CN109314289B - 用于波导结构的互连的布置及用于波导结构互连布置的结构 - Google Patents

用于波导结构的互连的布置及用于波导结构互连布置的结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于波导结构（10,20）或构件的互连的布置（100），其包括许多波导凸缘适配器元件（100），该波导凸缘适配器元件包括具有由许多突出元件（115）形成的周期性或准周期性结构（15）的传导材料的表面，突出元件（115）布置或设计成允许波至少在预期操作频带中沿期望方向或波导路径传递跨过围绕波导开口（3）的表面之间的间隙至另一个波导开口，且停止间隙中的波沿其它方向传播。其包括允许与波导凸缘或另一个波导凸缘适配器元件的互连，而不需要电接触或传导接触，且确保间隙存在于由周期性或准周期性布置的突出元件（115）形成的至少一个表面（15）与围绕另一个波导凸缘（20）的波导开口的表面之间，因此确保由周期性或准周期性布置的突出元件（115）形成的表面（15）不会与另一个相对的互连波导凸缘（20）直接机械接触。

Description

用于波导结构的互连的布置及用于波导结构互连布置的结构
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的第一部分的特征的用于波导结构的互连的布置。本发明涉及用于高或很高频率区域（例如，高于30GHz或甚至300GHz）中而且也用于低于30GHz频率的布置。
本发明还涉及一种根据权利要求36的第一部分的用于互连波导结构的布置的结构。
背景技术
为了测量和/或分析不同类型的微波或毫米线路和装置（例如，从过滤器、放大器等到更复杂的多功能***，但也用于其它目的），波导结构需要互连，且一般所谓的波导凸缘用作过渡。波导凸缘表面之间的良好传导接触的要求很高。除非传导接触很好，否则电流将在凸缘之间流动，导致泄漏、失配和损耗，这将降低线路的性能，且在特别是在高频率下的测量和校准情况下产生不正确的结果。为了确保良好的传导电接触，波导凸缘需要紧密且一致地连接至彼此，例如，波导凸缘必须紧密地且一致地连接至测试下的装置或校准布置。此外，需要极好的波导加工，以便确保波导凸缘之间的良好对准。这些是困难且耗时的操作，特别是如果需要完成若干测量，且可导致不正确附接的***。
在E. Pucci、P.-S. Kildal的“Contactless Non-Leaking waveguide flangeRealized by Bed of Nails for millimetre wave Applications”（第六届欧洲天线和传播会议（EUCAP），3533到3536页，布拉格，2012年3月）中，提出了由销床实现且在190到320GHz之间工作的波导凸缘。具有销结构或纹理表面的该凸缘在连接至标准波导时不需要传导接触，这便于制造和安装。螺钉不必很好地上紧，且不需要像标准波导凸缘的情况那样确保良好的电接触。然而，缺点在于紧固螺钉来连接波导凸缘可能仍是困难且耗时的操作，即使关于上紧螺钉的要求降低，且类似地，在断开时松开、移除螺钉是耗时的。
在S. Rahiminejad、E. Pucci、V. Vassilev、P.-S. Kildal、S. Haasl、P.Enoksson的“Polymer Gap adapter for contactless, Robust, and fast Measurementsat 220-325 GHz”（Journal of Microelectromechanical Systems，第25卷，第1期，2016年2月）中，公开了双面销-凸缘间隙适配器，其将置于两个凸缘之间以避免泄漏。缺陷在于尽管不需要电接触，但仍需要机械接触。机械接触借助于如其它已知布置中的螺钉来确保，且缺陷在于，如果螺钉过于上紧，则可能容易破坏适配器，或其可导致敏感凸缘表面中的销痕迹，于是该表面可能损坏。
由于如上文特别但非专门针对高频（例如，从大约10GHz或具体是从30GHz到大约1THz）提到的，当连接两个波导凸缘时，需要它们之间的高质量的机械接触和电接触两者或至少机械接触，以便获得高质量的可重复且不辐射的界面，以及低损耗互连，例如，允许良好的校准或可靠的测量。
然而，上文所述的凸缘或适配器示为不适合在例如60Ghz或从50到75GHz（这是宽带）下的生产和操作。实际上，没有设计适合V带凸缘，这有问题。
此外，例如在典型的校准程序中，操作者必须连接校准标准的凸缘和VNA（矢量网络分析器）的端口多次。这是很耗时、复杂且冗长的任务，因为需要所有螺钉来实现所有连结凸缘之间的良好接触。其需要稳定且可重复的机械和电接触两者或至少机械接触，且因此将总是使用四个螺钉，但由于耗时且冗长的工作，有时例如所需数量（例如，四个，确保良好电接触所需）的螺钉中的仅两个在实施中实际上上紧。如果连接不完美，例如，如果存在略微成角的位移，或如果没有完美的配合，则可能存在从波导进入自由空间的泄漏，且还增加了连接处的反射。校准程序，以及测量程序，基于所有此类连接尽可能完美。
因此，尽管通过上述解决方案消除了对波导结构或波导凸缘之间的传导接触或电接触的需要，但仍需要关于波导结构互连布置的改进。还需要提供适用于不同和其它频带的布置和结构。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于波导结构的互连的布置，通过其可克服上文提到的问题中的一个或多个。
具体而言，目的在于提供容易使用和操作的用于波导结构的互连的布置。
另一个目的在于提供一种用于波导结构的互连的布置，其允许以快速且可靠的方式互连，具有最少的互连（例如，拧入和旋开）操作来连结/断开波导凸缘，且便于互连，例如，用于微波或毫米波线路或装置的分析、校准或测量。
具体目的在于提供用于波导结构的互连的布置，其可用于高频，例如，高于10GHz，或具体高于30GHz，但也用于较低频率，而没有互连波导结构（例如，波导凸缘）之间的失准或泄漏引起降低性能、测量误差或校准误差的任何风险。
具体目的在于分别提供适于不同和附加的频带的布置和结构，最具体是还用于50到75GHz的频带，例如，60GHz，且甚至更具体是用于V带凸缘的互连。
具体而言，目的在于提供制造容易且廉价的用于波导结构的互连的布置。
总体目的在于提供一种布置，通过其便于波导结构的互连和断开。
另一个目的在于提供互连布置和表面结构，其稳健且适用于针对不同频带或独立于其的期望频带来制造。
另一个目的在于提供一种灵活解决方案，其可实施成用于波导结构的互连，以在不同的期望频带下操作。
最具体的目的在于提供用于波导结构的互连的布置，其适合用于例如用于高频和低频的测量***中的互连，测量***结合了不同的标准波导尺寸（如，WR15、WR12、...WR13）和对应的标准波导凸缘尺寸，且用于不同和较宽的频带。
具体目的在于提供互连布置，其可用于标准波导凸缘的互连。
另一个具体目的在于提供互连布置来用于将分析或测量仪器以一种方式连接至波导校准标准或测试下的装置，使得现有的校准标准可使用，且使得连接/断开可以以比之前更容易且快速的方式完成。
因此，提供了具有权利要求1的特征化特征的开头提到的互连布置。
还提供了在如开头提到的互连布置中使用的结构，其具有权利要求36中的特征。
有利的实施例由相应的所附权利要求给出。
附图说明
下文中将以非限制性方式且参照附图来描述本发明，在附图中：
图1为根据本发明的第一实施例的包括凸缘适配器元件的用于波导结构的互连的布置的视图，
图2示出了如连接至波导凸缘的图1的凸缘适配器元件，
图3A示出了布置在两个波导凸缘之间的位置且用于互连两个波导凸缘的图1的凸缘适配器元件，
图3B示出了在如图3A中的两个波导凸缘之间的位置且用于互连它们的图1的凸缘适配器元件，其中互连元件包括拧入波导凸缘中的具有磁性头部的螺钉，
图3C示出了设置在两个波导凸缘之间且使两个波导凸缘互连的图1的凸缘适配器元件，即，在其中波导结构互连的状态，
图4为两个波导凸缘的透视图，每个波导凸缘具有两个对准销和螺孔来用于互连元件，
图5A示出了适于固定地连接至波导凸缘的凸缘适配器元件及其连接的波导凸缘的备选实施例，
