Title:
DIFFERENZÜBERTRAGUNGSLEITUNG MIT GEMEINSAMER-MODUS-UNTERDRÜCKUNG
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Differenzübertragungsleitung umfasst einen Mantel, eine erste leifähige Struktur, eine zweite leitfähige Struktur und eine ohmsche Schicht. Die erste leitfähige Struktur ist entlang der Differenzübertragungsleitung und in dem Mantel angeordnet und trägt zur Bildung eines dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bei. Die zweite leitfähige Struktur ist entlang der Differenzübertragungsleitung und in dem Mantel angeordnet und trägt zur Bildung des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bei. Die ohmsche Schicht ist dahin gehend ausgerichtet, zu einer elektrischen Feldkomponente eines ersten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen senkrecht zu sein und für eine Absorption einer elektrischen Feldkomponente eines zweiten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes zu sorgen.




Inventors:
Marshall, Todd Steven (Loveland, US)
Vook, Dietrich W. (Loveland, US)
Baney, Douglas (Loveland, US)
Application Number:
DE102017201416A
Publication Date:
02/01/2018
Filing Date:
01/30/2017
Assignee:
Keysight Technologies Inc. A Delaware Corporation (Calif., Santa Clara, US)
International Classes:



Other References:
37 C.F.R. §1.72(b)
Attorney, Agent or Firm:
Schoppe, Zimmermann, Stöckeler, Zinkler, Schenk & Partner mbB Patentanwälte, 81373, München, DE
Claims:
1. Differenzübertragungsleitung (100), die folgende Merkmale aufweist:
einen Mantel;
eine erste leitfähige Struktur (212), die entlang der Differenzübertragungsleitung (100) und in dem Mantel angeordnet ist und zur Bildung eines dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes beiträgt;
eine zweite leitfähige Struktur (214), die entlang der Differenzübertragungsleitung (100) und in dem Mantel angeordnet ist und zur Bildung des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes beiträgt; und
eine ohmsche Schicht (150), die dahin gehend ausgerichtet ist, zu einer elektrischen Feldkomponente eines ersten Modus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen senkrecht zu sein und eine Absorption der elektrischen Feldkomponenten eines zweiten Modus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bereitzustellen.

2. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß Anspruch 1,
wobei die Differenzübertragungsleitung (100) ein Kabel aufweist,
bei der die erste leitfähige Struktur (212) einen ersten Draht aufweist und
bei der die zweite leitfähige Struktur (214) einen zweiten Draht aufweist.

3. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die erste leitfähige Struktur (212) und die zweite leitfähige Struktur (214) einen im Wesentlichen identischen Querschnitt aufweisen.

4. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine erste dielektrische Schicht (325) zwischen der ersten leitfähigen Struktur (212) und der zweiten leitfähigen Struktur (214).

5. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß Anspruch 4, die ferner folgende Merkmale aufweist:
eine zweite dielektrische Schicht (330); und
eine Baugruppe (320), die die erste dielektrische Schicht (325), die erste leitfähige Struktur (212) und die zweite leitfähige Struktur (214) umfasst,
wobei die zweite dielektrische Schicht (330) zwischen der Baugruppe (320) und dem Mantel vorgesehen ist.

6. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die erste leitfähige Struktur (212) und die zweite leitfähige Struktur (214) symmetrisch um eine Achse der Differenzübertragungsleitung (100) herum angeordnet sind.

7. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die ohmsche Schicht (150) den zweiten Modus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes dämpft, indem sie zu den elektrischen Feldkomponenten des zweiten Modus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen parallel ist, um für die Absorption von elektrischen Feldkomponenten zu sorgen.

8. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Mantel in einem Querschnitt, der quer zu einer Ausbreitungsrichtung der Differenzübertragungsleitung (100) ist, eine geschlossene Form bildet.

9. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
bei der die erste leitfähige Struktur (212) Parallelogrammseiten aufweist und
bei der die zweite leitfähige Struktur (214) Parallelogrammseiten aufweist.

10. Differenzübertragungsleitung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei der der erste Modus (3) einen Gegentaktmodus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes aufweist und
bei der ein spezifischer Widerstand der ohmschen Schicht (150) dahin gehend ausgewählt ist, eine Ausbreitung von Feldkomponenten des Gegentaktmodus (3) des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes aufrechtzuerhalten.

Description:

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet von differentiellen elektromagnetischen Übertragungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine differentielle elektromagnetische Übertragungsleitung mit einer ohmschen (widerstandsbehafteten) Schicht.

In der modernen Elektronik werden Differenzsignale oft verwendet, um die Verzerrungsfreiheit eines Signals (Signal-Rausch-Verhältnis) zu verbessern. Differenzsignalisierung wird bei einer Vielzahl von Einstellungen verwendet, einschließlich der Folgenden:

  • – Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen
  • – Analog-/Funkfrequenzschaltungen
  • – Hochgeschwindigkeitsberechnungs- und -kommunikationsausrüstung
  • – Hochspannungsschaltungen

Für Berechnungs- und Kommunikationsausrüstungen wird eine Differenzsignalisierung (wie z. B. unter Verwendung eines Parallel-Serien-Umsetzers/Serien-Parallel-Umsetzers) zum Angehen eines Problems einer zeitlichen Versetzung zwischen Taktimpulsen verwendet. Bei einer Analog- und Funkfrequenzausrüstung verringert eine Differenzsignalisierung die Empfindlichkeit bezüglich elektromagnetischer Störung. Für Hochspannungsschaltungen kann die Differenzsignalisierung verwendet werden, da beide Übertragungsmechanismen elektrisch massefrei sein können und Steuersignale oder analoge Signale unabhängig von der Offset-Gleichspannung bereitgestellt werden können.

Die Differenzsignalisierung weist auch Nachteile auf und arbeitet in der Praxis nicht perfekt. Beispielsweise ist für elektromagnetische Signale üblicherweise ein Einzelmodus für eine Signalausbreitung wünschenswert, da eine Mehrfachmodus-Signalausbreitung aufgrund einer Kopplung (Interferenz) zwischen Signalkomponenten der verschiedenen Modi zu suboptionalen Ergebnissen führen kann. Der wünschenswerte Einzelmodus kann als Differenzmodus, Gegentaktmodus, erster Modus usw. bezeichnet werden, und unerwünschte Modi können als gemeinsamer Modus, Gleichtaktmodus, Modus höherer Ordnung, zweiter Modus, dritter Modus, vierter Modus usw. bezeichnet werden.

Bisher werden zum Unterdrücken der Signale unerwünschter Modi (gemeinsamer Modus, Gleichtaktmodus, Modus höherer Ordnung, zweiter/dritter/vierter Modus) an Differenzübertragungsbaugruppen (Differenzübertragungsanordnungen) selektive Filter verwendet. Die Differenzübertragungsbaugruppen sind mit Sperrbandfiltern für die Signale unerwünschter Modi und Allpassfiltern für die Signale wünschenswerter Modi versehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Differenzübertragungsleitung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Differenzübertragungsleitung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die exemplarischen Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung am besten verständlich, wenn sie unter Betrachtung der beiliegenden Zeichnungsfiguren gelesen werden. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der Übersichtlichkeit der Erörterung halber willkürlich vergrößert oder verkleinert sein. Immer wenn es angebracht und praktisch ist, beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen exemplarischen Innenquerschnitt einer Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

2 einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

3A3C exemplarische Innenquerschnitte für eine andere Differenzübertragungsleitung bei fortschreitender Zusammensetzung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

4 einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

5A5B exemplarische Innenquerschnitte zusätzlicher Differenzübertragungsleitungen mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

6 ein exemplarisches Innenprofil einer Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

7 einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

8 einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

9 ein Diagramm einer 100 Ohm betragenden Gegentaktmodus-Impedanz zwischen zwei mittleren leitfähigen Strukturen bei Frequenzen bis zu 50 Gigahertz für eine Differenzübertragungsleitung ohne Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

10 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus derselben Differenzübertragungsleitung ohne Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 9, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

11 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus derselben Differenzübertragungsleitung ohne Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 9, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

12 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung ohne Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 9, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

13 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung ohne Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 9, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

14 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus (gemeinsamen Modus) einer weiteren (modifizierten) Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

15 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus höherer Ordnung derselben modifizierten Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 14, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

16 eine Auftragung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus höherer Ordnung derselben modifizierten Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 14, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

17 eine Querschnittsansicht einer Differenzübertragungsleitung mit Feldlinien für den Gegentaktmodus, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

18 eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung wie in 17, jedoch mit Feldlinien für den Gleichtaktmodus, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;

19 eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung wie in 17, jedoch mit Feldlinien für den ersten Modus höherer Ordnung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung; und

20 eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung wie in 17, jedoch mit Feldlinien für den zweiten Modus höherer Ordnung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.

Bei der folgenden ausführlichen Beschreibung sind zu Erläuterungs- und nicht zu Einschränkungszwecken repräsentative Ausführungsbeispiele, die spezifische Einzelheiten offenbaren, dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Lehren zu vermitteln. Beschreibungen von bekannten Systemen, Vorrichtungen, Materialien, Arbeitsweisen und Herstellungsverfahren können weggelassen sein, um eine Verzerrung der Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele zu vermeiden. Nichtdestotrotz können Systeme, Vorrichtungen, Materialien und Verfahren, die in dem Gebiet eines Fachmanns liegen, gemäß den repräsentativen Ausführungsbeispielen verwendet werden.

Es versteht sich, dass die hierin verwendete Terminologie lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele dient und keine Einschränkung darstellen soll. Die definierten Begriffe ergänzen die technische und wissenschaftliche Bedeutung der definierten Begriffe, wie sie auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Lehren üblicherweise verstanden und akzeptiert werden.

