней поверхности печатной платы 2 расположены модуль 6 обработки сигналов, разъем 7 и электропроводка 8. Электропроводка 8 на печатной плате 2 соединяет модуль 6 обработки сигналов с разъемом 7. Согласно конструкции устройства 900 высокоскоростной передачи данных, кабель 9 соединяет разъем 7 печатной платы 1 с разъемом 7 печатной платы 2 для осуществления высокоскоростной передачи данных между печатными платами 1 и 2.
Тем не менее для уменьшения стоимости устройства 900 высокоскоростной передачи данных или ему подобного и для улучшения эффективности расположения печатных плат 1 и 2 были предприняты попытки отказа от разъема 7 и кабеля 9. Для улучшения такого типа устройства 900 высокоскоростной передачи данных в Патентной литературе 1 было раскрыто электронное устройство, использующее способ беспроводной передачи для обмена данными.
В таком электронном устройстве использовали модули, составляющие конфигурацию устройства и модуль беспроводной передачи, и модуль беспроводной передачи передавал данные между модулями, находящимися в корпусе, посредством UWB (сверхширокополосной) беспроводной связи. Учитывая вышеописанный факт, корпус устройства оборудован поглотителем, поглощающим электромагнитные волны, служащие помехами при передаче данных между модулями устройства посредством модуля беспроводной передачи. Когда электронное устройство выполнено так, как описано выше, поглотитель радиоволн поглощает электромагнитное излучение в корпусе, подавляя многолучевое фазирование.
Кроме того, в Патентной литературе 2 раскрыты фиксирующие элементы для скрепления множества плат и модуля, использующего фиксирующие элементы. Согласно такому модулю множество фиксирующих элементов выполнены как световой волновод, достигая оптической связи между одной платой и другой платой на обоих концах каждого фиксирующего элемента, и множество плат скреплены друг с другом, будучи разнесенными на заданное расстояние. На основе вышеописанного факта оптический сигнал передается между платами через световой волновод фиксирующего элемента. Когда модуль выполнен описанным выше способом, становится возможным безошибочно передавать информацию между платами, используя оптические сигналы в качестве носителей.
Список ссылочных документов
Патентная литература 1: Непроверенная заявка на японский патент №2004-220264 (3 пункта формулы изобретения, фиг.1).
Патентная литература 2: Японский патент №4077847 (11 пунктов формулы изобретения, фиг.1).
Сущность изобретения
Техническая задача
В последние годы, с увеличением скорости обработки сигналов на печатных платах, при конструировании устройства 900 высокоскоростной передачи данных в соответствии с предыдущим уровнем техники, в котором искажения уменьшены применением технологии передачи сигналов волны миллиметрового диапазона, или, системы передачи данных в целом, существуют следующие недостатки.
I. Согласно устройству 900 высокоскоростной передачи данных, показанному на фиг.20, необходимо использование разъема 7 и кабеля 9 для электрического соединения двух печатных плат 1 и 2. Дополнительно, также необходимо предусмотреть свободное пространство в корпусе для размещения кабеля 9.
II. Согласно электронному устройству, использующему беспроводной способ передачи, раскрытый в Патентной литературе 1, при экранировании корпуса металлом радиоволна отражается в свободное пространство корпуса. Отражение радиоволны влечет за собой многолучевую интерференцию, приводящую к ухудшению производительности при передаче данных. Таким образом, для уменьшения многолучевой интерференции может быть применен способ, использующий многочастотную модуляцию. Однако это ведет к увеличению размера системы и ее энергопотреблению.
В то же время, можно предложить применение способа по уменьшению уровня выходной мощности беспроводного сигнала для ограничения области беспроводной передачи. Однако в этом случае место расположения модуля беспроводной передачи на печатной плате может быть ограничено, и степень свободы при расположении других электронных частей может быть очень строгой.
III. Согласно модулю, раскрытому в Патентной литературе 2, где свет используется для передачи данных, появляется необходимость в подготовке светоизлучающего элемента, излучающего свет в световой волновод фиксирующего элемента, линзы, зеркала, элемента, принимающего свет, и т.п. Кроме того, ввиду ограничений для расположения оптической оси и ее отклонений, возникают сложности при создании системы высокоскоростной передачи данных между печатными платами. Таким образом, конструкция платы обработки сигналов для оптической связи с фиксирующим элементом значительно усложняется, что увеличивает размер системы и ведет к повышению ее стоимости.
Настоящее изобретение было сделано с точки зрения вышеуказанных проблем и его целью является обеспечение механизма, способного решить, по меньшей мере, одну из рассмотренных выше задач.
Решение задачи
Согласно первому объекту настоящего изобретения для решения вышеуказанной задачи обеспечивается устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн, включающее в себя: первую плату обработки сигнала для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона; вторую плату обработки сигнала для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона, сигнально соединенную с первой и принимающую сигнал волны миллиметрового диапазона; и опорный элемент между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, и этот опорный элемент образует диэлектрический канал передачи и поддерживает первую плату обработки сигнала на второй плате обработки сигнала.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения, устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн включает в себя опорный элемент, расположенный между первой платой обработки сигнала, обрабатывающей сигнал волны миллиметрового диапазона, и второй платой обработки сигнала, принимающей сигнал волны миллиметрового диапазона и выполняющей обработку в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона, и опорный элемент образует диэлектрический канал передачи и поддерживает первую плату обработки сигнала на второй плате обработки сигнала, делая возможным использование оригинальной крепящей конструкции, в которой опорный элемент является каналом передачи сигнала, позволяя исключить кабель, разъем и т.п. для соединения первой платы обработки сигнала со второй платой обработки сигнала согласно предшествующему уровню техники.
При использовании такого механизма, электромагнитная волна, основанная на сигнале волны миллиметрового диапазона, излучается на одном конце опорного элемента, образующем диэлектрический канал передачи, может быть принята на другом конце опорного элемента. Следовательно, так как оригинальная крепящая конструкция с опорным элементом может использоваться как канал передачи сигнала, появляется возможность исключить передающий кабель, разъем и т.п. для соединения первой платы обработки сигнала со второй платой обработки сигнала.
Способ изготовления устройства диэлектрической передачи миллиметровых волн, согласно настоящему изобретению, включает в себя следующие этапы: создание первой платы обработки сигнала для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона; создание второй платы обработки сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона от первой платы обработки сигнала и выполнения обработки в отношении полученного сигнала волны миллиметрового диапазона; и обеспечение опорным элементом между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, позволяющее сформировать опорному элементу диэлектрический канал передачи, и опорный элемент на второй плате обработки сигнала поддерживает первую плату обработки сигнала.
При изготовлении устройства диэлектрической передачи миллиметровых волн в соответствии с настоящим изобретением появляется возможность изготовить устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн, в котором опорный элемент образует диэлектрический канал передачи и поддерживает первую плату обработки сигнала на второй плате обработки сигнала.
Согласно второму объекту настоящего изобретения для решения вышеупомянутой задачи обеспечивают способ беспроводной передачи и устройство беспроводной передачи, включающее в себя первую печатную плату (на передающей стороне), включающую в себя первую секцию преобразования сигнала для преобразования передаваемого сигнала в высокочастотный сигнал с высокой частотой (т.е. миллиметрового или микроволнового диапазона), вторую печатную плату (на принимающей стороне), включающую в себя вторую секцию преобразования сигнала для приема беспроводного сигнала (электромагнитной волны) на основе высокочастотного сигнала, сгенерированного секцией преобразования сигнала, и преобразующую беспроводной сигнал в передаваемый сигнал, и опорный элемент между первой печатной платой и второй печатной платой, поддерживающий первую печатную плату на второй печатной плате. Беспроводной сигнал не ограничен сигналом волны миллиметрового диапазона.
Во втором объекте, согласно настоящему изобретению, опорный элемент образует беспроводной канал передачи сигнала для передачи беспроводного сигнала от первой печатной платы на вторую печатную плату. Таким образом, в электронном устройстве, включающем в себя множество печатных плат, можно сказать, что опорный элемент для поддержки печатных плат используется как беспроводной канал передачи сигнала. В опорном элементе, прежде всего, предусмотрен экранирующий элемент вокруг канала передачи для блокировки внешнего излучения беспроводного сигнала.
Согласно второму объекту настоящего изобретения, опорный элемент может быть пустотелым волноводом, в котором канал передачи внутри экранирующего элемента является пустым. В таком случае, второй объект настоящего изобретения отличается тем, что опорный элемент не используется как диэлектрический канал передачи, а используется как пустотелый волновод благодаря пустотелой структуре опорного элемента по сравнению с устройством диэлектрической передачи миллиметровых волн в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, в качестве опорного элемента используется пустотелый волновод и внутри опорного элемента происходит передача данных между платами.
Дополнительно, согласно второму объекту настоящего изобретения, канал передачи внутри экранирующего элемента может быть заполнен диэлектрическим материалом. В этом случае, второй объект согласно настоящему изобретению совпадает в том, что опорный элемент используется как диэлектрический канал передачи в сравнении с устройством диэлектрической передачи миллиметровых волн. Однако различие заключается в том, что беспроводной сигнал не ограничен сигналом волны миллиметрового диапазона.
Предпочтительные эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению, беспроводной сигнал (электромагнитная волна) на основе высокочастотного сигнала (включающего в себя сигнал волны миллиметрового диапазона) может быть передан от одного конца опорного элемента, образующего канал передачи (включая в себя диэлектрический канал передачи), на другой конец опорного элемента и высокочастотный сигнал (включающий в себя сигнал волны миллиметрового диапазона) может быть принят на другом конце. Следовательно, поскольку оригинальная конструкция опорного элемента может быть использована как беспроводной канал передачи, появляется возможность исключить кабель, разъем и т.п. для соединения первой платы обработки сигналов со второй платой обработки сигналов.
Поскольку внутреннее пространство опорного элемента используется как беспроводной канал передачи сигнала, появляется возможность решить требуемую задачу, т.е. избавиться от многолучевой интерференции, возникающей при отражении электромагнитных волн в свободном пространстве внутри корпуса.
Поскольку внутреннее пространство опорного элемента используется как беспроводной канал передачи сигнала, появляется возможность решить другую задачу (сложность конструкции платы обработки сигнала, оптически соединяемую с фиксирующим элементом) возникающую при использовании механизма, раскрытого в Патентной литературе 2.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе, на котором показан пример конфигурации устройства 100 беспроводной передачи по первому варианту реализации.
Фиг.2А - вид сверху, на котором показан пример конфигурации модуля 101 антенной развязки.
Фиг.2В - сечение по оси X1-Х2, на котором показан пример конфигурации модуля 101 антенной развязки.
Фиг.3 - вид в перспективе, на котором показан пример формы волновода 13 и оконечной части 30 диэлектрического канала передачи.
Фиг.4 - блок-схема, на которой показан пример конфигурации устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.5 - схема процесса, на которой показан пример (1) создания устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.6 - схема процесса, на которой показан пример (2) создания устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.7 - схема процесса, на которой показан пример (3) создания устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.8 - вид в перспективе примера имитационной модели устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.9 - график, на котором показан пример моделирования характеристик устройства 100 беспроводной передачи.
Фиг.10 - вид в перспективе примера конфигурации устройства 200 диэлектрической передачи миллиметровых волн по второму варианту реализации.
Фиг.11 - вид в перспективе примера конфигурации многоуровневого устройства 300 диэлектрической передачи волн миллиметрового диапазона по третьему варианту реализации.
Фиг.12 - вид в разрезе примера модуля 109 антенной развязки печатной платы 1.
Фиг.13 - вид в перспективе примера конфигурации устройства 400 диэлектрической передачи волн миллиметрового диапазона по четвертому варианту реализации.
Фиг.14 - вид в разрезе примера соединения модуля 101 антенной развязки с фиксирующим элементом 18.
Фиг.15 - вид в перспективе примера формы фиксирующего элемента 18 и оконечной части 30 диэлектрического канала передачи.
Фиг.16 - вид в перспективе примера конфигурации устройства 500 беспроводной передачи по пятому варианту реализации.
Фиг.17А - общий вид, на котором поясняются детали модуля антенной развязки и волновода.
Фиг.17В - вид в разрезе, на котором поясняются детали модуля антенной развязки и волновода.
Фиг.17С - вид в разрезе модуля антенной развязки.
Фиг.17D - вид сверху антенной конструкции.
Фиг.18 - график, на котором показан пример моделирования характеристик по пятому варианту реализации.
Фиг.19А - блок-схема, поясняющая пример измененной антенны конструкции (микрополосковая антенна),
Фиг.19В - блок-схема, поясняющая пример измененной антенной конструкции (патч-антенна).
Фиг.19С - блок-схема, поясняющая пример измененной антенной конструкции (антенна в форме перевернутой буквы F).
Фиг.19D - блок-схема, поясняющая пример измененной антенной конструкции (дифференциальная антенна).
Фиг.20 - вид в перспективе примера конфигурации высокоскоростного передающего устройства 900 в соответствии с предыдущим уровнем техники.
Список ссылочных позиций
1 печатная плата (первая плата обработки сигналов)
2 печатная плата (вторая плата обработки сигналов)
3, 17, 19 фиксирующий элемент
4, 26 сквозное отверстие
5, 6, 15 модуль обработки сигналов
8a, 8b, 8с электропроводка
10а, 10b, 10с, 10d, 10e модуль генерации сигнала
11а, 11b, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 линия передачи
12 контактное отверстие (переходное отверстие)
13, 16, 18 фиксирующие элементы, образующие диэлектрический передающий канал
20 токопроводящий слой
21 слой линии передачи
22 линия
23а, 23b волновод
24 токопроводящая часть
25 токопроводящий слой
30, 34 оконечная часть диэлектрического передающего канала
30' оконечная стопорная часть фиксирующего элемента
31, 35 охватываемая резьба
32, 37 охватывающая резьба
33 зазор
101~109 модуль антенной развязки
100, 200, 300, 400 устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн
201 терминал ввода сигнала
202 схема модуляции
203 схема преобразования частоты
204 усилитель
205, 207 схема соединения
208 усилитель
209 схема усиления частоты
210 схема демодуляции
211 терминал вывода сигнала
500 устройство беспроводной передачи
501, 502 модуль антенной развязки
513 волновод (опорный элемент, образующий беспроводной канал передачи)
510 диэлектрическая плата
520 микрополосковая антенна
520В патч-антенна
Подробное описание изобретения
Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи. Следует отметить, что, в данном описании и на приложенных чертежах, конструктивные элементы, которые имеют, по существу, одинаковую функцию и структуру, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, и повторное пояснение этих конструктивных элементов не приведено.
Кроме того, описание будет дано в следующем порядке.
1. Первый вариант реализации (две платы расположены одна над другой с использованием колоннообразных опорных элементов и опорный элемент, используемый как диэлектрический канал передачи, расположен на одном из четырех углов каждой платы).
2. Второй вариант реализации (две платы расположены одна над другой с использованием колоннообразных опорных элементов и опорные элементы, используемые как диэлектрический канал передачи, расположены на каждом их четырех углов каждой платы).
3. Третий вариант реализации (три платы расположены одна над другой с использованием колоннообразных опорных элементов и опорные элементы, используемые как диэлектрический передающий канал, расположены на двух из четырех углов каждой платы).
4. Четвертый вариант реализации (две платы расположены горизонтально в ряд и скреплены фиксирующим элементом, имеющим, по существу, форму плоской буквы U, и этот фиксирующий элемент, используемый как диэлектрический канал передачи, расположен только в одном месте).
5. Пятый вариант реализации (конфигурация общего назначения: волновод используется как опорный элемент, служащий каналом передачи беспроводного сигнала).
