(57)【要約】      （修正有）【課題】自律走行車、自動運転車両に於いて使用される、ミリ波相互接続用の連結アーム誘電体導波路を提供する。【解決手段】連結アーム誘電体導波路は、第１の断面積を有する一次誘電体導波路３２７と、第１の断面積の断面積より小さい、又はそれと等しい第２の断面積を有する複数の連結アーム３２２１〜３２２ｎで構成する。連結アーム３２２１〜３２２ｎは、開口部Ａ１〜Ａｎ及び角度θ１〜θｎの大きさを調整することにより、異なるカットオフ周波数のハイパスフィルタとして機能する。ＥＣＵに最も近い連結アーム３２２１は、最も高い周波数帯域に適応し、最も遠いい連結アーム３２２ｎは、最も低い周波数帯域に適応する。【選択図】図３
2019068403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長選択性通信システムであって、
第１の断面積を有する一次誘電体導波路と、
前記一次誘電体導波路に通信可能に結合される連結アーム誘電体導波路であって、前記連結アーム誘電体導波路は、前記第１の断面積の断面積より小さい、又はそれと等しい第２の断面積を有する、連結アーム誘電体導波路と
を備える波長選択性通信システム。
【請求項２】
前記第１の断面積は、ミリ波又はサブテラヘルツの周波数信号を伝播するのに適する、
請求項１に記載の波長選択性通信システム。
【請求項３】
前記連結アーム誘電体導波路は、導波路コネクタにより前記一次誘電体導波路に通信可能に結合される、
請求項１又は２に記載の波長選択性通信システム。
【請求項４】
前記導波路コネクタは、導電性材料である、
請求項３に記載の波長選択性通信システム。
【請求項５】
前記導波路コネクタは、ポリマー材料であり、前記ポリマー材料の内表面全体に導電性コーティングを有する、
請求項３に記載の波長選択性通信システム。
【請求項６】
前記導波路コネクタの内部は、誘電体材料で部分的に充填される、
請求項３に記載の波長選択性通信システム。
【請求項７】
前記導波路コネクタの前記誘電体材料は、前記一次誘電体導波路と同じ材料である、
請求項６に記載の波長選択性通信システム。
【請求項８】
前記導波路コネクタは、前記一次誘電体導波路を収容するサイズである開口部を有する一次部分と、前記連結アーム誘電体導波路を収容するサイズである連結アーム部分とを有する、
請求項３に記載の波長選択性通信システム。
【請求項９】
前記導波路コネクタの前記連結アーム部分は、テーパが付けられている、
請求項８に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１０】
前記一次誘電体導波路と通信可能に結合された複数の連結アーム誘電体導波路をさらに備える、
請求項１から９のいずれか一項に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１１】
前記複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、異なる角度で前記一次誘電体導波路に機械的に結合される、
請求項１０に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１２】
前記複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、互いに異なる断面積を有し、前記複数の連結アーム誘電体導波路の断面積の各々は、前記一次誘電体導波路の前記断面積より小さい、
請求項１０に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１３】
前記複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、異なる導波路コネクタにより前記一次誘電体導波路に結合される、
請求項１０に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１４】
第１の断面積を有する複数の一次誘電体導波路と、
複数の導波路コネクタであって、各々が前記複数の一次誘電体導波路を収容するサイズである開口部を有する一次部分と、ある角度で前記一次部分から外へ広がる連結アーム部分とを有し、前記連結アーム部分の各々が前記一次部分から外へ広がる前記角度が互いに全て異なる、複数の導波路コネクタと、
複数の連結アーム誘電体導波路であって、前記複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、前記複数の導波路コネクタのうち１つの連結アーム開口部に挿入される、複数の連結アーム誘電体導波路と
を備える波長選択性通信システム。
【請求項１５】
前記複数の導波路コネクタの各々は、前記複数の導波路コネクタの前記一次部分とインターフェース接続する異なるサイズの開口部を有する連結アーム部分を有する、
請求項１４に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１６】
前記連結アーム部分の各々は、テーパがつけられ、前記複数の導波路コネクタの前記一次部分から離れて対向する開口部は、全て同じ寸法である、
請求項１５に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１７】
導波路コネクタの前記一次部分から離れて対向する前記開口部は、前記複数の導波路コネクタの前記一次部分の前記開口部と同じ寸法である、