Es versteht sich, dass, obwohl die Begriffe erste(r, s), zweite(r, s), dritte(r, s) usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente oder Komponenten zu beschreiben, diese Elemente oder Komponenten nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden lediglich dazu verwendet, ein Element oder eine Komponente von einem anderen Element oder einer anderen Komponente zu unterscheiden. Somit könnte ein nachstehend erörtertes erstes Element oder eine nachstehend erörterte erste Komponente auch als zweites Element oder als zweite Komponente bezeichnet werden, ohne von den Lehren des erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen.

Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte Ausführungsbeispiele zu beschreiben, und soll keine Einschränkung des erfindungsgemäßen Konzepts darstellen. Gemäß der Verwendung hierin sollen die Begriffe ”ein(e, er, es)” sowie ”der”, die” und ”das” auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes vor. Ferner wird man verstehen, dass die Begriffe „aufweist” und/oder „aufweisen”, wenn sie in der vorliegenden Spezifikation verwendet werden, das Vorliegen benannter Merkmale, Elemente und/oder Komponenten angeben, ohne jedoch das Vorliegen oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben von vornherein auszuschließen. Gemäß der Verwendung hierin umfasst der Begriff „und/oder” beliebige und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgeführten Posten.

Es versteht sich, dass dann, wenn ein Element oder eine Komponente als mit bzw. zu einem anderen Element oder einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „benachbart” bezeichnet wird, es bzw. sie direkt mit dem anderen Element oder der anderen Komponente verbunden oder gekoppelt sein kann oder dass dazwischen liegende Elemente oder Komponenten vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu sind dann, wenn ein Element als „direkt verbunden mit” oder „direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Komponente bezeichnet wird, keine dazwischen liegenden Elemente oder Komponenten vorhanden.

Angesichts des Vorstehenden ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung durch eine(n, s) bzw. oder mehrere ihrer diversen Aspekte, Ausführungsbeispiele und/oder spezifischen Merkmale oder Teilkomponenten einen oder mehrere der nachstehend spezifisch erwähnten Vorteile bewirken soll. Zu Erläuterungs- und nicht zu Einschränkungszwecken sind exemplarische Ausführungsbeispiele, die spezifische Einzelheiten offenbaren, dargelegt, um ein gründliches Verständnis eines Ausführungsbeispiels gemäß den vorliegenden Lehren zu vermitteln. Jedoch bleiben andere Ausführungsbeispiele, die mit der vorliegenden Offenbarung in Einklang stehen und von offenbarten spezifischen Einzelheiten abweichen, hier innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Patentansprüche. Außerdem können Beschreibungen hinreichend bekannter Vorrichtungen und Verfahren weggelassen werden, um nicht die Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele zu verzerren. Derartige Verfahren und Vorrichtungen fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.

1 zeigt einen exemplarischen Innenquerschnitt einer Differenzübertragungsleitung 100 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Ein „Differenzmodus” kann gemäß der Verwendung hierin auch als Gegentaktmodus (engl.: odd mode) bezeichnet werden, und die durch den Differenzmodus bereitgestellten Signalkomponenten können hierin als „Differenzmodussignale” bezeichnet werden. Ein „gemeinsamer Modus” (engl.: common mode), wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise auch als Gleichtaktmodus (engl.: even mode) bezeichnet werden, und die durch den gemeinsamen Modus bereitgestellten Signalkomponenten werden hierin als „Gemeinsamer-Modus-Signale” bezeichnet. Bei einer Übertragung entlang einer Differenzübertragungsleitung 100 ist das Differenzmodussignal ein Signal, das mit entgegengesetzter Polarität auf zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 erscheint, und die Spannungsdifferenz zwischen den Signalkomponenten wird durch die zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 getragen. Das Gemeinsamer-Modus-Signal ist ein Signal, das gleichermaßen auf den zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 erscheint und keinerlei Differenz zwischen den durch die zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 getragenen Signalkomponenten bezüglich Amplitude oder Polarität aufweist.

Bei den hierin bereitgestellten Beschreibungen sind die Differenzsignale die Signale, die in einer Differenzübertragungsleitung 100 beabsichtigt sind. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung sind Gemeinsamer-Modus-Signale im Wesentlichen unerwünschtes Rauschen, das zu filtern oder zu beseitigen ist. Dies mag unter anderen Umständen außerhalb der vorliegenden Offenbarung nicht gelten, da Andere die Gemeinsamer-Modus-Signale unter bestimmten Umständen, die über den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung hinausgehen, eventuell beizubehalten wünschen.

Die in 1 gezeigte Ansicht ist ein Querschnittsumriss der Differenzübertragungsleitung 100. In 1 sind zwei leitfähige Metallstrukturen 112, 114 vollständig durch einen gezeigten Raum getrennt. Jede leitfähige Struktur 112, 114 ist ein massives dreidimensionales Objekt, das ein Signal trägt (d. h. sie ist ein elektrischer Leiter), und zusammengenommen werden die leitfähigen Strukturen 112, 114 zum Bereitstellen eines Differenzsignals verwendet. Derartige massive Objekte können selbstverständlich Hohlleiter sein, sofern Räume in den leitfähigen Strukturen 112, 114 tolerierbar sind. Die leitfähigen Strukturen 112, 114 sind Formen von Metallobjekten, von denen man weiß, dass sie elektronische Signale mit einer durch die Querschnittsgeometrie definierten charakteristischen Impedanz tragen. In der Praxis ist die charakteristische Impedanz dazu ausgelegt, entlang der Längsausbreitungsrichtung entweder einheitlich oder uneinheitlich zu sein, indem man willkürliche diskrete oder kontinuierliche Variationen der Durchmesser der Strukturen 112, 114 aufweist. Querschnitte der leitfähigen Strukturen 112, 114 können von der Vorderfläche bis zur Rückfläche im Wesentlichen dieselbe Abmessung und Form aufweisen, wenn die charakteristische Impedanz einheitlich gehalten wird. Bekannte Entwurfsnäherungen wie beispielsweise die Wentzel-Kramers-Brillouin-Näherung (WKB-Näherung) sind standardmäßige Praxis beim Entwerfen von uneinheitlichen Übertragungsleitungen, einschließlich der differentiellen elektromagnetischen Übertragungsleitung mit einer ohmschen Schicht. Querschnitte der leitfähigen Strukturen 112, 114 weisen von der Vorderfläche bis zur Rückfläche im Wesentlichen unterschiedliche Abmessungen und Formen auf, wenn die charakteristische Impedanz uneinheitlich ist. Die leitfähigen Strukturen 112, 114 können auch zusätzliche Charakteristika aufweisen, beispielsweise indem sie zwei Endflächen auf gegenüberliegenden Seiten aufweisen, d. h. eine (nicht gezeigte) einzelne Rückfläche auf der gegenüberliegenden Seite der in 1 gezeigten einzelnen Vorderfläche, zumindest wenn die leitfähigen Strukturen 112, 114 in einer Linie angeordnet sind. In der Praxis können derartige leitfähige Strukturen 112, 114 an einer oder mehreren Stellen gebogen sein, so dass die zwei Endflächen nicht parallel sind.

Die leitfähigen Strukturen 112, 114 können auch zusätzliche Charakteristika aufweisen, beispielsweise können sie zwei Endflächen auf gegenüberliegenden Seiten aufweisen, d. h. einschließlich einer (nicht gezeigten) einzelnen Rückfläche auf der gegenüberliegenden Seite der in 1 gezeigten einzelnen Vorderfläche, zumindest wenn die leitfähigen Strukturen 112, 114 in einer Linie angeordnet sind. In der Praxis können derartige leitfähige Strukturen 112, 114 selbstverständlich an einer oder mehreren Stellen gebogen sein, so dass die zwei Endflächen nicht parallel sind.

Bei Mikrowellenübertragungsleitungen können Innenleiter abgerundete Kanten aufweisen, die eine Stromüberfüllung, die andernfalls an scharfen Scheiteln auftreten könnte, vermeiden. Außerdem sind übliche Mikrowellenkomponenten in der Ausbreitungsrichtung nicht einheitlich, und als solche sind leitfähige Strukturen 112, 114 und andere, die hierin beschrieben sind, in der Ausbreitungsrichtung eventuell nicht einheitlich.

Die leitfähigen Strukturen 112, 114 sind positive (+) und negative (–) Leiter einer Differenzübertragungsleitung 100 in 1. Das interessierende Signal wird durch Differenzen zwischen den zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 bezüglich Spannung und Strom getragen. Zusätzlich zu dem beabsichtigten und wünschenswerten Differenzsignal des Differenzmodus wird die Differenzübertragungsleitung 100 auch von zumindest einem Signal eines unerwünschten gemeinsamen Modus (zweiten Modus, Gleichtaktmodus) sowie möglicherweise von zusätzlichen Signalen eines unerwünschten Modus einer höheren Ordnung begleitet. Modi einer höheren Ordnung, die über den hierin beschriebenen Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) hinausgehen, werden hierin beispielsweise als erster Modus einer höheren Ordnung und als zweiter Modus einer höheren Ordnung bezeichnet. Das durch die zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 bereitgestellte beabsichtigte Signal ist ein durch den Differenzmodus bereitgestelltes Differenzsignal. Leitfähige Strukturen 112, 114 und andere hierin beschriebene können ein beliebiger geeigneter elektrischer Leiter sein und können Materialien wie beispielsweise Silber, Kupfer, Gold, Aluminium oder ein anderes Metall, eine Metalllegierung oder nichtmetallische elektrische Leiter verwenden.

Die in 1 gezeigte Differenzsignalleitung 100 umfasst auch einen Außenmantel 140, der eine Außenabschirmung für die in der Differenzsignalleitung 100 getragenen Komponenten ist. Der Außenmantel 140 kann eine schützende Kunststoffbeschichtung oder ein sonstiges geeignetes Schutzmaterial umfassen und ist vorzugsweise eine leitfähige Hülse, obwohl der Außenmantel 140 alternativ dazu ein Isolator sein kann. Die Differenzsignalleitung 100 kann in dem Außenmantel 140 in Bereichen, die nicht anderweitig durch hierin beschriebene Komponenten belegt sind, auch dielektrische Komponenten umfassen. Derartige dielektrische Komponenten können eine oder mehrere dielektrische Schichten umfassen und sind beispielsweise in der in 6 der Differenzübertragungsleitungen der 5A und 5B gezeigten Profilansicht angegeben.