<Первый вариант реализации>
На фиг.1 показан вид в перспективе примера конфигурации устройства 100 диэлектрической передачи волн миллиметрового диапазона. Устройство 100 диэлектрической передачи волн миллиметрового диапазона может быть применено в качестве устройства передачи видеоданных на основе волн миллиметрового диапазона, в системе передачи видеоданных на основе волн миллиметрового диапазона и т.п., которое преобразует данные видеоизображения, компьютерное изображение и т.п. в сигнал волны миллиметрового диапазона, передает сигнал волны миллиметрового диапазона на высокой скорости и имеет несущую частоту от 30 до 300 ГГц для передачи сигнала волны миллиметрового диапазона.
Устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн включает в себя первую плату обработки сигнала (в дальнейшем называемую печатной платой 1), вторую плату обработки сигнала (в дальнейшем называемую печатной платой 2), множество фиксирующих элементов 3 для крепления плат и опорный элемент (в дальнейшем называемый фиксирующий элемент 13), используемый как диэлектрический канал передачи, и имеет конструкцию, в которой печатные платы 1 и 2 поддерживаются фиксирующими элементами 3 и 13.
Печатная плата 1 преобразует данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. в сигнал волны миллиметрового диапазона. Размер печатной платы 1, например, определен как длина L, ширина W и толщина t. Печатная плата 1 включает в себя первый модуль 5 обработки сигнала, первый модуль 10а генерации сигнала, первую линию 11а передачи и первый модуль 101 антенной развязки.
Модуль 5 обработки сигнала выполняет обработку, такую как сжатие данных видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. на основе заданного стандарта для вывода электрического сигнала (далее называемого входным сигналом). Модуль 5 обработки сигнала соединен с электропроводкой 8а, например электропроводящий рисунок платы. Электропроводка 8а соединена с модулем 10а генерации сигнала. Модуль 10а генерации сигнала выполняет обработку сигнала в соответствии с входным сигналом для генерации сигнала волны миллиметрового диапазона.
Модуль 10а генерации сигнала соединен с одним концом линии 11a передачи. Линия 11a передачи электрически соединяет модуль 10а генерации сигнала и модуль 101 антенной развязки. В данном варианте реализации, линия 11a передачи электрически передает сигнал волны миллиметрового диапазона, составляющий данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. могут быть использованы как линия 11а передачи на печатной плате 1.
Модуль 101 антенной развязки расположен на другом конце линии 11а передачи. Модуль 101 антенной развязки связывает сигнал миллиметровой волны, который передается от модуля 10а генерации сигнала через линию 11a передачи, с одним концом фиксирующего элемента 13. В данном варианте реализации модуль 101 антенной развязки преобразует сигнал миллиметровой волны в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 13, образующий диэлектрический канал передачи. Во время двунаправленной передачи данных, модуль 101 антенной развязки передает сигнал волны миллиметрового диапазона, содержащий видеоданные и поступающий по линии 11а передачи, соединенной с модулем 10а генерации сигнала, на фиксирующий элемент 13, образующий диэлектрический канал передачи.
Фиксирующий элемент 13 расположен между печатной платой 1 и печатной платой 2 и имеет заданную диэлектрическую проницаемость. Для фиксирующего элемента 13 используют диэлектрический материал, включающий в себя, по меньшей мере, стеклоэпоксидную смолу, акрилатную смолу и полиэтиленовую смолу. В данном варианте реализации изобретения три фиксирующих элемента расположены в четырех углах каждой из печатных плат 1 и 2, а также один фиксирующий элемент 13, который разделяет заряд. Фиксирующий элемент 13 расположен в одной из угловых частей каждой из печатных плат 1 и 2 в отличие от расположения фиксирующих элементов 3, служащих для обычного крепления.
Фиксирующий элемент 13 не только составляет диэлектрический канал передачи, но и крепит печатную плату 1 к печатной плате 2 совместно с тремя другими фиксирующими элементами 3. Функция крепления включает в себя случай, когда печатная плата 2 держит и является опорой для печатной платы 1, и случай, когда печатная плата 1 подвешена и она удерживает плату 2.
Кроме того, в таком механизме поддержки фиксирующие элементы 3 и 13 крепятся так, что печатная плата 1 и печатная плата 2 объединены друг с другом в заданном направлении и поддерживают строго параллельное положение, например печатная плата 1 и печатная плата 2 соединены друг с другом в вертикальном положении. Когда устройство 100 диэлектрической передачи микроволновых волн выполнено подобным образом, печатная плата 1 и печатная плата 2 могут быть надежно расположены в стойке в вертикальном положении благодаря фиксирующим элементам 3 и 13. Дополнительно, в качестве фиксирующего элемента 3, например, можно использовать стержень цилиндрической формы из смолы. И, очевидно, что за исключением фиксирующего элемента 13, в качестве фиксирующих элементов 3 могут также быть использованы металлические стержни заданной формы.
Печатная плата 2 крепится к другому концу фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, и фиксирующих элементов 3 для обычного крепления. Печатная плата 2 сигнально соединена с печатной платой 1, принимает сигнал волны миллиметрового диапазона и выполняет его обработку. Печатная плата 2 имеет размер, точно совпадающий с размером печатной платы 1.
Печатная плата 2 включает в себя модуль 102 антенной развязки, вторую линию 11b передачи, второй модуль 10b генерации сигнала и второй модуль 6 обработки сигнала. Второй модуль 102 антенной развязки соединен с фиксирующим элементом 13, составляющим диэлектрический канал передачи, и принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 13 для вывода сигнала миллиметровой волны. В данном варианте реализации, второй модуль 102 антенной развязки преобразует электромагнитную волну, распространяющуюся через диэлектрический канал передачи фиксирующего элемента 13, в сигнал волны миллиметрового диапазона. Дополнительно, второй модуль 102 антенной развязки имеет конструкцию, симметричную первому модулю 101 антенной развязки в отношении поверхности платы.
Один конец линии 11b передачи соединен с (расположен на) другим концом фиксирующего элемента 13. Линия 11b передачи электрически соединяет модуль 10b генерации сигнала и модуль 102 антенной развязки для передачи сигнала волны миллиметрового диапазона, выводимого модулем 102 антенной развязки, на модуль 10b генерации сигнала. Кроме того, линия 11b передачи на обратной поверхности печатной платы 2 подключена к модулю 10b генерации сигнала печатной платы 2 через контактное отверстие 12 (переходное отверстие). При двунаправленной передаче данных, модуль 102 антенной развязки передает сигнал волны миллиметрового диапазона, содержащий видеоданные, между линией 11b передачи, соединенной с модулем 10b генерации сигнала, и фиксирующим элементом 13, образующим диэлектрический канал передачи.
Модуль 11b генерации сигнала соединен с другим концом линии 10b передачи. Модуль 11b генерации сигнала выполняет обработку сигнала в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона, принятого модулем 102 антенной развязки, для генерации выходного сигнала. Модуль 10b генерации сигнала соединен с электропроводкой 8b, например электропроводящим рисунком платы. Электропроводка 8b соединена с модулем 6 обработки сигнала. Модуль 6 обработки сигнала выполняет обработку, например распаковку, на основе заданного стандарта, выходного сигнала, сгенерированного модулем 10b генерации сигнала, и получает, таким образом, данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п.
Когда устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн выполнено подобным образом, можно передать электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, от одного конца фиксирующего элемента, образующего диэлектрический канал передачи, на другой конец, и связь с использованием миллиметровых волн может быть выполнена между печатной платой 1 и печатной платой 2. Дополнительно, в данном варианте реализации, был описан случай, когда использован маршрут передачи данных миллиметровой волны по линии «вниз». Однако функция передачи печатной платы 1 предусмотрена для печатной платы 2, а функция приема печатной платы 2 предусмотрена для печатной платы 1, так что передача/прием данных может быть выполнена через модули 101 и 102 антенной развязки и фиксирующий элемент 13, образующий диэлектрический канал передачи.
Согласно маршруту передачи миллиметровой волны по линии «вниз», передача данных, использующая сигнал волны миллиметрового диапазона как носитель, выполняется через модуль 5 обработки сигнала → модуль 10а генерации сигнала → линию 11а передачи → модуль 101 антенной развязки → фиксирующий элемент 13 → модуль 102 антенной развязки → линию передачи 11b → модуль 10b генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала. Согласно маршруту передачи миллиметровой волны по линии «вверх», передача данных, использующая сигнал волны миллиметрового диапазона как носитель, выполняется через модуль 6 обработки сигнала → модуль 10b генерации сигнала → линию 11b передачи → модуль 102 антенной развязки → фиксирующий элемент 13 → модуль 101 антенной развязки → линию передачи 11а → модуль 10а генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала.
На фиг.2А показан вид сверху примера конструкции модуля 101 антенной развязки и на фиг.2В показано сечение по линии X1-Х2 примера конструкции модуля 101 антенной развязки, показанного на фиг.2А. В данном варианте реализации, микрополосковая линия применяется в качестве линия 11a передачи, которая соединена с модулем 101 антенной развязки.
Модуль 101 антенной развязки, показанный на фиг.2А, расположен на печатной плате 1 и включает в себя волновод 23а, сквозное отверстие 26, имеющее заданную форму, и первую секцию 36 преобразования сигнала. Волновод 23а имеет цилиндрическую форму, однако его верхний участок имеет форму подковы (по существу, форму буквы С) для избежания контакта с микрополосковой линией. Волновод 23а преобразует сигнал миллиметровой волны, который электрически передается через линию 11а передачи, в электромагнитную волну и передает электромагнитную волну в диэлектрический канал передачи.
Сквозное отверстие 26 является отверстием, через которое фиксирующий элемент 13, образующий диэлектрический канал передачи, показанный на фиг.2В, крепится к печатной плате 1. В данном варианте реализации, показанном на фиг.2А, сквозное отверстие 26 имеет такую же форму подковы, как и верхняя часть волновода 23а. На фиг.2А и фиг.2В часть, обозначенная линией с двойными точками, соответствует оконечной части 30 диэлектрического канала передачи и составляет пример первого средства крепления, которое крепит концевой участок фиксирующего элемента 13 к печатной плате 1 (см. фиг.3).
Печатная плата 1 включает в себя изолирующий слой 1а, показанный на фиг.2В. Токопроводящий слой 20, составляющий заземление, предусмотрен на изолирующем слое 1а, и токопроводящий слой 25, составляющий заземление, предусмотрен снизу изолирующего слоя 1а. Слой 21 линии передачи, имеющий изоляционные свойства, расположен на токопроводящем слое 20, и линия 22, имеющая проводящие свойства, расположена на слое 21 линии передачи. Линия 22 вставлена в волновод 23а. Линия 11a передачи (микрополосковая линия) включает в себя слой 21 линии передачи и линию 22. Например, как показано на фиг.2А, слой 21 линии передачи на токопроводящем слое 20 и линия 22 выполнены с заданной шириной линии и формируют микрополосковую линию. В нижеследующем описании заданная ширина линии будет называться шириной W1 линии 22. В нижеследующем описании толщина слоя 21 линии передач и линии 22, расположенные на токопроводящем слое 20, будут называться толщиной t1 пленки.
Концевые участки каждого из токопроводящих слоев 20 и 25 короткозамкнуты (проводят электричество) токопроводящей частью 24, имеющей цилиндрическую форму, и токопроводящая часть 24 образует волновод 23а. Волновод 23а, имеющий цилиндрическую нижнюю часть и подковообразную верхнюю часть, оборудован токопроводящей частью 24, имеющей цилиндрическую форму, для замыкания токопроводящих слоев 20 и 25 и обеспечения заземления между передней и обратной поверхностями печатной платы 1. Внутренняя сторона токопроводящей части 24 заполнена диэлектрическим веществом, образующим печатную плату 1, для формирования диэлектрического канала передачи. Здесь, нижняя сторона поверхности волновода 23а, заполненного диэлектрическим веществом, будет называться поверхностью I волновода и диаметр волновода 23а, заполненного диэлектрическим веществом, будет обозначен D1.
Например, волновод 23а изготовляют, как описано ниже. Сначала создают отверстие диаметром D1 в одном углу материнской платы для формирования печатной платы 1. Далее, токопроводящий элемент обеспечивают на внутренней стенке отверстия для достижения электропроводимости, и токопроводящий слой 20 электрически соединяется с токопроводящим слоем 25 через токопроводящую часть 24, полученную во время процесса достижения проводимости. Затем заполняют диэлектрическое вещество, образующее печатную плату 1. Дополнительно, во время изготовления волновода, внутренняя сторона токопроводящей части 24 может быть пустотелой секцией.
Секция 36 преобразования сигнала включает в себя линию 22, предусматривающую вхождение (вставку) в волновод 23а. В данном варианте реализации на основе волновода 23а, линия 22 внутри волновода 23а образует секцию 36 преобразования сигнала, а линия 22 вне волновода 23а образует линию 11 передачи. Секция 36 преобразования сигнала преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну в волноводе 23а. Секция 36 преобразования сигнала имеет расстояние D3 от центральной позиции волновода 23а до концевого участка линии 22 в волноводе 23а. Линия 22 выступает влево (на виде сверху) от центральной позиции волновода 23а.
В данном варианте реализации, как показано на фиг.2А, сквозное отверстие 26 вокруг волновода 23а сделано в печатной плате 1 и концевой участок фиксирующего элемента 13 установлен в сквозное отверстие 26. Согласно модулю 101 антенной развязки, электромагнитная волна преобразуется секцией 36 преобразования сигнала и передается на один конец фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, и один конец фиксирующего элемента 13 крепится к печатной плате 1 через сквозное отверстие 26, окружающее волновод 23а.
На фиг.3 показан вид в перспективе примера формы фиксирующего элемента 13 и оконечной части 30 диэлектрического канала передачи. В данном варианте реализации, фиксирующий элемент 13 имеет, по существу, форму в виде буквы С на переднем конце, так чтобы фиксирующий элемент 13 мог пройти через сквозное отверстие 26, показанное на фиг.2А. Концевой участок фиксирующего элемента 13, проходящий через сквозное отверстие 26, соединен с оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи и, таким образом, фиксирующий элемент 13 крепится к печатной плате 1.
Концевой участок фиксирующего элемента 13, показанного на фиг.3, имеет цилиндрическую форму, и фиксирующий элемент 13 имеет вырез 37 на этом участке для получения, по существу, структуры в форме С на переднем конце. Вырез 37 определяет часть, которая пересекает волновод 23а. В дальнейшем, верхняя сторона поверхности концевого участка фиксирующего элемента 13 с вырезом 37 будет называться диэлектрической поверхностью III. Данный вариант реализации использует структуру контактной поверхности, в которой поверхность I волновода 23а входит в контакт с диэлектрической поверхностью III фиксирующего элемента. Внешняя периферическая поверхность цилиндрической части концевого участка фиксирующего элемента имеет охватываемую резьбу 31.
У фиксирующего элемента 13 на его концевом участке предусмотрена оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи, образующая первое средство крепления. Оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи, имеющая закрывающий элемент (в форме колпачка и т.п.) с внутренней верхней поверхностью, крепится винтовым соединением к верхнему концевому участку фиксирующего элемента 13 для отражения электромагнитной волны, излучаемой волноводом 23а, и фиксирует один конец фиксирующего элемента 13 на печатной плате 1. В данном варианте реализации, когда внутренняя поверхность верхней стороны закрывающего элемента оконечной части 30 диэлектрического канала передачи определена как поверхность II, всю поверхность внутренней стенки оконечной части 30 диэлектрического канала передачи изготавливают из металла или смолы, покрытой слоем металла, и электромагнитная волна, излучаемая от линии 22 волновода 23а, отражается поверхностью II внутренней верхней поверхности.