請求項１６に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１８】
前記複数の一次誘電体導波路と、前記複数の連結アーム誘電体導波路とは全て、同じ断面寸法を有する、
請求項１７に記載の波長選択性通信システム。
【請求項１９】
前記複数の導波路コネクタの各々は、誘電体材料で部分的に充填される、
請求項１４から１８のいずれか一項に記載の波長選択性通信システム。
【請求項２０】
前記複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、連結アーム誘電体導波路の長さに実質的に直交する端面を含む、
請求項１９に記載の波長選択性通信システム。
【請求項２１】
連結アーム誘電体導波路の表面は、連結アーム誘電体導波路の長さに非直交する角度で形成される端面を含む、
請求項１４から２０のいずれか一項に記載の波長選択性通信システム。
【請求項２２】
各々の連結アーム誘電体導波路の前記端面の前記角度は、導波路コネクタの前記連結アーム部分が、前記一次部分から外に広がる前記角度に実質的に等しい、
請求項２１に記載の波長選択性通信システム。
【請求項２３】
波長通信システムを含む車両であって、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
第１の断面積を有する複数の一次誘電体導波路であって、第１の一次誘電体導波路は、前記ＥＣＵに通信可能に結合される、複数の一次誘電体導波路と、
複数の導波路コネクタであって、各々が前記複数の一次誘電体導波路を収容するサイズである開口部を有する一次部分と、ある角度で前記一次部分から外へ広がる連結アーム部分とを有し、前記連結アーム部分の各々が前記一次部分から外へ広がる前記角度が互いに全て異なる、複数の導波路コネクタと、
複数の連結アーム誘電体導波路であって、複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、前記複数の導波路コネクタの１つの連結アーム開口部に挿入される、複数の連結アーム誘電体導波路と、
複数のセンサであって、各々のセンサは、異なる連結アーム誘電体導波路に通信可能に結合される、複数のセンサと
を含む車両。
【請求項２４】
各々のセンサは、異なる周波数帯域にわたって前記ＥＣＵと通信する、
請求項２３に記載の車両。
【請求項２５】
前記ＥＣＵから最も離れたセンサが、最も低い周波数帯域によって通信する、
請求項２４に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体実装の分野に関し、特に、自動車用途に使用する着脱可能なミリ波相互接続の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業は、自律走行車及び／又は自動運転車両の製造に向けて急速に進歩してきている。自律走行車は、道路、他の車、交通信号、車線標示、歩行者などのような周辺物体に対する車両の位置に関するデータを生成する多くのセンサを利用する。図１に示されるように、車両１００は、任意の数のセンサ１０２、ビデオカメラ１０３、及び全地球測位システム（ＧＰＳ）などの測位システム１０４を含み得る。例えば、センサ１０２は、ビデオセンサ、イメージセンサ、超音波センサ、レーダセンサ、光検知測距（ＬＩＤＡＲ）センサ等を含み得る。これらのコンポーネントから生成されたデータは、車両がどのように反応する必要があるかを決定すべく処理される必要がある。そのため、生成されたデータは、複数の相互接続１０７を通じて周辺コンポーネントから電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０５に転送される。したがって、自律走行車及び／又は自動運転車のために必要とされる追加の周辺センサ及び他のコンポーネントは、車両内部で転送されるデータ量の著しい増加をもたらす。
【０００３】
現在、試験中の自律走行車は、約１．０Ｇｂｐｓと約１．５Ｇｂｐｓとの間のレートでデータ転送を利用し、約４．０Ｇｂｐｓと約６．０Ｇｂｐｓとの間の全データレートを可能にする４つの異なる低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）レーンを採用する。しかしながら、自律走行車の次の世代において必要とされるデータレートは、約１０Ｇｂｐｓ以上（すなわち、４つの差動ＬＶＤＳレーンを使用して約２．５Ｇｂｐｓ）まで増加が見込まれている。このデータレートの増加は、現在利用可能な車両の既存システムのデータレートをはるかに超える。例えば、車両におけるマルチメディア及びインフォテイメントネットワーキングのための規格、すなわちｍｅｄｉａ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｂｕｓ  （ＭＯＳＴ）は、１５０Ｍｂｐｓのデータ転送レートを有する。
【０００４】
高速相互接続を提供するためのいくつかのソリューションは、電気的な相互接続及び光相互接続を含む。しかしながら、両方が自動車産業に使用された場合、著しい障害を受ける。イーサネット（登録商標）などの電気的な接続は、必要とされる帯域幅に到達すべく、複数のレーン（すなわち、ケーブル）を使用することにより利用され得る。しかしながら、これは、自動車産業において必要とされる短〜中の（例えば、５ｍ〜１０ｍ）相互接続のために必要とされるデータレートをサポートするために、ますます高価で大量に消費することとなっている。例えば、ケーブルの長さ又はケーブル上の所与の帯域幅を拡張すべく、より高い品質のケーブルが、使用される高度な等化、変調及び／又はデータ訂正技術のために使用される必要があり得る。残念ながら、これらのソリューションは、さらなる電力を必要とし、システムのレイテンシを増大する。レイテンシの増加は、車両内の乗客及び／又は車両外部の人及び／又はプロパティの安全を確保すべく必要とされる急な決定（例えば、制動、回避操作、ドライブトレイン補正など）を行う必要性に起因して自律走行車において特に問題となる。