In 1 ist die Übertragungsrichtung für die Differenzübertragungsleitung 100 die Richtung, die aus der Schriftseite herauskommt. Das Signal wird durch die zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 getragen. In 1 erscheinen die leitfähigen Strukturen 112, 114 identisch und symmetrisch in Bezug auf Größe, Form und Ausrichtung auf der Schriftseite. Symmetrie kann aus einer Vielzahl von Gründen nützlich sein, einschließlich der Einfachheit des Entwurfs; jedoch ist Symmetrie zwischen den zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 kein absolutes Erfordernis, und manche anderen hierin beschriebenen elektrischen Leiter sind nicht symmetrisch.

Beim Differenzsignalisieren trägt eine der leitfähigen Strukturen 112, 114 ein positives Signal, und die andere der leitfähigen Strukturen 112, 114 trägt ein negatives Signal, das gleich dem positiven Signal ist, jedoch die entgegengesetzte Polarität aufweist. Das interessierende Signal in 1 wird durch Differenzen zwischen den leitfähigen Strukturen 112, 114 bezüglich Spannung und Strom getragen. Die leitfähigen Strukturen 112, 114 werden differenziell getrieben, und jede trägt zur Bildung eines dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bei.

In der Ansicht der 1 ist eine einzelne Vorderfläche jeder leitfähigen Struktur 112, 114 gezeigt. Die Differenzübertragungsleitung 100 kann beispielsweise ein Kabel sein, und die leitfähigen Strukturen 112, 114 können Drähte sein.

Beispiele von Schaltungen und Schaltungsanordnungen, die Differenzsignale verwenden und Differenzübertragungsleitungen 100, wie sie in 1 gezeigt sind, umfassen, sind Folgende:

  • – Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen
  • – Analog-/Funkfrequenzschaltungen
  • – Hochgeschwindigkeitsberechnungs- und -kommunikationsausrüstung

Das heißt, Differenzübertragungsleitungen 100 können bei Ausrüstungen wie beispielsweise Berechnungs- und Kommunikationsausrüstungen sowie zum Verbinden von Ausrüstungen wie z. B. Berechnungs- und Kommunikationsausrüstungen verwendet werden. Wie nachstehend erläutert wird, können aufgrund der Hinzufügung der ohmschen Schicht 150 Differenzübertragungsleitungen wie beispielsweise die Differenzübertragungsleitung 100 auch für Kommunikationen über längere Strecken und mit größeren Bandbreiten verwendet werden als bisher bekannte herkömmliche Differenzübertragungsbaugruppen.

In 1 wird die Differenzübertragungsleitung 100 durch den Außenmantel 140 geerdet. Wie hierin erläutert ist, sind beim Differenzsignalisieren Gemeinsamer-Modus-Signale und Signale höherer Ordnung in dem Außenmantel 140, die sich aus Signalen zwischen den zwei leitfähigen Strukturen 112, 114 ergeben, unerwünscht.

Restliche Teile eines Substrats, das den Außenmantel 140 umfasst, können ein Dielektrikum sein und können Materialien wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Glasfasermaterial, Kunststoff wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Low-k-Dielektrikum mit verringertem dielektrischem Verlustfaktor (z. B. 10–2), keramische Materialien, Flüssigkristallpolymer (LCP) und ein beliebiges sonstiges geeignetes dielektrisches Material, einschließlich Luft, und Kombinationen derselben, umfassen.

In 1 ist eine ohmsche Schicht 150 zwischen den leitfähigen Strukturen 112, 114 in dem Außenmantel 140 platziert. Die ohmsche Schicht 150 wird angewendet, um Gemeinsamer-Modus-Signale in der Differenzübertragungsleitung 100 zu dämpfen. Eine Dämpfung kann eine Verringerung der Amplitude der Gemeinsamer-Modus-Signale beinhalten.

Die Gemeinsamer-Modus-Signale gelangen in einem durchschnittlichen Winkel, der bedeutend geringer als senkrecht ist, durch die ohmsche Schicht 150 hindurch. Der Gegentaktmodus (Differenzsignale) gelangt in einem durchschnittlichen Winkel, der nahezu senkrecht ist, durch die ohmsche Schicht 150 hindurch.

In 1 ist die ohmsche Schicht 150 derart zwischen den leitfähigen Strukturen 112, 114 platziert, dass sie im Wesentlichen senkrecht zu den Differenzmodusfeldern ist, jedoch innerhalb der und im Wesentlichen parallel zu den Gemeinsamer-Modus-Feldern ist. Damit dies von Anfang an sehr klar ist, bedeutet „im Wesentlichen senkrecht” für die Zwecke der hierhin beschriebenen Differenzübertragungsleitungen nicht unbedingt reziprok bis im Wesentlichen parallel. Diesbezüglich gilt „im Wesentlichen senkrecht” im Durchschnitt eher buchstäblich für Differenzmodusfelder (Erster-Modus-Felder, Gegentaktmodusfelder) als „im Wesentlichen parallel” buchstäblich für Gemeinsamer-Modus-Signale (Zweiter-Modus-Signale, Gleichtaktmodussignale) gilt, und zwar aufgrund der elektromagnetischen Charakteristika dieser Modi und Signalkomponenten. Deshalb können im Wesentlichen senkrechte Differenzmodusfelder (Erster-Modus-Felder, Gegentaktmodusfelder) im Durchschnitt weniger als 5 Grad von einer echten Rechtwinkligkeit zu einer ohmschen Lage 150 abweichen, wohingegen im Wesentlichen parallele Gemeinsamer-Modus-Felder (Zweiter-Modus-Felder, Gleichtaktmodusfelder) im Durchschnitt nahezu 45 Grad von einer echten Parallelität zu einer ohmschen Lage 150 abweichen können.

Die hierin beschriebenen Differenzübertragungsleitungen sind so aufgebaut, dass sie minimale Verluste der interessierenden Felder, d. h. der Differenzmodusfelder (Erster-Modus-Felder, Gegentaktmodusfelder) aufweisen. Dieser Minimalverlust wird bewerkstelligt, indem gewährleistet wird, dass die interessierenden Felder der Differenzmodusfelder (Erster-Modus-Felder, Gegentaktmodusfelder) so senkrecht wie möglich sind, mit einer Primär- oder Medianfeldkomponente, die eine Abweichung von maximal von 10 oder sogar nur 5 Grad von einer echten Rechtwinkligkeit aufweist. Andererseits sind die hierin beschriebenen Differenzübertragungsleitungen so aufgebaut, dass sie einen maximalen Verlust unerwünschter Modi, beispielsweise von Gemeinsamer-Modus-Feldern (Zweiter-Modus-Feldern, Gleichtaktmodusfeldern) bewirken. Dieser maximale Verlust wird über längere Strecken hinweg besser bewerkstelligt, wobei alle anderen Überlegungen gleich sind. Nichtsdestotrotz weist sogar ein nahezu senkrechtes Gemeinsamer-Modus-Feld (Zweiter-Modus-Feld, Gleichtaktmodusfeld) immer noch Vektorkomponenten auf, die parallel zu der ohmschen Lage 150 sind, um vor allem über längere Differenzübertragungsleitungen hinweg gedämpft zu werden.

Deshalb kann der Begriff „im Wesentlichen parallel” so verstanden werden, dass eine Medianfeldkomponente eines Gemeinsamer-Modus-Signals (Zweiter-Modus-Signals, Gleichtaktmodussignals) beispielsweise sogar 45 Grad von einer echten Parallelität zu einer ohmschen Lage abweicht. Andererseits kann der Begriff „im Wesentlichen senkrecht” so verstanden werden, dass eine Medianfeldkomponente eines Differenzmodussignals (Erster-Modus-Signals, Gegentaktmodussignals) nicht mehr als beispielsweise 10 Grad von einer echten Rechtwinkligkeit zu einer ohmschen Lage abweicht.

Somit absorbiert und verringert die ohmsche Schicht 150 die Gemeinsamer-Modus-Signale insofern, als derartige Gemeinsamer-Modus-Signale Komponenten mit Feldlinien umfassen, die parallel zu der ohmschen Schicht 150 sind. In 1 ist die ohmsche Schicht 150 speziell dahin gehend entworfen und platziert, die Gemeinsamer-Modus-Signalkomponenten zu dämpfen, ohne im Wesentlichen die Differenzmodussignalkomponenten zu dämpfen.

Der Schichtwiderstand und nicht die Dicke oder der spezifische Widerstand der ohmschen Schicht 150 steuert die Dämpfung der Gleichtaktmodussignale oder Gemeinsamer-Modus-Signale aufgrund der Tatsache, dass die elektrischen Gemeinsamer-Modus-Felder zu diesen ohmschen Schichten 150 vorwiegend tangential sind. Der Schichtwiderstand ist für ein gegebenes Material umgekehrt proportional zur Dicke. Die Dicke der ohmschen Schicht 150 wirkt sich auf den Verlust des Gegentaktmodus aus, da der Gegentaktmodus vorwiegend senkrecht zu der ohmschen Schicht 150 ist. Die Signaldämpfung ist proportional zu der durch das Feld verrichteten Arbeit. Für Felder, die zu dünnen ohmschen Schichten 150 senkrecht sind, wird wenig oder keine Arbeit geleistet, und es sollte eine minimale Signaldämpfung beobachtet werden. Solange der spezifische Widerstand ausreichend hoch ist, um nicht wie ein Metall auszusehen, gelangen die Felder durch das Material hindurch. Für Felder, die zu der ohmschen Schicht 150 tangential sind, gilt für einen (materialabhängigen) gegebenen spezifischen Widerstand, dass der Schichtwiderstand umso geringer ist, je dicker das Material ist. In beiden Fällen liegt ein optimaler Schichtwiderstand vor. Falls der Schichtwiderstand zu gering ist, fungiert die ohmsche Schicht 150 wie ein Metall und blockiert die Durchdringung der Felder. Falls der Schichtwiderstand zu hoch ist, weist die ohmsche Schicht 150 einen geringeren Einfluss auf. Feldkomponenten werden üblicherweise dann am wenigsten gedämpft, wenn sie in einem senkrechten Winkel an der ohmschen Schicht 150 eintreffen, da der durch die ohmsche Schicht 150 verlaufende Pfad das kleinstmögliche Volumen der ohmschen Schicht 150 in dem senkrechten Winkel durchquert. Folglich dämpft eine dünne ohmsche Schicht 150 meist Gemeinsamer-Modus-Signale für Felder, die nicht senkrecht zu der ohmschen Schicht 150 sind, wohingegen die dickere ohmsche Schicht 150 mehr Gemeinsamer-Modus-Signale dämpft. In jedem Fall soll die dünne ohmsche Schicht 150 nicht Differenzmodussignale dämpfen, und jegliche derartige Dämpfung ist bei der Verwendung der Lehren der vorliegenden Offenbarung unbedeutend.

