具有中空伸缩波导的无线连接器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]当前，电子系统内的印刷电路板(PCB)通常经由有线铜连接器直接或结合柔性导电电缆彼此连接。在一些情况下，尤其是在采用高数据传输速度的情况下，还使用光学电缆。随着连接的数目和数据速率增加，设计这些连接器和电缆变得越来越具挑战性。印刷电路板(PCB)上有限的可用基板面进一步对在板上设计最佳连接器覆盖面积造成重大挑战。这些挑战导致产品开发时间和成本增加。连接是包括信号完整性和电磁干扰在内的许多系统级问题的主要来源。即使能够成功设计出给定的板对板连接，其也无法容易地扩展到其他情形。另外，通常系统设计者只有付出巨大努力，才有可能增加同一系统的复杂性，例如添加或重建PCB。
【发明内容】
[0002]在一些实施例中，无线连接器包括:第一通信装置，其被构造成发射调制信号；第二通信装置，其被构造成接收所发射的调制信号；和伸缩波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收所发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。伸缩波导以轴线为中心，并且包括多个引导区段，每个引导区段以该轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。
[0003]在一些实施例中，伸缩波导可不以轴线为中心，并且至少一个引导区段限定沿着该引导区段的长度的腔。
[0004]在一些实施例中，伸缩波导包括第一引导区段和第二引导区段，随着接近第二引导区段的第一末端，第二引导区段在至少一个维度上变得越来越宽。
[0005]在一些实施例中，波导包括第一引导区段和第二引导区段，所述第一引导区段和第二引导区段中的每一者均以轴线为中心，第一引导区段的第一末端包括球头部分，第二引导区段的第二末端包括球窝部分。第一引导区段的球头部分设置在第二引导部分的球窝部分内，并且能够在球窝部分内自由地在多个方向上移动。
[0006]在一些实施例中，所述多个引导区段中的至少一个引导区段是刚性的，所述多个引导区段中的至少一个引导区段比另一个引导区段更具柔性。
[0007]在一些实施例中，无线通信系统包括:多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；以及多个第二通信装置，其设置在公共第二基材上，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号。该无线通信系统还包括多个波导，每个波导以轴线为中心并且设置在不同的第一通信装置与同该第一通信装置相关联的第二通信装置之间，并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。所述多个波导中的至少一个波导包括多个引导区段，每个引导区段以波导的轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
[0008]在一些实施例中，无线通信系统包括:多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号和多个波导，每个波导与不同的第一通信装置相关联并且被构造成从波导的第一末端无线地接收由相关联的第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且从波导的第二末端无线地传输引导的信号。所述多个波导中的至少一个波导在该波导的第一末端处包括第一槽，第一基材的一部分插入到第一槽中，其中所述波导各自限定沿着波导的长度的腔。
[0009]在一些实施例中，无线通信系统包括:多个第一通信装置，其设置在公共第一基材上，每个第一通信装置被构造成发射调制信号；以及多个第二通信装置，其设置在公共第二基材上，每个第二通信装置与不同的第一通信装置相关联并且被构造成接收由第一通信装置发射的调制信号。无线通信系统还包括以轴线为中心并且设置在所述多个第一通信装置与所述多个第二通信装置之间的波导，该波导被构造成从波导的第一末端无线地接收由每个第一通信装置发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到该波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到与第一通信装置相关联的第二通信装置。该波导包括多个引导区段，每个引导区段以轴线为中心并且被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小波导的长度以及向外滑动以增大波导的长度。
[0010]在一些实施例中，无线连接器包括:第一通信装置，其被构造成发射调制信号；第二通信装置，其被构造成接收发射的调制信号；和波导，其设置在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。该波导沿着波导的长度的至少一部分具有不均一的电容率。
【附图说明】
[0011]图1和图2提供电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例的图示，其中图2示出了与图1相比长度增大的波导的伸展构型。
[0012]图3和图4提供电子系统中的伸缩无线连接器的另一个实施例的图示，其中图4示出了与图3相比长度增大的波导的伸展构型。
[0013]图5示出了包括伸缩波导阵列的电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例。
[0014]图6示出了包括伸缩波导阵列的电子系统中的伸缩无线连接器的另一个实施例。
[0015]图7示出了包括伸缩波导的无线连接器的另一个实施例，其中波导的至少一部分是柔性的。
[0016]图8示出了包括伸缩波导的无线连接器的另一个实施例，其中信号沿着波导的侧面被注入或提取。
[0017]图9示出了包括伸缩波导阵列的无线连接器的另一个实施例，其中每个波导的至少一部分是柔性的。
[0018]图10示出了限定槽的波导阵列的一个实施例。
[0019]图11是如图10所示出的带槽波导的一个实施例的横截面图，其中PCB部分地设置在带槽波导内。
[0020]图12是单个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内。
[0021]图13是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内。