【０００５】
ファイバを通じた光伝送は、自律走行車及び／又は自動運転車両のために必要とされる要求データレート及び距離を支持することができる。しかしながら、光接続の使用は、光信号と電気信号との間の変換が必要なために、特に短距離〜中距離（例えば、５ｍ〜１０ｍ）に対して、厳しいパワー及びコストペナルティにつながる。さらに又、光相互接続の位置合わせが、正確に維持される必要がある。これは、光相互接続の位置合わせを変更し得る振動及び他の環境条件に起因して、自動車用途には困難であり、それゆえ光相互接続の信頼性を減少させることが分かる。
【０００６】
したがって、両方の技術（従来の電気及び光）は、高データレート、低レイテンシ、及び周辺センサとＥＣＵとの間の低電力相互接続線を必要とする自律走行車及び／又は自動運転車両に対して最適ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）に通信可能に結合される複数のセンサ及び他の周辺コンポーネントを含む自動車の概略図である。
【０００８】
【図２Ａ】本発明の実施形態によるリングアーキテクチャにおいてＥＣＵに通信可能に結合される複数のセンサを含む自動車の概略図である。
【０００９】
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるＥＣＵにプラグ接続されるプラグ着脱可能なコネクタとのアクティブなミリ波相互接続と、リングアーキテクチャに通信可能に結合される複数のセンサとの概略図である。
【００１０】
【図３】本発明の実施形態によるリングアーキテクチャに沿った各分岐が誘電体導波路の主分岐にどのように結合されるかについての概略図である。
【００１１】
【図４Ａ】本発明の実施形態による誘電体導波路の結合領域の斜視図である。
【００１２】
【図４Ｂ】本発明の実施形態によるテーパ部分を含む誘電体導波路の結合領域の斜視図である。
【００１３】
【図５】本発明の実施形態による結合された誘電体導波路に使用され得る導波路コネクタの斜視図である。
【００１４】
【図６Ａ】本発明の実施形態によるカットライン付きの誘電体導波路の斜視図である。
【００１５】
【図６Ｂ】本発明の実施形態による切り離された後の誘電体導波路の斜視図である。
【００１６】
【図６Ｃ】本発明の実施形態によるカットライン付きの誘電体導波路と、結果として生じる切り離された誘電体導波路の斜視図である。
【００１７】
【図６Ｄ】本発明の実施形態による導波路コネクタに挿入される誘電体導波路の斜視図である。
【００１８】
【図６Ｅ】本発明の実施形態による誘電体導波路により互いに結合される複数の導波路コネクタの斜視図である。
【００１９】
【図７】本発明の実施形態により構成されるコンピューティングデバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態による自律走行車及び／又は自動運転車両において使用されるリングアーキテクチャに含まれるミリ波相互接続を含むシステムが本明細書において説明される。以下の説明において、例示的な実施の様々な態様は、当業者により、その作業の実体を他の当業者に伝えるべく一般に使用される用語を用いて説明されるであろう。しかしながら、本発明は、説明される態様のいくつかだけで実施され得ることは当業者には明らかであろう。説明目的のために、具体的な数、材料及び構成は、例示的な実施の十分な理解を与えるべく、説明される。しかしながら、本発明は、具体的な詳細なく実施され得ることは当業者には明らかであろう。他の例において、周知の特徴が、例示的な実施を不明瞭にしないように省略又は簡略化されている。
【００２１】
次に、様々な動作は、本発明を理解するのに最も有用となるように複数の個別の動作として説明されるであろう。しかし、説明の順序は、これらの動作が必ず順序に依存することを暗示するものと解釈されるべきではない。特に、これらの動作が提示の順序で実行される必要はない。
【００２２】
上記のように、現在利用可能な相互接続のソリューション（すなわち、電気ケーブル及び光ケーブル）は、自律走行車及び／又は自動運転車両（例えば、車、トラック、列車、ボート、飛行機及び任意の他の自律輸送／貨物車両）のために必要とされるデータレート、消費電力、レイテンシ及び／又はコスト目標を満たしていない。したがって、本発明の実施形態は、ミリメートル波の導波路（ミリ波導波路）相互接続によるソリューションを含む。実施形態において、ミリ波導波路は、ミリ波又はサブＴＨｚ周波数帯域において動作すべく設計された低損失にコーティングされた、又はコーティングされていない誘電体材料から作られる誘電体導波路の束を備える。導波路は、ミリ波エンジンを含むパッケージに両端部で結合され得る。短〜中の長さのケーブル（例えば、０．５〜１５メートル以上）において、ミリ導波路ケーブルは、低電力、低レイテンシ、高速及び低コストソリューションを提供する。特に、信号は光信号にアップ・コンバートされる必要がないので、消費電力は、代替的な光ファイバ相互接続技術の消費電力より著しく低い。さらに、短〜中の長さのケーブルにおいて、達成されるビットエラーレートのレベルレートは非常に低い（１０Ｅ−１２より低い）ので、誤り訂正（ＥＣ）の必要はないかもしれない。それゆえ、達成されるレイテンシは、ＥＣが必要とされる、特に高いデータレートで、従来の電気相互接続と比較して著しく低くなり得る。