В данном варианте реализации, на поверхности внутренней стороны оконечной части 30 диэлектрического канала передачи предусмотрена охватывающая резьба 32, соответствующая охватываемой резьбе 31 фиксирующего элемента 13, показанного на фиг.3. Охватывающая резьба 32 оконечной части 30 диэлектрического канала передачи предназначена для его закручивания вокруг охватываемой резьбы 31 фиксирующего элемента 13. Например, охватывающая резьба 32 оконечной части 30 диэлектрического канала передачи может совершать круговые движения вокруг охватываемой резьбы 31 фиксирующего элемента 13 и, таким образом, печатная плата 1, показанная на фиг.2А, крепится к фиксирующему элементу 13.
Дополнительно, в случае когда оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи закручена вокруг фиксирующего элемента 13 и расстояние между печатной платой 1 и поверхностью II определено как D2, расстояние D2 устанавливают в 1/4 длины λ волны сигнала волны миллиметрового диапазона в воздухе и корректируют для улучшения параметров электромагнитной волны, чтобы сигнал волны миллиметрового диапазона мог быть более эффективно преобразован в электромагнитную волну.
Оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи для крепления одного конца фиксирующего элемента 13 имеет первый зазор 33, соответствующий вырезу 37, через который линия 22, показанная на фиг.2А и 2В, пересекает волновод 23а. Зазор 33 установлен так, чтобы иметь заданную ширину между одним концом и другим концом волновода 23а, имеющего форму подковы. В дальнейшем, заданная ширина будет называться шириной W2 просвета зазора 33. Зазор 33, имеющий ширину W2 просвета, предусмотрен для предотвращения контакта токопроводящей части 24 с линией 22 во время соединения печатной платы 1 с фиксирующим элементом 13. Дополнительно, модуль 102 антенной развязки имеет такую же конструкцию, что и модуль 101 антенной развязки (см. фиг.5).
Когда устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн выполнено подобным образом, становится возможным ограничить электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, в фиксирующем элементе 13, образующего диэлектрический канал передачи. Более того, сигнал волны миллиметрового диапазона может быть преобразован в электромагнитную волну на одном конце фиксирующего элемента 13, образующем диэлектрический канал передачи, и электромагнитная волна может быть преобразована в сигнал волны миллиметрового диапазона на другом конце фиксирующего элемента 13.
Далее будет описан пример схемы конфигурации устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн. На фиг.4 показана блок-схема примера конфигурации устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн. Устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанное на фиг.4, является примером маршрута передачи данных по линии «вниз» миллиметровых волн и составляет устройство передачи видеоданных с помощью миллиметровых волн, которое можно применить как устройство обработки изображения и т.п. для передачи на высокой скорости сигнала волны миллиметрового диапазона с частотами от 30 до 300 ГГц.
Устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн включает в себя печатную плату 1, на которой смонтированы терминал 210 входного сигнала, модуль 10а генерации сигнала и схема 205 связи, фиксирующий элемент 13, прикрепленный к печатной плате 1, и печатную плату 2, на которой смонтированы схема 207 связи, модуль 10b генерации сигнала и терминал 211 выходного сигнала. Схема 205 связи включает в себя линию 11a передачи и модуль 101 антенной развязки, показанные на фиг.1, 2А, 2В и 3, и схема 207 связи включает в себя линию 11b передачи и модуль 102 антенной развязки, показанные на тех же чертежах. Модуль 10а генерации сигнала и модуль 10b генерации сигнала включают в себя устройство на КМОП-микросхемах.
Модуль 10а генерации сигнала, соединенный с терминалом 201 входного сигнала, включает в себя, например, схему 202 модуляции, первую схему 203 преобразования частоты и усилитель 204 для генерации сигнала S волны миллиметрового диапазона, выполняя обработку сигнала в отношении входного сигнала Sin. Схема 202 модуляции соединена с терминалом 201 входного сигнала для модуляции входного сигнала Sin. Например, схема фазовой модуляции может быть использована в качестве схемы 202 модуляции.
Схема 203 преобразования частоты соединена со схемой 202 модуляции для генерации сигнала S волны миллиметрового диапазона преобразованием частоты входного сигнала Sin после его модуляции схемой 202 модуляции. Здесь, сигнал S волны миллиметрового диапазона является сигналом с частотой в диапазоне от 30 до 300 ГГц. Усилитель 204 соединен со схемой 203 преобразования частоты для усиления частотно-преобразованного сигнала S волны миллиметрового диапазона.
Схема 205 связи, включающая в себя линию 11a передачи и модуль 101 антенной развязки, соединена с усилителем 204 для передачи сигнала S волны миллиметрового диапазона, сгенерированного модулем 10а генерации, на один конец фиксирующего элемента 13, имеющим заданную диэлектрическую проницаемость ε. Волновод 23а, показанный на фиг.1, 2А, 2В и 3, предусмотрен на схеме 205 связи для соединения с фиксирующим элементом 13, имеющим диэлектрическую проницаемость ε. Если схема 205 связи использует дробную ширину полосы частот (= полоса частот сигнала/рабочая центральная частота) от около 10% до около 20%, схема 205 связи может быть выполнена с использованием резонансной структуры и т.п. В данном варианте реализации, электромагнитная волна S' сигнала волны миллиметрового диапазона распространяется через фиксирующий элемент 13, имеющий диэлектрическую проницаемость ε и определенные потери. Так как фиксирующий элемент 13 имеет большие потери, отражение ослаблено.
Схема 207 связи составляет пример соединения модуля 102 антенной развязки с фиксирующим элементом 13 для преобразования электромагнитной волны S', принятой от другого конца фиксирующего элемента 13, в сигнал S волны миллиметрового диапазона. В схеме 207 связи предусмотрен волновод 23b (не показан). Волновод 23b имеет такую же структуру, что и волновод 23а, показанный на фиг.1, 2А, 2В и 3, и соединен с другим концом фиксирующего элемента 13, имеющего диэлектрическую проницаемость ε. В дополнение к волноводу 23а или 23b, схема 207 связи может быть выполнена с антенным элементом заданной длины, например около 600 µm в соответствии с длиной λ волны сигнала S миллиметрового диапазона. В качестве антенного элемента могут быть использованы штыревая антенна (дипольная антенна и т.п.), петлевая антенна или элемент связи с малой апертурой (щелевая антенна и т.п.).
Модуль 10b генерации сигнала соединен со схемой 207 связи. Для генерации выходного сигнала Sout посредством обработки сигнала S волны миллиметрового диапазона, полученного схемой 207 связи, модуль 10b генерации сигнала включает в себя, например, усилитель 208, вторую схему 209 преобразования частоты и схему 210 демодуляции. Усилитель 208 соединен со схемой 207 связи для усиления полученного сигнала S волны миллиметрового диапазона.
Схема 209 преобразования частоты соединена с усилителем 208 для частотного преобразования усиленного сигнала S волны миллиметрового диапазона и вывода частотно-преобразованного выходного сигнала Sout. Схема 210 демодуляции соединена со схемой 209 преобразования частоты для демодуляции частотно-преобразованного выходного сигнала Sout.
Вышеописанный способ частотного преобразования входного сигнала Sin и выполнения передачи данных обычно используется в вещании и беспроводной связи. При вышеуказанном применении используются относительно сложные передатчик, приемник и т.п. для решения таких проблем, как (1) доступное пространство связи (проблема с S/N в отношении теплового шума), (2) как справиться с отражением и многолучевостью, и (3) как подавить помехи и интерференцию с другими каналами.
Поскольку модуль 10а генерации сигнала и модуль 10b генерации сигнала по первому варианту реализации используют миллиметровый диапазон частот, который выше, чем у сложных передатчиков/приемников и т.п., используемых для вещания или беспроводной связи, и имеют короткую длину λ волны, они имеют преимущество в отношении повторного использования частот и пригодны для выполнения связи между множеством соседних устройств. В данном варианте реализации был описан маршрут передачи данных по линии «вниз» миллиметровой волны. Однако, при выполнении двунаправленной передачи данных, маршрут передачи данных по линии «вверх» миллиметровой волны выполняется обеспечением приемной системой передающей системы устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанного на фиг.4, и обеспечением приемной системы передающей системой, так что передающая система и приемная система могут работать по методу разделения времени.
Далее будут описаны примеры создания устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн со ссылками на фиг. с 5 по 7. Фиг. с 5 по 7 являются блок-схемами, на которых показаны примеры (с 1 по 3) создания устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн. Они относятся к случаю изготовления устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн по первому варианту реализации.
Сначала, как показано на фиг.5, подготавливают плату 1' для создания печатной платы 1 обработки сигнала миллиметровой волны. Например, в качестве платы 1' может быть использована двухсторонняя плата, покрытая медной фольгой и имеющая изоляционный слой 1а и токопроводящие слои 20 и 25, как показано на фиг.2В. Размер платы 1', например, может быть определен как длина L, ширина W, толщина t (см. фиг.1).
На плате 1' создают электропроводку 8а, линию 11a передачи, волновод 23а, четыре сквозных отверстия 26 и т.д. Линия 11a передачи и волновод 23а образуют модуль 101 антенной развязки. Токопроводящие слои 20 и 25 создают на обеих сторонах изолирующего слоя 1а платы 1' и используют как шаблон заземления. Далее, в одном из углов платы 1' создают волновод 23а. В данном варианте реализации, волновод 23а не может быть создан в трех других углах. В других вариантах реализации, волновод 23а может быть также создан в трех других углах.
Для волновода 23а в одном из углов платы 1' создают отверстие с диметром D1. Далее, внутреннюю стенку отверстия снабжают токопроводящим элементом для достижения электрической проводимости, и токопроводящий слой 20 электрически соединяется с токопроводящим слоем 25 посредством токопроводящей части 24, полученной в процессе достижения проводимости. Токопроводящую часть 24 создают следующим образом. Например, создают отверстие диаметром D1 для соединения токопроводящих слоев 20 и 25 друг с другом и достижения заземления между передней и обратной поверхностями печатной платы 1. Отверстие создают вдоль окружности, образующей волновод 23а. После этого отверстие делают токопроводящим, создавая контактное отверстие для проводящей части. Во время создания волновода контактное отверстие имеет полую секцию. Затем туда заполняют диэлектрическое вещество, составляющее печатную плату 1. В дополнение, во время создания волновода внутренняя сторона токопроводящей части 24 может быть полой.
После создания волновода 23а изолирующую пленку, имеющую заданную диэлектрическую проницаемость, наносят на всю поверхность токопроводящего слоя 20, создавая слой 21 линии передачи с заданной толщиной t1. Изолирующая пленка заполняется скрытой в волноводе 23а. В качестве изолирующей пленки используют диэлектрическое вещество, составляющее печатную плату 1, и диэлектрическое вещество заполняют в проводящую часть 24 для создания диэлектрического канала передачи. Нижнюю сторону поверхности волновода 23а заполняют диэлектрическим веществом, служащим поверхностью I волновода (см. фиг.1).
После этого проводящая пленка наносится на всю поверхность изолирующей пленки с последующим созданием электропроводящего рисунка, формирующего, например, 10 электрических дорожек 8а и одну линию 11a передачи с шириной W1, служащую микрополосковой линией. Линию 11a передачи получают созданием линии 22 с шириной W1 на слое 21 линии передачи. В это время слой 21 линии передачи располагают таким образом, что передний конец слоя 21 линии передачи вставлен в волновод 23а, и линия 11a передачи (линия 22) имеет рисунок, при котором она удлинена на расстояние D3 от центральной позиции волновода 23а. При использовании такого рисунка можно создать секцию 36 преобразования сигнала, включающую в себя линию 22, расположенную входящей (вставленной) в волновод 23а. В волноводе 23а, секция 36 преобразования сигналов выполнена с возможностью преобразования сигнала волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну.
Затем одно сквозное отверстие 26, имеющее форму подковы, и три сквозных отверстия 26', также имеющих форму подковы, создают в четырех углах платы 1'. Например, сквозные отверстия 26 и 26' проделывают пресс-машиной, снабженной ножом, имеющим, по существу, форму С на переднем конце. Сквозное отверстие 26 используют для установки фиксирующего элемента 13, а сквозные отверстия 26' используют для установки фиксирующих элементов 3.
В дополнение к линии 11a передачи и модулю 101 антенной развязки, на плату 1' монтируют модуль 5 обработки сигналов и модуль 10а генерации сигналов. В качестве модуля 5 обработки сигналов может быть использовано устройство с ИС для обработки сигналов, например сжатия данных видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. В качестве модуля 10а генерации сигнала используется устройство с ИС генерации сигнала для генерации сигнала миллиметровой волны выполнением обработки сигнала в отношении входного сигнала. В данном варианте реализации, модуль 5 обработки сигнала и модуль 10а генерации сигнала устанавливают на заданные позиции платы 1' таким образом, что модуль 5 обработки сигнала соединен с модулем 10а генерации сигнала электропроводкой 8а, и получают печатную плату, преобразующую данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. в сигнал волны миллиметрового диапазона.
Далее, как показано на фиг.6, подготавливают плату 2' для создания печатной платы 2, которая принимает сигнал волны миллиметрового диапазона от печатной платы 1 и выполняет обработку в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона. Например, в качестве платы 2' может быть использована двухсторонняя плата, покрытая медной фольгой и имеющая изоляционный слой 1а и токопроводящие слои 20 и 25, как показано на фиг.2В. Размер платы 2' также определен как длина L, ширина W, толщина t (см. фиг.1).
На плате 2' создают электропроводку 8b, линию 11b передачи, волновод 23b, четыре сквозных отверстия 26 и т.д. Линия 11b передачи и волновод 23b образуют модуль 102 антенной развязки. Токопроводящие слои 20 и 25 создают на обеих сторонах изоляционного слоя 1b платы 2' и используют как шаблон заземления. Далее, в одном из углов платы 2' создают волновод 23b. В данном варианте реализации, волновод 23b не может быть создан в других трех углах. В других вариантах реализации, волновод 23b может быть также создан в других трех углах.
Для волновода 23b, создают отверстие с диметром D1 в одном из углов платы 2'. Далее, проводящий элемент обеспечивается на внутренней стенке отверстия для достижения проводимости, и токопроводящий слой 20 электрически соединяется токопроводящим слоем 25 посредством токопроводящей части 24, полученной в процессе достижения электропроводимости. Токопроводящую часть 24 формируют так же, как и для печатной платы 1.
Для контактного отверстия 12, в заданной позиции на плате 2' создают отверстие, имеющее заданный диаметр. Затем, внутреннюю стенку отверстия снабжают токопроводящим элементом для достижения электропроводимости и становится возможным получить соединение для линии 11b передачи на передней и обратной стороне платы 2' через контактное отверстие 12, полученное в процессе достижения электропроводимости.
После создания волновода 23b и контактного отверстия 12, изолирующую пленку, имеющую заданную диэлектрическую проницаемость, наносят на всю поверхность электропроводящего слоя 20, за исключением позиции контактного отверстия 12, формируя слой 21 линии передачи с толщиной t1. Изолирующую пленку заполняют скрытой в волноводе 23b. В качестве изолирующей пленки используют диэлектрическое вещество, составляющее печатную плату 2, и диэлектрическое вещество заполняют в токопроводящую часть 24 для создания диэлектрического канала передачи. Нижняя сторона поверхности волновода 23b, заполненная диэлектрическим веществом, служит поверхностью I волновода (см. фиг.2В).
После этого электропроводящую пленку наносят на всю поверхность изолирующей пленки для последующего создания электропроводящего рисунка, формирующего, например, 10 электрических дорожек 8b и одну линию 11b передачи с шириной W1, служащую микрополосковой линией на поверхности печатной платы 2. Линию 11b передачи получают созданием линии 22 с шириной W1 на слое 21 линии передачи. Линию 11b передачи спереди соединяют с контактным отверстием 12, созданным на поверхности платы 2'.