图5B示出了在与另一个波导凸缘互连的位置的连接至图5A的波导凸缘的凸缘适配器元件，
图6A为凸缘适配器元件的另一个实施例的透视图，其包括突出元件，突出元件具有的高度对应于间隙结构中的全部纹理的高度的一半，
图6B为图6A中所示的凸缘适配器元件的顶（也称为前）视图，
图6C为图6A中的凸缘适配器元件的侧视图，
图7A为互连布置的透视图，互连布置包括设有如图6A中的周期性或准周期性结构而使两个波导凸缘互连的两个凸缘适配器元件，
图7B为如图7A中的透视图，但在非互连状态下，
图7C为非互连状态下的图7A中所示的布置的侧视图，
图7D为互连状态下的图7A中所示的布置的截面侧视图，
图8A示出了凸缘适配器元件的另一个实施例，包括槽和脊，其布置成形成围绕波导开口且形成周期或准周期结构的椭圆图案，
图8B为图8A的凸缘适配器元件的前视图，
图9A为凸缘适配器元件的透视图，适配器元件设有包括如图8A中的椭圆地设置的槽和脊而互连两个波导凸缘的周期性或准周期性结构，
图9B为图9A中所示但在非互连状态的互连布置和波导凸缘的透视图，
图10A为示出根据本发明的示例性结构的透视图，其包括凸缘适配器元件或波导凸缘的周期性或准周期性结构，
图10B为图10A的示例性周期性或准周期性结构的顶视图，
图11为示出根据本发明的单侧凸缘适配器或波导凸缘的备选结构的示意性透视图，
图12为示出具有如图11中的结构的示例性背对背凸缘适配器元件的示意性透视图，
图13A为示出根据本发明的背对背的凸缘适配器元件的结构的备选实施例的示意性透视图，
图13B为图13A中所示的凸缘适配器元件结构的示意性前（顶）示图，
图14A为示出具有如图13A中所示的周期性或准周期性结构或纹理的背对背凸缘适配器元件的示意性透视图，
图14B为图14A的凸缘适配器元件的前视图，
图15A为示出根据备选实施例的四个互连元件的透视图，
图15B为图15A的互连元件的顶视图，
图15C为图15A的互连元件的侧视图，
图16A为图15A的互连元件所连接的但没有对准销的波导凸缘的透视图，以及
图16B为借助于如图14A中的互连元件连接至波导凸缘的凸缘适配器元件的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的波导结构互连布置100的第一实施例。波导结构互连布置100这里包括凸缘适配器元件，其适于设置在两个波导凸缘10,20（例如，见图2,3A）之间。凸缘适配器元件100包括波导凸缘元件，其具有纹理表面15（也表示为周期性或准周期性结构），这里包括许多突出的元件115，例如，销，其布置在传导表面上以形成凸缘适配器元件100的一侧上的周期性或准周期性结构15。周期性或准周期性结构15布置成包绕凸缘适配器元件中的贯穿波导的矩形波导开口3，在其截面侧上设有也称为脊的金属边沿区段或框架表面，使得两个长金属边沿或脊区段151,151设在波导开口3的相应长、宽侧上，且两个较短的边沿或脊区段152,152设在波导开口3的短或窄侧上。边沿或脊区段151,152的高度这里与周期性或准周期性结构15的突出元件115的高度基本上相同。较长的边沿或脊区段151,151例如可具有大约λg/4的宽度，λ是波导结构中的波长（在图1等中未成比例示出），或例如，大约400μm，且与凸缘适配器元件100将与其互连的相对的光滑波导凸缘一起用于形成阻抗变换器的目的，阻抗变换器将开路变换为短路以避免泄漏和反射，泄漏和反射可在凸缘适配器元件和将与其连接的波导凸缘（见图3A中的波导凸缘20）之间的界面处产生。
凸缘适配器元件100适于提供两个波导结构或构件之间的互连，例如，具有常规光滑波导凸缘（见图2,3A）的天线、滤波器、接收器等10,20，这将在下文中进一步描述。保护性或支撑元件（例如，外边沿105）设置成以便包绕周期性或准周期性结构15，即，纹理表面。所述保护性或支撑元件105的目的在于用作保护性距离元件，以确保在互连或紧固元件相对于其将互连的波导凸缘压纹理表面15时，压力将施加到所述保护性或支撑元件105上，且将保护周期性或准周期性的突出元件151。此外，由于保护性或支撑元件105布置成突出超过该突出元件151的外端略微距离，故将确保间隙的存在，且防止了纹理表面在互连时与相对的波导凸缘直接机械接触，这可导致互连波导凸缘的纹理表面和/或光滑表面损坏或破坏。凸缘适配器元件100包括许多对准销接收孔101；在所示实施例中是四个，每个设置在相应的翼或凸缘区段上，翼或凸缘区段从纹理表面15所处的凸缘适配器元件100的中心区段170沿垂直于突出元件151的延伸方向的方向突出。对准销接收孔101用于适合接收将连接至凸缘适配器元件100的波导凸缘的对准销（例如，参见图3A）的目的，以便确保波导凸缘和凸缘适配器元件适当对准，且因此波导凸缘10,20将经由凸缘适配器元件100互连。具体而言，凸缘适配器元件可在对准销上滑动。
在两个相应的相对成对的突出翼或凸缘区段之间，两个贯穿凹口（这里包括腰部103）由凸缘适配器元件侧壁形成，该侧壁垂直于纹理表面15，且朝设置在波导短壁152外侧的其相应侧上的纹理表面15外侧的中心区域渐缩。在两个相应的相对成对突出翼或凸缘区段之间，两个贯穿凹口102由凸缘适配器侧壁形成，侧壁垂直于纹理表面15。凹口102这里基本上是U形，具有使U的腿部互连的基本上直的区段，且位于纹理表面外侧，在与波导开口3的长侧基本上平行延伸的位置处。腰形凹口103和U形凹口102如此定形且具有一定尺寸，以便允许互连元件12（例如，参见图2）位于其中，例如，连接至相应波导凸缘10,20的表面，例如，标准波导凸缘，而凸缘适配器元件100的翼或凸缘区段的周向外侧壁如此定形且具有一定尺寸，以便对应于相应的波导凸缘的周向外周侧壁。腰部和U形凹口的位置优选选择成使得它们对应于紧固螺孔位于标准波导凸缘中的位置。
凸缘适配器元件100优选包括由黄铜、Cu、Al或具有良好传导性、低电阻率和适合的密度的任何其它适合材料制成的实心体。例如，其可在需要进一步的防腐蚀的环境中镀有例如Au或Ag。应当清楚，还可使用其它材料，例如，任何适合的合金。其还可由适合的塑料/聚合物化合物制成，且镀有例如Cu、Au或Ag。
凸缘适配器元件100在所示实施例中包括凸缘元件，周期性或准周期性结构15（也称为纹理）围绕标准矩形波导3的开口设置在凸缘元件的中心部分上。应当清楚，在备选实施例中，凸缘适配器元件可具有任何其它适合的形状，以允许其连接在例如两个波导凸缘、波导凸缘与天线或另一装置、校准布置的波导凸缘、DUT（测试下的装置）等之间。在不同实施例中，其可提供为单独的凸缘适配器元件，在其它实施例中，其可适于固定地连接至波导凸缘（例如，参见图5A），或在又一些实施例中，适于连接至另一个凸缘适配器元件（例如，参见图6A）。其还可形成波导凸缘。
纹理（即，周期性或准周期性结构15）例如可包括包含多个突出元件的结构，例如，具有正方形截面的销151，但突出元件还可具有其它截面形状，如，圆形或矩形，包括波状结构，例如，包括椭圆形设置的槽和脊，如图8A-9B中所示。其它备选的波状形状也是可能的。
通过提供一侧上的波导20（见图3A）的传导光滑凸缘表面或平面与另一侧上的具有周期性或准周期性结构15的凸缘表面之间的连接，两个波导（例如，波导和待测量的物体的波导或校准标准的波导、波导校准标准和VNA波导端口等）可连接，而不需要电接触，而且没有直接机械接触。由于周期性或准周期性结构停止两个凸缘表面之间沿除期望的波导路径外的所有其它方向的所有类型的波传播，故允许了两个连接凸缘表面之间的例如空气间隙30（具体见图7D）或填充气体、真空或至少部分填充有介电材料的间隙30的存在。周期性或准周期性结构15或纹理（如上文所述）设计成以便其停止间隙30内的波沿任何方向的传播，而允许波至少在预期的操作频带中跨过间隙从一个凸缘表面中的波导开口传递至另一个中的波导开口。因此，周期性或准周期性结构的例如销、柱、槽、脊等的形状和尺寸和布置选择成以便防止波沿预期方向之外的任何其它方向传播。