Wie oben angemerkt wurde, können die Begriffe „im Wesentlichen senkrecht” und „im Wesentlichen parallel” hierin dazu verwendet werden, die Beziehung zwischen Differenzmodussignalen oder Gemeinsamer-Modus-Signalen und ohmschen Schichten wie beispielsweise der ohmschen Schicht 150 zu beschreiben, sollen jedoch nicht als absolut reziproke Begriffe interpretiert werden. In Bezug auf Gemeinsamer-Modus-Signale kann „im Wesentlichen parallel” bedeuten, dass manche Feldlinien der Gemeinsamer-Modus-Signale in einem tangentialen oder nahezu tangentialen Winkel durch die ohmsche Schicht hindurch gelangen, so dass diese Feldlinien die ohmsche Schicht mehr schneiden als es der Fall wäre, wenn sie in einem senkrechten Winkel durch die ohmschen Schichten hindurch gelangen würden. In Bezug auf Differenzmodussignale bedeutet „im Wesentlichen senkrecht”, dass die Feldlinien der Differenzmodussignale mit oder nahezu mit 90-Grad-Winkeln, beispielsweise durchschnittlich mit einer Abweichung von maximal 5 oder 10 Grad, durch die ohmsche Schicht hindurch gelangen, so dass die Feldlinien die ohmsche Schicht minimal oder nahezu minimal schneiden, während sie gerade noch durch dieselbe hindurch gelangen.

Die Begriffe „im Wesentlichen parallel” oder „im Wesentlichen senkrecht” können auch für eine Gruppe von Feldlinien für ein Gemeinsamer-Modus-Signal oder ein Differenzmodussignal gelten. Wenn also ein Gemeinsamer-Modus-Signal dahin gehend bezeichnet wird, dass es eine ohmsche Schicht in einem im Wesentlichen parallelen Winkel schneidet (durch dieselbe hindurch gelangt), kann man dies so verstehen, dass die Mehrzahl einzelner Feldlinien des Gemeinsamer-Modus-Signals mit Winkeln von 45 Grad oder weniger durch die ohmsche Schicht hindurch gelangt. Analog dazu kann, wenn ein Differenzmodussignal dahin gehend bezeichnet wird, dass es eine ohmsche Schicht in einem im Wesentlichen senkrechten Winkel schneidet, dies so verstanden werden, dass die Mehrzahl einzelner Feldlinien des Differenzmodussignals mit Winkeln von 80 bis 100 Grad oder sogar 85 bis 95 Grad durch die ohmsche Schicht hindurch gelangt. Angesichts der Beschaffenheit der hierin beschriebenen Leiter trifft „im Wesentlichen senkrecht” dann, wenn es in Bezug auf Differenzmodussignale verwendet wird, strenggenommen wahrscheinlich mehr zu als „im Wesentlichen parallel”, wenn es in Bezug auf Gemeinsamer-Modus-Signale verwendet wird. Das heißt, ein im Wesentlichen senkrechtes Differenzmodussignal kann Feldlinien mit einem durchschnittlichen Winkel von 80 Grad oder mehr relativ zu einer ohmschen Schicht aufweisen (im Vergleich zu 90 Grad für einen absolut senkrechten Winkel) aufweisen, wohingegen ein Gemeinsamer-Modus-Signal Feldlinien mit einem durchschnittlichen Winkel von knapp unter 45 Grad relativ zu einer ohmschen Schicht (im Vergleich zu 0 Grad für einen absolut parallelen Winkel) aufweisen kann.

Bei der vorliegenden Offenbarung kann die ohmsche Schicht 150 aus einer Vielzahl von Gründen so dünn wie möglich gestaltet werden, auch wenn dies die Dämpfung für Gemeinsamer-Modus-Signale verringert, wie beispielsweise bei Feldern, die zu der ohmschen Schicht 150 senkrecht sind. Die ohmsche Schicht 150 kann einen charakteristischen Schichtwiderstand von ungefähr 100 Ohm/Quadrat, innerhalb einer Bandbreite von ungefähr 50 Ohm/Quadrat und 150 Ohm/Quadrat, aufweisen. Der spezifische Widerstand der ohmschen Schicht wird dahin gehend ausgewählt, die Ausbreitung der elektrischen Feldkomponenten des Differenzmodus des dreidimensionalen elektromagnetischen Felds, das (teilweise) durch die leitfähigen Strukturen 112, 114 gebildet wird, aufrechtzuerhalten. Die ohmsche Schicht 150 kann auch so platziert werden, dass sie die Kapazität der Differenzübertragungsleitung 100 aufrechterhält.

Bei repräsentativen Ausführungsbeispielen kann die ohmsche Schicht 150 kontinuierlich sein und sich entlang der Ausbreitungsrichtung der Differenzübertragungsleitung 100 in 1 erstrecken. Die Kontinuität der ohmschen Schicht ist nur insofern nützlich, als die Kontinuität dazu beiträgt, die Gemeinsamer-Modus-Signalkomponenten, die die Differenzübertragungsleitung 100 begleiten, zu dämpfen. Als solches kann die ohmsche Schicht 150 in der Ausbreitungsrichtung auch diskontinuierlich sein, solange der Mangel an Kontinuität nicht die Dämpfung der Gemeinsamer-Modus-Signalkomponenten beträchtlich verringert. Eine diskontinuierliche ohmsche Schicht 150 kann dazu beitragen, die Kapazität der Differenzübertragungsleitung 100 aufrechtzuerhalten.

Die Differenzübertragungsleitung 100 in 1 kann einen Umriss einer beliebigen geeigneten Form aufweisen, einschließlich eines Kreises, einer Ellipse, eines Rechtecks, eines Quadrats oder einer anderen Form. Eine Differenzübertragungsleitung 100 wie in 1 oder anderen Figuren hierin kann auch andere Elemente wie beispielsweise Dielektrika umfassen, wie sie oben beschrieben wurden.

Beispiele von ohmschen Schichten 150, wie sie hierin beschrieben werden, umfassen Beschichtungen auf dielektrischen Materialien. Beispielsweise kann eine dünne ohmsche Schicht Materialien wie z. B. TaN, WSiN, eine ohmsche Belastung aufweisendes Polyimid, Graphit, Graphen, Nickelphosphid (NiP), Übergangsmetall-Dichalkogenid (TMDC – transition metal dichalcogenide), Nickelchrom (NiCr), Nickelphosphor (NiP), Indiumoxid und Zinnoxid umfassen. Die Widerstandsmaterialien können auch standardmäßige Widerstandsmaterialien wie beispielsweise Titannitrid (TiN) oder Titanwolfram (TiW) sein.

Übergangsmetalldichalkogenide (TMDCs) umfassen: HfSe2, HfS2, SnS2, ZrS2, MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, SnSe2, SnTe2, TaS2, TaSe2, MoSSe, WSSe, MoWS2, MoWSe2, PbSnS2. Die Chalkogenfamilie umfasst die Elemente S, Se und Te der Gruppe VI. Eine ohmsche Schicht 150 kann einen elektrischen Schichtwiderstand zwischen 20 und 2500 Ohm/Quadrat und vorzugsweise zwischen 50 und 150 Ohm/Quadrat aufweisen.

2 zeigt einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung 200 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 2 weisen die leitfähigen Strukturen 212, 214 rechteckige Querschnitte auf und nicht die kreisförmigen Querschnitte der leitfähigen Strukturen 112, 114 in 1. Ein flacher oder breiterer Leiter wurde zuvor für eine Verwendung bei Koaxialkabeln vorgeschlagen, um die Impedanz speziell abzustimmen, ohne einen beträchtlichen zusätzlichen Verlust zu bewirken, und die Fähigkeit, die Sensibilität von Schlüsselparametern innerhalb von Herstellungstoleranzen zu verringern. In dem vorherigen Fall muss, da der Mittelleiter eines Koaxialkabels breiter gestaltet wird, der Abstand von dem Außenleiter sogar noch mehr zunehmen als die Breite des Leiters, um dieselbe charakteristische Impedanz aufrechtzuerhalten. Dies war bei den vorgeschlagenen Koaxialkabeln problematisch, da es zu niedrigeren Frequenzgrenzen führte, die für moderne Übertragungsleitungen, die bei Breitbandkommunikationen verwendet werden, kontraproduktiv sind. Jedoch wird bei einer Verwendung der Differenzübertragungsleitungen 200, wie sie hierin beschrieben sind, der Nutzen flacher leitfähiger Strukturen 212, 214 in Bezug auf eine Verringerung des Verlusts bei derartigen Differenzübertragungsleitungen 200 unter Verwendung der ohmschen Schichten 250 aufrechterhalten. Das heißt, der Einsatz eines Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) und Modi höherer Ordnung kann unter Verwendung der ohmschen Schichten 250 auf die hierin beschriebene Weise abgemildert werden, um den Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) und Modi höherer Ordnung zu verringern.