Дополнительно, изолирующую пленку, имеющую заданный диэлектрический параметр, наносят на всю поверхность электропроводящего слоя 25 за исключением позиции контактного отверстия 12 на обратной поверхности, создавая, таким образом, слой 21 линии передачи с толщиной t1 на поверхности обратной стороны печатной платы 2. В качестве изолирующей пленки используют диэлектрический материал, составляющий печатную плату 2. В это время, также получают линию 11b передачи созданием на слое 21 линии передачи линии 22 с шириной W1. Линия 11b передачи на обратной стороне соединена с контактным отверстием 12 на обратной поверхности платы 2'. Таким образом, линия 11b передачи сверху, на верхней поверхности платы 2 достигает нижней поверхности платы 2 через контактное отверстие 12 и соединяется с линией 11b передачи снизу.
Кроме того, линия 11b передачи снизу размещена так, что ее передний конец вставлен в волновод 23b и линию 11b передачи создают так, что она выступает на расстояние D3 от центральной позиции волновода 23b. Таким образом, можно сформировать секцию 36 преобразования сигнала, включающую в себя линию 22, размещенную входящей (вставленной) в волновод 23b. В волноводе 23b, секция 36 преобразования сигнала выполнена с возможностью преобразования электромагнитной волны в сигнал волны миллиметрового диапазона.
Затем, одно сквозное отверстие 26, имеющее форму подковы, и три сквозных отверстия 26', имеющих форму подковы, создают в четырех углах платы 2' таким же способом, как и для первой печатной платы 1. Сквозное отверстие 26 используют для установки фиксирующего элемента 13, а сквозные отверстия 26' используют для установки трех фиксирующих элементов 3. В дополнение к линии 11b передачи и модулю 102 антенной развязки на плату 2' монтируют модуль 6 обработки сигналов и модуль 10b генерации сигналов.
В качестве модуля 6 обработки сигналов может быть использовано устройство на ИС для обработки сигналов, выполняющее, например, распаковку данных видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. В качестве модуля 10b генерации сигнала используется устройство на ИС генерации сигнала для генерации выходного сигнала выполнением обработки сигнала в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона. В данном варианте реализации, модуль 6 обработки сигнала и модуль 10b генерации сигнала устанавливают на заданные позиции платы 2' таким образом, что модуль 6 обработки сигнала соединен с модулем 10b генерации сигнала электропроводкой 8b и, в итоге, получают печатную плату 2, которая преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона, переданный печатной платой 1, в данные видеоизображения, компьютерного изображения и им подобные.
После вышеописанной подготовки печатной платы 1 и печатной платы 2 между печатной платой 1 и печатной платой 2 предусматривают фиксирующий элемент 13 с заданной диэлектрической проницаемостью, который формирует диэлектрический канал передачи и одновременно поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2. Фиксирующий элемент 3 и фиксирующий элемент 13 получают, например, использованием результата литья под давлением смолы, имеющей заданный диэлектрический параметр, и вырез 37 формируют на обоих концах фиксирующего элемента 13.
Оконечные части 30 диэлектрического канала передачи и оконечные стопорные части 30' фиксирующих элементов могут быть получены, например, металлизацией результата литья под давлением смолы с заданной диэлектрической проводимостью, и имеющего форму, показанную на фиг.3. Также возможно использовать результат обработки металлического стержня для придания ему формы колпачка с последующей нарезкой охватывающей резьбы со стороны внутренней поверхности металлического стержня.
В данном варианте реализации, на три фиксирующих элемента 3 и один фиксирующий элемент 13 на печатной плате 2 устанавливают три оконечных стопорных части 30' фиксирующего элемента и одну оконечную часть 30 диэлектрического канала передачи снизу печатной платы 2, и три оконечных стопорных части 30' фиксирующего элемента и одну оконечную часть 30 диэлектрического канала передачи на печатную плату 1 соответственно.
Например, три фиксирующих элемента 3 устанавливают в три сквозных отверстия 26, созданных на печатной плате 2, со стороны поверхности и фиксируют их со стороны обратной поверхности тремя оконечными стопорными частями 30' фиксирующих элементов соответственно. Дополнительно, один фиксирующий элемент 13 устанавливают в сквозное отверстие 26, образующее модуль 102 антенной развязки на печатной плате 2, со стороны поверхности и фиксируют со стороны обратной поверхности одной оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи. В результате, четыре фиксирующих элемента 3 и 13 могут быть установлены на печатную плату 2.
Кроме того, три фиксирующих элемента 3 на печатной плате 2 устанавливают в три сквозных отверстия 26', созданных на печатной плате 1, со стороны обратной поверхности и фиксируют со стороны поверхности тремя оконечными стопорными частями 30' фиксирующих элементов соответственно. Дополнительно, один фиксирующий элемент 13 устанавливают в сквозное отверстие 26, образующее модуль 101 антенной развязки на печатной плате 1, со стороны обратной поверхности и фиксируют со стороны поверхности одной оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи, В результате, четыре фиксирующих элемента 3 и 13 на плате 2 могут быть установлены на печатную плату 1, завершая изготовление устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн.
Как было описано выше, когда при формировании устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн печатная плата 1 поддерживается тремя фиксирующими элементами 3 и одним фиксирующем элементом 13 на печатной плате 2, можно изготовить устройство 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, в котором фиксирующий элемент 13 образует диэлектрический канал передачи и электромагнитная волна на основе миллиметровой волны, принимаемая от одного конца фиксирующего элемента 13, может быть передана на другой конец фиксирующего элемента 13.
Далее, случай, когда фиксирующий элемент 13, изготовленный из пластикового материала общего типа, использован в устройстве 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, будет описан на основе результатов моделирования характеристики пропускания (размер потерь) и характеристики отражения фиксирующего элемента 13 с использованием CST MW-STUDIO. На фиг.8 показан вид в перспективе примера имитационной модели устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн. Для фиксирующего элемента 13 предполагается использование пластикового материала общего типа. Однако пластиковый материал содержит материалы из стеклоэпоксидной, акрилатной и полиэтиленовой смолы.
В дополнение, за исключением проводящего слоя 20 и слоя 21 линии передачи, изолирующий слой 1а и проводящие слои 20 и 25 печатной платы 1 исключены из имитационной модели, так как они не оказывают значительного влияния на характеристики. Фиксирующий элемент 13, печатная плата 2 и оконечная часть 30 показаны полупрозрачными (каркасный вид) в целях удобства.
Согласно примеру имитационной модели устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанного на фиг.8, модуль 101 антенной развязки и модуль 102 антенной развязки соединены друг с другом через фиксирующий элемент 13. Для модуля 101 антенной развязки использована модель, имеющая волновод 23а и секцию 36 преобразования сигналов, показанных на фиг.1 и 3. Секция 36 преобразования сигналов преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 13. Для волновода 23а использована модель, имеющая форму подковы во внутренней части сквозного отверстия 26, сделанного в печатной плате 2.
Фиксирующий элемент 13 смоделирован так, что фиксирующий элемент 13 установлен в сквозное отверстие 26, сделанное во внешней периферийной части волновода 23а, и печатная плата 1 и один конец фиксирующего элемента 13 скрепляются оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи. Для оконечной части 30 диэлектрического канала передачи, фиксирующей один конец фиксирующего элемента 13, использована модель, имеющая зазор 33 в позиции, в которой линия 11a передачи пересекает волновод 23а. При использовании описанного выше зазора 33, можно избежать контакта между одним концом фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, и линией 11a передачи, а также контакта между другим концом фиксирующего элемента 13 и линией 11a передачи.
Модуль 101 антенной развязки смоделирован так, что модуль 101 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну на одном конце фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 13. Например, модуль 101 антенной развязки имеет оконечную часть 30 диэлектрического канала передачи, выполненную с возможностью отражения электромагнитной волны, которая была преобразована в сигнал волны миллиметрового диапазона секцией 36 преобразования сигналов и не доставляется на один конец фиксирующего элемента 13, а также крепящую один конец фиксирующего элемента 13 к печатной плате 1.
Элемент, имеющий волновод 32b и вторую секцию 36 преобразования сигналов, используется как модуль 102 антенной развязки. Вторая секция 36 преобразования сигналов модуля 102 антенной развязки преобразует электромагнитную волну, распространенную через фиксирующий элемент 13, в сигнал волны миллиметрового диапазона. Волновод 23b сформирован так, чтобы иметь форму подковы на внутренней стороне сквозного отверстия 26, сделанного в печатной плате 2 (см. фиг.2А и 2В).
Модуль 102 антенной развязки является имитационной моделью, выполненной с возможностью преобразования электромагнитной волны, распространенной на другой конец фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, в сигнал волны миллиметрового диапазона секцией 36 преобразования сигналов, и передачи сигнала волны миллиметрового диапазона на линию 11b передачи через волновод 23b, и крепления печатной платы 2 к другому концу фиксирующего элемента 13 через сквозное отверстие 26, формирующее волновод 23b.
Например, модуль 102 антенной развязки имеет оконечную часть 30 диэлектрического канала передачи, составляющую пример второго средства крепления и выполненную с возможностью отражения электромагнитной волны, которая была распространена на другой конец фиксирующего элемента 13 и не была преобразована в сигнал волны миллиметрового диапазона секцией 36 преобразования сигналов, и крепления другого конца фиксирующего элемента 13 к печатной плате 2.
Оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи, фиксирующая другой конец фиксирующего элемента 13, имеет второй зазор (не показан) в позиции, в которой линия 11b передачи пересекает волновод 23b. При использовании описанного выше зазора 33 можно избежать контакта между одним концом фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, и линией 11b передачи, а также контакта между другим концом фиксирующего элемента 13 и линией 11b передачи. Так сконфигурирована имитационная модель устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн.
Далее будут описаны параметры имитационной модели устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанной на фиг.8. Во время моделирования использованы следующие параметры. Толщина (в дальнейшем будет называться толщина t платы) печатной платы 1 и печатной платы 2 равна 1.0 мм. Диаметр D1 волновода 23а равен 2.5 мм. Толщина t1 слоя 21 линии передачи равна 0.1 мм. Расстояние D2 между печатной платой 1 и поверхностью II равно 1.25 мм. Ширина W2 зазора 33 равна 0.8 мм. Ширина W1 линии 22 равна 0.2 мм. Расстояние D3 от центральной позиции волновода 23а до концевого участка линии 22 равно 0.9 мм. Когда расстояние между печатной платой 1 и печатной платой 2 определено как межплатное расстояние D4, межплатное расстояние D4 равно 20 мм.
Когда диаметр фиксирующего элемента определен как диаметр D5, диаметр D5 равен 4.0 мм. Заданные параметры диэлектрической проницаемости εr печатной платы 1 и печатной платы 2 равны 2.5. Тангенс tan δ угла диэлектрических потерь печатной платы 1 и печатной платы 2 равен 0.005. δ обозначает угол потерь в диэлектрическом веществе. Заданный параметр диэлектрической проницаемости εr фиксирующего элемента 13 равен 3.0. Тангенс tan δ угла диэлектрических потерь фиксирующего элемента равен 0.003. В Таблице 1 показаны значения параметров во время моделирования.
| Таблица 1 | ||
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
| Толщина t платы | 1.0 | мм |
| Диаметр D1 волновода | 2.5 | мм |
| Толщина t1 слоя линии передач | 0.1 | мм |
| Расстояние D2 между платой и поверхностью II верхнего диска | 1.25 | мм |
| Ширина W2 зазора 33 | 0.8 | мм |
| Ширина W1 линии 22 | 0.2 | мм |
| Расстояние D3 от центральной позиции волновода до концевого участка линии 22 | 0.9 | мм |
| Межплатное расстояние D4 | 20 | мм |
| Диаметр D5 фиксирующего элемента 13 | 4.0 | мм |
| Диэлектрическая проницаемость платы | 3.5 | нет |
| Тангенс угла tan δ диэлектрических потерь платы (1 ГГц) | 0.005 | нет |
| Диэлектрическая проницаемость фиксирующего элемента 13 | 3.0 | нет |
| Тангенс угла tan δ диэлектрических потерь фиксирующего элемента 13 (1 ГГц) | 0.003 | нет |
На фиг.9 изображен график, показывающий пример моделирования характеристик устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн. Пример моделирования характеристик устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, изображенный на фиг.9, показывает пример характеристики прохождения и пример характеристики отражения между портами 301, расположенными на линии 22 печатной платы 1 и линии 22 печатной платы 2, показанных на фиг.8.
На фиг.9 на вертикальной оси обозначена характеристика прохождения S (2, 1) дБ и характеристика отражения S (1, 1) дБ. На горизонтальной оси обозначена несущая частота с шагом 5 ГГц. На фиг.9 ссылкой 1а обозначен пример характеристики прохождения, являющийся показателем частотной характеристики, показывающей пример характеристики прохождения и характеристики отражения фиксирующего элемента 13, в котором линии 1а и 1b передачи являются микрополосковыми линиями, модуль 101 антенной развязки сформирован из волновода 23а и модуль 102 антенной развязки сформирован из волновода 23b.
Характеристикой прохождения S(2, 1) дБ фиксирующего элемента 13 является характеристика прохождения сигнала S волны миллиметрового диапазона, передаваемого от линии 11а передачи печатной платы 1, имеющей тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.005, на линию 11b передачи печатной платы 2, имеющей такой же тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.005, через фиксирующий элемент 13, который имеет тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.003. Характеристика прохождения S(2, 1) дБ соответствует случаю, когда несущая частота находится в диапазоне от 50 ГГц до 70 ГГц и увеличивается с шагом 1 ГГц. Согласно результату моделирования, видеоданные, основанные на сигнале S волны миллиметрового диапазона, имеют потери прохождения около 7.4 дБ, когда несущая частота между портами 301 составляет 58.7 ГГц.
Кроме того, на фиг.9 ссылкой IIa обозначен пример характеристики отражения фиксирующего элемента 13 и характеристика отражения S(1, 1) дБ фиксирующего элемента 13 является характеристикой отражения сигнала S волны миллиметрового диапазона, передаваемой от линии 11a передачи печатной платы 1, имеющей тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.005, на линию 11b передачи печатной платы 2, имеющей такой же тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.005, через фиксирующий элемент 13, имеющий тангенс tan δ угла диэлектрических потерь, равный 0.003.
Характеристика отражения S(1, 1) дБ соответствует случаю, когда несущая частота находится в диапазоне от 50 ГГц до 70 ГГц и увеличивается с шагом 1 ГГц. Согласно результату моделирования, потери при отражении меньше или равны -15 дБ. Кроме того, когда несущая частота находится в диапазоне от 55.0 ГГц до 62.5 ГГц, потери при отражении меньше или равны -10 дБ.
В фиксирующем элементе 13, имеющем большие потери, как было описано выше, поскольку потери при передаче увеличиваются и отраженная волна ослабляется с увеличением несущей частоты, возможно уменьшить неблагоприятный эффект стоячей волны из-за отраженной волны. В данном варианте реализации, схемы 203 и 209 преобразования частоты частотно преобразуют входной Sin в сигнал S волны миллиметрового диапазона и, таким образом, соотношение (диапазон сигнала)/(центральная частота) может быть уменьшено, и, следовательно, модуль 10а генерации сигнала для передачи сигнала волны миллиметрового диапазона и модуль 10b генерации сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона также могут быть легко сконфигурированы.