其中一个设有周期性纹理（结构）的两个表面之间的非传播或非泄漏特征从P.-S.Kildal、E. Alfonso、A. Valero-Nogueira、E. Rajo-Iglesias的“Local metamaterial-based waveguides in gaps between parallel metal plates”（IEEE Antennas andWireless Propagation letters （AWPL），第8卷，84到87页，2009年）以及这些作者的若干后续刊文中已知。非传播特征出现在特定频带内，称为阻带。因此，周期性纹理和间隙尺寸必须设计成给出阻带，其覆盖在校准套件中考虑的标准波导的操作频带。还已知，此阻带可由其它类型的周期性结构提供，如E. Rajo-Iglesias、P.-S. Kildal的“Numericalstudies of bandwidth of parallel plate cut-off realized by bed of nails,corrugations and mushroom-type EBG for use in gap waveguides”（IET Microwaves,Antennas & Propagation，第5卷，第3期，282到289页，2011年3月）中所述。这些阻带特征还用于形成所谓的间隙波导，如Per-Simon Kildal的“Waveguides and transmission linesin gaps between parallel conducting surfaces”（专利申请号PCT/EP2009/057743，2009年6月22日）中所述。
必须强调，之前用于或将用于间隙波导中的任何周期性或准周期性纹理可用于本发明的波导结构互连布置、凸缘适配器元件或凸缘结构，且由专利权利要求覆盖。
使用周期性纹理来改善波导凸缘的构想从P.-S. Kildal的“Contactlessflanges and shielded probes”（欧洲专利申请EP 12168106.8，2012年5月15日）已知。
根据本发明，两个表面（例如，凸缘适配器元件或凸缘元件的纹理结构，即，由销或脊的自由外端、或类似的周期性或准周期性结构、以及光滑波导凸缘、或另一纹理表面形成的平面）不得分离超过传输信号的波长的四分之一，或更确切地说必须分离小于四分之一波长。这在上述公开中详尽描述，如，具体是在E. Rajo-Iglesias、P.-S. Kildal的“Numerical studies of bandwidth of parallel plate cut-off realized by bed ofnails, corrugations and mushroom-type EBG for use in gap waveguides”（IETMicrowaves, Antennas & Propagation，第5卷，第3期，282到289页，2011年3月）中。
在具体实施例中，周期性或准周期性结构15包括销151的阵列，其截面例如具有0.15λx 0.15λ的尺寸和0.15-0.25λ的高度。
通过提供界面的一侧上的波导凸缘20的光滑传导表面与界面的另一侧上的纹理表面15形成的界面，防止了电力经由光滑传导表面与纹理表面之间或两个纹理表面之间（具体见参照图6A-7D所述的实施例）的间隙泄漏。通过提供和布置周期性或准周期性结构导致的高阻抗禁止在非期望的方向上的传播。
根据本发明，通过使用包括周期性或准周期性结构15和具有光滑传导表面的波导凸缘20的组合，或分别设有周期性结构（例如，见如上文所述的图7A-7D）的两个表面，波导因此也可连接，而表面不必电接触，且通过使用保护性或支撑的边沿105，也不需要直接机械或物理接触，这继而又减轻了借助于螺钉等来牢固紧固来互连表面的需要，且保护了凸缘表面。
具体而言，纹理设计成提供两个连结凸缘之间泄漏的波的阻带，即使在纹理凸缘表面与相对的凸缘表面之间存在小间隙时，且还以便从一个凸缘中的波导开口传递至连结凸缘中的波导开口的波不受影响，以便来自接头的传输和反射很接近常规波导凸缘连结在一起而由拉得很紧的螺钉很紧互连时的传输和反射。还如上文所述，纹理可通过围绕波导开口设置成图案的销、脊或槽等产生，该图案优化来提供低泄漏方面的良好性能，且改善、增强传递系数，该传递系数由于两个连结波导之间的小间隙产生的不连续性而减小，并且减小反射系数，反射系数由于两个连结波导之间的小间隙产生的不连续性而增大。
优先权来自于2015年4月4日由与本申请相同的申请人提交的瑞典专利申请1550412-9的PCT 申请PCT/SE2016/050277（且其内容通过引用并入本文中）示出了用于将分析或测量仪器连接至波导校准标准或测试下的装置的布置，以及用于分析或测量微波线路或装置的工具或仪器的校准布置。其包括盘或板形式的校准连接器元件，其中的波导开口位于两个连结波导凸缘之间，以允许两个波导凸缘之间的无接触连接，其中一个是分析或测量仪器的端口，例如，矢量网络分析器（VNA），且另一个是波导校准标准或测试下的装置的端口。校准连接器元件包括两个表面，其每侧上一个，其中一个具有围绕波导开口的周期性或准周期性结构，以形成第一和第二周期性或准周期性结构。其可以以一种方式连接到波导凸缘之间，使得在其每侧上，间隙形成在周期性或准周期性结构与对应凸缘的光滑表面之间，因此允许分析或测量仪器（例如，VNA）和波导校准标准或包括波导端口的测试下的装置的波导的可互换的无接触式互连。
图2示出了连接至第一波导结构1的波导凸缘10的图1的凸缘适配器元件100。波导凸缘10这里假定是标准波导凸缘，例如，V带凸缘、WR15凸缘，或任何其它标准波导凸缘。此标准波导凸缘10一般包括四个对准销孔110，图2中不可见；参见图3A，以用于接收对准销，以及适于接收紧固螺钉的四个螺孔120。根据本发明，凸缘适配器元件100可释放地连接至标准波导凸缘10且对准，且可借助于引入标准波导凸缘10的相对地设置的两个相应的对准销孔110中的两个对准销和凸缘适配器元件100的翼区段中的对应的对准销孔101来相对于其滑动。在下文中也简称为磁性螺钉头部或螺钉头部上的磁性元件的具有带磁体13的头部的螺钉形式的互连元件12引入标准波导凸缘10的螺孔120中，且凸缘适配器元件100的贯穿凹口、腰部103和U形凹口102如此定位和具有一定尺寸，使得允许接收螺钉头部13。每个螺钉12的头部的高度基本上对应于凸缘适配器元件100的厚度的一半。在一些实施例中，磁性元件包括紧固至螺钉头部的平表面的小元件，例如，借助于胶合或任何其它适合的方式，这将在下文中进一步论述。螺钉头部还可包括磁性头部。将不会参照图2来进一步论述已经参照图1描述的图2中所示的元件。
图3A示出了两个波导结构1,2，其包括两个标准波导凸缘10,20，在借助于如参照图1,2所述的凸缘适配器元件100互连的位置。已经参照图1,2描述了凸缘适配器元件100和第一标准波导凸缘10，且因此将不会在本文中进一步描述。第二标准波导凸缘20在所示实施例中类似于第一标准波导凸缘10，且包括四个对准销孔120和四个紧固元件或螺孔220。两个对准销111在分别在引入第一标准波导凸缘10和凸缘适配器元件100的两个对应的对准销孔101,101和110,110中的位置。用于凸缘10和凸缘适配器元件100的对准的相应销孔相对地设置，且凸缘适配器元件100的其余两个对准销孔101,101用于接收另外两个对准销111，其在其它端旨在接收在第二波导凸缘20的对应对准销孔210,210中。具有磁性头部13的四个螺钉12在用于引入第一波导凸缘10的四个螺孔120中的位置，且具有磁性头部23的四个其它螺钉22在用于引入第二波导凸缘20的四个螺孔220中的位置。具有磁性头部13,23的螺钉12,22设置成以便互连可借助于类似卡扣的操作来实现，以将凸缘适配器元件100夹持在第一波导凸缘10与第二波导凸缘20之间。优点在于，凸缘适配器元件100可在对准销111上滑动，使得连结凸缘可相对于彼此移动穿过间隙，且在具体实施例中，不必相对于阻带集中。在一个实施例中，磁性元件13,23包括钕磁体（NdFeB），其是强永磁体。当然，可使用具有类似的性质的其它磁性材料，这仅看作是实例。例如，表面可镀有Ni或镀有一些其它适合的材料。在一些实施例中，用于波导凸缘的紧固的常规螺钉的螺钉头部设有小永磁体。
