CN104040802B - 非接触式插接连接器和非接触式插接连接器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非接触式插接连接器和非接触式插接连接器系统，用于电磁连接相应的配合插接连接器。为了允许电磁连接，本发明提出提供用于输入基带输入信号的至少一个输入端子；安置在非接触式插接连接器的配合端的天线元件；以及发送电路，用于调制输入的基带输入信号在预定载频以及用于经由天线元件发送调制后的基带输入信号作为具有预定载频的无线电波。特别地，非接触式插接连接器和非接触式插接连接器系统包括电磁屏蔽元件，其安置为通过形成在非接触式插接连接器的配合端的开口的缘边部分围绕发送电路和天线元件。
Description
技术领域
本发明涉及用于电磁连接相应的配合连接器的非接触式插接连接器。特别地，本发明提供非接触式插接连接器和非接触式插接连接器系统，其包括用于发送和/或接收预定载频的无线电波的发送电路和/或接收电路。
背景技术
总体上，本发明涉及用于数据传输的非接触式插接连接器。本发明的非接触式插接连接器可例如符合已知的连接接口标准，例如，以太网、USB、CAN、IO链接和RS485。更详细地，本发明的非接触式插接连接器可以用于工业装置，例如机器人、材料搬运系统、注射模制装置、采矿设备和运输车辆等，以及用于便携数据处理装置，例如，移动电话、移动存储单元、移动音乐播放器、移动视频显示装置，即，用于允许在恶劣环境影响下的数据和电力连接。
工业装置通常依赖于电缆和连接器，在恶劣环境中操作，其磨损，并且不允许转动，从而限制这些装置的运动自由度。
便携数据处理装置在过去已经从似稳的膝上型计算机发展到允许在室内和户外使用的移动装置。由于可携带性，移动装置被携带从而暴露到恶劣环境影响，例如，灰尘、污垢、湿气、雨、酸性液体、热、冷、冲击和机械应力。在这方面，移动装置的位于移动装置的外面和立面之间的边界处的连接器需要适应新的多样化的操作环境。
在过去，插接连接器被实现为电连接器，其中在插接连接器和相应的配合连接器及插孔连接器之间建立电接触。
但是，电连接限于两个电触头之间的直接连接，关于触头之间的错位的容忍度不是很高。灰尘、污垢、冲击和机械应力会不利地影响插接连接器和插孔连接器之间的电连接的建立。
电连接还易于受到湿气例如雨水的影响，因为水会使得电触头以非期望的方式短路。进一步地，环境影响还会使得接触表面降级，从而降低配合状态中的连接器的导通性。
相应地，电连接器，尽管对于室内操作环境是合理的，对于可在更恶劣环境影响下操作的便携装置是不利的。
在最近，无线接口已经广泛用于移动装置，因为它们克服了电连接固有的缺点。无线电波并不要求直接接触(也就是电连接)。
相应地，移动装置已经设计来将适当的无线电波收发器模块结合在移动装置的壳体中。特别地，通过密封收发器模块及其他电路在移动装置的壳体内，可以在恶劣环境影响下用移动装置建立数据连接。
但是，无线连接会不利地受到电磁干涉的影响。电磁影响会具有许多原因并且会依赖于执行无线通信所在的无线电频带。工业、科学和医疗(ISM)无线电频带已经最初预留给从具有非通信的其它目的的设备(例如微波炉)发送的射频能量。
因为在ISM无线电频带中电磁干涉是预期的，因此政府已经允许对设备进行未经当局许可的操作，从而限制电磁发送到仅ISM无线电频带并实现某些功率要求。
该金融性激励对于许多装置的操作是非常重要的方面，并且还被认为是存在各种在ISM无线电频带通信的无线连接装置的理由。目前，在相同的ISM无线电频带操作的装置数量增大，总共发出相当大量的电磁干涉。
在这样的限制下，无线连接并不如电连接那样稳定。特别地，对于无线接口，用户对是否能够建立无线连接缺乏清楚的反应。干涉量可以在成功建立无线连接和未能成功建立无线连接之间进行确定。但是，当干涉量难以估计并且还会随之时间改变时，无线接口被认为并不如电连接器接口稳定。换句话说，对于室内环境，在成功建立连接方面，电插接连接器会被认为是非常保险的，而无线连接却并非如此。
相应地，关于无线连接的稳定性的技术偏见必须被克服以实现本发明，从而提供具有无线电波天线的非接触式插接连接器。
发明内容
本发明的目的是提出一种非接触式插接连接器，其降低对恶劣环境影响的敏感性，从而克服电连接器的公知的缺点，例如，腐蚀、微振磨损、接触力和电镀。
本发明的另一目的是提出一种非接触式插接连接器，其消除接地，从而克服传统的对接地回路补偿电路的需要。
本发明的再一目的是提出一种非接触式插接连接器，其可以保证高度可靠的且稳定的数据连通性，具有良好的信号完整性。