В соответствии с устройством 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн и способу его изготовления, согласно первому варианту реализации, описанному выше, фиксирующий элемент 13, имеющий заданную диэлектрическую проницаемость, расположен между печатной платой 1, включающей в себя модуль 10а генерации сигнала и модуль 101 антенной развязки для обработки сигнала S волны миллиметрового диапазона, и печатной платой 2, включающей в себя модуль 102 антенной развязки и модуль 10b генерации сигнала для выполнения обработки полученного сигнала S волны миллиметрового диапазона, образует диэлектрический канал передачи и поддерживает печатную плату 1 на печатной плате 2 совместно с другими тремя фиксирующими элементами 3.
При такой конструкции, электромагнитная волна S', основанная сигнале S волны миллиметрового диапазона, излучаемая от одного конца фиксирующего элемента 13, образующего диэлектрический канал передачи, может быть принята на другом конце фиксирующего элемента 13. Следовательно, поскольку оригинальная опорная конструкция фиксирующего элемента 13 используется как канал передачи сигнала, становится возможным избавиться от кабеля связи, разъемов и т.п. для соединения печатной платы 1 и печатной платы 2 в соответствии с предыдущим уровнем техники. Дополнительно, крепление и высокая скорость передачи между печатной платой 1 и печатной платой 2 выполняется фиксирующим элементом 13, который одновременно является опорным элементом. Поскольку для высокой скорости передачи данных в фиксирующем элементе 13 используется волна миллиметрового диапазона (электромагнитная волна), фиксирующий элемент 13, образующий диэлектрический канал передачи, изготавливают из единого материала. Таким образом, точность при его изготовлении, как в случае с оптическим волноводом, не обязательна.
Более того, при закреплении фиксирующего элемента 13 на печатной плате 1 в модуле 101 антенной развязки, точность позиционирования для стабильной передачи данных не обязательна, в отличие от случая использования способа оптической передачи. В соответствии с устройством 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, можно осуществить функцию крепления и высокоскоростную передачу данных между печатными платами 1 и 2 с помощью простой и недорогой конструкции, улучшив надежность передачи данных при вибрациях и отклонениях.
<Второй вариант реализации>
На фиг.10 показан вид в перспективе примера конструкции устройства 200 диэлектрической передачи миллиметровых волн по второму варианту реализации. В данном варианте реализации, сигнал S волны миллиметрового диапазона передается параллельно через фиксирующие элементы со 131 по 134, расположенные в четырех углах (множестве) печатных плат 1 и 2 и т.п. (конфигурация «шина»).
Устройство 200 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанное на фиг.10, может быть применено для устройства передачи видеоданных миллиметровыми волнами, системы передачи видеоданных миллиметровыми волнами и т.п., которое преобразует видеоизображение, компьютерное изображение и им подобные во множество сигналов S волн миллиметрового диапазона, передает сигналы волны миллиметрового диапазона на высокой скорости и имеет несущую частоту от 30 ГГц до 300 ГГц для передачи сигналов волны миллиметрового диапазона.
В данном варианте реализации, четыре фиксирующих элемента 13, образующих диэлектрический канал передачи, предусмотрены между печатной платой 1 и печатной платой 2. В дальнейшем, четыре фиксирующих элемента будут называться фиксирующими элементами со 131 по 134. Каждый из фиксирующих элементов со 131 по 134 поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2 и передает сигналы S волн миллиметрового диапазона. Фиксирующие элементы со 131 по 134 установлены между печатной платой 1 и печатной платой 2 и имеют заданную диэлектрическую проницаемость.
Для фиксирующих элементов со 131 по 134 используют диэлектрический материал, включающий в себя, по меньшей мере, стеклоэпоксидную смолу, акрилатную смолу, полиэтиленовую смолу. При использовании такой конфигурации устройства 200 диэлектрической передачи миллиметровых волн, можно, по сравнению с первым вариантом реализации, увеличить в четыре раза пропускную способность при передаче видеоданных на основе сигналов S волн миллиметрового диапазона.
Печатная плата 1 включает в себя модуль 5 обработки сигнала, модуль 10с генерации сигнала, модули 100, 103, 105 и 107 антенной развязки четырех систем и четыре линии 111, 113, 115 и 117 передачи. Как и в первом варианте реализации, модуль 5 обработки сигнала выполняет обработку, такую как сжатие, в отношении данных видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. на основе заданного стандарта для вывода электрического сигнала (в дальнейшем называемого входным сигналом).
Модуль 5 обработки сигнала соединен с электропроводкой 8а, такой электропроводящий рисунок платы. Электропроводка 8а соединена с модулем 10с генерации сигнала. В отличие от первого варианта реализации, модуль 10с генерации сигнала выполняет обработку сигнала в отношении входного сигнала для генерации множества (в данном варианте реализации, четырех систем) сигналов миллиметровой волны. Модуль 10с генерации сигнала, например, использует модули 10а генерации сигнала, описанные в первом варианте реализации, организованные в ряд для четырех систем.
В данном варианте реализации, четыре линии 111, 113, 115 и 117 передачи отходят от модуля генерации сигнала 10с. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. используются как линии 111, 113, 115 и 117 передачи на печатной плате 1.
Линия 111 передачи предусмотрена в первой угловой части (углу) печатной платы 1. Линия 111 передачи связывает модуль 10а генерации сигнала, образующий первую систему в модуле 10с генерации сигнала, с модулем 101 антенной развязки. Фиксирующий элемент 131 соединен с модулем 101 антенной развязки. Модуль 101 антенной развязки подводит сигнал волны миллиметрового диапазона, переданный от модуля 10с генерации сигнала через линию 111 передачи, к одному концу фиксирующего элемента 131. Также, в данном варианте реализации, модуль 101 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 131, образующий диэлектрический канал передачи.
Фиксирующий элемент 131 не только образует диэлектрический канал передачи, но и поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2 наряду с тремя другими фиксирующими элементами со 132 по 134. Функция поддержки, как и в первом варианте реализации, включает в себя случай, когда печатная плата 2 поддерживает печатную плату 1, и случай, когда печатная плата 1 подвешена и удерживает печатную плату 2.
Кроме того, линия 113 передачи предусмотрена во второй угловой части печатной платы 1. Линия 113 передачи связана с модулем 103 антенной развязки. Линия 113 передачи связывает модуль 10а генерации сигнала, образующего вторую систему в модуле 10с генерации сигнала, с модулем 103 антенной развязки. Фиксирующий элемент 132 соединен с модулем 103 антенной развязки. Модуль 103 антенной развязки подводит сигнал волны миллиметрового диапазона, переданный от модуля 10с генерации сигнала через линию 113 передачи, к одному концу фиксирующего элемента 132.
Также, в данном варианте реализации, модуль 103 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 132, образующий диэлектрический канал передачи. Фиксирующий элемент 132 не только образует диэлектрический канал передачи, но и поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2 наряду с другими тремя фиксирующими элементами 131, 133 и 134.
Дополнительно, линия 115 передачи предусмотрена в третьей угловой части печатной платы 1. Линия 115 передачи связана с модулем 105 антенной развязки. Линия 115 передачи связывает модуль 10а генерации сигнала, образующего третью систему в модуле 10с генерации сигнала, с модулем 105 антенной развязки. Фиксирующий элемент 133 соединен с модулем 105 антенной развязки. Модуль 105 антенной развязки подводит сигнал волны миллиметрового диапазона, переданный от модуля 10с генерации сигнала через линию 115 передачи, к одному концу фиксирующего элемента 133.
Также, в данном варианте реализации, модуль 105 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 133, образующий диэлектрический канал передачи. Фиксирующий элемент 133 не только образует диэлектрический канал передачи, но и поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2 наряду с другими тремя фиксирующими элементами 131, 132 и 134.
Более того, линия 117 передачи предусмотрена в четвертой угловой части печатной платы 1. Линия 117 передачи связана с модулем 107 антенной развязки. Линия 117 передачи связывает модуль 10а генерации сигнала, образующий четвертую систему в модуле 10с генерации сигнала, с модулем 107 антенной развязки. Фиксирующий элемент 134 соединен с модулем 107 антенной развязки. Модуль 107 антенной развязки подводит сигнал волны миллиметрового диапазона, переданный от модуля 10 с генерации сигнала через линию 117 передачи, к одному концу фиксирующего элемента 134.
Также, в данном варианте реализации, модуль 107 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 134, образующий диэлектрический канал передачи. Фиксирующий элемент 134 не только образует диэлектрический канал передачи, но и поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 2 наряду с другими тремя фиксирующими элементами со 131 по 133.
В тоже время, печатная плата 2, которая принимает сигналы волны миллиметрового диапазона четырех систем и выполняет обработку сигналов в отношении сигналов волны миллиметрового диапазона, включает в себя модули 102, 104, 106 и 108 антенной развязки четырех систем, четыре линии 112, 114, 116 и 118 передачи, модуль 10d генерации сигнала и модуль 6 обработки сигнала. В данном варианте реализации, линии 112, 114, 116 и 118 передачи, отходящие от модулей 102, 104, 106 и 108 антенной развязки четырех систем, соединены с модулем 10d генерации сигнала. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. используются как линии 112, 114, 116 и 118 передачи на передней и обратной стороне печатной платы 2.
Другой конец описанного выше фиксирующего элемента 131 соединен с модулем 102 антенной развязки, расположенным в первой угловой части печатной платы 2. Модуль 102 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 131 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10d генерации сигнала через линию 112 передачи. Другой конец фиксирующего элемента 132 соединен с модулем 104 антенной развязки, расположенным во второй угловой части печатной платы 2. Модуль 104 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 132 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10d генерации сигнала через линию 114 передачи.
Кроме того, другой конец описанного выше фиксирующего элемента 133 соединен с модулем 106 антенной развязки, расположенным в третьей угловой части печатной платы 2. Модуль 106 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 133 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10d генерации сигнала через линию 116 передачи. Другой конец фиксирующего элемента 134 соединен с модулем 108 антенной развязки, расположенным в четвертой угловой части печатной платы 2. Модуль 108 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 134 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10d генерации сигнала через линию 118 передачи.
В отличие от первого варианта реализации, модуль 10d генерации сигнала принимает соответствующие сигналы волн миллиметрового диапазона, принятые модулями 102, 104, 106 и 108 антенной развязки, через линии 112, 114, 116 и 118 передачи и генерирует выходной сигнал обработкой в отношении соответствующих сигналов волн миллиметрового диапазона, которые вводятся через линии 112, 114, 116 и 118 передачи. Модуль 10d генерации сигнала, например, выполнен как модули 10b генерации сигнала, описанные в первом варианте реализации, организованные в ряд для четырех систем.
Модуль 6 обработки сигнала соединен с модулем 10d генерации сигнала через электропроводку 8b, такую как электропроводящий рисунок платы. Модуль 6 обработки сигнала выполняет распаковку в отношении выходного сигнала, сгенерированного модулем 10d генерации сигнала, на основе заданного стандарта, получая на выходе данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. Устройство 200 диэлектрической передачи микроволновых волн сконструировано вышеописанным образом. Дополнительно, поскольку в качестве примера создания устройства 200 диэлектрической передачи микроволновых волн можно использовать примеры (с 1 по 3) создания устройства 100 диэлектрической передачи микроволновых волн, показанных на фиг. с 5 по 7, заменив номера ссылочных позиций, подробное его описание не приведено.
Как было описано выше, в соответствии с устройством 200 диэлектрической передачи микроволновых волн по второму варианту реализации, линии передачи сигнала четырех систем, включая фиксирующие элементы со 131 по 134, создают в четырех углах каждой из печатной платы 1 и печатной платы 2. В соответствии с вышеописанным маршрутом передачи данных по линии «вниз» миллиметровых волн, первая передача данных с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 5 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10с генерации сигнала → линию 111 передачи → модуль 101 антенной развязки → фиксирующий элемент 131 → модуль 102 антенной развязки → линию 112 передачи → модуль 10d генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала.
Аналогично, вторая передача данных с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 5 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10с генерации сигнала → линию 113 передачи → модуль 103 антенной развязки → фиксирующий элемент 132 → модуль 104 антенной развязки → линию 114 передачи → модуль 10d генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала. Третья передача данных с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 5 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10с генерации сигнала → линию 115 передачи → модуль 105 антенной развязки → фиксирующий элемент 133 → модуль 106 антенной развязки → линию 116 передачи → модуль 10d генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала.
Четвертая передача данных с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 5 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10с генерации сигнала → линия 117 передачи → модуль 107 антенной развязки → фиксирующий элемент 134 → модуль 108 антенной развязки → линия 118 передачи → модуль 10d генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала. Поскольку, как описано выше, выполняется передача данных с первой по четвертую, можно увеличить пропускную способность при передаче видеоданных и т.п. на основе сигналов волны миллиметрового диапазона в четыре раза по сравнению с первым вариантом реализации.
<Третий вариант реализации>
На фиг.11 показан вид в перспективе примера конфигурации устройства 300 диэлектрической передачи миллиметровых волн с многоярусной структурой как третьего варианта реализации. В данном варианте реализации, в отличие от устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн (базовая конфигурация), описанного в первом варианте реализации, третья печатная плата 14 установлена сверху печатной платы 1 и передача данных выполняется между модулем 15 обработки сигнала на третьей печатной плате 14 и модулем 6 обработки сигнала печатной платы 2, расположенной снизу печатной платы 1, через фиксирующий элемент 16, образующий диэлектрический канал передачи.
Устройство 300 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанное на фиг.11, может быть применено как устройство передачи видеоданных миллиметровыми волнами, система передачи видеоданных миллиметровыми волнами и т.п., которое преобразует видеоизображение, компьютерное изображение и т.п. во множество сигналов S волны миллиметрового диапазона, передает сигналы волны миллиметрового диапазона на высокой скорости и имеет несущую частоту от 30 ГГц до 300 ГГц для передачи сигналов волны миллиметрового диапазона.
В данном варианте реализации, одна часть третьей платы обработки сигнала (в дальнейшем будет названа печатной платой 14) расположена сверху (на внешней стороне) печатной платы 1. Что касается печатной платы 14, фиксирующий элемент 16, как второй фиксирующий элемент, отличается от первого фиксирующего элемента 13, расположенного между печатной платой 1 и печатной платой 2, образует диэлектрический канал передачи. Фиксирующий элемент 16 не только передает сигнал волны миллиметрового диапазона, но и поддерживает печатную плату 14 на печатной плате 1 совместно с другими фиксирующими элементами 3 и 17.
Печатная плата 14 преобразует данные видеоизображения, компьютерное изображение и т.п. в сигнал волны миллиметрового диапазона. Размер печатной платы 14, например, определен как длина L, ширина W и толщина t, так же как и в первом варианте реализации. Печатная плата 14, например, включает в себя модуль 15 обработки сигнала, модуль 10а генерации сигнала, линию 113 передачи и модуль 103 антенной развязки.
Модуль 15 обработки сигнала выполняет обработку, например сжатие, в отношении данных видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. на основе заданного стандарта для вывода электрического сигнала (в дальнейшем будет называться как входной сигнал). Модуль 15 обработки сигнала соединен с электропроводкой 8с, например электропроводящий рисунок платы. Электропроводка 8с соединена с модулем 10а генерации сигнала. Модуль 10а генерации сигнала выполняет обработку в отношении входного сигнала для генерации сигнала волны миллиметрового диапазона.
Модуль 10а генерации сигнала соединен с одним концом линии 113 передачи. Линия 113 передачи электрически соединяет модуль 10а генерации сигнала и модуль 103 антенной развязки для передачи сигнала волны миллиметрового диапазона. В данном варианте реализации, линия 113 передачи электрически передает сигнал волны миллиметрового диапазона, составляющий данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. применяются в качестве линии 113 передачи на печатной плате 14.
