DE69500379T2

DE69500379T2 - Elektrischer Verbinder mit mehreren Leitern ohne elektromagnetische Abschirmung zwischen den Leitern

Info

Publication number: DE69500379T2
Application number: DE69500379T
Authority: DE
Inventors: Alain Louis Marcel Madelaine
Original assignee: Radiall SA
Current assignee: Radiall SA
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: FR2726128B1; FI111767B; FI954974A0; JPH08203621A; EP0708503A1; EP0708503B1; FI954974L; DE69500379D1; FR2726128A1; US5679006A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder mit mehreren Leitern ohne elektromagnetische Abschirmung zwischen den Leitern.
Es sind bereits elektrische Kleinverbinder mit mehreren Leitern bekannt, bei denen Jeder Leiter gebildet wird durch ein Koaxial-Kontaktelement mit einem Mittelleiter und einem Außenleiter, Mittel zum Anschluß an eine gedruckte Schaltungsplatine und eine elektrisch leitende Stange, die den Mittelleiter des Koaxial-Kontaktelements mit den Anschlußmitteln verbindet.
Bei diesen bekannten Verbindern sind die leitenden Stangen der verschiedenen Leiter paarweise durch eine leitende Zwischenwand getrennt, die den Zweck hat, sie elektromagnetisch voneinander zu isolieren, um Jegliche Kopplung zwischen den durch zwei benachbarte Stangen übertragenen Signalen zu vermeiden. Ein solcher Verbinder ist aus EP-A-0 448 482 bekannt.
Solche Verbinder sind im allgemeinen zufriedenstellend, sie haben Jedoch eine gewisse Anzahl von Nachteilen.
Insbesondere ist ihre Herstellung problematisch, weil die Zwischenwände, die die verschiedenen leitenden Stangen von einander trennen, Kanäle im Inneren des Verbinders begrenzen und es schwierig ist, insbesondere wenn der Verbinder abgewinkelt ist, die leitenden Stangen in das Innere dieser Kanäle einzufübren.
Außerdem führt die Herstellung solcher Zwischenwände zu relativ hohen Herstellungskosten für die Verbinder.
Weiterhin stehen die Zwischenwände der Miniaturisierung des Verbinders entgegen, der notwendigerweise n-1 Zwischenwände für n Stangen aufweisen muß, woraus sich ein gewisser Platzbedarf ergibt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Verbinder mit mehreren Leitern zu schaffen, der insbesondere nicht die oben in Erinnerung gerufenen Nachteile aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Verbinder mit mehreren Leitern, bei dem jeder Leiter gebildet wird durch ein Koaxial-Kontaktelement mit einem Mittelleiter und einem Außenleiter, Mittel zum Anschluß an eine gedruckte Schaltungsplatine und eine elektrisch leitende Stange, die den Mittelleiter des Koaxial-Kontaktelements mit den Anschlußmitteln verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Stangen in einem Gehäuse untergebracht sind, das einen durchgehenden Innenraum bildet, der durch mindestens eine Masseebene begrenzt wird, wobei Jede leitende Stange in der Nähe wenigstens einer der Masseebenen angeordnet und von der oder den benachbarten leitenden Stangen durch einen Abstand getrennt ist, der größer ist als der Abstand zwischen ihr und der zugehörigen Masseebene.
Auf diese Weise wird der wesentliche Teil der elektromagnetischen Strahlung jeder leitenden Stange von der Masseebene aufgefangen, bevor er an die benachbarte leitende Stange oder die benachbarten leitenden Stangen gelangenkann.
Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Verbinder den Vorteil hat, daß er in großen Verhältnissen miniaturisiert werden kann und dabei relativ geringe Herstellungskosten hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die leitenden Stangen in einem dielektrischen Milieu untergebracht, dessen Dielektrizitätskonstante so bestimmt ist, daß angesichts des Durchmessers jeder Stange und des Abstands zwischen dieser und der oder den Masseebenen die Impedanz jedes Leiters einen gewünschten Wert hat.
Gemaß einer Variante dieser Ausführungsform weist der Verbinder ein zweites dielektrisches Milieu mit verschiedener Dielektrizitätskonstante auf, das das erste dielektrische Milieu von der oder den Masseebenen trennt.
Zum Beispiel können die leitenden Stangen in einem ersten dielektrischen Milieu angeordnet sein, das durch Luft gebildet wird, und an einer Schicht aus Kunststoff anliegen, die auf der Masseebene angebracht ist, wobei diese Schicht aus Kunststoff ein zweites dielektrisches Milieu bildet.
Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und übernimmt die Funktion einer Abschirmung nach außen.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine einzige Masseebene vorgesehen, die vorzugsweise durch eine Wand des Gehäuses gebildet wird und in deren Nachbarschaft die leitenden Stangen angeordnet sind.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind zwei parallele Masseebenen vorgesehen, die vorzugsweise durch zwei Wände des Gehäuses gebildet werden und zwischen denen die leitenden Stangen angeordnet sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele drei Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der zeigen:
- Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Verbinders gemaß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1,
- Figur 3 eine Darstellung analog zu Figur 2 für einen Verbinder gemaß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Verbinders gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im demontierten Zustand und
- Figur 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Figur 4 für den Verbinder im montierten Zustand.
In der Zeichnung ist eine gedruckte Schaltungsplatine 1 gezeigt, auf der ein Verbinder 2 montiert ist, der einen L-förmigen metallischen Träger 3 aufweist, dessen unterer Schenkel 4 mit der Platine 1 verbunden ist und Durchbrüche 5 aufweist, die mit Isolierenden Hüllen 6 ausgekleidet sind, durch die die Enden von zwei gekrümmten leitenden Stangen 7 hindurchgrelfen.
Der metallische Träger 3 und die Enden der leitenden Stangen 7 sind durch herkömmliche Mittel, insbesondere durch Löten, an der gedruckten Schaltungsplatine 1 befestigt.
Jede leitende Stange 7 ist mit dem Mittelleiter 8 eines Koaxial-Kontaktelements 9 verbunden, dessen Außenleiter 10 an den oberen Schenkel 11 des metallischen Trägers 3 angelötet ist.
Eine metallische Haube 12 in der Form eines Parallelepipeds, die einen offenen Boden und eine offene Stirnseite aufweist, ist mit nicht gezeigten Befestigungsmitteln lösbar an dem metallischen Träger montiert, so daß ein Gehäuse im Sinne der Erfindung gebildet wird.
Dieses Gehäuse begrenzt einen durchgehenden Innenraum, in dem die beiden leitenden Stangen 7 untergebracht sind.
Wie im Schnitt in Figur 2 zu erkennen ist, bilden die beiden großen Flächen 13, 14 der Haube 12 parallele Masseebenen, die durch einen Abstand L = 1,1 mm voneinander getrennt sind.
Die beiden leitenden Stangen 7 sind zwischen diesen beiden Masseebenen angeordnet. Der Außendurchmesser d = 0,6 mm Jeder leitenden Stange 7 und die Dielektrizitätskonstante K= 1 der Luft, die hier das dielektrische Milieu bildet, in dem die leitenden Stangen angeordnet sind, gestatten es, die Impedanz Z Jeder Leitung nach der folgenden Näherungsformel zu bestimmen:
Z = 60/k1/2 ln (4L/πd) 50 Ω
Die leitenden Stangen 7 haben voneinander einen Abstand D von 4 mm.
Für Wechselspannungssignale mit einer Frequenz zwischen etwa 100 MHz 35 und 18 GHz und einer Leistung zwischen etwa 0,1 und 10 W erhält man somit eine Kopplung zwischen den Leitern von weniger als 30 dB, was als vernachlässigbar angesehen werden kann.
Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind die leitenden Stangen 7 in der Nähe einer der Wände 14 der metallischen Haube angeordnet.
Der Abstand, der die leitenden Stangen 7 von der anderen Wand 13 der metallischen Haube trennt, ist so groß, daß der Einfluß dieser anderen Wand 13 auf die leitenden Stangen 7 in elektromagnetischer Hinsicht als vernachlässigbar, wenn nicht als null angesehen werden kann.
Nichtsdestoweniger erfüllt die Haube 12 wie bei der vorstehenden Ausführungsform eine Funktion als Abschirmung nach außen.
Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist zusätzlich zu der Luftschicht mit der Dielektrizitätskonstanten K1 = 1, in der die leitenden Stangen 7 angeordnet sind, ein zweites dielektrisches Material vorgesehen, das durch eine Schicht aus PTFE (Polytetrafluorethylen) gebildet wird, deren Dielektrizitätskonstante K2 den Wert 2 hat.
Wenn der Abstand L', der die Achse Jeder leitenden Stange von der Masseebene trennt, etwa 0,5 mm beträgt, ist die Impedanz Z Jeder elektrischen Leitung ungefähr 50 Ω.
Bei dieser Ausführungsform sind die leitenden Stangen durch einen Abstand D' = 4 mm voneinander getrennt.
In diesem Fall erhält man für Signale, deren Leistung höchstens 10 Watt beträgt und deren Frequenz zwischen 100 MHz und 18 GHz liegt, eine Kopplung zwischen den Leitern von weniger als 30 dB, was als vernachlässigbar angesehen werden kann.