这些目的的至少一个通过独立权利要求的主题解决。有利的实施例在从属权利要求中提出。
本发明的第一方面是有源发送/接收电路电路和天线元件结合到非接触式插接连接器中。有源发送/接收电路允许经由天线元件以预定载频发送/接收无线电波。无线电波并不依赖于直接接触，因此允许发送/接收电路和天线元件结合在非接触式插接连接器的壳体中。在关于非接触式插接连接器的配合表面的结构中获得的这种灵活性允许一种机械稳定的设计，以使得对环境影响的敏感性得以最小化。
本发明的第二方面四消除非接触式插接连接器和相应的插孔连接器之间的电连接。由于非接触式插接连接器建立与相应的插孔连接器的无线连接，电连接是不必要的。提出的非接触式插接连接器相应地消除了对非接触式插接连接器和插孔连接器之间的接地连接的需要，从而克服了由连接装置之间的接地回路产生的问题。
本发明的第三方面是非接触式插接连接器的发送和/或接收电路执行预定载频的调制和/或解调。调制和/或解调操作以及电磁屏蔽使得能够实现非接触式插接连接器和插孔连接器之间的无线电波传输的屏蔽以免遭外界干扰，其允许具有良好信号完整性的高度可靠的且稳定的数据连通性。
本发明的第一、第二和第三方面可以在非接触式插接连接器中容易地彼此组合，如从详细的描述中变得明显的。
根据本发明的一个示例性实施例，提供一种用于电磁连接相应的配合连接器的非接触式插接连接器。非接触式插接连接器包括：至少一个输入端子，用于输入基带输入信号；天线元件，安置在非接触式插接连接器的配合端；发送电路，用于调制输入的基带输入信号在预定载频上以及用于经由天线元件发送调制后的基带输入信号作为预定载频的无线电波；以及电磁屏蔽元件，安置为通过形成在非接触式插接连接器的配合端的开口的缘边部分围绕发送电路和天线元件。
根据更详细的实施例，屏蔽元件的缘边部分安置为以使得它在配合状态重叠配合连接器的相应屏蔽元件一距离，该距离对应于预定载频的波长的四分之一。
由于四分之一波长的重叠，屏蔽效果得以改善，信号可以在两个屏蔽元件之间传播而无需电连接。
在更详细的实施例中，非接触式插接连接器包括：用于解调经由所述或者另一天线元件接收的无线电波到基带输出信号的接收电路；和用于输出基带输出信号的至少一个输出端子。
通过双向通信电路，非接触式插接连接器可以更灵活地得以利用。该实施例的非接触式插接连接器可以容易地用于已知的数据传输标准。
在另一更详细的实施例中，非接触式插接连接器包括：用于连接到电源的电力端子；和连接到电力端子的用于发送/接收电力到/来自于相应配合连接器的电感耦合元件。电感耦合元件安置为以在配合状态中与配合连接器的相应电感耦合元件形成感应环。
通过双向通信电路和电力传输能力，该实施例的非接触式插接连接器可以容易地用于已知的连接接口标准，例如以太网、USB、CAN、IO连接和RS485。
在又一更详细的实施例中，发送电路连接到电力端子。
由于电力端子和传输电路之间的内部连接，非接触式插接连接器减少外部接口的数量到最少。
根据本发明的另一示例性实施例，提供用于电磁连接相应的配合连接器的非接触式插接连接器。非接触式插接连接器包括：安置在非接触式插接连接器的配合端的天线元件；用于解调经由天线元件接收的预定载频的无线电波到基带输出信号的接收电路；至少一个输出端子，用于输出解调后的无线电波作为基带输出信号；和电磁屏蔽元件，其安置为以通过形成在非接触式插接连接器的配合端处的开口的缘边部分来围绕接收电路和天线元件。
根据更详细的实施例，屏蔽元件的缘边部分安置为以使得它在配合状态重叠配合连接器的相应屏蔽元件一距离，该距离对应于预定载频的波长的四分之一。
由于四分之一波长的重叠，屏蔽效果得以改善，信号可以在两个屏蔽元件之间传播而无需电连接。
在更详细的实施例中，非接触式插接连接器包括：至少一个输入端子，用于输入基带输入信号；发送电路，用于调制输入的基带输入信号在预定载频上以及用于经由所述或者另一天线元件发送调制后的基带输入信号作为预定载频的无线电波。
通过双向通信电路，非接触式插接连接器可以更灵活地得以利用。该实施例的非接触式插接连接器可以容易地用于已知的数据传输标准。
在另一更详细的实施例中，非接触式插接连接器包括：用于连接到电源的电力端子；和连接到电力端子的用于发送/接收电力到/来自于相应配合连接器的电感耦合元件。电感耦合元件安置为以在配合状态中与配合连接器的相应电感耦合元件形成感应环。
通过双向通信电路和电力传输能力，该实施例的非接触式插接连接器可以容易地用于已知的连接接口标准，例如以太网、USB、CAN、IO连接和RS485。
在又一更详细的实施例中，接收电路连接到电力端子。
由于电力端子和传输电路之间的内部连接，非接触式插接连接器减少外部接口的数量到最少。