Модуль 103 антенной развязки соединен с другим концом линии 113 передачи. Модуль 103 антенной развязки подводит сигнал волны миллиметрового диапазона, передаваемый от модуля 10а генерации сигнала через линию 113 передачи, на один конец фиксирующего элемента 16. В данном варианте реализации, модуль 103 антенной развязки преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну, и электромагнитная волна излучается в фиксирующий элемент 16, образующий диэлектрический канал передачи. В случае двунаправленной передачи данных, модуль 103 антенной развязки передает миллиметровую волну с видеоданными и т.п. между линией 11a передачи, соединенной с модулем 10а генерации сигнала, и фиксирующим элементом 16, образующим диэлектрический канал передачи.
Фиксирующий элемент 16 между печатной платой 14 и печатной платой 2 имеет заданную диэлектрическую проницаемость. Для фиксирующего элемента 16 используют диэлектрический материал, включающий в себя, по меньшей мере, стеклоэпоксидную смолу, акрилатную смолу, полиэтиленовую смолу. В данном варианте реализации, два фиксирующих элемента 3 и один фиксирующий элемент 17 расположены в четырех углах каждой из печатных плат 1 и 14 совместно с одним фиксирующим элементом 16, разделяющим заряд. Фиксирующий элемент 16 расположен в одной угловой части каждой из печатных плат 1 и 14 в отличие от расположения фиксирующих элементов 3 и 17 для обычной поддержки.
Фиксирующий элемент 16 поддерживает печатную плату 1, печатную плату 2 и печатную плату 14 совместно с фиксирующим элементом 13, образующим диэлектрический канал передачи, и другими фиксирующими элементами 3 и 17. Функция поддержки включает в себя случай, когда печатная плата 2 поддерживает печатную плату 1 и печатную плату 14, и случай, когда печатная плата 14 подвешена и удерживает печатную плату 1 и печатную плату 2.
В данном механизме поддержки, фиксирующие элементы 3, 13, 16 и 17 крепятся так, что печатная плата 14, печатная плата 1 и печатная плата 2 объединены друг с другом в заданном направлении и поддерживают строго параллельное положение, например печатная плата 14, печатная плата 1 и печатная плата 2 соединены друг с другом в вертикальном положении.
Когда диэлектрическое устройство 300 передачи микроволновых волн выполнено подобным образом, печатная плата 14, печатная плата 1 и печатная плата 2 могут быть прочно расположены в стойке в вертикальном направлении через фиксирующие элементы 3, 13, 16 и 17. Дополнительно фиксирующие элементы 3, 13, 16 и 17, например, могут использовать стержень из смолы цилиндрической формы с охватываемой резьбой в переднем конце. Конечно, фиксирующие элементы 3 и 17, за исключением фиксирующих элементов 13 и 16, могут также использовать металлический стержень заданной формы.
Печатная плата 2 принимает электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, от печатной платы 14 и включает в себя модули 102 и 104 антенной развязки двух систем, две линии 112 и 114 передачи, модуль 10е генерации сигнала и модуль 6 обработки сигнала, и также принимает электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, от печатной платы 1, и, таким образом, принимает сигналы волн миллиметрового диапазона двух систем и выполняет обработку сигналов в отношении сигналов волн миллиметрового диапазона. В данном варианте реализации, две линии 112 и 114 передачи, выходящие от модулей 102 и 104 антенной развязки, соединены с модулем 10е генерации сигнала. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. используются как линии 112 и 114 передачи на передней и обратной стороне на печатной плате 2.
Другой конец вышеупомянутого фиксирующего элемента 13 соединен с модулем 102 антенной развязки в первом углу печатной платы 2. Модуль 102 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 13, соединенного с печатной платой 1, и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10е генерации сигнала через линию 112 передачи. Другой конец фиксирующего элемента 16 соединен с модулем 104 антенной развязки во втором углу печатной платы 2. Модуль 104 антенной развязки принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 16 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10е генерации сигнала через линию 114 передачи.
В отличие от первого и второго вариантов реализации, модуль 10е генерации сигнала принимает соответствующие сигналы волн миллиметрового диапазона, полученных модулями 102 и 104 антенной развязки, через линии 112 и 114 передачи и генерирует выходной сигнал, выполняя обработку в отношении сигналов волн миллиметрового диапазона двух систем, введенных через линии 112 и 114 передачи. Модуль 10е генерации сигнала, например, выполнен с использованием модулей 10b генерации сигнала, описанных в первом варианте реализации, организованных в ряд для двух систем.
Модуль 6 обработки сигнала соединен с модулем 10е генерации сигнала через электропроводку 8b, такую как электропроводящий рисунок платы. Модуль 6 обработки сигнала выполняет обработку, такую как распаковка, в отношении выходного сигнала, сгенерированного модулем 10е генерации сигнала на основе заданного стандарта, и получает данные видеоизображения, компьютерного изображения и т.п.
Печатная плата 1, описанная в первом варианте реализации, расположена ниже вышеописанной печатной платы 14. Печатная плата 1 включает в себя модуль 5 обработки сигнала, модуль 10а генерации сигнала и линию 11a передачи. Однако, в отличие от первого варианта реализации, линия 11a передачи соединена с модулем 109 антенной развязки.
На фиг.12 показан вид в разрезе примера конфигурации модуля 109 антенной развязки печатной платы 1. Согласно показанному на фиг.12 модулю 109 антенной развязки, в отличие от конфигурации оконечной части 30 диэлектрического канала передачи, установленного на оконечной части фиксирующего элемента 13, описанной на фиг.2А, 2В и 3, оконечная часть 34 диэлектрического канала передачи имеет другую конструкцию. Оконечная часть 34 диэлектрического канала передачи снабжена в верхней части охватывающей резьбой 35, в нижней части охватывающей резьбой 32, и выполняет функцию соединения частей для соединения фиксирующего элемента 17, расположенного сверху оконечной части 34 диэлектрического канала передачи, с фиксирующим элементом 13, расположенным снизу оконечной части 34 диэлектрического канала передачи. Оконечная часть 34 диэлектрического канала передачи использует тот же материал, что и оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи, и изготавливается так же, как и оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи.
В данном варианте реализации, охватываемая резьба 38 создана на концевом участке фиксирующего элемента 17, и охватывающая резьба 35, созданная на верхнем участке оконечной части 34 диэлектрического канала передачи, соответствующая охватываемой резьбе 38, соединена закручиванием с охватываемой резьбой 38 фиксирующего элемента 17. Поскольку охватывающая резьба 32 на нижнем участке оконечной части 34 диэлектрического канала передачи имеет такую же функцию и конфигурацию, что и оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи, ее подробное описание не приведено (см. фиг.2В).
Дополнительно, для соединения фиксирующего элемента 16, образующего диэлектрическую линию передачи в печатной плате 1, фиксирующий элемент 16 выполнен с возможностью крепления обычной резьбой через сквозное отверстие 4 на печатной плате 1. Конечно, также возможно применение функции соединения частей оконечной части 34 диэлектрического канала передачи. Подобным образом выполнено устройство 300 диэлектрической передачи миллиметровых волн.
Поскольку в качестве примера создания устройства 300 диэлектрической передачи микроволновых волн можно использовать примеры (с 1 по 3) создания устройства 100 диэлектрической передачи микроволновых волн, показанных на фиг. с 5 по 7, заменив номера ссылочных позиций, подробное его описание не приведено.
Согласно третьему варианту реализации устройства 300 диэлектрической передачи миллиметровых волн, печатная плата 14 расположена сверху (на внешней стороне) печатной платы 1. Что касается печатной платы 14, то и фиксирующий элемент 13 между печатной платой 1 и печатной платой 2, и фиксирующий элемент 16, отличающийся от фиксирующего элемента 13, образуют диэлектрические каналы передачи. Фиксирующий элемент 16 не только передает сигнал волны миллиметрового диапазона, но и поддерживает печатную плату 14 на печатной плате 1 совместно с другими фиксирующими элементами 3 и 17.
В результате становится возможной обработка сигнала волны миллиметрового диапазона при передаче и приеме сигнала волны миллиметрового диапазона между множеством плат обработки сигналов через фиксирующий элемент 13 и фиксирующий элемент 16, образующие диэлектрические каналы передачи. Например, в соответствии с маршрутом передачи данных по линии «вниз» миллиметровых волн, передача данных первой системой с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 5 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10а генерации сигнала → линию 11а передачи → модуль 109 антенной развязки → фиксирующий элемент 13 → модуль 102 антенной развязки → линию 112 передачи → модуль 10е генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала.
Кроме того, передача данных второй системой с использованием сигнала волны миллиметрового диапазона как носителя выполняется через модуль 15 обработки сигнала печатной платы 1 → модуль 10а генерации сигнала → линию 113 передачи → модуль 103 антенной развязки → фиксирующий элемент 16 → модуль 104 антенной развязки → линию 114 передачи → модуль 10е генерации сигнала → модуль 6 обработки сигнала. Дополнительно, возможно сконфигурировать трехмерную структуру, подходящую под форму корпуса. В результате, взаимная передача данных может быть выполнена между печатными платами 1, 2 и 14 в трехуровневой конфигурации.
<Четвертый вариант реализации>
На фиг.13 показан вид в перспективе примера конфигурации устройства 400 диэлектрической передачи миллиметровых волн. В данном варианте реализации, фиксирующий элемент 18, образующий диэлектрический канал передачи, и фиксирующий элемент 19 для обычной поддержки предусмотрены между печатными платами 1 и 2, и печатные платы 1 и 2 удерживаются горизонтально фиксирующими элементами 18 и 19.
Устройство 400 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанное на фиг.13, может быть применено для устройства передачи видеоданных миллиметровыми волнами, системы передачи видеоданных миллиметровыми волнами и т.п., которое преобразует видеоизображение, компьютерное изображение и т.п. во множество сигналов S волны миллиметрового диапазона, и передает сигналы волны миллиметрового диапазона на высокой скорости и имеет несущую частоту от 30 ГГц до 300 ГГц для передачи сигналов волны миллиметрового диапазона.
Согласно устройству 400 диэлектрической передачи миллиметровой волны, предусмотрены фиксирующие элементы 18 и 19, имеющие, по существу, форму плоской буквы U, печатная плата 1 и печатная плата 2 расположены в ряд, и фиксирующие элементы 18 и 19 расположены между печатной платой 1 и печатной платой 2 так, что печатная плата 1 и печатная плата 2 надежно соединены друг с другом и скрепляются фиксирующими элементами 18 и 19, поддерживая горизонтальное положение. Фиксирующий элемент, имеющий, по существу, форму плоской буквы U, расположен между печатной платой 1 и печатной платой 2 и имеет заданную диэлектрическую проницаемость. Для фиксирующего элемента 18 используют диэлектрический материал, включающий в себя, по меньшей мере, стеклоэпоксидную смолу, акрилатную смолу, полиэтиленовую смолу.
В данном варианте реализации, четыре фиксирующих элемента 3 заданной высоты, один фиксирующий элемент 19 и один фиксирующий элемент 18 предусмотрены в двух верхних углах, двух нижних углах и справа и слева соединительных частей печатных плат 1 и 2, одновременно разделяя заряд. Фиксирующий элемент 18 расположен в соединительной части между печатными платами 1 и 2, отличающейся от позиций размещения фиксирующих элементов 3 и 19 для обычной поддержки. В данном варианте реализации, фиксирующий элемент 18 расположен с левой стороны соединительных частей между печатными платами 1 и 2.
Фиксирующий элемент 19 расположен с правой стороны соединительных частей между печатными платами 1 и 2. Фиксирующий элемент 19 имеет такую же форму, что и фиксирующий элемент 18, но не имеет волновода 23а или ему подобного. Т.е. модуль 101 антенной развязки не предусмотрен в четвертом углу печатной платы 1 и третьем углу печатной платы 2. Четыре фиксирующих элемента 3, расположенные в двух верхних углах и двух нижних углах печатных плат 1 и 2, выполнены с возможностью крепления обычной резьбой через сквозные отверстия 4.
Кроме того, печатная плата 1, соединенная фиксирующими элементами 18 и 19, имеющими, по существу, форму плоской буквы U, включает в себя модуль 5 обработки сигнала, модуль 10 генерации сигнала, линию 11a передачи и линия 11a передачи соединена с модулем 101 антенной развязки. Поскольку функции и способ создания этих элементов были описаны в первой реализации, их подробное описание не приведено. Один конец вышеописанного фиксирующего элемента 18 соединен с модулем 101 антенной развязки в первом углу печатной платы 1. Модуль 101 антенной развязки печатной платы 1 преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну и излучает электромагнитную волну в фиксирующий элемент 18.
Печатная плата 2, принимающая электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, от вышеописанной печатной платы 1, включает в себя модуль 101 антенной развязки, линию 11b передачи, модуль 10b генерации сигнала и модуль 6 обработки сигнала, установленные на ней, принимает электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, от печатной платы 1 и выполняет обработку в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона. Полосковая линия, микрополосковая линия, копланарная линия, щелевая линия и т.п. используются как линии 11а и 11b передачи на поверхностях печатных плат 1 и 2.
Другой конец фиксирующего элемента 18 соединен с модулем 101 антенной развязки во втором углу печатной платы 2. Модуль 101 антенной развязки печатной платы 2 принимает электромагнитную волну от фиксирующего элемента 18 и преобразует электромагнитную волну в сигнал волны миллиметрового диапазона. Сигнал волны миллиметрового диапазона выводится на модуль 10b генерации сигнала через линию 11b передачи. Дополнительно, поскольку функции модуля 10b генерации сигнала и модуля 6 обработки сигнала были описаны в первом варианте реализации, их подробное описание не приведено.
На фиг.14 показан вид в разрезе примера, в котором модуль 101 антенной развязки соединен с фиксирующим элементом 18. В данном варианте реализации, микрополосковая линия применяется как линия 11b передачи, соединенная с модулем 101 антенной развязки. Модуль 101 антенной развязки расположен на печатной 1, печатной плате 2 и т.п. и включает в себя волновод 23а, сквозное отверстие 26 и секцию 36 преобразования сигнала.
Форма волновода 23а и сквозного отверстия 26 были описаны в первом варианте реализации. Волновод 23а печатной платы 1 преобразует сигнал волны миллиметрового диапазона, электрически передаваемый через линию 11a передачи, в электромагнитную волну и передает электромагнитную волну в диэлектрический канал передачи. Концевой участок фиксирующего элемента 18 выполнен с возможностью крепления к печатной плате 1 оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи. Дополнительно, поскольку элементы, имеющие ссылочные номера, совпадающие с описанными в первом варианте реализации, имеют одинаковые функции, размеры и способы создания, описанные в первом варианте реализации, их подробное описание не приведено.
На фиг.15 показан вид в перспективе примера формы фиксирующего элемента 18 и оконечной части 30 диэлектрического канала передачи. В данном примере, концевой участок фиксирующего элемента 18 имеет, по существу, форму буквы С в передней части, так чтобы фиксирующий элемент мог пройти через сквозное отверстие 26, показанное на фиг.14. Концевой участок фиксирующего элемента 18, проходящий через сквозное отверстие 26, соединяется с оконечной частью 30 диэлектрического канала передачи, показанной на фиг.15, для крепления фиксирующего элемента 18 к печатной плате 1. Фиксирующий элемент 18 крепится к печатной плате 2 аналогичным образом.
В данном примере, передний конец фиксирующего элемента 18 в модуле 101 антенной развязки имеет такую же форму, как и передний конец фиксирующего элемента 13, показанного на фиг.3. Однако диэлектрический канал передачи фиксирующего элемента 18 изменен с цилиндрической формы, как у фиксирующего элемента 13, на форму прямоугольного параллелепипеда. Оба передних концевых участка фиксирующего элемента 18, имеющего, по существу, форму плоской буквы U, повернуты в форму буквы L. Дополнительно, поскольку конструкция оконечной части 30 диэлектрического канала передачи и способ ее установки были описаны в первом варианте реализации, т.е. фиксирование охватывающей резьбой 32 охватываемой резьбы 31 фиксирующего элемента 18, подробное ее описание не приведено.