【００２３】
さらに、相互接続線の数の増加は、システムに追加の重量及びコストをもたらす。特に、各々のセンサが専用の相互接続線を必要とする場合、各々の追加センサは、新たな相互接続回線が必要とされるので、システム全体のコストを増加させる。さらに、各々の追加センサは、ＥＣＵで利用可能なコネクタを必要とするであろう。そのため、車両に対する将来の変更（例えば、追加センサを設ける等）は、可能でないかもしれない。
【００２４】
したがって、本発明の実施形態は、それぞれが、リングアーキテクチャの一次誘電体導波路によりＥＣＵと通信可能に結合される複数のセンサを含む。そのような実施形態の概略図は、図２Ａに示される。図示されるように、一次誘電体導波路２２７は、ＥＣＵ２０５から各センサ２０２又は他のコンポーネント２０３、２０４に信号を伝播する。次に、センサの各々は、連結アーム２２２により一次誘電体導波路に結合される。そのため、一次誘電体導波路２２７だけがＥＣＵ２０５に直接接続される必要がある。
【００２５】
図２Ａに示されるような通信システムを可能にするであろう現在利用可能な導波路カプラーは、単にパワースプリッタであり、波長選択性はない。それゆえ、ＥＣＵから送信されるＲＦ電力量は、センサ２０２の数に依存している。例えば、４つのセンサ２０２を有するシステムは、３つのパワースプリッタを必要とするであろう。各スプリッタが、５０／５０スプリッタである場合、チェーンにおける第４のセンサは、入射電力の８分の１を受け取り、第１のセンサ２０２の電力の４分の１を受け取るであろう。これは、信号の著しい追加増幅を必要とし、かなり多くの入力電力によって動作する増幅器を必要とする。たとえよりインテリジェントカプラー比が選択されたとしても、１つのセンサは入射電力のＮ分の１未満を常に受け取ることとなる。
【００２６】
そのため、本発明の実施形態は、各々の連結アームは波長選択性があるように構成され得る連結アームを含む。波長選択性連結アームにより、電力増幅の問題を除去しつつ複数チャネルが動作するのを可能にする。所定の帯域幅にわたる電力だけが、一次導波路の動作帯域全体の一部の代わりに各々の連結アームで一次誘電体導波路と結合されるからである。したがって、各々の連結アームは、一次導波路を既に伝播中の帯域を除去せずに、連結アームが接続されたセンサからの周波数帯域において結合する。
【００２７】
ここで図２Ｂを参照すると、本発明の実施形態による、ＥＣＵ２１０にプラグ接続され、連結アーム２２２により複数のセンサ２３０に結合される一次誘電体導波路２２７の断面図が示される。実施形態において、一次誘電体導波路２２７及び連結アーム２２２は、ミリ波信号を伝播するのに適し得る。一次誘電体導波路２２７及び連結アーム２２２は、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ＰＴＦＥ、低密度ＰＴＦＥ、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、それらの組み合わせ等のような任意の適切な誘電体材料であり得る。実施形態において、一次誘電体導波路２２７及び連結アーム２２２は、任意の形をした断面を有し得、限定されないが、とりわけ、矩形（丸みがついた角が有る、又は無い）、四角、円形、楕円の断面形状を含み得る。
【００２８】
実施形態において、一次誘電体導波路２２７及び連結アーム２２２はまた、誘電体導波路に電気シールドを提供する金属コーティング（図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態において、金属コーティングは、電力線として使用され得る。例えば、電力は、一次誘電体導波路２２７又は連結アーム２２２に沿ってシールド上に印加され得る。単一の一次誘電体導波路２２７は、コネクタ２２５から延伸するように示されているが、２又はそれ以上の一次誘電体導波路２２７の束が、コネクタ２２５に結合され得ることは、理解されるべきである。
【００２９】
実施形態において、一次誘電体導波路２２７の端部は、ＥＣＵ２１０とインターフェースをとるコネクタ２２５に結合され得る。実施形態によれば、コネクタ２２５は、ミリ波実装基板２２９上に実装されるミリ波エンジン２２８を含む。実施形態において、ミリ波エンジン２２８からの信号は、誘電体導波路２２７中に信号を伝播する導波路ランチャ２３７に通信可能に結合され得る。実施形態において、誘電体導波路は、コネクタによりランチャ２３７に結合され得るが、そのことは、本発明の実施形態を不明瞭にしないために示されていない。ミリ波実装基板２２９内に埋め込まれるように図示されているが、導波路ランチャ２３７及びコネクタは、ミリ波実装基板２２９の上面又は底面を含む任意の位置に形成され得ることは、理解されるべきである。図示された実施形態において、コネクタ２２５は、図を不明瞭にしないために、保護筐体なしで示されている。しかしながら、コネクタ２２５は、複数の異なる実装基板、保護筐体、オーバーモールディング、熱管理ソリューション及び／又は他の必要とされるコンポーネントを含み得ることは、理解されるべきである。例えば、ミリ波エンジン２２８は、実装基板２２８上に実装され得、保護用ケーシングにより実質的に囲まれ得る。さらに、ミリ波エンジン２２８は、単一ブロックとして例示されているが、ミリ波エンジン２２８は、任意の数の個別ダイ、相互接続及び／又は他のコンポーネントを含み得ることは、理解されるべきである。さらに、各々の連結アーム２２２はセンサ２３０に直接接続されるように図示されているが、連結アーム２２２はコネクタ（コネクタ２２５と同様に）によりセンサに結合され得ることは理解されるべきである。さらなる実施形態によれば、コネクタ２２５は、ミリ波エンジン含まなくてよい。そのような実施形態において、ミリ波エンジン２２８は、ＥＣＵ２１０及び／又はセンサ２３０内に実装され得る。