根据不同的实施例，非接触式插接连接器的天线元件是圆极化天线。
通过圆极化天线，非接触式插接连接器与相应的配合连接器的转动角度独立的配合得以实现。圆极化天线也可以是左手或者右手极化以产生适当的连接。在非接触式插接连接器包括两个天线元件(也就是，用于发送的第一天线元件和用于接收调制后的基带信号的第二天线元件)的情形下，第一天线元件优选地具有与第二天线元件的不同手的极化。
在另一实施例中，非接触式插接连接器包括安置为以防止屏蔽元件直接接触相应配合连接器的相应的屏蔽元件的壳体结构。
提供具有导引的壳体结构允许导引配合运动并防止互连屏蔽元件。从而，连接器总是处于彼此电流隔离中而无需隔离材料。
在更详细的实施例中，非接触式插接连接器的屏蔽元件被绝缘材料围绕。
提供绝缘材料允许在配合状态中的连接器之间的耐用的且稳定的电流隔离。
根据另一更详细的实施例，非接触式插接连接器嵌入在被密封以防止水的侵扰的壳体中。
通过将非接触式插接连接器嵌入在被密封以防止水侵扰的壳体中，非接触式插接连接器可以在恶劣的环境影响下进行使用而不会有非接触式插接连接器的线路短路的危险。
在又一更详细的实施例中，提供连接器作为径向连接器，从而允许连接器在配合状态下旋转，以及其中屏蔽元件具有圆柱的形状。
作为径向连接器，非接触式插头连接器可以更易于应用于相应的配合连接器。
根据本发明的进一步的示例性实施例，非接触式插接连接器系统包括非接触式插接连接器和相应的配合连接器，其中，所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件的缘边部分安置为以紧密配合在所述配合连接器的相应的屏蔽元件周围。
附图说明
附图结合到说明书中并作为说明书的一部分以示出本发明的数个实施例。这些附图与说明书一起用以解释本发明的原理。附图仅仅是为了示例本发明能够如何制造和使用的优选的和替代的例子，并不应该理解为限制本发明到仅仅所示和所描述的实施例。而且，本发明的数个方面可以单独地或者不同组合地形成根据本发明的解决方案。进一步的特征和优点将从下面更具体地描述在附图所示的本发明的各个实施例而变得明显，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1示出根据本发明的示例性实施例的示例性非接触式插接连接器系统的示意图；
图2示出根据本发明的示例性实施例的非接触式插接连接器与相应配合连接器处于配合状态。
具体实施方式
参照图1，示出根据本发明的示例性实施例的非接触式插接连接器系统的示意图。这个实施例的非接触式插接连接器可以用于符合已知传输标准例如以太网、USB、CAN、IO链接和RS485的数据连接。非接触式插接连接器系统包括非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200。相应的配合连接器可以实现为插孔连接器(也就是插座)或者相反的插接连接器。
如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100包括至少一个输入端子105，至少一个输出端子110，发送和/或接收电路115和天线元件120。取决于非接触式插接连接器配置用于哪种数据连接，可以存在一个或多个输入端子和相应数量的一个或多个输出端子。例如，USB标准指定两个差分数据线。相应地，用于USB连接的非接触式插接连接器100将包括两个输入端子和两个输出端子。
但是，本发明的非接触式插接连接器100不必是双向数据传输连接器。根据本发明的另一实施例，非接触式插接连接器包括至少一个输入端子、发射电路和天线元件，而相应的配合连接器仅包括至少一个输出端子、接收电路和天线元件。根据本发明的这样的非接触式插接连接器的实现对于时间重要的传输、高度安全的装置或者由于成本优化原因会是有利的。该实施例的非接触式插接连接器允许仅单向的数据传输。
对于传输操作，基带输入信号经由至少一个输入端子105输入到如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100的发送和/或接收电路115。发送和/或接收电路115调制预定载频上的基带输入信号。其后，发送和/或接收电路115输出调制后的输入信号到天线元件120以将调制后的输入信号作为预定载频的无线电波发射。
类似地，对于接收操作，如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100的发送和/或接收电路115经由天线元件120接收预定载频的无线电波。其后，发送和/或接收电路115解调接收到的无线电波并输出解调后的无线电波作为基带输出信号到至少一个输出端子110。