Также, в данном примере, в случае, когда оконечная часть 30 диэлектрического канала передачи закреплена на фиксирующем элементе 18 и расстояние между печатной платой 1 и тыльной поверхностью II определено как D2, расстояние D2 устанавливают в 1/4 длины λ волны сигнала волны миллиметрового диапазона в воздухе и корректируют для улучшения электромагнитной волны, так чтобы сигнал волны миллиметрового диапазона мог быть эффективно преобразован в электромагнитную волну.
Так как в данном примере использована конструкция, в которой электромагнитная волна распространяется не в вертикальном направлении, как в первом варианте реализации, а в горизонтальном направлении в диэлектрическом канале передачи, имеющего, по существу, форму плоской буквы U, отражатель может быть установлен непосредственно снизу секции 36 преобразования сигналов. Отражатель установлен под углом 45° в отношении направления излучения электромагнитной волны, излучаемой в фиксирующий элемент, или горизонтального направления распространения электромагнитной волны, и полностью отражает электромагнитную волну, так что распространяемая волна отклоняется на 90°.
При такой конфигурации устройства 400 диэлектрической передачи миллиметровых волн можно ограничить электромагнитную волну, основанную на сигнале волны миллиметрового диапазона, в фиксирующем элементе 18, образующем диэлектрический канал передачи. Кроме того, сигнал волны миллиметрового диапазона может быть преобразован в электромагнитную волну на одном конце фиксирующего элемента 18, образующего диэлектрический канал передачи, и электромагнитная волна может быть преобразована в сигнал волны миллиметрового диапазона на другом конце фиксирующего элемента 18. Дополнительно, так как устройство 400 диэлектрической передачи миллиметровых волн может использовать примеры (с 1 по 3) создания устройства 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн, показанные на фиг. с 5 по 7, за исключением сборки фиксирующих элементов 18 и 19, их подробное описание не приведено.
Как было описано выше, согласно устройству 400 диэлектрической передачи миллиметровых волн по четвертому варианту реализации, фиксирующий элемент 18, образующий диэлектрический канал передачи, и фиксирующий элемент 19 для обычной поддержки расположены между печатными платами 1 и 2 так, чтобы печатная плата 1 и печатная плата 2 были крепко соединены друг с другом и поддерживались фиксирующими элементами 18 и 19.
Следовательно, печатная плата 1 и печатная плата 2 могут быть расположены в горизонтальном направлении (двухмерно) с использованием фиксирующих элементов 18 и 19. Дополнительно, электромагнитная волна на основе сигнала S волны миллиметрового диапазона излучается от одного конца фиксирующего элемента 18, образующего диэлектрический канал передачи, и может быть принята на другом конце фиксирующего элемента 18. Таким образом, можно избавиться от кабеля связи, разъема и т.п. для соединения печатной платы 1 и печатной платы 2 в соответствии с предыдущим уровнем техники. Дополнительно, поддержка и высокоскоростная передача данных между печатной платой 1 и печатной платой 2 выполняется фиксирующим элементом 18, изготовленным из того же материала. Высокая скорость передачи данных в фиксирующем элементе 18 выполняется миллиметровыми волнами (электромагнитными волнами) и фиксирующий элемент 18, образующий диэлектрический канал передачи, выполнен из одного материала. Таким образом, требования к точности, как для оптического волновода, не являются обязательными.
Более того, когда печатная плата 1 и фиксирующий элемент 18 соединены в модуле 101 антенной развязки, строгость позиционирования для надежного выполнения передачи данных не является обязательной в отличие от случая применения способа оптической передачи. Согласно устройству 400 диэлектрической передачи миллиметровой волны, возможно осуществить поддержку и высокоскоростную передачу данных между печатными платами 1 и 2, имеющими простую и недорогую конструкцию, в результате улучшая надежность передачи данных при вибрациях и отклонениях.
<Пятый вариант реализации>
На фиг.16, с 17А по 17D, 18 и с 19А по 19D показаны блок-схемы пятого варианта реализации. На фиг.16 показан вид в перспективе примера конфигурации устройства 500 беспроводной передачи по пятому варианту реализации. На фиг. с 17А по 17D показаны блок-схемы, подробно поясняющие структуру модуля антенной развязки и волновода по пятому варианту реализации. На фиг.18 показана блок-схема примера моделирования характеристик устройства по пятому варианту реализации. На фиг. с 19А по 19D показаны блок-схемы, поясняющие измененный пример антенной конструкции (шаблон антенны).
Пятый вариант реализации относится к механизму беспроводной передачи, в котором передаваемый сигнал (основная полоса частот), преобразуется в сигнал высокой частоты и высокая частота не ограничена волнами миллиметрового диапазона. Например, также предполагается использование микроволнового диапазона в дополнение к миллиметровому диапазону. Кроме того, пятый вариант реализации относится к механизму беспроводной передачи, в котором опорный элемент для поддержки плат на передающей стороне или принимающей стороне не ограничен предметом из диэлектрического материала. На фиг.16 показан измененный пример первого варианта реализации. Однако способ по пятому варианту реализации может быть применен к вариантам реализации со второго по четвертый. Далее, пятый вариант реализации будет описан с фокусировкой на отличия между первым вариантом реализации и пятым вариантом реализации.
[Полная конфигурация]
Как показано на фиг.16, в устройстве 500 беспроводной передачи фиксирующий элемент 13, являющийся примером элемента крепления и используемый как диэлектрический канал передачи в устройстве 100 диэлектрической передачи миллиметровых волн по первому варианту реализации, заменен на волновод 513, являющийся также примером элемента крепления и беспроводного канала передачи сигнала. Кроме того, модуль 101 антенной развязки заменен на модуль 501 антенной развязки и модуль 102 антенной развязки заменен на модуль 502 антенной развязки. Модули 501 и 502 антенной развязки включают в себя диэлектрические платы 510, расположенные на печатных платах 1 и 2, и соответствующие им шаблоны антенн (будут описаны ниже) сформированы на диэлектрических платах 510 соответственно.
Модуль 501 антенной развязки и модуль 502 антенной развязки формируют симметричную структуру в отношении противоположных поверхностей печатных плат 1 и 2, так что диэлектрические платы 510 модулей 501 и 502 антенной развязки расположены на поверхности печатной платы 1 в направлении печатной платы 2 и на поверхности печатной платы 2 в направлении печатной платы 1 соответственно.
Например, на печатной плате 1, модуль 501 антенной развязки подводит сигнал к волноводу 513, образующему беспроводной канал передачи, и передает/принимает электромагнитную волну через волновод 513. Один конец линии 11a передачи соединен с диэлектрической платой 501_1 на поверхности (обратной поверхности) печатной платы 1, направленной на печатную плату 2. В данном варианте реализации, линия 11a передачи расположена на обратной поверхности печатной платы 1 и соединена с модулем 10а генерации сигнала на поверхности печатной платы 1 через контактное отверстие 12 (переходное отверстие).
В то же время, на печатной плате 2, модуль 502 антенной развязки подводит сигнал к волноводу 513, образующему беспроводной канал передачи, и передает/принимает электромагнитную волну через волновод 513. Один конец линии 11b передачи соединен с диэлектрической платой 501_2 на поверхности печатной платы 2, направленной на печатную плату 1. В данном варианте реализации, линия 11b передачи расположена на поверхности печатной платы 2 и соединена с модулем 10b генерации сигнала на поверхности печатной платы 2.
Волновод 513 предусмотрен в угловой части между печатной платой 1 и печатной платой 2, отличающейся от расположения фиксирующих элементов 3. Волновод 513 окружает антенный шаблон, который будет описан ниже, и, например, твердо связан с диэлектрическими платами 510, так что его относительная позиция зафиксирована. На чертеже показан волновод 513 цилиндрической формы. Однако настоящее изобретение этим не ограничено. Например, секция волновода 513 не ограничена цилиндрической формой и может иметь прямоугольную форму, форму, отличную от прямоугольной, овальную форму и т.п. Волновод 513 не только образует беспроводной канал передачи, но и также поддерживает печатню плату 1 и печатную плату 2 совместно с тремя другими фиксирующими элементами 3.
Волновод 513 также может быть пустотелым (т.е. волновод 513 заполнен воздухом). Таким образом, волновод 513, образующий беспроводной канал передачи сигнала (т.е. канал передачи сигнала волны миллиметрового диапазона) и экранирующий элемент (т.е. изготовленный из металла) для блокировки внешнего излучения беспроводного сигнала (электрической волны), может быть предусмотрен для окружения канала передачи, так что канал передачи внутри экранирующего элемента может быть пустотелым волноводом (полостной волновод).
Кроме того, можно предложить наполнение волновода 513 диэлектрическим материалом. При наполнении диэлектрическим материалом можно предотвратить множественные отражения в волноводе и размер разреза (диаметр трубки) волновода может быть уменьшен. Например, в случае, когда волновод 513 является круглым волноводом и заполнен диэлектрическим веществом с диэлектрической проницаемостью ε, диаметр волновода может быть уменьшен примерно в 1/√ε раз по сравнению с пустотелым волноводом. Кроме того, компонента отражения из-за несовпадения передающих (принимающих) портов увеличивает отражение в волноводе и неблагоприятно сказывается на принимающих (передающих) портах. Таким образом, когда волновод заполнен воздухом, так как потери при прохождении сигнала случаются редко, уровень мощности не уменьшается даже при множестве отражений, увеличивая неблагоприятный эффект. Однако, в случае заполнения диэлектрическим веществом, имеющим потери, уровень мощности отраженных волн ослабляется, что ведет к подавлению нежелательного эффекта.
Даже когда волновод 513 заполнен диэлектрическим материалом, предпочтительно использование экранирующего элемента (т.е. из металлического материала) в качестве периферийного элемента волновода 513. В целом, канал передачи сигнала для передачи электромагнитной волны может состоять из воздуха (т.е. пустого пространства). Однако предпочтительно иметь конструкцию для передачи электромагнитной волны с одновременным ограничением электромагнитной волны в канале передачи. Дополнительно, в случае создания волновода 513, заполненного диэлектрическим веществом, заполняемая цилиндрическая часть сделана из металлического материала с диэлектрическим веществом внутри или поверхностной обработкой по нанесению тонкой металлической пленки (металлизацией) на внешнюю периферическую часть диэлектрического материала. Согласно конструкции, когда выполняется покрытие металлом внешней периферической поверхности диэлектрического материала, можно достичь легкости, наряду с миниатюризацией, по сравнению с заполнением диэлектрическим веществом металлического кожуха. В то же время, при конструкции, когда диэлектрический материал заполняет цилиндрический элемент из металла, можно увеличить прочность по сравнению с вариантом выполнения металлизации.
[Конструкция соединителя электромагнитной волны]
На фиг. с 17А по 17D показаны подробности конструкции соединителя электромагнитной волны, включающего модули 501 и 502 антенной развязки и волновод 513. На фиг.17А показан общий вид, а на фиг.17В вид в разрезе. На фиг.17С показан разрез диэлектрической платы 510 со стороны печатных плат 1 и 2. На фиг.17D показан вид, объясняющий шаблон антенны.
Конструкция соединителя электромагнитных волн включает в себя диэлектрическую плату 510_1, составляющую часть модуля 501 антенной развязки печатной платы 1, диэлектрическую плату 510_2, составляющую часть модуля 502 антенной развязки печатной платы 2, и волновод 513, образующий канал передачи (волновод) и вставленный между диэлектрической платой 510_1 и диэлектрической платой 2 для возможности распространения через него электрической волны.
Как показано на фиг.16, диэлектрическая плата 510_1 расположена на обратной поверхности печатной платы 1 и диэлектрическая плата 510_2 расположена на передней поверхности печатной платы 2. Печатные платы 1 и 2 снабжены модулями 501 и 502 антенной развязки (модулями соединения канала передачи), включающими в себя линии 11а и 11b передачи (микрополосковые линии), которые являются примерами линий электрического соединения с модулями 10 генерации сигнала (не показаны) соответственно. Например, волновод 513 снабжен, на обоих концах, модулями 501 и 502 антенной развязки, которые передают или принимают электромагнитную волну в/от волновод(а) 513 соответственно.
В модулях 501 и 502 антенной развязки, как показано на фиг.17С, сначала на печатных платах 1 и 2 создают тонкий токопроводящий слой 521, служащий заземляющим проводником, и диэлектрическую плату 510, служащую диэлектрическим слоем и имеющую толщину d51, располагают на тонком токопроводящем слое 521. Токопроводящая линия 522 шириной w52, соединенная с линиями 11 передачи (11а и 11b), сформирована на передней поверхности диэлектрической платы 510. Антенная конструкция соединена с передним концом линии 522 передачи для излучения электромагнитной волны. Токопроводящий слой 521, диэлектрическая плата 510 и токопроводящая линия 522 формируют микрополосковую линию 520.
Антенная конструкция, предусмотренная на переднем конце токопроводящей линии 520, представляет собой конструкцию в соединительной секции с каналом передачи сигнала (токопроводящая линия 522), выполненного в волноводе 513, позволяющую сигналу волны миллиметрового диапазона или микроволновой волне быть подсоединенной к каналу передачи сигнала, и не относится к антенне как таковой. Например, антенная конструкция включает в себя антенный терминал, микрополосковую линию и антенну.
В пятом варианте реализации, как показано на фиг.17D, в качестве антенной конструкции используется патч-антенна 530В, включающая в себя прямоугольный лепесток (антенный шаблон). Вырез 532 создают на соединительной секции токопроводящей линии 522 и патч-антенне 530D для настройки фидерной точки.
Волновод 513 создают с зазором 515 для избежания контакта волновода 513 с токопроводящей линией 522. Пустотелый волновод 513 расположен между печатными платами 1 и 2 так, что его центр совпадает с центром патч-антенны 530В. Волновод 513 прикреплен к диэлектрической плате 510 с использованием клея для окружения патч-антенны 530В. Второй уровень диэлектрической печатной платы 510 служит токопроводящий линией (токопроводящий слой 521) и завершается.
При такой конфигурации, сигнал волны миллиметрового диапазона, например, подается от микрополосковой линии 520_1 модуля 501 антенной развязки на патч-антенну 530В_1, соединенную с волноводом 513, и, таким образом, распространяется через волновод. Затем, сигнал волны миллиметрового диапазона подводится к патч-антенне 520В_2 модуля 502 антенной развязки и передается в микрополосковую линию 520_2. В случае обратной передачи, сигнал волны миллиметрового диапазона подается от микрополосковой линии 520_2 модуля 502 антенной развязки на патч-антенну 520В_2, соединенную с волноводом 513, и, таким образом, распространяется через волновод. Затем, сигнал волны миллиметрового диапазона, подведенный к патч-антенне 530В_1 модуля 501 антенной развязки, передается на микрополосковую линию 520_1.
[Моделирование]
Пример использования волновода 513 в устройстве 500 беспроводной передачи будет описан на основе параметров S, полученных при моделировании характеристики пропускания (размер потерь) и характеристики отражения с использованием AET MW-STUDIO.