【００３０】
実施形態において、ＥＣＵ２１０は、実装基板２４３上に実装される中央処理装置（ＣＰＵ）ダイ２４４を含み得る。実装基板２４３は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、ソケット又は任意の他の既知の相互接続のような半田バンプ２４２によりＥＣＵプリント回路基板（ＰＣＢ）２４０に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＣＰＵダイ２４４とミリ波エンジン２２８との間で電気的に結合される予め定義されたデジタル相互接続インターフェースダイ２４６はまた、ＣＰＵダイ２４４が実装される同じ実装基板２４３上に実装され得る。例えば、予め定義されたデジタル相互接続インターフェースダイ２４６は、たとえＣＰＵダイ２４４か、ミリ波エンジン２２８のいずれかの出力が他のコンポーネントにより予期される入力タイプと調和しないとしても、信号がＣＰＵダイ２４４とミリ波エンジン２２８との間を通過し得るように信号を変換及び／又は調整し得る。いくつかの実施形態において、ヒートシンク２４８又は任意の他の熱管理技術はまた、ＥＣＵ２１０に含まれ得る。例えば、ヒートシンク２４８は、自律走行車における冷却システムに接続されるもののような液冷ヒートシンク２４８であり得る。図示された実施形態において、ヒートシンク２４８は、ＥＣＵ筐体２１１の表面上に形成される。しかしながら、ヒートシンク２４８は、本発明のいくつかの実施形態においてＥＣＵ筐体２１１の内部に存在し得る。
【００３１】
本発明の実施形態は、内部ケーブル２５４の第１の端部にＣＰＵ実装基板２４３を結合する予め定義されたインターフェース２５２を含み得る。内部ケーブル２５４は、ツイン軸ケーブル等のような任意の適切な電気ケーブルであり得る。内部ケーブル２５４は、それが外部の予め定義されたインターフェース２５６に結合されるＥＣＵ筐体２１１の先端に延伸し得る。外部の予め定義されたインターフェース２５６は、任意の適したインターフェースであり得る。例えば、外部の予め定義されたインターフェース２５６は、ＳＦＰ、ＱＳＦＰ等であり得る。
【００３２】
ここで図３を参照すると、本発明の実施形態による一次誘電体導波路３２７及び複数の連結アーム３２２１〜３２２ｎの略図が示される。連結アーム３２２は、各々の連結アーム３２２が関心のある帯域の下端にカットオフ周波数がある有効な開口部を有するように、開口部Ａ及び角度θの大きさを調整することにより周波数選択性を提供する。したがって、各々の連結アーム３２２は、ハイパスフィルタとして機能し、最も高い周波数帯域だけが通過するのを可能にする。そのようなアーキテクチャ（すなわち、順次ハイパスフィルタ）の使用は、連結アーム３２２が、一次誘電体導波路３２７の長さに沿ってある順番に配置されることを必要とする。特に、ＥＣＵに最も近い連結アーム３２２は、最も高い周波数帯域に適応し、一次誘電体導波路３２７の長さに沿った次の連結アーム３２２は、次に最も低い周波数帯域に適応する、などである。図示された実施形態において、各々の周波数帯域３９５は、異なる破線パターンで表される。テフロン（登録商標）誘電体導波路を有し、５６ＧＨｚ、６０ＧＨｚ及び６４ＧＨｚの中心帯域で動作する３センサシステムのための例示的なリングアーキテクチャにおいて、一次導波路３２７は、３ｍｍｘ１．５ｍｍの断面寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）を有し得、２０度の角度θ１で１．６８ｍｍｘ０．８４ｍｍの寸法を含む開口部Ａ１を有する第１の連結アーム３２２１と、１８度の角度θ２で１．７６ｍｍｘ０．８８ｍｍの寸法を含む開口部Ａ２を有する第２の連結アーム３２２２とを含む。
【００３３】
ここで図４Ａを参照すると、本発明の実施形態による一次誘電体導波路４２７に合流するような連結アーム４２２の一部の斜視図が示される。連結アーム４２２は、一次誘電体導波路４２７より小さい寸法を有する（すなわち、連結アーム４２２の面４８１は、一次誘電体導波路４２７の面４８２より小さい断面積を有する）ことは理解されるべきである。これは、連結アーム４２２が関心のある帯域の最も低い周波数での、又はそれより高いカットオフ周波数を有する信号が伝播することだけを可能にするからである。いくつかの実施形態において、連結アーム４２２及び一次誘電体導波路４２７は個々に製造され、その後結合され得る。実施形態において、結合されたコンポーネントは次に、干渉を防止すべく金属でコーティングされ得る。
【００３４】
ここで図４Ｂを参照すると、本発明のさらなる実施形態による連結アーム４２２及び一次誘電体導波路４２７の斜視図が示される。図示されるように、連結アーム４２２はさらに、遷移領域４８５を含み得る。遷移領域４８５は、面４８１の寸法を変えるべくテーパがつけられた連結アーム４２２の領域であり得る。連結アーム４２２の開口部がより小さい寸法においての選択信号の伝播は損失が多いので、そのような実施形態は、有益であり得る。したがって、連結アーム４２２は、損失を最小にすべく、テーパがついた遷移領域４８５を有する一次導波路４２７と同じサイズである誘電体導波路に結合され得る。