凸缘适配器元件具体是实心的，且制作成一件，以便不会影响信号流。例如，其可通过模制、铸造、烧蚀、材料组装（例如，微组装）来制成，且切割是另一方法。
图3B示出了两个波导结构1,2，其包括在用于借助于如图3A中的凸缘适配器元件100互连的位置的两个标准波导凸缘10,20，但其中互连元件、螺钉12,22引入第一波导凸缘10和第二波导凸缘20的螺孔120,220中。当波导凸缘10,20与凸缘适配器元件100接触时，其中螺钉12,22定位在凹口区段中，即，这里U形凹口102和腰部区段103，波导凸缘将被迫朝向彼此，且借助于磁性螺钉头部13,23之间的磁力来连结或互连。由于对准销111，定位将是准确的。因此，互连以容易的方式发生，如，卡扣操作。尽管仍需要螺钉，但它们例如可容易地预先施加或引入波导凸缘10,20的螺孔中。也不需要上紧任何螺钉。一旦螺钉施加到波导凸缘上，且它们到达凸缘适配器元件100的相对侧上的位置，则互连将以最自动的方式发生，而不需要处理组件的人员的任何特定技术。因此，较大方便了波导结构或波导凸缘的互连（连结）、移除、替换，且可以以容易且快速的方式完成，具有高准确性且不需要施加较强的力而导致破坏纹理表面和相对凸缘的光滑表面的风险。
在图3C中，状态在于第一波导凸缘10和第二波导凸缘20借助于凸缘适配器元件100的介入来互连或连结，且借助于互连螺钉12,22的磁性头部13,23保持在一起，且借助于如上文所述的对准销111来对准。周期性或准周期性结构15与第二波导凸缘20的光滑表面之间的略微间隙不可在图3C中看到，因为存在保护性或支撑元件105（见图1），其与第二波导凸缘20的光滑表面接触。
图4为用于示出第一波导凸缘10和第二波导凸缘20的目的的示意性透视图，每个具有引入两个相应对准销孔110,210中的两个对准销111。可以看出，使用了每个波导凸缘的两个沿直径设置的对准销孔，且具有不同位置的对准销孔用于第一波导凸缘10和第二波导凸缘20，使得在借助于凸缘适配器元件互连时，使用凸缘适配器元件100的所有四个孔，而每个波导凸缘10,20的对准销孔中仅使用两个。在其它方面中，已经参照前述附图论述了图4中所示的元件。
图5A示出了波导结构互连布置100A的备选实施例，其在此包括凸缘适配器元件结构100A，该结构100A适于固定地或可释放地连接至波导凸缘10A，例如，标准波导凸缘10A。其借助于沿朝波导凸缘适配器元件100A的方向引入波导凸缘10A中的紧固螺钉17来紧固至波导凸缘10A。凸缘适配器元件结构100A包括基本上如参照图1-4所述的波导适配器元件主体140A，但其与凸缘适配器支撑元件145A整体结合或制成一件或连接，凸缘适配器支撑元件145A优选具有与波导凸缘10A相同的截面，且具有允许第一波导凸缘10A借助于本领域中常规的紧固螺钉17来固定地（或可移除地）连接至其的厚度。备选地，凸缘适配器元件结构100A可以以任何其它适合的方式连接至波导凸缘10A，但其在一些备选实施例中甚至可胶合到其上。在贯穿凹口区段102A,103A（这里类似于例如参照图1和3A所述的对应区段102,103）中和凸缘适配器支撑元件145A的表面上设有磁性元件13A，凸缘适配器元件结构100A的部分设在凸缘适配器支撑元件145A上，其对应于例如参照图1所述的凸缘适配器元件。在所示实施例中，磁性元件13A固定地安装在凸缘适配器支撑元件145A中由此设计的凹口中，以便不会从凸缘适配器支撑元件145A的外表面突出，即，与其连续。为了与例如参照图3A-3C 所述的第二波导凸缘（见图5B）互连，如参照图3A-3C 所述的实施例中的具有磁性头部的螺钉将必须具有厚度是该厚度的约两倍的头部，以便允许互连，或凸缘适配器元件主体140A将必须具有例如图1中的凸缘适配器元件100厚度的大约一半的厚度，凸缘适配器主体140A较薄。在还有其它实施例（未示出）中，磁性元件13A设置成以便位于凸缘适配器元件主体140A的高度的大约一半处，例如，设置在凸缘适配器支撑元件145A的表面上的肩部等。更进一步，磁性元件可具有基本上对应于如上文所述的磁性螺钉头部的高度，或包括设在具有基本上此高度的安装元件上的磁性表面。许多变型是可能的。
图5B示出了如安装在第一波导凸缘10A上的图5A的凸缘适配器元件结构100A，其在用于与带有如参照图3A-3C 所述的光滑表面的第二波导凸缘20A互连的位置。由于互连或连结至第二波导凸缘20A的功能对应于参照图3A-3C 所述的功能，故这将不会在此进一步描述。
有利的是允许凸缘适配器上紧（例如，通过螺钉）至波导凸缘，其将保持就位，没有松开其的风险，其将不会掉落等。
图6A示出了波导结构互连布置100B的又一个实施例。波导结构互连布置100B这里包括两个凸缘适配器元件100B1,100B2。在图6A-6C 中所示的实施例中，两个凸缘适配器元件100B1,100B2是相似的，且参看图6A-6C，因此仅示出和描述一个元件。两个凸缘适配器元件100B1,100B2适于设置在每个波导凸缘10B,20B（例如，见图7A）之间，且固定地或可分离地连接至每个波导凸缘10B,20B。凸缘适配器元件100B1包括具有纹理表面15B的波导凸缘元件，这里具有许多突出元件115B，例如，销，其布置在传导表面上，以形成如上文参照前述实施例所述的凸缘适配器元件100B1的一侧上的周期性或准周期性结构。周期性或准周期性结构15B布置成包绕矩形波导开口3B，金属边沿或脊区段151B,152B设在开口3B的侧上。两个较短的边沿或脊区段152B,152B设在波导开口短侧或窄侧上。在波导开口3B的每个宽或长侧上，提供了长金属边沿或脊区段151B。在所示实施例中，长边沿或脊区段151B具有基本上是λg/4的第一壁厚d1，λg是波导结构中的波长，沿波导的宽或长侧的中心主部分延伸，且在波导长侧的外端处有第二壁厚d2宽度，其中d2小于d1（见图6B）。不同厚度的原因在于改善覆盖宽频带的能力，以避免带内的谐振，也见图11-14B，其中更彻底地论述了示例性结构。然而，在其它实施例中，可使用相同的壁厚，例如，如图1中所示，但不与图1成比例。其它备选方案也是可能的。
框架或边沿区段151B,152的高度基本上与周期性或准周期性结构15B的突出元件115B的高度相同。
凸缘适配器元件100B1适于固定地或可移除地连接至例如标准波导凸缘10B（参看图7A,7B），以允许其与第二类似的凸缘适配器元件100B2（其可固定地或可移除地例如连接至第二标准波导凸缘20B）连结或互连，因此提供了具有常规光滑波导凸缘的两个波导结构1B,2B之间的互连。
凸缘适配器元件100B1包括中心部分170B，其设有周期性或准周期性结构15B，包括多个突出元件115B、纹理结构，围绕标准矩形波导开口3B的开口设置。在该实施例中，销或突出元件115B分别具有对应于形成期望阻带所需的销或突出元件的总长度的基本上一半的高度或长度。总高度由两个凸缘适配器元件100B1,100B2形成，凸缘适配器元件设置成使得纹理表面面对彼此，且总长度由两个对应的突出元件115B,115B形成，每个凸缘适配器元件上各一个（见图7A,7B）。
在又一些备选实施例中，不同高度用于凸缘适配器元件上的成组销或突出元件或波纹。在又一些实施例中，销或突出元件或波纹的长度在相应组（未示出）内变化，只要彼此面对或相对地设置的销、突出元件或波纹的总长度对应于期望的阻带所需的长度。2015年9月24日由同一申请人提交的欧洲专利申请EP15186666.2“Waveguide and transmissionlines in gaps between parallel conducting surfaces”中公开了此不同布置的突出元件，该申请的内容在此通过引用并入本文中，且其示出了微波装置，微波装置包括两个传导层，两个传导层布置成具有其间的间隙，其中每个层包括布置成周期性或准周期性的图案且连接至其的一组互补的突出元件，且其针对纹理组合设置，以停止波在操作频带中沿除了沿预期波导路径之外的其它方向传播。当突出元件的长度相同，且纹理的整个长度由布置在每个传导层上的两个突出元件形成时，突出元件的长度因此对应于纹理的突出元件的整个长度的一半长度。