В Таблице 2 приведены параметры имитационной модели устройства 500 беспроводной передачи. Например, патч-антенна 530 В имеет почти квадратную форму и одна ее сторона d50 равна 1.3 мм. Толщина d51 диэлектрической платы 510 равна 0.1 мм. Токопроводящая линия 522 имеет ширину w52, равную 0.2 мм, и толщину d52, равную 0.02 мм. Волновод 513 является пустотелым волноводом и имеет диаметр d53, равный 3.45 мм, и длину L53 (т.е. расстояние между платами), равную 5 мм. Диэлектрическая плата имеет заданную диэлектрическую проницаемость 3.4 и тангенс tan δ угла диэлектрических потерь 0.01. Несмотря на то, что параметры, совпадающие с первым вариантом реализации, не приведены Таблице 2, печатные платы 1 и 2 имеют толщину 1.0 мм, диэлектрическую проницаемость 3.5 и тангенс tan δ угла диэлектрических потерь 0.005 соответственно.
| Таблица 2 | ||
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
| Диаметр d50 патч-антенны 530 | 1.3 | мм |
| Толщина d51 диэлектрической платы 510 | 0.1 | мм |
| Ширина w52 проводящей линии 522 | 0.2 | мм |
| Толщина d52 проводящей линии 522 | 0.02 | мм |
| Диаметр d53 волновода 513 (пустотелый волновод) | 3.45 | мм |
| Длина L53 волновода 513 (пустотелый волновод) | 5 | мм |
| Диэлектрическая проницаемость диэлектрической платы 510 | 3.4 | нет |
| Тангенс угла диэлектрических потерь диэлектрической платы 510 (1 ГГц) | 0.01 | нет |
На фиг.18 показан график примера моделирования характеристик (характеристики S(2, 1) пропускания и характеристики S(1, 1) отражения) устройства 500 беспроводной передачи, соответствующих фиг.9 для первого варианта реализации.
Согласно результату моделирования характеристики пропускания S(2, 1) дБ, видеоданные на основе сигнала S волны миллиметрового диапазона имеют потери при пропускании в несколько дБ (около 2 дБ) при несущей частоте, равной, приблизительно 60 ГГц.
Согласно результату моделирования характеристики отражения S(1, 1) дБ, потери при отражении -10 дБ или меньше достигаются в диапазоне несущей частоты от 57.7 ГГц до 61.1 ГГц.
Как было описано выше, в устройстве 500 беспроводной передачи по пятому варианту реализации, по меньшей мере, часть опорных элементов печатных плат 1 и 2 используются как беспроводной канал передачи сигнала, и базовый принцип не отличается от вариантов реализации с первого по четвертый. Даже когда патч-антенна 530В используется как антенная конструкция или пустотелый волновод используется как волновод 513, беспроводная передача сигнала волны миллиметрового диапазона может быть выполнена без усложнения всей конструкции, как было показано результатами моделирования.
Поскольку оригинальная конструкция волновода 513 может быть использована как беспроводной канал передачи, можно достичь тех же результатов, что и в вариантах реализации с первого по четвертый, т.е. исключение кабеля, разъема и т.п. для соединения печатной платы 1 и печатной платы 2 в соответствии с предшествующим уровнем техники.
[Пример измененной антенной конструкции]
На фиг. с 19А по 19D показаны примеры измененной антенной конструкции (шаблон антенны), используемой в устройстве 500 беспроводной передачи по пятому варианту реализации. Шаблон антенны не ограничен прямоугольным шаблоном, формирующим патч-антенну 530В, показанную на фиг.17D. Антенная конструкция может быть выполнена созданием шаблона антенны с токопроводящим рисунком заданной формы на поверхности диэлектрической платы 510 в отношении токопроводящей линии 522 с сопротивлением 50Ω на поверхности диэлектрической платы 510.
В первом примере, показанном на фиг.19А, микрополосковая антенна 530В использует концевой участок токопроводящей линии 522. В этом случае, резонансная структура используется как антенна. Другими словами, можно сказать, что микрополосковая линия используется как антенна.
Второй пример, показанный на фиг.19В, аналогичен показанному на фиг.17D, и является конструкцией, в которой горизонтальная ширина части линии (часть полоски) микрополосковой антенны 530А увеличена для улучшения эффективности излучения электрической волны по сравнению с микрополосковой антенной 530А. Несмотря на то, что это не показано на фиг.19В, вырез 532 может быть создан на соединительной секции между токопроводящей линией 522 и патч-антенной 530В для настройки фидерной точки. Дополнительно, в примере, показанном на фиг.19В, патч-антенна имеет прямоугольную форму. Однако настоящее изобретение этим не ограничено и, например, патч-антенна может иметь круглую или другую формы.
В третьем примере, показанном на фиг.19С, антенна имеет планарную конструкцию в виде перевернутой буквы F. Фидерная линия 530Са соединена с токопроводящей линией 522, и короткозамкнутая линия 530Cb соединена с заземлением, которым является токопроводящий слой 531, созданный на поверхности нижнего участка диэлектрической платы 510.
В четвертом примере, показанном на фиг.19D, использована дифференциальная антенна, выполненная как объединение фазовозвращателя 530Da с дипольной антенной 530Db. Фазовозвращатель 530Da включает в себя фазовозвращатели 530Da_1 и 530Da_2, имеющие длины, отличные одна от другой. Точка соединения между фазовозвращателями 530Da_1 и 530Da_2 соединена с токопроводящей линией 522. Другой конец фазовозвращателя 530Da_1 антенны соединен с одними элементом 530Db_1 дипольной антенны 530Db, и другой конец фазовозвращателя 530Da_2 антенны соединен с одними элементом 530Db_2 дипольной антенны 530Db. В дипольной антенне 530Db разность фаз на разных концах составляет 180°, что определено различием в длине линий фазовозвращателей 5301Da_1 и 530Da_2.
Предыдущие варианты реализации хорошо подходят для устройства диэлектрической передачи микроволновой волны, способу диэлектрической передачи микроволновой волны и системе диэлектрической передачи микроволновой волны и т.п., передающих сигналы волн миллиметрового диапазона с несущей частотой от 30 ГГц до 300 ГГц для передачи видеоизображения, компьютерного изображения и т.п. на высокой скорости.
Предпочтительные варианты реализации были описаны выше со ссылками на приложенные чертежи, и объем изобретения этими вариантами реализации не ограничен. Специалисты в данной области техники могут найти возможные изменения и модификации в рамках объема приложенной формулы изобретения, и должно быть понятно, что они могут подходить под технический объем настоящего изобретения.
1. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн, содержащее: первую плату обработки сигнала для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона; вторую плату обработки сигнала, сигнально соединенную с первой платой обработки сигнала, принимающую сигнал волны миллиметрового диапазона и выполняющую обработку сигнала в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона; и опорный элемент между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, в котором опорный элемент образует диэлектрический канал передачи и поддерживает первую плату обработки сигнала и вторую плату обработки сигнала.
2. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором первая плата обработки сигнала включает в себя: первый модуль генерации сигнала для генерации сигнала волны миллиметрового диапазона выполнением обработки сигнала в отношении входного сигнала; и первый модуль соединения сигнала для соединения сигнала волны миллиметрового диапазона, сгенерированного первым модулем генерации сигнала, с опорным элементом, в котором вторая плата обработки сигнала, снабженная опорным элементом, образующим диэлектрический канал передачи, включает в себя: второй модуль соединения сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона от опорного элемента; и второй модуль генерации сигнала для генерации выходного сигнала выполнением обработки сигнала в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона, полученного вторым модулем соединения сигнала.
3. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.2, в котором первая плата обработки сигнала включает в себя первую линию передачи, электрически соединяющую первый модуль генерации сигнала и первый модуль соединения сигнала для передачи сигнала волны миллиметрового диапазона, в котором первый модуль соединения сигнала включает в себя: первый волновод, формируемый сквозным отверстием в первой плате обработки сигнала, имеющим заданную форму; и первую секцию преобразования сигнала, расположенную входящей в волновод и включающую в себя первую линию передачи для преобразования сигнала волны миллиметрового диапазона в электромагнитную волну, при этом первый модуль соединения сигнала передает электромагнитную волну, преобразованную первой секцией преобразования сигнала, на один конец опорного элемента, образующего диэлектрический канал передачи, и фиксирует один конец опорного элемента на первой плате обработки с использованием сквозного отверстия заданной формы, окружающего первый волновод, в котором вторая плата обработки сигнала включает в себя вторую линию передачи, электрически соединяющую второй модуль генерации сигнала и второй модуль соединения сигнала для передачи волны миллиметрового диапазона, и в котором второй модуль соединения сигнала включает в себя: второй волновод, формируемый сквозным отверстием во второй плате обработки сигнала, имеющим заданную форму; и вторую секцию преобразования сигнала, размещенную входящей в волновод, и включающую в себя вторую линию передачи для преобразования электромагнитной волны, распространяемой через опорный элемент, в сигнал волны миллиметрового диапазона, и второй модуль соединения сигнала преобразует электромагнитную волную, распространяемую на другой конец опорного элемента, образующего диэлектрический канал передачи, в сигнал волны миллиметрового диапазона второй секцией преобразования сигнала, и передает сигнал волны миллиметрового диапазона на вторую линию передачи через второй волновод, и фиксирует другой конец опорного элемента на второй плате через сквозное отверстие заданной формы вокруг волновода.
4. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.3, в котором первый модуль соединения сигнала включает в себя первое средство фиксации для отражения электромагнитной волны, излучаемой от первой линии передачи в первый волновод, и крепления одного конца опорного элемента к первой плате обработки сигнала, и в котором второй модуль соединения сигнала включает в себя второе средство фиксации для отражения электромагнитной волны, распространенной от другого конца опорного элемента и не преобразованную в сигнал волны миллиметрового диапазона второй секций преобразования сигнала, и крепления другого конца опорного элемента к второй плате обработки сигнала.
5. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.4, в котором первое средство фиксации для крепления одного конца опорного элемента имеет первый вырез в позиции, где первая линия передачи пересекает первый волновод, и в котором второе средство фиксации для крепления другого конца опорного элемента имеет второй вырез в позиции, где вторая линия передачи пересекает второй волновод.
6. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором для опорного элемента используют диэлектрическое вещество, включающее в себя, по меньшей мере, стеклоэпоксидную, акрилатную или полиэтиленовую смолу.
7. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.2, в котором схема модуляции для модуляции входного сигнала и первая схема преобразования частоты для генерации сигнала волны миллиметрового диапазона частотным преобразованием входного сигнала, смодулированного схемой модуляции, смонтированы на первом модуле генерации сигнала, и в котором вторая схема преобразования частоты для вывода выходного сигнала частотным преобразованием сигнала волны миллиметрового диапазона и схема демодуляции для демодуляции выходного сигнала, полученного от второй схемы преобразования частоты, смонтированы на втором модуле генерации сигнала.
8. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.7, в котором усилители для усиления сигнала волны миллиметрового диапазона смонтированы на первом модуле генерации сигнала и втором модуле генерации сигнала.
9. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором опорный элемент закреплен так, что первая плата обработки сигнала и вторая плата обработки сигнала объединены в заданном направлении и соединены друг с другом, поддерживая, по существу, параллельное положение.
10. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором опорный элемент закреплен так, что первая плата обработки сигнала и вторая плата обработки сигнала расположены параллельно друг другу, соединены друг с другом, поддерживая, по существу, горизонтальное положение.
11. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором множество опорных элементов, образующих диэлектрический канал передачи, расположены между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, и каждый из опорных элементов поддерживает первую плату обработки сигнала и вторую плату обработки сигнала и передает сигнал волны миллиметрового диапазона.
12. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.11, в котором первая плата обработки сигнала включает в себя:
первый модуль генерации сигнала для генерации множества сигналов волны миллиметрового диапазона, выполняя обработку сигнала в отношении входного сигнала; и множество первых модулей соединения сигнала для соединения каждого из сигналов волны миллиметрового диапазона, сгенерированных первым модулем генерации сигнала, с каждым из опорных элементов, и в котором вторая плата обработки сигнала, снабжаемая через множество опорных элементов, образующих диэлектрический канал передачи, включает в себя: множество вторых модулей соединения сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона от каждого из опорных элементов, и второй модуль генерации сигнала для генерации выходного сигнала выполнением обработки сигнала в отношении каждого сигнала волны миллиметрового диапазона, принятых вторыми модулями соединения сигнала.
13. Устройство диэлектрической передачи миллиметровых волн по п.1, в котором по меньшей мере одна третья плата обработки сигнала расположена на внешней стороне первой платы обработки сигнала или внешней стороне второй платы обработки сигнала через опорный элемент, образующий диэлектрический канал передачи, и этот опорный элемент отличается от опорного элемента между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, и второй опорный элемент, образующий диэлектрический канал передачи, передает сигнал волны миллиметрового диапазона и поддерживает третью плату обработки сигнала.
14. Способ изготовления устройства диэлектрической передачи миллиметровых волн, содержащий этапы: создание первой платы обработки сигнала для обработки сигнала волны миллиметрового диапазона; создание второй платы обработки сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона от первой платы обработки сигнала и выполнения обработки сигнала в отношении принятого сигнала волны миллиметрового диапазона; и обеспечение опорным элементом между первой платой обработки сигнала и второй платой обработки сигнала, позволяя опорному элементу сформировать диэлектрический канал передачи, и позволяя опорному элементу на второй плате обработки сигнала поддерживать первую плату обработки сигнала и вторую плату обработки сигнала.
15. Способ по п.14, в котором при создании первой платы обработки сигнала первый модуль генерации сигнала для генерации сигнала волны миллиметрового диапазона выполнением обработки сигнала в отношении входного сигнала и первый модуль соединения сигнала для соединения сигнала волны миллиметрового диапазона, сгенерированного первым модулем генерации сигнала, с опорным элементом, расположены на заданной плате, и в котором при создании второй платы обработки сигнала второй модуль соединения сигнала для приема сигнала волны миллиметрового диапазона от опорного элемента и второй модуль генерации сигнала для генерации выходного сигнала выполнением обработки сигнала в отношении сигнала волны миллиметрового диапазона, принятого вторым модулем соединения сигнала, расположены на заданной плате.
16. Устройство беспроводной передачи, содержащее:
первую плату, включающую в себя первый секцию преобразования для преобразования передаваемого сигнала в высокочастотный сигнал с высокой частотой; вторую плату, включающую в себя вторую секцию преобразования сигнала для приема беспроводного сигнала, основанного на высокочастотном сигнале, сгенерированного секцией преобразования сигнала, и преобразования беспроводного сигнала в передаваемый сигнал;
опорный элемент между первой платой и второй платой для поддержки первой платы и второй платы, в котором опорный элемент образует беспроводной канал передачи сигнала, через который беспроводной сигнал передается от первой платы ко второй плате.
17. Устройство беспроводной передачи по п.16, в котором в опорном элементе экранирующий элемент для блокировки внешнего излучения беспроводного сигнала предусмотрен вокруг канала передачи, и канал передачи внутри экранирующего элемента является пустотелым волноводом.
18. Устройство беспроводной передачи по п.16, в котором в опорном элементе экранирующий элемент для блокировки внешнего излучения беспроводного сигнала предусмотрен вокруг канала передачи, и канал передачи внутри экранирующего элемента заполнен диэлектрическим материалом.
19. Устройство беспроводной передачи по п.16, в котором первая секция соединения беспроводного сигнала на первой плате соединяет высокочастотный сигнал, сгенерированный первой секцией генерации сигнала, с опорным элементом как беспроводной сигнал, и в котором вторая секция соединения беспроводного сигнала на второй плате соединена с беспроводным сигналом, передаваемым через опорный элемент как беспроводной сигнал.
20. Способ беспроводной передачи, содержащий этапы: обеспечение опорного элемента между платой передающей стороны и платой принимающей стороны, выполненного с возможностью поддержки плат и образующего беспроводной канал передачи сигнала, через который беспроводной сигнал передается от платы передающей стороны на плату принимающей стороны; преобразование платой передающей стороны передаваемого сигнала в высокочастотный сигнал с высокой частотой;
передача беспроводного сигнала, основанного на высокочастотном сигнале, на плату принимающей стороны через опорный элемент, и преобразование на плате принимающей стороны беспроводного сигнала, принятого через опорный элемент, в передаваемый сигнал.