【００３５】
図３、４Ａ及び４Ｂにおいて、一次誘電体導波路及び連結アームは、実質的に連続した誘電体材料であるように示されている。実施形態は、単一のコンポーネントとして一次誘電体導波路及び連結アームを形成することを含むが、さらなる実施形態は、誘電体材料の異なる部分を互いに結合する導波路コネクタを使用することにより製造性の改善を可能にする。
【００３６】
図５は、本発明の実施形態によるリングアーキテクチャのアセンブリを簡略化するために使用され得る導波路コネクタ５５５の斜視図である。実施形態において、導波路コネクタ５５５は、一次誘電体導波路を接続するための開口部５９１を含む一次部分５６１と、連結アームとして機能する連結アーム部分５６２とを含む。実施形態において、連結アーム部分５６２は、所望の周波数選択性を提供すべく、所望の角度及び開口部５９２を有するように製造され得る。実施形態において、連結アーム部分５６２はまた、連結アームを一次誘電体導波路と同じ寸法に戻すようにテーパをつける遷移領域を含み得る。そのため、連結アーム部分５６２上の第２開口部５９３が開口部５９１と同じ寸法であり得るので、アセンブリは、簡略化され得る。したがって、アセンブリプロセスにおいて使用される全ての誘電体導波路は、同じ断面積を有し得る。
【００３７】
実施形態において、導波路コネクタ５５５は、導電性材料である。さらなる実施形態は、任意の材料（例えば、ポリマー）であり、内表面上の金属コーティングを含む導波路コネクタ５５５を含み得る。さらに、実施形態は、完全に中空である導波路コネクタ５５５を含む。別の実施形態において、導波路コネクタ５５５は、誘電体材料で部分的に充填され得る。特定の実施形態において、導波路コネクタ５５５を部分的に充填する誘電体材料は、一次導波路のために使用される同じ誘電体であり得る。そのような実施形態において、誘電体導波路は、誘電体充填物と接触するように導波路コネクタに挿入可能である。
【００３８】
さらに別の実施形態において、導波路コネクタはまた、圧着コネクタであり得る。圧着コネクタは、一次誘電体導波路上に折り重なる２つの部分を含み得る。そのような実施形態において、圧着コネクタは、連結アーム誘電体導波路を固定する連結アーム部分をも含みつつ、一次誘電体導波路の周りに巻きついてそれを固定するので、一次導波路は、切断される必要はない。圧着コネクタに加えて、クリップ可能なコネクタが使用され得る。クリップ可能なコネクタは、圧着コネクタと実質的に同様であるが、取り外し可能なクリップにより固定され得る。そのような実施形態は、システムを再構成及び／又は修理するための追加の適応性を提供する。
【００３９】
ここで、図６Ａ〜６Ｅを参照すると、実施形態による波長選択性リングアーキテクチャを組み立てるために使用されるプロセスを図示する一連の斜視図が示される。実施形態によれば、図示されたプロセスフローは、単一サイズの誘電体導波路を使用し、それによりシステムの複雑さを低減し得る。図６Ａから開始すると、破線６９８により示されるように、一次導波路６２７は、ジャンクションが望まれる箇所で切断される。図６Ｂに示されるように、一次誘電体導波路６２７はここで、第１の部分６２７Ａと、第２の部分６２７Ｂとに分離される。
【００４０】
ここで図６Ｃを参照すると、実施形態による連結アーム６２２のために使用される誘電体導波路材料の一部が示される。図示されるように、連結アーム誘電体導波路６２２は、特定の波長選択性のために所望の角度を形成すべく破線６９９に沿って切断され得る。角度がついた連結アーム６２２'の例（すなわち、適当な角度に切断された後の連結アーム６２２）が、図６Ｃに同様に示される。連結アームの角度は誘電体導波路６２２を切断することによりもたらされ得るが、実施形態はまた、導波路コネクタ上の設計（図５に関して先に述べたように）による角度に適応し得ていることは、理解されるべきである。そのような実施形態において、任意の誘電体導波路に対して角度がついたカットをする必要はなく、それによりアセンブリを簡略化し得る。さらに別の実施形態において、連結アーム導波路６２２の端部は、正確な挿入ジオメトリを行うべく機械加工又は熱処理され得る（例えば、テーパ機械加工されて導波路になる）。
【００４１】
ここで図６Ｄを参照すると、一次誘電体導波路６２７Ａ及び６２７Ｂと、連結アーム誘電体導波路６２２（又は６２２'）とが、導波路コネクタ６５５に挿入される。図６Ｅに示されるように、図６Ａ〜図６Ｄに示されるプロセスが、任意の数のセンサ又は他の所望のコンポーネントに適応すべく、複数の連結アームを提供するように繰り返され得る。
【００４２】
図７は、本発明の１つの実施によるコンピューティングデバイス７００を示す。コンピューティングデバイス７００は、ボード７０２を収容する。ボード７０２は複数のコンポーネントを含み得、限定されないが、プロセッサ７０４と少なくとも１つの通信チップ７０６とを含み得る。プロセッサ７０４は、ボード７０２に物理的かつ電気的に結合される。いくつかの実施において、少なくとも１つの通信チップ７０６はまた、ボード７０２に物理的かつ電気的に結合される。さらなる実施において、通信チップ７０６はプロセッサ７０４の一部である。さらなる別の実施において、通信チップ７０６は、予め定義されたインターフェース（例えば、並直列変換器／直並列変換器等）として機能し得る。
【００４３】