大体上，在本申请各处，完整长度的突出元件的长度在大约λ/4到λ/2之间，且所谓的一半长度的元件的高度基本上在λ/8到λ/4之间，λ是自由空间或介电介质中的波长。
凸缘适配器元件100B1还包括成对的相对定向的翼区段175B,175B,176B,176B，在四个方向上从中心部分170B延伸，其在此具有基本上八边形的截面形状。每个翼区段175B,175B,176B,176B设有螺孔102B，其适于接收具有磁性头部（或如上文所述的具有磁性元件的螺钉头部）13B（见图7B）的互连的螺钉12B，以用于连接至波导凸缘（图7A），且经由磁性头部13B，与螺钉22B的另一个磁性头部（或具有磁性元件的螺钉头部）23B可释放互连，螺钉22B将第二或另一个凸缘适配器元件100B2连接至第二波导凸缘20B。翼区段的厚度使得，与互连螺钉12B的头部的高度一起，略微超过突出元件115B的长度或高度，留下相应凸缘适配器元件100B1,100B2上的彼此面对的突出元件115B之间的略微的空气间隙。
空气间隙小于λ/4，且突出元件115的高度（这里是半高度元件）例如是基本上λ/8。
图6B是图1中所示的凸缘适配器元件100B1的顶部或前部视图，示出了长边沿或脊区段151B的壁厚d1,d2。
图6C为图1中所示的凸缘适配器元件100B1的截面侧视图。
在备选实施例中，相对成对的突出翼或凸缘区段具有如参照图1公开的形状，其中差别在于它们必须对于半高度突出元件较薄，或取决于一起协作的突出元件的长度改造，以形成完整高度的突出元件，以便留下磁性螺钉头部的空间，同时保持两者上的突出元件之间的略微的间隙，以用于互连协作凸缘适配器元件。
图7A示出了借助于参照图6A-6C所述的两个凸缘适配器元件100B1,100B2互连的两个波导凸缘10B,20B。由于不同元件和部分已经在上文中论述，故将不会参照图7A来进一步论述它们。凸缘间隙适配器之间的距离（空气间隙）例如可为大约100μm。
图7B为透视图，其示出了处于通过如上文所述的磁性头部13B,23B或螺钉头部12B,22B上的磁性元件或部分互连的位置的两个波导凸缘10B,20B，每个凸缘适配器元件100B1,100B2借助于螺钉12B,22B连接至波导凸缘10B,20B。
图7C为示出了处于通过如图7B中所示的磁性头部13B,23B之间的磁性吸引来互连的位置的两个波导凸缘10B,20B的示意性侧视图，每个凸缘适配器元件100B1,100B2借助于螺钉12B,22B连接至波导凸缘10B,20B。
图7D为示意性截面视图，其示出了处于如图7A中的互连状态中的两个波导凸缘10B,20B，每个凸缘适配器元件100B1,100B2借助于螺钉12B,22B连接至波导凸缘，示出了凸缘适配器元件100B1,100B2的周期性或准周期性结构15B,15B之间的间隙30B。
使用半高度突出元件的具体优点在于，需要仅一个类型的凸缘或凸缘适配器元件来替代互连中涉及的两个不同类型，例如，在纹理凸缘适配器元件的情况下，作为单独元件或固定至波导凸缘、或具有此纹理的凸缘、或具有光滑表面的波导凸缘，或形成其一部分。因此，可提供无性的凸缘适配器元件或波导凸缘。
还应当清楚，形成周期性或准周期性结构的突出元件的纹理表面的图案可为不同的，例如，如参照图1所示，或图1中的实施例的结构可为如图6A等中所示那样。任何变型是可能的，且将参照以下的图10A-14B来进行进一步论述。
凸缘适配器元件100B优选包括由黄铜、Cu、Al或具有良好传导性、低电阻率和适合的密度的任何其它适合材料制成的实心体。例如，其可在需要进一步的防腐蚀的环境中镀有例如Au或Ag。应当清楚，可使用其它材料，例如，任何适合的合金，或镀有例如Cu、Au或Ag的塑料/聚合物化合物。
图8A为根据又一个实施例且包括凸缘适配器元件100C的波导结构互连布置100C的透视图。
类似于参照图1所述的实施例，凸缘适配器元件100C适于设置在两个波导凸缘10C,20C之间（见图9A,9B）。凸缘适配器元件100C包括纹理表面15C，这里具有许多突出元件，包括许多槽和脊115C，例如，两个或三个，或在一些情况中，围绕波导开口3C在传导表面上椭圆地设置，以形成凸缘适配器元件100C的一侧上的周期性或准周期性结构。槽115C'的深度对于如图8A中所示的全高度实施方式是大约λ/4，以与具有光滑表面的波导凸缘互连，且对于如参照图6A-7D所述的半高度实施方式是λ/8，但由包括椭圆形布置的槽（未示出）的纹理形成。
凸缘适配器元件100C适于提供具有常规光滑波导凸缘10C,20C（见图9A,9B）的两个波导结构之间的互连或接头。保护性或支撑元件（例如，边沿105C）布置成包绕周期性或准周期性结构15C，即，纹理结构，且其用作槽之间的突出的脊的保护物，且可以说是用作距离元件，以确保在互连或紧固元件相对于其将互连的波导凸缘压纹理表面15C时，压力将施加到所述保护性实心表面上，且槽之间的突出元件（脊115C）将受保护，以及互连的光滑凸缘表面。由于保护性或支撑元件105C布置成突出该突出元件的外端外略微的距离，这里是脊的顶部，故将确保间隙的存在，且纹理表面不会在紧固或互连时与相对的波导凸缘20C（图9A,9B）直接接触。
凸缘适配器元件100C包括许多对准销接收孔101C；在所示实施例中是四个，其设在从纹理表面15C所处的凸缘适配器元件100C的中心区段170C沿垂直于突出元件115的延伸方向的方向突出的相应的翼或凸缘区段。对准销接收孔101C用于适合接收波导凸缘的对准销（例如，参见图9B）的目的，波导凸缘将互连，以便确保波导凸缘10C,20C和凸缘适配器元件100C适当对准且允许滑动。
在两个相应的相对成对的突出翼或凸缘区段之间，贯穿凹口（这里是腰部103C）由凸缘适配器侧壁形成，其垂直于纹理表面15C，朝设置在波导开口3C的短或窄侧壁外侧的其相应侧上的纹理表面15C外侧的中心区域渐缩。在两个相应的相对成对的突出翼或凸缘区段之间，贯穿凹口102C由垂直于纹理表面15C的凸缘适配器侧壁形成，该凹口基本上是U形，其中基本上直的区段使U的腿部互连，且在基本上与波导开口3C的长、宽侧平行延伸的位置位于纹理表面15C外侧。腰形凹口103C和U形凹口102C如此定形且具有一定尺寸，以便允许紧固元件12C或其头部（参见图9B）连接至相应波导凸缘10C的表面，例如，标准波导凸缘，而翼或凸缘区段凸缘适配器元件100的周向侧壁如此定形且具有一定尺寸，以便对应于相应波导凸缘10C,20C的周向、外周侧壁。对于标准波导凸缘，腰部和U形凹口102C,103C的位置优选选择成使得它们对应于紧固螺孔所处的位置。
图8B为图8A的凸缘适配器元件100C的顶视图，其元件已经在上文中论述。
图9A示出了设置在两个波导凸缘10C,20C之间的凸缘适配器元件100C，且其中后者由此且通过互连螺钉12C,22C互连，互连螺钉12C,22C具有磁性头部13C,23C或具有头部上的磁性元件。图9A类似于图3C，除了如图8A,8B中的凸缘适配器元件，且因此具有如图8A,8B中的参考标号，参照其的所有元件也在上文中论述。
图9B示出了在借助于凸缘适配器元件100C互连的位置的两个波导凸缘10C,20C，且利用互连元件，螺钉12C,22C引入第一波导凸缘10C和第二波导凸缘20C的螺孔120C,220C中。当具有引入螺孔中的带磁性头部13C,23C的螺钉的波导凸缘10C,20C与凸缘适配器元件100C接触，使得螺钉头部13C,23C定位在贯穿凹口区段中时，即，这里是U形凹口和腰部区段，它们将借助于磁性螺钉头部13C,23C之间的磁性吸引来自动地互连。借助于对准销111C，定位将是准确的。因此，互连以容易的方式发生，如，卡扣操作。尽管可能仍需要螺钉，但它们例如可容易地预先施加或引入到波导凸缘10C,20C的螺孔中，这也在上文中参照图1-4中所示的实施例提到。也不需要上紧任何螺钉。一旦具有磁性头部或头部上的磁性元件的螺钉施加至波导凸缘，且它们到达凸缘适配器元件100C的相对侧上的位置，则互连将以几番自动的方式发生，而不需要处理组件的人员的任何特定技术。因此，较大方便了波导结构或波导凸缘的互连、连结、移除、替换，且可以以容易且快速的方式完成，具有高准确性且不需要施加较强的力而导致破坏纹理或光滑凸缘表面的风险。参照图1-4中提出的实施例已经论述了螺钉头部的高度，且相同情况适用于带有其它纹理表面的实施例，诸如，如也在上文中提到的波状结构、具有椭圆形槽等的结构。其它实例是对应于如图5A,5B中公开的实施例的结构，其中凸缘适配器元件结构适用于固定地连接至波导凸缘，或形成为波导凸缘自身，或布置成与另一个凸缘适配器元件互连，在此情况下，两个凸缘适配器元件设有任何类型的半高度突出元件，或此长度的突出元件，以协作成对来形成全高度突出元件，但它们之间具有间隙。