Die in 2 gezeigte Ansicht umfasst den Außenmantel 240, die erste leitfähige Struktur 212, die zweite leitfähige Struktur 214 und die ohmsche Schicht 250, die die leitfähigen Strukturen 212, 214 halbiert. Wie gezeigt ist, sind die leitfähigen Strukturen 212, 214 um eine Mittelachse der Differenzübertragungsleitung 200 herum im Wesentlichen symmetrisch.

3A3C zeigen exemplarische Innenquerschnitte für eine weitere Differenzübertragungsleitung 300 bei fortschreitender Zusammensetzung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 3A weisen eine erste leitfähige Struktur 312 und eine zweite leitfähige Struktur 314 beide einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind auf beiden Seiten der ohmschen Schicht 350 symmetrisch angeordnet. Die ohmsche Schicht 350 kann eine ohmsche Schicht mit einem rechteckigen Querschnitt sein. In 3B sind die erste leitfähige Struktur 312 und die zweite leitfähige Struktur 314 in einer Baugruppe 320 zusammengesetzt, bei der die ohmsche Schicht 350 eine erste dielektrische Schicht 325 verwendet. In 3C ist die Baugruppe 320 mit allen Innenkomponenten in dem Außenmantel 340 der Differenzübertragungsleitung 300, die eine zweite dielektrische Schicht 330 verwendet, zusammengesetzt. Deshalb können in 3A3C die Komponenten einer Differenzübertragungsleitung 300 systematisch beispielsweise in einer Fabrik unter Verwendung einer Ausrüstung zusammengesetzt werden, die die Komponenten an ihrer jeweiligen Stelle anordnet, während sie geformt oder auf andere Weise zusammengesetzt werden.

In 3 sind die elektrischen Felder des Differenzsignals im Wesentlichen senkrecht zu der ohmschen Schicht 350, wenn sie die ohmsche Schicht 350 schneiden. Die elektrischen Felder der Gemeinsamer-Modus-Signale schneiden die ohmsche Schicht 350 umfassender und beträchtlich weniger senkrecht als die elektrischen Felder der Differenzmodussignale. Folglich ist die Dämpfung der Gemeinsamer-Modus-Signale seitens der ohmschen Schicht 350 viel bedeutender als jegliche unbeabsichtigte Dämpfung der Differenzmodussignale.

Als Beispiel für eine Art und Weise, wie eine ohmsche Schicht 350 zwischen den leitfähigen Strukturen 312, 314 für ein Kabel platziert werden kann, sind die leitfähigen Strukturen 312, 314 Metallbaugruppen endlicher Dicke. Eine ohmsche Schicht 350 kann zwischen zwei Metalldrähten als leitfähigen Strukturen 312, 314 platziert werden. Derartige Metalldrähte wie beispielsweise leitfähige Strukturen 312, 314 könnten (bei der Formung der Hülse) eine flache Oberfläche aufweisen, und die ohmsche Schicht 350 könnte auch auf die flachen Oberflächen gestrichen werden, bevor die zwei Drähte in einem Kabel zusammengeführt werden.

4 zeigt einen weiteren exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung 400 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 4 ist eine ohmsche Schicht 450 schmäler als eine erste leitfähige Struktur 412 und eine zweite leitfähige Struktur 414, und alle drei Komponenten sind mit einem jeweiligen rechteckigen Querschnitt angeordnet, der in der Querschnittsansicht eine flache obere Stelle und eine flache untere Stelle aufweist. Ein Außenmantel 440 bildet die Außenkontur der Differenzübertragungsleitung 400. Charakteristika der schmäleren ohmschen Schicht 450 werden nachstehend im Zusammenhang mit den 920 erläutert.

5A zeigt einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung 500 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 5A ist eine ohmsche Schicht 550 breiter als eine erste leitfähige Struktur 512 und eine zweite leitfähige Struktur 514, und alle drei Komponenten sind wiederum mit einem jeweiligen rechteckigen Querschnitt angeordnet, der in der Querschnittsansicht eine flache obere Stelle und eine flache untere Stelle aufweist. Ein Außenmantel 540 bildet die Außenkontur der Differenzübertragungsleitung 500. Charakteristika der breiteren ohmschen Schicht 550 werden nachstehend im Zusammenhang mit den 920 erläutert.

5B zeigt auch einen exemplarischen Innenquerschnitt der Differenzübertragungsleitung 500 der 5A. In 5B sind zusätzliche ohmsche Schichten 551, 552 hinzugefügt, um den zweiten Modus höherer Ordnung, der sich aus Signalen entlang der leitfähigen Strukturen 512, 514 ergibt, zu dämpfen. Dies wird nachstehend im Zusammenhang mit den 920 erläutert.

In den 5A und 5B kann man jede der leitfähigen Strukturen 512, 514 und die ohmsche Schicht 550 so betrachten, dass sie sechs bedeutende Seiten aufweisen, einschließlich einer oberen Seite und einer unteren Seite, einer linken Seite und einer rechten Seite, der Vorderseite (gezeigt) und einer Rückseite. In 5A und 5B sind die zwei größten Seiten jeder der leitfähigen Strukturen 512, 514 und der ohmschen Schicht 550 die obere Seite und die untere Seite. Wie angegeben ist, können die leitfähigen Strukturen 512, 514 um eine Achse der Differenzübertragungsleitung 500 herum symmetrisch sein, beispielsweise um die Konstruktion einfacher zu gestalten.

6 zeigt ein exemplarisches Innenprofil einer Differenzübertragungsleitung 600 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 6 ist der Außenmantel 640 die äußerste Schicht der Differenzübertragungsleitung 600. Die ohmsche Schicht 650 ist die innerste Schicht der Differenzübertragungsleitung 600, und die leitfähige Struktur 614 ist die zweite Schicht von oben und die leitfähige Struktur 612 ist die zweite Schicht von unten. Die Ansicht der 6 zeigt ein kondensiertes Profil beispielsweise einer Länge eines Kabels, das die Differenzübertragungsleitung 600 aufweist.

7 zeigt einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung 700 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 7 sind zwei leitfähige Strukturen 712, 714 in der Querschnittsansicht kreisförmig und sind um die ohmsche Schicht 750 in dem Außenmantel 710 der Differenzübertragungsleitung 700 herum asymmetrisch angeordnet. In 7 sind die leitfähigen Strukturen 712, 714 in Form und Größe ähnlich oder identisch und unterscheiden sich lediglich darin, dass sie nicht symmetrisch um die Achse der Differenzübertragungsleitung 700 herum angeordnet sind.

In 7 ist die ohmsche Schicht 750 zwischen den leitfähigen Strukturen 712, 714 platziert und wird an ein Gemeinsamer-Modus-Signal in der Differenzübertragungsleitung 700 angelegt. Die Gemeinsamer-Modus-Signale in 7 sind ähnlich den Gemeinsamer-Modus-Signalen in den 1 und 3 und schneiden die ohmsche Schicht 750 viel stärker als Differenzmodussignale. Als Beispiel kann eine ohmsche Schicht 750 eine flache ohmsche Schicht sein, die auf einem dünnen Dielektrikum und unter einem anderen Dielektrikum platziert ist. Die ohmsche Schicht 750 absorbiert und vermindert somit die Gemeinsamer-Modus-Signale.

Bei der vorliegenden Offenbarung kann die ohmsche Schicht 750 aus einer Vielzahl von Gründen so dünn wie möglich gestaltet werden, auch wenn dies die Dämpfung für Gemeinsamer-Modus-Signale verringert. Die ohmsche Schicht 750 weist einen charakteristischen Schichtwiderstand von ungefähr 100 Ohm/Quadrat auf, innerhalb einer Bandbreite von ungefähr 50 Ohm/Quadrat und 150 Ohm/Quadrat. Der spezifische Widerstand der ohmschen Schicht ist dahin gehend ausgewählt, die Ausbreitung der elektrischen Feldkomponenten des Differenzmodus des dreidimensionalen elektrischen Feldes, das (teilweise) durch die leitfähigen Strukturen 712, 714 gebildet wird, aufrechtzuerhalten. Die ohmsche Schicht 750 kann auch so platziert werden, dass sie die Kapazität der Differenzübertragungsleitung 700 aufrechterhält.

Bei einem Beispiel können die hierin beschriebenen Differenzübertragungsleitungen (z. B. 100, 700) bei einer Vorrichtung wie beispielsweise einem Computersystem mit einem Prozessor und Speicher verwendet werden. Beispielsweise kann eine Differenzübertragungsleitung 100, 700 dazu verwendet werden, einen Mikroprozessor mit einem Speicher zu verbinden. Ein Computersystem, das die hierin beschriebenen Differenzübertragungsleitungen (z. B. 100, 700) umfasst, kann ein alleinstehendes Gerät sein oder kann beispielsweise unter Verwendung eines Netzwerks mit anderen Computersystemen oder Peripheriegeräten verbunden sein. Ein derartiges Computersystem kann als verschiedene Vorrichtungen implementiert oder in diese integriert sein, beispielsweise einen ortsfesten Computer, einen mobilen Computer, einen Personal-Computer (PC), einen Laptop-Computer, einen Tablet-Computer, ein drahtloses Smartphone, eine Set-Top-Box (STB), einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), eine Vorrichtung eines Satellitenortungssystems (GPS-Vorrichtung), eine Kommunikationsvorrichtung, ein Steuersystem, eine Kamera, eine Web-Appliance, einen Netzwerk-Router, einen Schalter oder eine Brücke oder eine beliebige sonstige Maschine.