由于发送和/或接收电路115仅执行无线电波的调制和/或解调操作的事实，由非接触式插接连接器系统引起的延迟非常低。特别地，发送和/或接收电路115并不执行数据处理，而这对于公知的无线传输标准，例如WiFi协议组所需要的无线传输标准来说是固有的。
换句话说，发送和/或接收电路115直接调制输入信号而无需遵从协议组的任何中间处理(也就是没有OSI2或者3层)。因此，信号通路中的延迟可以避免，同时提供对信号的透明度。由于对信号的透明度，可以用非接触式插接连接器以非接触式方式如同“基于传导”的连接器那样传送基带信号。
必须注意到，在发送和/或接收电路115调制或者解调基带信号之前，非接触式插接连接器可在输入信号上执行较少的信号转换，例如，适配峰值电压电平或者基带信号的电压范围的变化，以符合发送和/或接收电路115的需要。
在如图1所示的实施例的示例性实现中，已经证明有利的是，发送和/或接收电路115调制和/或解调大约60GHz载频的输入基带信号。60GHzISM带允许非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200之间的快速的数据传输并限制在数据传输中引入的延迟量到大约10ns。例如，利用60.5GHz的载频最大化57-64GHz带的ISM带内的单一载波系统的带宽。相应地，非接触式插接连接器系统符合例如在USB标准中限定的容限。
对于成功的数据传输，如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100以及相应的配合连接器200以配合状态安置以使得由非接触式插接连接器100的天线元件120发出的电磁无线电波可以被相应的配合连接器200的天线元件220接收到。相应地，在配合状态，非接触式插接连接器100电磁连接到相应的配合连接器200。
特别地，非接触式插接连接器100的天线元件120和相应的配合连接器200的天线元件220之间的距离和对齐的最佳化可以有利地影响非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200之间的数据传输。天线元件120和天线元件220之间的优化的距离和对齐可以影响天线元件在非接触式插接连接器以及相应的配合连接器200的壳体内的天线元件的配置。总的来说，优选地，安置天线元件120在非接触式插接连接器100的配合端。
如图1所示的实施例的非接触式插接连接器系统并不仅局限于数据连接。如图1所示的实施例的非接触式插接连接器系统还允许在非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200之间的电力传输。结果，如图1所示的实施例的非接触式插接连接器系统实现全特征数据和电力连接，并且符合已知的传输标准，例如，以太网、USB、CANIO连接和RS485。
对于该目的，图1的非接触式插接连接器100包括电感耦合元件135和电力端子140，其中电感耦合元件135与电力端子140耦合。类似地，相应的配合连接器200包括相应的电感耦合元件235和电力端子240，其中，相应的电感耦合元件235与输出端子240耦合。
如图1所示，非接触式插接连接器100可额外地包括连接到电力端子140和电感耦合元件135的中间调压器(PTx)。中间调压器(PTx)可将电力端子140的电压电平转化到有利于经由电感耦合元件135进行传输的电压电平。此外，或者替代地，中间调压器(PTx)可包括直流/交流转换器，用于将来自电力端子140的直流输入电压转换为交流输出电压以允许经由电感耦合元件135进行传输。
相应地，相应的配合连接器200还可包括连接到电力端子240和电感耦合元件235的中间调压器(PRx)。相应的配合连接器200的调压器(PRx)与非接触式插接连接器100的调压器(PTx)相反地进行配置。
在根据本发明的另一实施例中，非接触式插接连接器系统允许双向传输电力。为了该目的，非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200每个包括用于检测是否经由各电力端子(140，240)或者经由各电感耦合元件(135，235)接收电力的检测器。
如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100进一步包括在电力端子140和发送和/或接收电路115之间的电连接以利用在电力端子140上的电力来发送和/或接收预定频率的无线电波。
