[发明专利]一种信号传输结构、介质波导连接结构、车辆及电子设备

说明书

本申请提供了一种信号传输结构、介质波导连接结构、车辆及电子设备，用以降低信号的损耗，提高信号传输质量。信号传输结构包括连接器、金属波导及介质波导，其中，连接器包括相对设置的第一端和第二端，连接器设置有由第一端延伸至第二端的第一通孔，第一通孔具有金属内壁；金属波导具有第二通孔，金属波导的一端与连接器的第一端连接，且第二通孔与第一通孔连通；介质波导包括芯体和包覆于芯体外周的包层，介质波导具有由连接器的第二端插接于第一通孔内的插入端，在介质波导的插入端，芯体具有超出包层的延伸段，延伸段的端部延伸至第二通孔内并与第二通孔的内壁间隔设置，由第二端指向第一端的方向，延伸段的端部部分的横截面积逐渐变小。

技术领域

本申请涉及信号传输技术领域，尤其涉及到一种信号传输结构、介质波导连接结构、车辆及电子设备。

背景技术

随着自动驾驶技术的发展，越来越多的传感器被应用于车辆的自动驾驶系统中，如高清摄像头、激光雷达等，这些传感器在工作过程中产生的大量数据需要回传至车辆的电子控制单元(electronic control unit，ECU)，由电子控制单元进行处理后进行相应控制。为了提高信号的传输速率，通常可将传感器与电子控制单元之间的信号可调制为毫米波/太赫兹波频段的电磁波，并以介质波导作为载体进行传输。具体来说，传感器的检测信号可通过毫米波/太赫兹发射模块调制为毫米波/太赫兹波信号，调制后的毫米波/太赫兹波信号，并通过介质波导传输至毫米波/太赫兹接收模块，经接收模块解调后再传输到电子控制单元。

现有技术中，毫米波/太赫兹发射模块及接收模块与介质波导之间一般通过金属连接器连接，在连接过程中金属连接器会直接与介质波导或者介质波导芯体接触，由于介质波导的电磁场主要集中在介质波导或者介质波导芯体处，因此在外加金属连接器时就会引入导体损耗。另外，由于介质波导的外层和金属连接器的材质不同，两者的连接处也产生阻抗不连续的问题，从而引入反射损耗。

发明内容

本申请提供了一种信号传输结构、介质波导连接结构、车辆及电子设备，用以降低信号的损耗，提高信号传输质量。

第一方面，本申请提供了一种信号传输结构，该信号传输结构可包括连接器、金属波导以及介质波导。其中，连接器可以包括相对设置的第一端和第二端，内部设置有可由其第一端延伸至第二端的第一通孔，该第一通孔可具有金属内壁。金属波导可具有贯穿其两端的第二通孔，且金属波导的一端可与连接器的第一端连接，连接完成后，金属波导的第二通孔可与连接器的第一通孔连通。介质波导可包括芯体和包覆在芯体外周的包层，介质波导具有插入端，该插入端可由连接器的第二端插接于第一通孔内。在介质波导的插入端，芯体可具有超出包层的延伸段，该延伸段可延伸至第二通孔内，且延伸段的端部与第二通孔的内壁间隔设置。在由连接器的第二端指向第一端的方向，延伸段的端部部分的横截面积可逐渐减小。

上述方案中，在介质波导的插入端，介质波导上的电场能量会慢慢集中到延伸段的端部，然后在延伸段的端部逐渐耦合至金属波导上，实现介质波导与金属波导的之间的信号传递。由于芯体与连接器的金属内壁之间有包层相间隔，因此可以降低金属边界对介质波导内电磁场的扰动，进而可以降低反射损耗，提高信号的传输质量。

在一些可能的实施方案中，信号传输结构可具有第一截面和第二截面，其中，第一截面可位于包层的端部与延伸段的端部之间，第二截面可位于连接器的第二端与包层的端部之间，为了保证信号传输结构在装配过程中阻抗保持匹配状态，第一截面处的等效介电常数ε_eff1与第二截面处的等效介电常数ε_eff2之间满足：

示例性地，延伸段具体可以为锥形结构。或者，延伸段可以包括依次远离包层的端部设置的均匀段和渐变段，均匀段的横截面积保持不变，渐变段为锥形结构。