8 zeigt einen exemplarischen Innenquerschnitt einer weiteren Differenzübertragungsleitung 800 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 8 sind die leitfähigen Strukturen 812, 814 beide rund, weisen aber unterschiedliche Größen auf. Sie können auch symmetrisch oder asymmetrisch um eine Achse der Differenzübertragungsleitung 800 herum sein. Die leitfähigen Strukturen 812, 814 sind auf unterschiedlichen Seiten der ohmschen Schicht 850 platziert, und alle Komponenten befinden sich in dem Außenmantel 810 der Differenzübertragungsleitung 800.

Wie bei anderen Ausführungsbeispielen hierin kann die ohmsche Schicht 850 in Segmente unterteilt sein, um die Kapazität der Differenzübertragungsleitung 800 aufrechtzuerhalten. Derartige Segmente können beabstandet sein, um die Kapazität der Differenzübertragungsleitung 800 aufrechtzuerhalten und gleichzeitig so stark wie möglich Gleichtaktmodus-Feldlinien (Gemeinsamer-Modus-Feldlinien) zu schneiden. Das heißt, eine derartige aufgeteilte ohmsche Schicht 850 dämpft trotzdem noch Gemeinsamer-Modus-Signalkomponenten, jedoch ermöglicht die Beabstandung zwischen derartigen Segmenten, dass die Gesamtbaugruppe die Kapazität besser aufrechterhält. Die Anzahl derartiger Segmente der ohmschen Schicht und die relative Beabstandung zwischen zwei oder mehr derartigen ohmschen Schichten können variieren.

9 bis 13 zeigen Diagramme einer Differenzübertragungsleitung (z. B. 400) wie beispielsweise die in 4 gezeigte, jedoch ohne dass die tatsächliche ohmsche Schicht zwischen den leitfähigen Strukturen 412, 414 vorgesehen ist. Vielmehr wird in 9 eine charakteristische Impedanz von 100 Ohm für eine derartige Differenzübertragungsleitung 400 für alle Frequenzen bis einschließlich 50 Gigahertz gleich berechnet. 10 bis 13 zeigen die Neper/Meter-Charakteristik gegenüber der Frequenz für die ersten vier Modi einer derartigen Differenzübertragungsleitung 400.

In 9 ist der Widerstandswert von 100 Ohm die charakteristische Modusimpedanz zwischen zwei mittleren leitfähigen Strukturen 412, 414. Für die Charakteristika, die nachstehend unter Bezugnahme auf 913 unter Verwendung der Differenzübertragungsleitung 400 der 4 beschrieben werden, weist die Differenzübertragungsleitung 400 die zwei leitfähigen Strukturen 412, 414, jedoch nicht die ohmsche Schicht 450, auf. Die leitfähigen Strukturen 412, 414 sind 2 mm breit und weisen für eine Gesamtbreite von 2,266 μm Enden mit einem Radius von 0,133 auf. Die leitfähigen Strukturen 412, 414 sind um 1,4944 mm getrennt, und der Mindestabstand der leitfähigen Strukturen 412, 414 von dem Außenmantel 440 beträgt 7,62 mm. Die in 9 gezeigte simulierte Differenzmodusimpedanz ist bis 50 GHz aufgetragen. Auch beträgt die entsprechende Gleichtaktmodusimpedanz (Gemeinsamer-Modus-Impedanz) 76,8 Ohm (Ω), gemessen von den Mittellinien bis zum Außenmantel/Mantel 440.

Nachstehend werden 1016 beschrieben. Die in 1016 gezeigten graphischen Darstellungen sind von einem Realteil einer Ausbreitungskonstante in Neper/Meter gegenüber der Frequenz. Es wurde eine computerbasierte Simulation durchgeführt, um die in 1016 gezeigten graphischen Darstellungen zu erzeugen.

10 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den Gegentaktmodus derselben Differenzübertragungsleitung 400 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 4, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 10 ist der Realteil der Ausbreitungskonstante für den Gegentaktmodus (Differenzmodus) derselben Differenzübertragungsleitung 400 wie in 9 graphisch aufgetragen (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450). Ein Beispiel der Ablesewerte in 10 ist 0,3 Neper/Meter bei 45 GHz.

11 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den Gleichtaktmodus derselben Differenzübertragungsleitung 400 wie in 10 (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450), gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 11 ist der Realteil der Ausbreitungskonstante für den Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) derselben Differenzübertragungsleitung 400 wie in 9 graphisch aufgetragen (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450). Ein Beispiel der Ablesewerte in 11 ist 0,19 Neper/Meter bei 45 GHz.

12 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung 400 wie in 10 (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450), gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 12 ist der Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung wie in 9 graphisch aufgetragen (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450). Ein Beispiel der Ablesewerte in 12 ist 0,16 Neper/Meter bei über 6 GHz.

13 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung 400 wie in 10 (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450), gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 13 ist der Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus höherer Ordnung derselben Differenzübertragungsleitung wie in 9 graphisch aufgetragen (d. h. ohne die ohmsche Schicht 450). Ein Beispiel der Ablesewerte in 13 ist 0,098 Neper/Meter bei über 13 GHz.

Die in 4 gezeigte Differenzübertragungsleitung 400 weist an dem Außenmantel 440 (Abschirmung) einen relativ großen Durchmesser auf. Der relativ große Durchmesser des Außenmantels 440 unterstützt Wellenleitermodi einer höheren Ordnung bei niedrigeren Frequenzen, was ein Nachteil einer Verwendung breiterer elektrischer Leiter zum Reduzieren von Verlusten ist.

Falls jedoch eine dünne (z. B. 6 μm aufweisende) ohmsche Schicht 450 vorgesehen ist, kann ein Vergleich mit den in 1013 gezeigten Simulationsergebnissen vorgenommen werden. In 4 ist die ohmsche Schicht 450 schmäler als die leitfähigen Strukturen 412, 414. Falls eine derartige ohmsche Schicht 450, die schmäler ist als die leitfähigen Strukturen 412, 414, verwendet wird und einen spezifischen Schichtwiderstand von 100 Ohm/Quadrat aufweist, weist der primäre Gegentaktmodus (Differenzmodus) lediglich einen geringfügig höheren Verlust zwischen 0,31 und 0,32 Neper/Meter auf. Dies steht den 0,30 Neper/Meter gegenüber, die als Charakteristik in 10 gezeigt sind, ohne dass eine tatsächliche ohmsche Schicht 450 vorgesehen ist. Ferner nähert sich, wenn die Dicke der ohmschen Schicht verringert wird, der Verlust für den primären Gegentaktmodus (Differenzmodus) an den der Simulation in 10 ohne die ohmsche Schicht an. Wenn dieselbe dünne (z. B. 6 μm aufweisende) und schmale ohmsche Schicht 450 (die schmäler ist als die leitfähigen Strukturen 412, 414) verwendet wird, erhöht sich der Verlust des Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) von 0,19 Neper/Meter (ohne eine ohmsche Schicht 450), was als Charakteristik in 11 gezeigt ist.

Bei den obigen Beispielen der in 1114 gezeigten Charakteristika ohne ohmsche Schicht 450 und in den obigen Absätzen mit dem Vergleich unter Verwendung einer schmalen ohmschen Schicht 450 ist die ohmsche Schicht 450 relativ schmäler als die in 4 gezeigten leitfähigen Strukturen 412, 414. Falls jedoch eine breitere dünne ohmsche Schicht 550 verwendet wird, wie in 5A, beispielsweise eine ohmsche Schicht 550, die 4 mm breit ist, nimmt die Unterdrückung des gemeinsamen Modus drastisch zu (siehe 14), während der Verlust für den Gegentaktmodus (Differenzmodus) nicht wesentlich zunimmt.

14 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) einer anderen (modifizierten) Differenzübertragungsleitung 500 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 14 ist die graphische Darstellung von Verlusten für den Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) unter Verwendung der breiteren ohmschen Schicht 550 gezeigt. Bei 45 GHz nehmen die Verluste für den Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) von 0,19 Neper/Meter (ohne ohmsche Schicht 450), 0,4 Neper/Meter (mit schmaler ohmscher Schicht 450) auf 18 Neper/Meter (mit einer 4 mm breiten ohmschen Schicht 550 der 5A) zu.

15 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den ersten Modus höherer Ordnung für dieselbe modifizierte Differenzübertragungsleitung 500 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 14, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 15 liegt keine beträchtliche Verbesserung bezüglich Verlusten in dem ersten Modus höherer Ordnung vor, wie durch die vernachlässigbaren Werte jenseits ungefähr 12,5 GHz gezeigt ist.

16 ist eine graphische Darstellung von Neper/Meter gegenüber der Frequenz für den Realteil der Ausbreitungskonstante für den zweiten Modus höherer Ordnung für dieselbe modifizierte Differenzübertragungsleitung 500 mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung wie in 14, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 16 ist eine bedeutende Verbesserung bei einem Wert von 11,272 bei –30 GHz gezeigt. Dies ist eine Verbesserung gegenüber dem Ablesewert in 13 von 0,098 Neper/Meter bei über 13 GHz, wenn keine ohmsche Schicht 450 verwendet wird.

17 zeigt eine Querschnittsansicht einer Differenzübertragungsleitung 1700 mit Feldlinien für den Gegentaktmodus, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 17 sind Gegentaktmodus-Feldlinien (Differenzmodus-Feldlinien) für die Differenzübertragungsleitung 1700 gezeigt. In 17 bewegen sich alle Feldlinien weg von der oberen leitfähigen Struktur 1712 und hin zu der unteren leitfähigen Struktur 1714, auch wenn sie anfänglich von dem oberen Ende der oberen leitfähigen Struktur 1712 nach oben ausstrahlen. Wie gezeigt ist, gelangen manche Feldlinien in im Wesentlichen senkrechten Winkeln durch die ohmsche Schicht 1750 hindurch.