类似地，如图1所示的实施例的相应的配合连接器200包括在电力端子240和发送和/或接收电路115之间的电连接以利用电力端子240上的电力来发送和/或接收预定频率的无线电波。
对于如图1所示的实施例的非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200之间的良好的电感耦合，非接触式插接连接器100的电感耦合元件135和配合连接器200的相应的电感耦合元件235彼此对齐。在这方面，电感耦合元件135安置在非接触式插接连接器100的壳体中以使得它在配合状态形成与配合连接器200的相应的电感耦合元件235的感应环。
非接触式插接连接器100的电感耦合元件135和配合连接器200的相应的电感耦合元件235之间的减小的距离对于减小传输功率损失会是有利的。相应地，优选安置指示的耦合元件135在非接触式插接连接器100的配合端。
根据本发明的另一更详细的实施例，连接器配置为以使得预定量的电力的接收触发预定信息例如状态信息或者初始化信息的传输。更详细地，在非接触式插接连接器100开始传输电力到相应的配合连接器200时，相应的配合连接器200检测经由电感耦合元件235的预定量的电力的接收，供应接收到的电力到发送和/或接收元件215，发送和/或接收元件215然后开始传输预定信息到非接触式插接连接器100。因此，配合状态能够被非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200检测。优选地，预定信息的传输时间较短以允许快速启动连接。
现参照图2，根据本发明的示例性实施例的非接触式插接连接器100以及配合状态的相应的配合连接器200被示出。图2的非接触式插接连接器是基于图1的非接触式插接连接器，其中对应部分被给予相应的附图标记和名称。出于简洁的原因，对应部分的详细说明已经被省略。
详细地，如图2所示的实施例的非接触式插接连接器100包括天线元件120和电感耦合元件135。出于简单的原因，天线元件120和电感耦合元件135被示出为连接到激励电路145。激励电路145包括发送和/或接收电路115并实现对数据和电力输入/输出的连接，并实施各端子105，110和140。根据另一实施例，激励电路145还可包括参照图1描述的调压器(PTx)。
类似地，如图2所示的实施例的相应的配合连接器200包括天线元件220和电感耦合元件235。为简单起见，天线元件220和电感耦合元件235示出为连接到激励电路245。激励电路245包括发送和/或接收电路215并实现对数据和电力输入/输出的连接以及实现各端子205，210和240。根据另一实施例，激励电路245还可包括参照图1描述的调压器(PRx)。
非接触式插接连接器100的天线元件120可以实现为圆极化天线。类似地，非接触式插接连接器200的天线元件220可以实现为圆极化天线。
左及右手圆偏振之间的差异允许避免当非接触式插接连接器的发送电路(Tx)和非接触式插接连接器的接收电路(Rx)在相同频率操作时二者之间的非期望的连接。
根据一例子，从非接触式插接连接器的发送电路(Tx)到配合连接器的接收电路(Rx)的连接可以实现为左手圆偏振的，从非接触式插接连接器的接收电路(Rx)到配合连接器的发送电路(Tx)的连接可以实现为右手圆偏振的，或者反之亦然。在这个例子中，因为非接触式插接连接器的发送电路(Tx)和非接触式插接连接器的接收电路(Rx)在不同手的圆偏振操作，所以非接触式插接连接器的接收电路(Rx)并不接收(或许作为反射)来自发送电路(Tx)的调制信号，因此避免了非接触式插接连接器的发送电路(Tx)和它的接收电路(Rx)之间的非期望的连接。
对于实施天线元件120和发送和/或接收电路120具有不同的可能性。首先，天线元件120可以直接连接到收发单元115的馈电线。或者，天线元件120和发送和/或接收电路115可以实现在一模块中。根据另一替代方案，用于发送和/或接收圆偏振的电磁无线电波的天线元件120可以经由非极化的或者线性极化的电磁连接来连接到发送和/或接收电路120。在上一替代方案实现中，天线元件可以理解为捕获以及转换来自发送和/或接收电路115的非极化的或者线性极化的无线电波为圆极化波或者反之亦然的元件。
进一步，如图2所示的实施例的非接触式插接连接器100包括围绕天线元件120的屏蔽元件125、电感耦合元件135和激励电路145。屏蔽元件125被设置来在配合状态屏蔽非接触式插接连接器100的天线元件120和配合连接器200的相应的天线元件220之间的电磁传输以使之免受外部电磁干涉。为此目的，屏蔽元件125可以实现为传导和/或磁性材料的或者其它材料的，具有作为对电磁场的阻挡物的特征。