[0022]图14是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且PCB在PCB的两侧上包括芯片。
[0023]图15是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且带槽波导在每个波导之间仅包括部分壁。
[0024]图16是多个带槽波导的一个实施例的端视图，其中PCB部分地定位在带槽波导内，并且PCB在单个波导内在PCB的每一侧上包括两个芯片。
[0025]图17示出了在波导区段之间包括球窝接头的无线连接器的一个实施例。
[0026]图18示出了在波导区段之间包括球窝接头的无线连接器的另一个实施例，其中球窝部分是中空管。
[0027]图19示出了无线连接器的一个实施例，该无线连接器包括比收发器上的天线宽的波导。
[0028]图20示出了无线连接器的一个实施例，该无线连接器包括比收发器上的天线宽的波导，其中收发器定位在波导内。
[0029]图21示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，多个收发器位于该波导内并且彼此通信。
[0030]图22示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，多个收发器位于该波导内并且彼此通信，并且其中包括多个收发器的PCB被构造用于相对运动。
[0031]图23示出了包括能够相对移动的内壳体和外壳体的无线连接器的一个实施例。
[0032]图24是图23的内壳体和外壳体的侧视图。
[0033]图25示出了包括能够相对移动的两个内壳体和一个外壳体的无线连接器的一个实施例。
[0034]图26是图25的内壳体和外壳体的侧视图。
[0035]图27是包括波导的无线连接器的一个实施例的透视图，该波导包封两个PCB并且容纳这两个PCB之间的相对横向运动和旋转运动。
[0036]图28是系统的一个实施例的透视图，其中使用多个无线连接器以允许多个收发器的相对移动。
[0037]图29是系统的一个实施例的透视图，其中电缆的终端定位在波导内。
[0038]图30是系统的一个实施例的透视图，其中电缆的终端定位在波导内。
[0039]图31示出了无线连接器结构的一个实施例，该无线连接器结构包括波导、两个收发器、位于波导末端与收发器之间的两个波导接口，以及两组电连接器结构。
[0040]图32至34示出了部分地填充有电介质材料的波导的横截面的不同实施例。
[0041]图35示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，该波导在波导两端处熔凝到收发器。
[0042]图36示出了包括波导的无线连接器的一个实施例，该波导在波导两端处包括电介质波导接口结构，其中每个接口结构至少部分地覆盖收发器。
[0043]图37示出了包括接口末端的波导的侧视图的一个实施例。
[0044]图38示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和矩形波导末端。
[0045]图39示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和矩形波导部分末端。
[0046]图40示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括圆形接口末端和圆形波导部分末端。
[0047]图41示出了图37的波导的端视图的一个实施例，该波导包括矩形接口末端和圆形波导部分末端。
[0048]图42示出了包括接口结构的波导的一个实施例的横截面图，所述接口结构在空气接口末端处的直径大于在波导末端相互的直径，并且该波导具有空气或低电容率电介质材料的气泡。
[0049]图43示出了包括接口结构的波导的一个实施例的横截面图，所述接口结构在空气接口末端处的直径小于在波导末端处的直径。
[0050]图44示出了接口结构的一个实施例的横截面图，该接口结构在空气接口末端的直径小于在波导末端处的直径，并且具有空气或低电容率电介质材料的气泡。
[0051]图45示出了连接到单个波导的多个电介质接口结构。
[0052]图46示出了装配在较大第二波导内的第一波导的横截面图。
【具体实施方式】
[0053]无线芯片的近程通信现在能够以小型封装来实现，诸如小于3mm至4mm。所需要的小天线可容纳在相同芯片上或封装中。较长距离上的通信需要更多复杂性和功率来穿过障碍物并且传输所需的距离。另外，对于较长距离，还可能需要各种联网方案来克服在利用一个以上收发器对时发生的串扰问题。因此，在短距离上使用低功率芯片具有若干优点，主要缺点是范围、活动范围和串扰。在一些实施例中，通信装置诸如本文描述的收发器能够发射不超过I瓦或0.5瓦的功率。在一些实施例中，通信装置诸如本文描述的收发器能够发射不超过100毫瓦、50毫瓦、30毫瓦、20毫瓦或10毫瓦的功率。
[0054]本文描述的若干结构可用以允许具有低功率和小尺寸的芯片将通信从小于I英寸扩展到大于I米的长度。这些结构还可增加在仍启用通信的同时移动两个通信芯片的相对位置的能力。在一些情况下，实现了此目的以进行点对点通信，并且提供结构来解决串扰问题。在其他情况下，利用一组联网无线收发器以使得串扰不是问题。在许多实施例中，使用波导结构来实现延长的距离以及增加的相对运动。
[0055]图1和图2提供电子系统中的伸缩无线连接器的一个实施例的图示，其中图2示出了与图1相比长度增大的波导的伸展构型。无线连接器100包括被构造成发射调制信号的第一通信装置120和被构造成接收调制信号的第二通信装置130。在一个实施例中，第一通信装置120和第二通信装置130两者是被构造成既发射又接收调制信号的收发器。
[0056]无线连接器100还包括伸缩波导140，该伸缩波导被构造成伸展到增大长度或收缩到减小长度。波导140定位在第一通信装置与第二通信装置之间，并且被构造成从伸缩波导的第一末端无线地接收发射的调制信号，将所接收的信号从第一末端引导到伸缩波导的相对的第二末端，并且将引导的信号从第二末端无线地传输到第二通信装置。
[0057]如本文所用，无线连接需要允许两个通信装置通过介质交换电信号的配置，该介质不允许直流电信号从一个通信装置传播到另一通信装置。如本文所用，有线连接需要两个通信装置之间的导电材料的不中断路径，其中该路径与两个通信装置发生物理接触。
[0058]波导140包括至少两个引导区段。每个引导区段被构造成在相邻引导区段之内或之上向内滑动以减小伸缩波导的长度以及向外滑动以增大伸缩波导的长度。至少一个引导区段限定沿着该引导区段的长度的腔以接收相邻引导区段。在一些实施例中，伸缩波导140以轴线为中心并且每个引导区段也以该轴线为中心。
[0059]在图1和图