18 zeigt eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung 1700 wie in 17, die jedoch mit 1800 bezeichnet ist und die Feldlinien für den Gleichtaktmodus aufweist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 18 sind Gleichtaktmodus-Feldlinien (Gemeinsamer-Modus-Feldlinien) für die Differenzübertragungsleitung 1800 gezeigt. In 18 werden Gleichtaktmodus-Feldlinien (Gemeinsamer-Modus-Feldlinien) sowohl zu der oberen leitfähigen Struktur 1812 als auch zu der unteren leitfähigen Struktur 1814 gezogen. Feldkomponenten des Gleichtaktmodus (gemeinsamen Modus) werden im Wesentlichen parallel zu der ohmschen Schicht 1850 in 18 gezogen und unterliegen deshalb einer größeren Dämpfung als die Feldkomponenten für den Gegentaktmodus in 17 (die die ohmsche Schicht 1750 in im Wesentlichen senkrechten Winkeln schneiden).

19 zeigt eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung 1700 wie in 17, die jedoch mit 1900 bezeichnet ist und die Feldlinien für den ersten Modus höherer Ordnung aufweist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 19 verlaufen Feldkomponenten des ersten Modus höherer Ordnung meist in im Wesentlichen senkrechten Winkeln durch die ohmsche Schicht 1950 hindurch. Deshalb ist der erste Modus höherer Ordnung bei Verwendung der breiteren ohmschen Schicht 1950 keinen großen Verlusten unterworfen.

20 zeigt eine Querschnittsansicht derselben Differenzübertragungsleitung 1700 wie in 17, die jedoch mit 2000 bezeichnet ist und die Feldlinien für den zweiten Modus höherer Ordnung aufweist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. In 20 verlaufen Feldkomponenten des zweiten Modus höherer Ordnung in im Wesentlichen parallelen Winkeln durch die ohmsche Schicht 2050 hindurch. Deshalb ist der zweite Modus höherer Ordnung bei Verwendung der breiteren ohmschen Schicht 2050 einer beträchtlichen Dämpfung unterworfen.

Aus den graphischen Darstellungen des elektrischen Feldes in 1720 kann man erkennen, dass sogar ein Hinzufügen einer dünnen ohmschen Schicht 1950 zwischen den leitfähigen Strukturen 1912, 1914 den Gegentaktmodus oder den ersten Modus höherer Ordnung (d. h. den dritten oder X-orientierten Modus) nicht beträchtlich beeinflusst. Der Grund dafür besteht darin, dass die elektrischen Felder für den Gegentaktmodus und den ersten Modus höherer Ordnung im Wesentlichen senkrecht zu der dünnen ohmschen Schicht 1950 sind. Der Gleichtaktmodus und der zweite Modus höherer Ordnung (d. h. der 4. oder Y-orientierte Modus) weisen elektrische Feldkomponenten auf, die stärker tangential (parallel) zu der Schicht sind, und sie sind deshalb einer beträchtlicheren Dämpfung unterworfen.

Um eine bessere Dämpfung für die Differenzübertragungsleitungen mit den breiteren ohmschen Schichten (z. B. 550, 1950) zu erzielen, sind in 5B zusätzliche dünne ohmsche Schichten 551, 552 auf den Seiten der ohmschen Schicht 550 dahin gehend hinzugefügt, dass sie parallel zu den elektrischen Feldkomponenten des ersten Modus höherer Ordnung sind und dabei trotzdem senkrecht zu elektrischen Feldkomponenten des Gegentaktmodus (Differenzmodus) sind. Diese ohmschen Schichten 551, 552 sind in einem Abstand von 6,6 mm von dem Außenmantel 540 ausgeführt. Die ohmschen Schichten 551, 552 werden gebildet, indem eine dünne ohmsche Schicht gewickelt und anschließend zerhackt wird, so dass lediglich die linke und die rechte Seite der Lage übrig bleiben. Diese ohmschen Schichten 551, 552 führen zu erhöhter Dämpfung des ersten Modus höherer Ordnung.

Die Verluste für eine in 5B gezeigte Differenzübertragungsleitung 550 mit ohmschen Schichten 551, 552 lauten wie folgt. Es liegt keine wesentliche Zunahme des Verlustes für den Gegentaktmodus (Differenzmodus) vor. Der Gleichtaktmodus (gemeinsame Modus) unterliegt einem Verlust, der einer Ausbreitungskonstante von ~18 Neper/Meter entspricht, was ähnlich dem Verlust für eine Differenzübertragungsleitung 550 in 5A mit lediglich einer mittigen ohmschen Schicht 550 ist. Jedoch weist der erste Modus höherer Ordnung (d. h. Modus 3 oder der X-Modus) einen Realteil einer Ausbreitungskonstante von 1,17 Neper/Meter auf, im Vergleich zu 0,09 Neper/Meter für die Differenzübertragungsleitung 550 in 5A mit lediglich einer mittigen ohmschen Schicht 550. Der zweite Modus höherer Ordnung (d. h. Modus 4 oder der Y-Modus) weist einen Realteil einer Ausbreitung von ~11 Neper/Meter auf, was ungefähr dasselbe ist wie bei der Differenzübertragungsleitung 550 in 5A.

Infolge der oben beschriebenen Charakteristika können die Differenzübertragungsleitungen 500 in 5A und 5B dazu beitragen, niedrigere Verluste für unerwünschte Modi zu erzielen. Eine Verwendung der breiteren leitfähigen Strukturen 512, 514 trägt dazu bei, einen geringeren Verlust für ein Differenzsignal zu erzielen. Um die Impedanz aufrechtzuerhalten, wird der Abstand zwischen den leitfähigen Strukturen 512, 514 und dem Außenmantel 540 relativ groß gestaltet, was den Einsatz von Modi höherer Ordnung drastisch verringert. Der Gleichtaktmodus (gemeinsamer Modus) und der zweite Modus höherer Ordnung können bei Verwendung der ersten und der zweiten leitfähigen Struktur 512, 514 zusammen mit der ohmschen Schicht 550 effektiv abgemildert werden, und der erste Modus höherer Ordnung kann unter Verwendung der dünnen ohmschen Schichten 551, 552 abgemildert werden. Folglich wird eine Umwandlung zwischen gemeinsamem und Differenzmodus drastisch verringert.

Die vorliegende Offenbarung beschreibt ohmsche Schichten, die angewendet werden, um einen gemeinsamen Modus und Modi höherer Ordnung zu unterdrücken. Diese Anwendung von ohmschen Schichten wird verwendet, um Gemeinsamer-Modus-Signale in einer Differenzübertragungsleitung zu unterdrücken. Als Kontext erscheint eine Querschnittsansicht einer Differenzübertragungsleitung als Vorderfläche eines Kabels mit zwei z. B. horizontalen oder vertikalen Metallsegmenten, die mit einem Raum zwischen denselben ausgerichtet sind, in dem eine ohmsche Schicht platziert ist. Das interessierende Signal wird durch Differenzen zwischen den zwei Metallsegmenten bezüglich Spannung und Strom getragen. Signale, die zwischen diesen Segmenten gemeinsam sind, sind bei der vorliegenden Offenbarung von Interesse, da diese Signale unerwünscht sein können. Eine Verwendung von ohmschen Schichten, wie sie hierin beschrieben sind, vermeidet einen komplizierten Aufbau und eine komplizierte Montage und verleiht einer Differenzübertragungsleitung keine beträchtliche Sperrigkeit und ist nicht auf spezifische (schmale) Frequenzbänder beschränkt.

Demgemäß ermöglicht eine Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung, dass ein einfacher Mechanismus Gemeinsamer-Modus-Signale unterdrückt. Die hierin beschriebene Differenzübertragungsleitung ist in manchen oder möglicherweise allen Fällen einfacher als eine Verwendung von Resonatoren. Das heißt, unter Verwendung der hierin beschriebenen Differenzübertragungsleitung können Gemeinsamer-Modus-Signale auf geeignete Weise gedämpft werden, ohne dass Differenzmodussignalen inakzeptable Verluste auferlegt werden. Die hierin beschriebene Differenzübertragungsleitung kann dann wiederum eine größere Bandbreite bereitstellen als dies andernfalls möglich wäre.

Zusätzlich ist die hierin beschriebene Differenzübertragungsleitung breitbandig. Dies ist sinnvoller als eine Lösung, die eine Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung über einen schmalen Frequenzbereich hinweg bietet.

Überdies ist die hierin beschriebene Differenzübertragungsleitung auf eine große Vielzahl von Differenzsignalstrukturen anwendbar. Die hierin beschriebene Differenzübertragungsleitung ist auf eine Vielzahl von Übertragungsleitungen mit Außenprofilen anwendbar, die kreisförmig sein können, aber nicht müssen.

Es gibt viele Anwendungen für eine Differenzübertragungsleitung in beispielsweise einem Breitbandkabel oder einem Kabel eines lokalen Netzwerks. Derartige Anwendungen können Folgende umfassen:

  • • Verdrahtete lokale Netzwerke (LANs) wie beispielsweise Gigabit-Ethernet. Derartige verdrahtete lokale Netzwerke können zahlreiche Drahtpaare verwenden, um Differenzsignale laufen zu lassen. Der „Gemeinsamer-Modus”-Filteraspekt der vorliegenden Offenbarung kann an jedem Ende der Drahtpaare oder an irgendeiner Stelle verwendet werden, bevor die Signale in einen Analog/Digital-Wandler (ADC, analog-to-digital converter) einlaufen, bevor sie durch einen digitalen Signalprozessor (DSP) verarbeitet werden, der speziell dafür vorgesehen ist, die Signale zu extrahieren.
  • • Leitungen von einer Differenzantenne zu einem Empfänger. Derartige Leitungen können dahin gehend angepasst sein, eine Differenzübertragungsleitung als (relativ) kleine Schaltung an einem Ende zu umfassen, um jegliches Gemeinsamer-Modus-Signal zu unterdrücken.
  • • Für digitale Kommunikationen zwischen Teilen eines Computersystems wie beispielsweise standardmäßiges PCI Express. Jede „Lane” von PCI Express sendet „Pakete” auf eine Weise, die Ethernet (oben beschrieben) sehr ähnlich ist, an Differenzpaaren entlang nach unten.