その用途に応じて、コンピューティングデバイス７００は、物理的かつ電気的にボード７０２に結合されても、されなくてもよい他のコンポーネントを含み得る。これらの他のコンポーネントは、限定されないが、揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、グラフィクスプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、暗号プロセッサ、チップセット、アンテナ、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリ、音声コーデック、映像コーデック、電力増幅器、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイス、コンパス、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカ、カメラ、及び大容量ストレージデバイス（例えば、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など）を含む。
【００４４】
通信チップ７０６は、コンピューティングデバイス７００との間でデータを伝送するための無線通信を可能にする。「無線」という用語及びその派生語は、非固体媒体を介する変調電磁放射を用いることによりデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するべく使用され得る。当該用語は、関連デバイスが全くワイヤを含まないことを示唆するものではないが、いくつかの実施形態においてはそうではないこともあり得る。通信チップ７０６は、限定されないが、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリ）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、これらの派生物、ならびに３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ及びそれ以降の世代として指定された任意の他の無線プロトコルを含む多数の無線規格又はプロトコルのいずれかを実装し得る。コンピューティングデバイス７００は、複数の通信チップ７０６を含み得る。例えば、第１の通信チップ７０６は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のようなより短い距離の無線通信に専用であり得、第２の通信チップ７０６は、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯなどのような、より長い距離の無線通信に専用であり得る。
【００４５】
コンピューティングデバイス７００のプロセッサ７０４は、プロセッサ７０４内に実装された集積回路ダイを含む。本発明のいくつかの実施において、本発明の実施によれば、プロセッサの集積回路ダイは、有機基板上に実装され得、ミリ波信号に変換され、波長選択性リングアーキテクチャとのアクティブなミリ波相互接続に沿って伝播される信号を提供し得る。用語「プロセッサ」は、電子データをレジスタ及び／又はメモリに格納され得る他の電子データに変換すべく、レジスタ及び／又はメモリからの電子データを処理する任意のデバイス又はデバイスの一部を指し得る。
【００４６】
通信チップ７０６はまた、通信チップ７０６内に実装された集積回路ダイを含む。本発明の別の実施によれば、通信チップの集積回路ダイは、本発明の実施による、有機基板上に実装され得、ミリ波信号に変換され、波長選択性リングアーキテクチャとのアクティブなミリ波相互接続に沿って伝播される信号を提供する。
【００４７】
要約書に説明されることを含む、本発明の例示される実施についての上記の説明は、網羅的であること、または本発明を開示される厳密な形態に限定することを意図しない。本発明の具体的な実施及びその例は、例示目的のために本明細書で説明されるが、当業者であれば認識するように、様々な均等の変形が本発明の範囲内で可能である。
【００４８】
これらの変形は、上述の詳細な説明に照らして、本発明になされ得る。以下の特許請求の範囲において使用される用語は、本発明を明細書及び特許請求の範囲において開示される具体的な実施に限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によりもっぱら決定されるべきであり、特許請求の範囲は、請求項の解釈について確立された方針にしたがって解釈されるべきである。
【００４９】
例１：第１の断面積を有する一次誘電体導波路と、一次誘電体導波路に通信可能に結合される連結アーム誘電体導波路とを備え、連結アームは、第１の断面積の断面積より小さい、又はそれと等しい第２の断面積を有する、波長選択性通信システム。
【００５０】
例２：第１の断面積は、ミリ波又はサブテラヘルツの周波数信号を伝播するのに適する、例１に記載の波長選択性通信システム。
【００５１】
例３：連結アームは、導波路コネクタにより一次誘電体導波路に通信可能に結合される、例１又は例２に記載の波長選択性通信システム。
【００５２】
例４：導波路コネクタは、導電性材料である、例１〜３に記載の波長選択性通信システム。
【００５３】
例５：導波路コネクタは、ポリマー材料であり、ポリマー材料の内表面全体に導電性コーティングを有する、例１〜４に記載の波長選択性通信システム。
【００５４】
例６：導波路コネクタの内部は、誘電体材料で部分的に充填される、例１〜５に記載の波長選択性通信システム。