在下文中，将描述一些不同的纹理表面和包绕的边沿或脊区段，其适用于任何波导凸缘适配器元件或波导凸缘等。
图10A示出了中心部分或结构170，其中凸缘适配器元件的纹理表面15如图1，但这里用于背对背的凸缘适配器元件；然而，周期性或准周期性结构的功能相同，无论其是背对背的实施方式或是单侧实施方式。纹理表面或周期性或准周期性结构15这里包括销115，其布置成与相对的光滑凸缘表面互连，该表面定位成使得其间存在小间隙，以防止波在表面之间的间隙中传播。阻带的条件由销115的高度施加，高度可为大约λ/4，λ是包绕销的介质中的波长，介质一般是自由空间，但也可为介电介质。
销115可为粗的或细的。粗销是从制造观点看是优选的。较大的销粗度与销高度之比使得生产更容易。然而，标准凸缘具有固定尺寸，以便存在有限空间来配合销，且每排销引入波的衰减，以防止它们泄漏出。因此，细销对于凸缘的较好性能是优选的，即，具有较小泄漏。本发明的原理涵盖粗销或细销的使用，或粗或细的其它突出元件。
还如参照图1所述，围绕波导30开口的边沿或脊151,152对于波导凸缘的电性能很重要，且因此不应随意选择该尺寸。另外，必须考虑制造方面。在E. Pucci、P.-S. Kildal的“Contactless Non-Leaking waveguide flange Realized by Bed of Nails formillimetre wave Applications”（第六届欧洲天线和传播会议（EUCAP），3533到3536页，布拉格，2012年3月）中，如现有技术部分中所提到，公开了使用围绕波导开口的脊。该脊具有与销相同的高度，且沿波导开口的宽侧更粗，且称为“阻抗变换器”。该厚度为大约λg/4，且其在波导开口处以一种方式将开路变为短路，使得波“看到”金属壁或电触头，即使波可进入的凸缘之间物理上存在间隙。在一些实施例中使用的相似的纹理结构，例如，差别在于存在波导开口的宽侧上的最外排外侧的一个或多个较短的销排，且短边沿或脊152的壁略微较厚。
在图10B中，示出了纹理结构15的顶视图或前视图。
Pucci等人提出的设计示出了不适于在60GHz下产生。脊的设计中的一个是矩形边沿，具有沿波导开口的宽壁的λg/4的厚度，且具有沿波导开口的窄壁仅50μm或甚至更小的厚度。从制造观点看，此厚度不适合。如果另一方面增大厚度，则不可能覆盖标准凸缘的整个V带（从50GHz到75GHz），这是很宽的带。这归因于带内出现的谐振。
围绕波导开口的脊的另一个设计是圆形边沿，其用于200-300GHz的凸缘，该凸缘在In S. Rahiminejad、E. Pucci、V. Vassilev、P.-S. Kildal、S. Haasl、P. Enoksson的“Polymer Gap adapter for contactless, Robust, and fast Measurements at 220-325 GHz”（Journal of Microelectromechanical Systems，第25卷，第1期，2016年2月）中描述，这也在上文中提到，然而，这也不适于V带凸缘，其中销和脊的尺寸电气上在波长方面较大。凸缘的尺寸是固定的且有限的，所以如果围绕波导开口的脊采用圆形设计，则基本上没有空间来配合凸缘中的销。
在图11中，公开了中心部分或结构170D的另一个实施例，其中纹理表面15D包括许多突出元件115D。已经实现，长脊或边沿151D也对于停止波传播穿过间隙很重要，且甚至使得有可能将设计所需的销（或更大体上是突出元件）的排数减少至仅一个（见图13A-13B）。然而，在所示实施例中，存在两排销115D。围绕波导3D开口的矩形边沿或脊151D,152D改变，以便覆盖较大的频带，例如，在一些实施方式中，从50GHz到75GHz的整个频带，但当然本发明不限于此，而是其可改造成覆盖任何适合或期望的频带。有利地，波导的窄侧或短侧上的边沿或脊152D具有足够的厚度来允许容易的制造，例如，大约200到400μm之间，优选小于400μm。沿波导开口的宽侧或长侧的边沿或脊151D分成不同的区段，中心脊区段，也称为平台151D'，其具有大约λg/4的厚度D2，以及外较窄脊区段151D''，其具有厚度D2'。因此，中心脊区段或平台151D'不必一直沿波导开口的宽侧的整个长度延伸。
中心脊区段或平台151D'的长度L或延伸可优化，以给出相关频带内的泄漏方面的良好性能，在一些实施例中，例如是50到75GHz。还已经认识到，沿波导开口的窄侧和脊或平台151D'的长度存在边沿或脊152D的厚度之间的关系。短侧边沿或脊152D的厚度越大，则中心脊区段（平台151D'）的长度L越短。
仅为了举例的原因，且不通过限制性目的，针对一些不同的实施例给出了用于60GHz凸缘适配器元件的一些不同实施例。在一个实施例中，使用了粗销，其例如具有大约670μm的直径，以及大约1110μm的高度（完整高度）。壁厚可例如在H平面中为200μm（短脊区段152D和外脊区段151''的壁厚），以及在E平面中为λg/4，对应于中心脊区段151D'的壁厚。空气间隙可为大约100μm，且凸缘可具有大约6.6mm的总厚度。
在用于60GHz凸缘适配器元件的一个实施例中，使用了细销，其具有例如大约400μm的直径。壁厚可例如在H平面中为200μm（短脊区段152D和外脊区段151''的壁厚），以及在E平面中为λg/4，对应于中心脊区段151D'的壁厚。空气间隙可为大约100μm，且凸缘可具有大约6.6mm的总厚度。
在60GHz凸缘适配器元件的又一个实施例中，使用了细销，其具有例如大约400μm的直径，且使用了H平面中的大约300μm的壁厚（短脊区段152D和外脊区段151''的壁厚），且在E平面中是λg/4，这对应于中心脊区段151D'的壁厚。空气间隙可为大约100μm，且凸缘可具有大约6.8 mm的总厚度。
图12示出了以背对背实施方式的如图11中的具有包绕边沿或脊结构的纹理表面和波导的中心区段或结构170E，即，具有围绕波导开口的两侧上的相同周期性或准周期性结构。类似的元件具有与图11中相同的参考标号，但标记为"E"，且因此不在此进一步论述。
图13A示出了中心部分或结构170F的另一个实施例，其中纹理表面15F包括许多突出元件115F。如上文参照图11所述，通过理解长脊或边沿151F也对于停止波传播穿过间隙很重要，具有波导开口的每侧上的仅一排突出元件115F的实施方式是有利的，其一个实例在图13A中示出。围绕波导3F开口的矩形边沿或脊151F,152F改变，以便覆盖较大的频带，例如，在一些实施方式中，从50GHz到75GHz的整个频带，但当然本发明不限于此，而是其可改造成覆盖任何适合或期望的频带。有利地，波导的窄侧或短侧上的边沿或脊152F具有足够的厚度来允许容易的制造，例如，大约200到400μm之间，优选小于400μm。沿波导开口的宽侧或长侧的边沿或脊151F分成不同的区段，中心脊区段，也称为平台151F'，其具有大约λg/4的厚度，以及外较窄脊区段151F''。中心脊区段或平台151F'不会一直沿波导3F开口的宽侧的整个长度延伸。
中心脊区段或平台151F'的长度L或延伸可优化，以具有相关频带内的泄漏方面的良好性能，在一些实施例中，例如是50到75GHz。还如上文所述，沿波导开口的窄侧的边沿或脊152F的厚度与设在宽侧上的脊或平台151F'的长度之间存在一定关系。短侧边沿或脊152F的厚度越大，则中心脊区段（平台151F'）的长度L越短，且反之亦然。图13B是仅为了示范性目的示出的图13A的中心区段170F的顶视图。