Obwohl eine Differenzübertragungsleitung mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung unter Bezugnahme auf mehrere exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Worte, die verwendet wurden, Worte der Beschreibung und Veranschaulichung und nicht Worte der Einschränkung sind. Innerhalb des Gebiets der angehängten Ansprüche, wie sie derzeit angegeben und geändert sind, können Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang und der Wesensart von Differenzübertragungsleitungen mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl Differenzübertragungsleitungen mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung unter Bezugnahme auf bestimmte Einrichtungen, Materialien und Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen Differenzübertragungsleitungen mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung nicht auf die offenbarten Einzelheiten beschränkt sein; vielmehr erstrecken sich Differenzübertragungsleitungen mit Gemeinsamer-Modus-Unterdrückung auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie beispielsweise innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Patentansprüche liegen.

Obwohl die vorliegende Spezifikation Komponenten und Funktionen beschreibt, die bei bestimmten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf bestimmte Standards und Protokolle implementiert werden können, ist die Offenbarung nicht auf diese Standards und Protokolle beschränkt. Diese Standards werden in periodischen Abständen durch effizientere Äquivalente ersetzt, die im Wesentlichen dieselben Funktionen aufweisen. Demgemäß werden Ersatzstandards und -protokolle, die dieselben oder ähnliche Funktionen aufweisen, als Äquivalente derselben angesehen.

Die Veranschaulichungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsbeispiele vermitteln. Die Veranschaulichungen sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale der hierin beschriebenen Offenbarung dienen. Fachleuten können nach Durchsicht der Offenbarung viele andere Ausführungsbeispiele einleuchten. Andere Ausführungsbeispiele können verwendet werden und von der Offenbarung abgeleitet werden, beispielsweise dass strukturelle und logische Substitutionen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Außerdem sind die Veranschaulichungen lediglich repräsentativ und sind eventuell nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Bestimmte Proportionen in den Veranschaulichungen können übertrieben dargestellt sein, während andere Proportionen kleiner dargestellt sein können. Demgemäß sollen die Offenbarung und die Figuren als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden.

Ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der Offenbarung können hierin lediglich der Zweckmäßigkeit halber und ohne Absicht, den Schutzumfang dieser Anmeldung auf irgendeine bestimmte Erfindung oder irgendein bestimmtes erfindungsgemäßes Konzept freiwillig zu beschränken, individuell und/oder kollektiv mit dem Begriff „Erfindung” bezeichnet werden. Obwohl außerdem spezifische Ausführungsbeispiele hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass jegliche nachfolgende Anordnung, die dahin gehend entworfen ist, denselben oder einen ähnlichen Zweck zu erfüllen, die gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiele ersetzen kann. Die vorliegende Offenbarung soll jegliche und alle nachfolgenden Adaptionen oder Variationen verschiedener Ausführungsbeispiele abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsbeispiele und anderer Ausführungsbeispiele, die hierin nicht speziell beschrieben sind, werden Fachleuten nach Durchsicht der Beschreibung einleuchten.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Differenzübertragungsleitung einen Mantel, eine erste leitfähige Struktur, eine zweite leitfähige Struktur und eine oder mehrere ohmsche Schichten. Die erste leitfähige Struktur ist entlang der Differenzübertragungsleitung und innerhalb des Mantels angeordnet und trägt zur Bildung eines dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bei. Die zweite leitfähige Struktur ist entlang der Differenzübertragungsleitung und innerhalb des Mantels angeordnet, ist in dem gesamten Mantel in einem im Wesentlichen konstanten Abstand von der ersten leitfähigen Struktur angeordnet und trägt zur Bildung des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes bei. Jegliche ohmsche Schicht ist dahin gehend ausgerichtet, zu einer elektrischen Feldkomponente eines ersten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen senkrecht zu sein und zu einer elektrischen Feldkomponente eines zweiten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen parallel zu sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Differenzübertragungsleitung ein Kabel auf. Die erste leitfähige Struktur weist einen ersten Draht auf. Die zweite leitfähige Struktur weist einen zweiten Draht auf.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weisen die erste leitfähige Struktur und die zweite leitfähige Struktur einen im Wesentlichen identischen Querschnitt auf.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Differenzübertragungsleitung eine erste dielelektrische Schicht zwischen der ersten leitfähigen Struktur und der zweiten leitfähigen Struktur.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Differenzübertragungsleitung eine zweite dielektrische Schicht; und eine Baugruppe, die die erste dielektrische Schicht, die erste leitfähige Struktur und die zweite leitfähige Struktur umfasst. Die zweite dielektrische Schicht ist zwischen der Baugruppe und dem Mantel vorgesehen.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind die erste leitfähige Struktur und die zweite leitfähige Struktur symmetrisch um eine Achse der Differenzübertragungsleitung herum angeordnet.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung dämpft die ohmsche Schicht den zweiten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes, indem sie zu den elektrischen Feldkomponenten des zweiten Modus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen parallel ist, um für die Absorption von elektrischen Feldkomponenten zu sorgen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung bildet der Mantel in einem Querschnitt, der quer zu einer Ausbreitungsrichtung der Differenzübertragungsleitung ist, eine geschlossene Form.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die erste leitfähige Struktur Parallelogrammseiten auf. Die zweite leitfähige Struktur weist Parallelogrammseiten auf.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Mantel ein geerdetes Metall auf.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die ohmsche Schicht zwischen der ersten leitfähigen Struktur und der zweiten leitfähigen Struktur vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der erste Modus einen Gegentaktmodus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes auf. Ein spezifischer Widerstand der ohmschen Schicht ist dahin gehend ausgewählt, eine Ausbreitung von Feldkomponenten des Gegentaktmodus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes aufrechtzuerhalten.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die ohmsche Schicht einen charakteristischen Schichtwiderstand zwischen etwa 50 Ohm/Quadrat und 150 Ohm/Quadrat auf.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die ohmsche Schicht einen charakteristischen Schichtwiderstand zwischen etwa 50 und 100 Ohm/Quadrat auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der zweite Modus einen Gleichtaktmodus des dreidimensionalen elektromagnetischen Feldes auf. Die ohmsche Schicht reduziert Amplituden des Gleichtaktmodus.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die erste leitfähige Struktur eine erste flache Seite auf. Die zweite leitfähige Struktur weist eine zweite flache Seite auf. Die erste flache Seite der ersten leitfähigen Struktur ist der zweiten flachen Seite der zweiten leitfähigen Struktur zugewandt.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind alle Seiten außer der ersten flachen Seite der ersten leitfähigen Struktur in einer Querschnittsansicht nicht breiter als die erste flache Seite.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind alle Seiten außer der zweiten flachen Seite der zweiten leitfähigen Struktur in einer Querschnittsansicht nicht breiter als die zweite flache Seite.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die erste leitfähige Struktur eine dritte flache Seite auf, die der ersten flachen Seite gegenüberliegt. Die zweite leitfähige Struktur weist eine vierte flache Seite auf, die der zweiten flachen Seite gegenüberliegt.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weisen die erste flache Seite, die zweite flache Seite, die dritte flache Seite und die vierte flache Seite in einer Querschnittsansicht der Differenzübertragungsleitung im Wesentlichen äquivalente Breiten auf. Die jeweilige Breite der ersten flachen Seite, der zweiten flachen Seite, der dritten flachen Seite und der vierten flachen Seite ist in einer Querschnittsansicht geringer als eine Breite der ohmschen Schicht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die ohmsche Schicht zwischen der ersten flachen Seite der ersten leitfähigen Struktur und der zweiten flachen Seite der zweiten leitfähigen Struktur platziert. Die ohmsche Schicht ist in einer Querschnittsansicht breiter als die erste flache Seite der ersten leitfähigen Struktur und die zweite flache Seite der zweiten leitfähigen Struktur.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Differenzübertragungsleitung zusätzlich zu einer Seite der ersten leitfähigen Struktur, der zweiten leitfähigen Struktur und einer ohmschen Schicht und innerhalb des Mantels zumindest eine ohmsche Schicht.

Die Zusammenfassung ist dahin gehend vorgesehen, 37 C.F.R. §1.72(b) zu erfüllen, und wird unter der Voraussetzung unterbreitet, dass sie nicht dazu verwendet wird, den Schutzumfang oder die Bedeutung der Patentansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Außerdem können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengenommen oder bei einem einzigen Ausführungsbeispiel beschrieben werden, um die Offenbarung zu straffen. Die vorliegende Offenbarung soll nicht dahin gehend interpretiert werden, eine Absicht widerzuspiegeln, dass die beanspruchten Ausführungsbeispiele mehr Merkmale erfordern als in jedem Patentanspruch ausdrücklich angegeben ist. Vielmehr kann, wie die folgenden Patentansprüche wiedergeben, der erfindungsgemäße Gegenstand auf weniger als alle Merkmale jeglicher der offenbarten Ausführungsbeispiele gerichtet sein Somit werden die folgenden Patentansprüche in die ausführliche Beschreibung integriert, wobei jeder Patentanspruch für sich alleine steht und einen separat beanspruchten Gegenstand definiert.

Die vorstehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um Fachleute zu befähigen, die vorliegende Offenbarung umzusetzen oder zu verwenden. Als solches ist der oben offenbarte Gegenstand als veranschaulichend und nicht einschränkend anzusehen, und die angehängten Patentansprüche sollen alle derartigen Modifikationen, Verbesserungen und andere Ausführungsbeispiele, die innerhalb der wahren Wesensart und des wahren Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen, abdecken. Somit soll in dem größtmöglichen durch das Gesetz erlaubten Ausmaß der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung durch die breitest zulässige Interpretation der folgenden Patentansprüche und ihrer Äquivalente bestimmt werden und soll nicht durch die vorstehende ausführliche Beschreibung eingeschränkt oder begrenzt werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • 37 C.F.R. §1.72(b) [0132]