Im übrigen ist zu bemerken, daß das zweite dielektrische Milieu 15 einen Vorteil im Hinblick auf die Herstellung des Gehäuses 12 bietet, da es einen Unterlegkeil bildet, der es gestattet, die leitenden Stangen 7 in einem gewünschten Abstand zu der Masseebene 14 zu positionieren, indem sie an die Schicht 15 angelegt werden.
Bei der dritten Ausführungsform, die in Figuren 4 und 5 gezeigt ist, weist der Verbinder 2' ein metallisches Gehäuse 3' auf, das in einer zu der gedruckten Schaltung 1 parallelen Ebene einen U-förmigen Querschnitt bildet, der in Figur 5 zu erkennen ist.
In seinem vorderen Teil 16, der die Basis des U in Figur 5 bildet, ist das Gehäuse 3' massiv und weist zwei Öffnungen 17 auf, in welche die Außenleiter 10 eingreifen, die in diese Öffnungen 17 eingelötet oder eingepreßt sind.
In seinem hinteren Teil 18, der die beiden Schenkel des U in Figur 5 bildet, weist das Gehäuse 3' zwei parallele ebene Wände 13', 14' auf.
Das hintere Ende 19 des Gehäuses 3' ist offen.
Die beiden leitenden Stangen 7 sind in einen Block 15' aus dielektrischem Material eingegossen, der beispielsweise durch Polyimid gebildet wird.
Die Abmessungen des Blockes 15' entsprechen im wesentlichen den Innenabmessungen des zwischen den Wänden 13' und 14' des Gehäuses 3' eingeschlossenen Raumes.
Der Block 15' ist dazu bestimmt, in das Gehäuse 3' zwischen dessen beiden parallelen Wänden 13' und 14' eingesteckt zu werden, wie in Figur 5 zu erkennen ist.
Jede leitende Stange 7 greift in das Innere des entsprechenden Außenleiters 10 ein, und ihr zu dem vorderen Teil 18 des Gehäuses gerichtetes Ende 8' bildet den Mittelleiter eines so geschaffenen Koaxialkontakts 9'.
Wenn der Block 15' einmal in das Gehäuse 3' eingesteckt worden ist, kann die hintere Fläche 19 des Gehäuses durch eine nicht gezeigte elektrisch leitende Platte abgeschlossen werden, die dazu bestimmt ist, eine elektromagnetische Abschirmung des Gehäuses nach außen zu bilden.
Wohlverstanden haben die soeben beschriebenen Ausführungsformen keinerlei beschränkenden Charakter, und sie können alle wünschenswerten Abwandlungen erfahren, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Elektrischer Verbinder mit mehreren Leitern, bei dem jeder Leiter gebildet wird durch ein Koaxial-Kontaktelement (9, 9') mit einem Mittelleiter (8, 8') und einem Außenleiter (10'), Mittel zum Anschluß an eine gedruckte Schaltungsplatine (1) und eine elektrisch leitende Stange (7, 7'), die den Mittelleiter des Koaxial-Kontaktelements mit den Anschlußmitteln verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Stangen (7, 7') in einem Gehäuse (3, 12; 3') untergebracht sind, das einen durchgehenden Innenraum bildet, der durch mindestens eine Masseebene (13, 14, 13', 14') begrenzt wird, wobei Jede leitende Stange (7, 7') in der Nähe wenigstens einer der Masseebenen (13, 14; 13', 14') angeordnet und von der oder den benachbarten leitenden Stangen durch einen Abstand (D, D') getrennt ist, der größer ist als der Abstand zwischen ihr und der zugehorigen Masseebene (13, 14; 13', 14').

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Stangen (7) in einem dielektrischen Milieu untergebracht sind, dessen Dielektrizitätskonstante (K1) so bestimmt ist, daß angesichts des Durchmessers (d) jeder Stange (7) und des Abstands zwischen dieser Stange (7) und der oder den Masseebenen (13, 14; 13', 14') die Impedanz (Z) jedes Leiters einen gewünschten Wert hat.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein zweites dielektrisches Milieu mit verschiedener Dielektrizitätskonstante (K2) aufweist, das das erste dielektrische Milieu von der oder den Masseebenen (14) trennt.

4. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 12; 3') eine einzige Masseebene (14) aufweist, in deren Nachbarschaft die leitenden Stangen (7) angeordnet sind.

5. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 12; 3') zwei parallele Masseebenen (13, 14) aufweist, zwischen denen die leitenden Stangen (7) angeordnet sind.

6. Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Stangen (7) In einen Block aus dielektrischem Material (15') eingeformt sind, der in das Gehäuse (3') eingesetzt ist.

7. Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (8') einer leitenden Stange (7), das auf das entsprechende Koaxial-Kontaktelement (9') gerichtet ist, den Mittelleiter dieses Koaxial-Kontaktelements bildet.