图14A示出了包括如图13A中的中心区段或结构170F的凸缘适配器元件的一个实施例，因此不会在此进一步论述其，且其设有外保护性或支撑区段或元件，例如，边沿105F（也见图1中的参考标号105），其设置成以便包绕周期性或准周期性结构15F，即，纹理表面。外保护性或支撑区段或元件（例如，边沿等）105F的形状对于电气性能不重要，但在两个凸缘连接在一起时提供支撑或接触表面很重要，以保护凸缘表面（光滑或纹理的）免受损坏。其还有助于提供凸缘之间的固定间隙，因为该外保护性或支撑区段或元件（边沿）105F的高度针对完整高度的突出元件结构等于突出元件151F的高度加上间隙，以及针对半高度突出元件结构等于突出元件的高度加上一半间隙，或对应地，如果对于突出元件使用不同高度。
关于参照图1所述的实施例，凸缘适配器元件100F包括翼或突出区段，对准销孔101F设在翼或突出区段中，且在凹口之间，例如，包括U形凹口102F和腰部103F，提供成以便留下空间来用于紧固元件，例如，具有如本申请较早论述的磁性头部或附接至头部等上的磁性部分的螺钉，且因此这里将不会进一步描述。
图14B为仅为了示范性目的示出的图14A的凸缘适配器元件100F的顶视图。
在图15A中，示出了一组备选的互连元件12G1,12G1,12G2,12G2。图15B,15C中示出了顶视图和侧视图。此互连元件或紧固元件的使用在以具有不同深度或厚度的凸缘适配器元件克服问题中和在磁性元件应紧固到现有或制造的螺钉上时是特别有利的。该解决方案这里包括使用紧固***，这里包括也用作紧固件的四个单独的互连元件。它们具有的形状适于如本申请较早描述的凸缘适配器元件的形状；图16B中示出了具体实施方式。未详细描述对于该实施例不是特有的元件，因为已经参照了前述实施例进行了描述，且相似的元件给有相同的参考标号，但标记为“G”。
这里，使用了两个不同（和镜像）形状的互连（或紧固）元件，第一互连元件12G1，也称为顶部/底部紧固件，以及第二互连元件12G2，也称为侧紧固件。因此，加强了语义外观且降低了不正确安装的风险。除外形之外，互连元件12G1,12G2的设计是相似的。在一个实施例中，它们具有壳形构造122，适于例如WR15凸缘的形状。在内部，它们设有圆顶形的凸起121，其适于允许连接至波导凸缘的现有螺孔。在前侧上，圆柱形壳123提供成接收永磁元件13G，例如，3x2mm钕磁体。
通过使它们朝如图16A中所示的凸缘10G的中心卡扣就位，互连元件12G1,12G1,12G2,12G2可容易地施加至波导凸缘10G，例如，WR15凸缘。圆顶形凸起121和径向壳形状122确保了互连元件固定在适当位置或就位。一旦互连元件12G1,12G1,12G2,12G2施加到波导凸缘10G上，则凸缘间隙适配器元件100G可使用例如参照图3A,3B所述的对准销来安装。互连元件和对准销的形状确保了凸缘适配器100G将不会不正确地安装。通过将四个互连元件或紧固件安装至如图16A中所示的互连波导凸缘（未示出），互连将通过使波导凸缘对准在凸缘适配器元件100G上来完成，其中其将借助于如本申请较早描述的磁性元件来保持就位。优选地，互连元件在凸缘适配器元件100G之前附接至波导凸缘，以便避免对凸缘适配器元件的损坏，但这不是必需的。为了互连元件的分离，它们被简单地拉离凸缘的中心且向外拉出。在有利的实施例中，互连元件12G1,12G1,12G2,12G2由塑料制成，以提供良好的弹性性质来用于安装和分离目的。在其它实施例中，它们由金属制成。它们然后可（也）借助于螺钉从波导凸缘的后侧附接。
例如，互连元件可借助于喷射成型或液体注射成型来制造。当然，其它制造方法也是可能的。
应当清楚，本发明不限于所示实施例，而是其可以以许多方式改变，且不同实施例的特征可自由地组合。具体而言，周期性或准周期性结构（纹理）可具有许多不同种类，即，突出元件的类型、形状和尺寸和布置，且尺寸针对不同频带缩放，一些数字例如是针对60GHz实施方式给出，主要涉及突出元件的尺寸、围绕波导开口的脊区段的厚度等。还应当清楚，凸缘适配器元件可实施为单独的部分，以允许可释放连接至波导凸缘，借助于对准销来引导和滑动，或包括波导凸缘自身，或适于固定连接至波导凸缘。凸缘适配器元件还可提供为背对背的凸缘适配器元件或单侧元件。更进一步，互连元件可包括磁性螺钉头部，或借助于胶合等连接至螺钉头部的磁体，或附接至其它互连元件的磁性元件，以及磁性元件可紧固到或紧固至波导凸缘上，或具体对于凸缘适配器元件，通过胶合固定地连接至波导凸缘或凸缘支撑元件（例如，见5A中的参考标号145A），例如，在小凹口或腔中或在表面外部。另外，翼区段的形状和尺寸，或用于互连元件（例如，具有磁性元件的螺钉）的中间凹口进入空间可以以许多方式改变，仅一些列举了示出的实施例。还有可能使用除具有磁体的螺钉或如此磁体之外的紧固元件。具体的实施方式是指具有如此的包绕保护性或支撑边沿的凸缘适配器元件，独立于互连元件的类型。
在一些实施例中，纹理表面（即，周期性或准周期性结构）包括许多正方形销，具有（0.15λ）2的截面积，以及0.15-0.25λ的高度，以包绕波导开口。其还可包括波状结构，具有多个同心地或椭圆形设置的波纹，带有包绕波导开口的槽。
如上文所述，任何适合种类的销或波纹的宽度或截面尺寸/高度由期望的频带确定。频带越高，则尺寸越小，且尺寸随波长线性缩放；频率越高，则波长越小，且尺寸越小。对于频带，波长这里意思是对应频带的中心频率的波长。
本发明的优点在于，当使用磁性互连元件时，凸缘适配器元件可在许多不同的凸缘连接中容易地连接、松开或再使用。另一个优点在于，例如在使用磁性元件时，连接和释放比如果使用其它紧固机构更快。
本发明的原理还适用于圆形波导。
原理还适用于不是圆形而例如是矩形的波导凸缘。
具体而言，其可用于将微波或毫米波工具或仪器连接至微波或毫米线路或装置，或测试下的装置（DUT）或用于工具或仪器的校准布置，以用于分析或测量微波或毫米线路或装置。微波仪器这里还意指用于达到和高于THz频率的装置。
优点在于，提供了波导互连布置，其便于使用现有的标准波导凸缘来互连。
波导结构互连布置也是紧凑的，且容易组装和再组装。
还特别有利的是，间隙的存在允许了表面（例如，两个纹理表面和纹理表面和光滑表面）之间的相对位移，这在一些实施方式中是有利的，例如，在需要移动凸缘时的校准程序等期间。
应当注意，表面之间的间隙描述为间隙，在一些情况下，其可为基本上零间隙，主要点在于不需要两个表面之间的任何电接触。

Claims (18)

1.一种用于波导结构的互连的布置，包括许多波导凸缘适配器元件，所述波导凸缘适配器元件包括具有由许多突出元件形成的周期性或准周期性结构的传导材料的纹理表面，所述突出元件布置或设计成允许波至少在预期操作频带中沿期望的方向或波导路径传递跨过围绕波导开口的表面之间的间隙至另一波导开口，且停止所述间隙中的波沿其它方向的传播，
其特征在于，
所述用于波导结构的互连的布置包括互连装置，以允许与至少一个波导凸缘适配器元件和波导结构的波导凸缘或另一个波导凸缘适配器元件互连，而不需要电接触或传导接触，且确保所述间隙存在于由周期性或准周期性布置的突出元件形成的所述至少一个表面与围绕另一个波导凸缘或另一个波导凸缘适配器元件的另一个波导开口的表面之间，因此确保了由所述周期性或准周期性布置的突出元件形成的所述一个或多个表面不会与相对的互连的波导凸缘或波导凸缘适配器元件直接机械接触，所述间隙或每个间隙小于λ/4，λ是包绕销的介质中的波长，所述介质是自由空间或介电介质，其中波长是待测量或校准的波导信号的对应波导频带的中心频率波长，以及
所述互连装置包括至少部分地包绕由所述周期性或准周期性布置的突出元件形成的所述一个或多个表面，即，纹理表面，的边沿、脊或任何其它一个或多个保护性或支撑元件或保护性或支撑层。
2.根据权利要求1所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