【００５５】
例７：導波路コネクタの誘電体材料は、一次誘電体導波路と同じ材料である、例１〜６に記載の波長選択性通信システム。
【００５６】
例８：導波路コネクタは、一次誘電体導波路を収容するサイズである開口部を有する一次部分と、連結アーム誘電体導波路を収容するサイズである連結アーム部分とを有する、例１〜７に記載の波長選択性通信システム。
【００５７】
例９：導波路コネクタの連結アーム部分は、テーパがつけられている、例１〜８に記載の波長選択性通信システム。
【００５８】
例１０：一次誘電体導波路と通信可能に結合された複数の連結アーム誘電体導波路をさらに備える、例１〜９に記載の波長選択性通信システム。
【００５９】
例１１：複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、異なる角度で一次誘電体導波路に機械的に結合される、例１〜１０に記載の波長選択性通信システム。
【００６０】
例１２：複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、互いに異なる断面積を有し、複数の連結アーム誘電体導波路の断面積の各々は、一次誘電体導波路の断面積より小さい、例１〜１１に記載の波長選択性通信システム。
【００６１】
例１３：複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、異なる導波路コネクタにより一次誘電体導波路に結合される、例１〜１２に記載の波長選択性通信システム。
【００６２】
例１４：波長選択性通信システムであって、第１の断面積を有する複数の一次誘電体導波路と、複数の導波路コネクタであって、各々が複数の一次誘電体導波路を収容するサイズである開口部を有する一次部分と、ある角度で一次部分から外へ広がる連結アーム部分とを有し、連結アーム部分の各々が一次部分から外へ広がる角度が互いに全て異なる、複数の導波路コネクタと、複数の連結アーム誘電体導波路であって、複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、複数の導波路コネクタのうち１つの連結アーム開口部に挿入される、複数の連結アーム誘電体導波路とを備える波長選択性通信システム。
【００６３】
例１５：複数の導波路コネクタの各々は、導波路コネクタの一次部分とインターフェース接続する、異なるサイズの開口部を有する連結アーム部分を有する、例１４に記載の波長選択性通信システム。
【００６４】
例１６：連結アーム部分の各々は、テーパが付けられ、導波路コネクタの一次部分から離れて対向する開口部は、全て同じ寸法である、例１４又は例１５に記載の波長選択性通信システム。
【００６５】
例１７：導波路コネクタの一次部分から離れて対向する開口部は、導波路コネクタの一次部分の開口部と同じ寸法である、例１４〜１６に記載の波長選択性通信システム。
【００６６】
例１８：複数の一次誘電体導波路と、複数の連結アーム誘電体導波路とは全て、同じ断面寸法を有する、例１４〜１７に記載の波長選択性通信システム。
【００６７】
例１９：導波路コネクタの各々は、誘電体材料で部分的に充填される、例１４〜１８に記載の波長選択性通信システム。
【００６８】
例２０：複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、連結アーム誘電体導波路の長さに実質的に直交する端面を含む、例１４〜１９に記載の波長選択性通信システム。
【００６９】
例２１：複数の連結アーム誘電体導波路の表面は、連結アーム誘電体導波路の長さに非直交する角度で形成される端面を含む、例１４〜２０に記載の波長選択性通信システム。
【００７０】
例２２：各々の連結アーム誘電体導波路を実質的に成す端面の角度は、導波路コネクタの連結アーム部分が、一次部分から外に広がる角度に実質的に等しい、例１４〜２１に記載の波長選択性通信システム。
【００７１】
例２３：波長通信システムを含む車両であって、電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、第１の断面積を有する複数の一次誘電体導波路であって、第１の一次誘電体導波路は、ＥＣＵに通信可能に結合される、複数の一次誘電体導波路と、複数の導波路コネクタであって、各々が複数の一次誘電体導波路を収容するサイズの開口部を有する一次部分と、ある角度で一次部分から外へ広がる連結アーム部分とを有し、連結アーム部分の各々が一次部分から外へ広がる角度が互いに全て異なる、複数の導波路コネクタと、複数の連結アーム誘電体導波路であって、複数の連結アーム誘電体導波路の各々は、複数の導波路コネクタのうち１つの連結アーム開口部に挿入される、複数の連結アーム誘電体導波路と、複数のセンサであって、各々のセンサは、異なる連結アーム誘電体導波路に通信可能に結合される、複数のセンサとを備える車両。
【００７２】
例２４：各々のセンサは、異なる周波数帯域にわたってＥＣＵと通信する、例２３に記載の車両。
【００７３】
例２５：ＥＣＵから最も離れたセンサは、最も低い周波数帯域によって通信する、例２３又は例２４に記載の車両。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
2019068403.tif 000014
【図７】
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【外国語明細書】
2019068403000001.pdf