用于波导结构的互连的布置包括至少一个单独的、松开的波导凸缘适配器元件，所述波导凸缘适配器元件可释放地设置在待互连的两个波导凸缘之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述至少一个波导凸缘适配器元件包括对准销孔，所述对准销孔围绕由周期性或准周期性布置的突出元件形成的所述表面，即，所述纹理表面，对称地设置且离其一定距离，以及所述用于波导结构的互连的布置布置成借助于对准销来相对于所述一个或多个互连波导凸缘对准，所述对准销引入所述凸缘适配器元件的对准销孔中，且引入所述一个或多个互连波导凸缘中的协作销孔中。
4.根据权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
用于波导结构的互连的布置包括至少一个波导凸缘适配器元件，所述波导凸缘适配器元件或每个波导凸缘适配器元件包括由周期性或准周期性布置的突出元件形成的一个表面，即，纹理表面，所述波导凸缘适配器元件或多个波导凸缘适配器元件适于固定地或可释放地连接至波导凸缘，或可释放地连接至两个波导凸缘或介入两个波导凸缘之间，以及所述至少一个波导凸缘适配器元件可滑动地布置在对准销上。
5.根据权利要求4所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述互连装置还包括互连元件，以及所述波导凸缘适配器元件或每个波导凸缘适配器元件包括许多贯穿凹口或突出区段或翼部分，以允许接收所述互连元件或其部分，或连接至至少一个互连波导凸缘的互连元件，以及所述互连元件包括磁性元件或磁性部分，其适于与所述另一个互连波导凸缘的磁性元件或与所述另一个互连波导凸缘的互连元件的磁性元件或磁性部分协作，所述互连元件中的至少一些包括具有磁性头部或固定地或可释放地连接至其的磁性元件的紧固元件，或夹持元件、或夹元件、或卡扣元件，以及当所述凸缘适配器元件或多个元件介入或对准在两个波导凸缘之间时，所述波导凸缘将互连，且所述凸缘适配器元件夹持或保持在其间。
6.根据权利要求5所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述互连元件包括具有突出部分的螺钉或套筒以用于标准波导凸缘，并且所述波导凸缘适配器元件具有对应于螺钉头部或突出部分的高度的两倍的厚度，以及包括螺钉的所述互连元件适于引入两个互连波导凸缘的螺孔中。
7.根据权利要求4所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述一个或多个波导凸缘适配器元件适于使具有光滑表面的两个波导凸缘互连，以及一个或每个纹理表面将面对所述光滑表面中的一个，使得小于λ/4的所述间隙设在纹理表面与光滑波导凸缘表面之间，λ是包绕所述销的介质中的波长，所述介质是自由空间或介电介质。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述波导凸缘适配器元件或每个波导凸缘适配器元件借助于紧固元件连接至或紧固至光滑波导凸缘，或胶合到波导凸缘上，使得所述纹理表面背对其所紧固的光滑波导凸缘。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
它包括两个波导凸缘适配器元件，每个波导凸缘适配器元件包括具有由许多突出元件形成的周期性或准周期性结构的传导材料的表面，以及所述两个表面的突出元件布置成互补的，使得第一组突出元件的每个突出元件面对第二组突出元件中的突出元件，且分别具有一定高度或长度，使得每个表面的两个对应元件的总高度或长度形成停止波在所述波导凸缘之间的间隙内沿任何方向传播所需的周期性或准周期性结构的完整长度，而允许波至少在所述预期操作频带中传递跨过所述间隙，从一个凸缘表面中的波导开口到另一个中的波导开口，所述第一组和第二组的突出元件的长度或高度相同，分别具有形成期望阻带所需的总长度的一半，或第一组和第二组和/或第一组和第二组内的突出元件的长度或高度分别不同，两个彼此面对的突出元件的总长度对应于形成期望阻带所需的总长度，或所述第一组和第二组的突出元件相对于彼此布置在分开位置，每个凸缘适配器元件适于固定地或可释放地连接至相应波导凸缘，或自身形成波导凸缘。
10.根据权利要求9所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
每个波导凸缘适配器元件包括四个突出区段或翼区段，其围绕每个波导凸缘适配器元件的相应纹理表面设置，其中每个翼区段包括适于接收互连元件的孔。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
包括所述周期性或准周期性结构、或围绕所述波导凸缘适配器元件的波导开口设置的所述突出元件的图案的所述波导凸缘适配器元件的侧或表面被优化来提供两个连结、互连的波导结构之间的低反射系数和高传递系数，以及突出元件的高度当具有所述周期性或准周期性结构的所述凸缘适配器元件与具有光滑传导表面的波导凸缘互连时对于完整高度的突出元件具有λ/4-λ/2之间的高度，或当具有所述周期性或准周期性结构的所述凸缘适配器元件与具有周期性或准周期性结构的另一个波导凸缘元件互连时对于非完整高度突出元件具有λ/8-λ/4之间的高度，λ是包绕所述销的介质中的波长，所述介质是自由空间或介电介质。
12.根据权利要求11所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述至少一个波导凸缘适配器元件包括边沿或脊区段，所述边沿或脊区段布置成包绕突出元件、所述纹理表面的周期性或准周期性结构，所述边沿或脊区段包括长边沿或脊区段和短或窄边沿或脊区段，其布置成包绕所述波导开口的宽侧和窄侧，所述边沿或脊区段的厚度或一个或多个长度共同选择以优化电气性能同时考虑关于所需的边沿或脊厚度的制造要求，以及所述周期性或准周期性结构的图案和所述边沿或脊区段尺寸也共同选择以优化电气性能同时考虑关于所需的边沿或脊厚度的制造要求。
13.根据权利要求12所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述长边沿或脊区段的壁厚是λg/4，λg是所述波导中的波长。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述周期性或准周期性结构的所述突出元件围绕所述波导开口布置成许多排，不同排中存在不同数量的突出元件。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述周期性或准周期性结构，即，所述纹理表面，设计成也利用所述纹理表面与波导结构的相对的波导凸缘表面之间的小间隙来提供泄漏出波导凸缘适配器元件与波导结构的互连或连结的波导凸缘之间的波的阻带，以及使得从波导凸缘适配器元件与互连的波导凸缘中的一个中的波导开口传递至另一个中的波导开口的波未受影响，且从所述互连或接头的反射与常规波导凸缘由较强地上紧的螺钉很紧互连或连结时的反射和发射相同或很接近。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的用于波导结构的互连的布置，
其特征在于，
所述突出元件具有一定尺寸，且布置成适于特定期望的频带的图案。
17.一种表面结构，包括周期性或准周期性结构、纹理表面，所述周期性或准周期性结构、所述纹理表面包括用于根据权利要求1至权利要求16中任一项的用于波导结构的互连的布置的许多突出元件，
其特征在于，
所述表面结构包括布置成包绕波导开口的边沿或脊区段，所述周期性或准周期性结构，即，所述纹理表面，围绕所述波导开口设置，所述边沿或脊区段包括长边沿或脊区段和短或窄边沿或脊区段，所述长边沿或脊区段和短或窄边沿或脊区段布置成包绕所述波导开口的宽侧和窄侧，所述长边沿或脊区段和所述短或窄边沿或脊区段的厚度和一个或多个长度，以及所述突出元件的尺寸和布置、图案相对于彼此选择来优化电气性能同时考虑关于边沿或脊和突出元件的所需厚度和一个或多个长度的制造要求。
18.根据权利要求17所述的表面结构，
其特征在于，
所述周期性或准周期性结构的突出元件围绕所述波导开口布置成许多排。
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