如图2所示的实施例的非接触式插接连接器100的屏蔽元件125具有在非接触式插接连接器100的配合端处的开口。在屏蔽元件125中的该开口允许在配合状态下在非接触式插接连接器100的天线元件120和配合连接器200的相应的天线元件220之间的未受影响电磁传输。
更详细地，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125实现为具有形成在非接触式插接连接器100的配合端的开口的缘边部分130。非接触式插接连接器100的缘边部分130可从非接触式插接连接器100的配合端突出，或者可以与非接触式插接连接器100的配合端齐平。
在如图2所示的实施例中，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125在配合状态下与配合连接器200的相应的屏蔽元件225相互作用以形成预定距离的重叠。换句话说，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125的缘边部分130在配合状态重叠于配合连接器200的相应屏蔽元件225的缘边部分。
详细地，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125的缘边部分130实现为与非接触式插接连接器100的配合端齐平，配合连接器200的相应的屏蔽元件225的缘边部分突出超过配合连接器200的配合端。特别地，配合连接器200的相应屏蔽元件225的缘边部分突出超过配合连接器200的配合端一距离以在配合状态重叠非接触式插接连接器100的屏蔽元件125。
由于该重叠，在配合状态，非接触式插接连接器100的发送和/或接收电路115、天线元件120和电感耦合元件135以及相应的配合连接器200的发送和/或接收电路215、天线元件220和电感耦合元件235被非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应的配合连接器200的屏蔽元件225封装。
结果，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应配合连接器200的屏蔽元件225之间的相互作用改善配合状态下对外部电磁干涉、静电放电和其它的外部浪涌的免疫性。同时，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应配合连接器200的屏蔽元件225之间的相互作用减小在配合状态在紧靠非接触式插接连接器100处以及紧靠相应的配合连接器200处的电磁能以及磁通量的发射。
在如图2所示的实施例，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125的缘边部分130进一步适于紧密配合在相应的配合连接器200的屏蔽元件225的周围/之下。换句话说，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125的缘边部分130具有与相应的配合连接器200的屏蔽元件225的缘边部分大致相同的轮廓，具有稍大/稍小的直径。因此，屏蔽元件125和225的屏蔽效果得以进一步改善。
如从在非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应的配合连接器200的屏蔽元件225之间的重叠的讨论中变得明显的，重叠仅在当非接触式插接连接器100配合相应的配合连接器200时才存在。相应地，对于非接触式插接连接器和相应的配合连接器200的每个，重叠是基于各连接器100，200的屏蔽元件125，225的缘边部分和连接器100，200的相应的配合端(也就是由配合端限定的配合位置)之间的距离关系。
假设为了这样的论断即相应的配合连接器200具有在屏蔽元件225的缘边部分和配合端(也就是由配合端限定的配合位置)之间的固定的距离关系；则非接触式插接连接器100的屏蔽元件125的缘边部分130的长度确定非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应的配合连接器200的屏蔽元件225之间的重叠的长度。
对于如图2所示的实施例，进一步地，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125和相应的配合连接器200的屏蔽元件225之间的重叠的距离对应预定载频的波长的四分之一。特别地，四分之一波长的重叠是有利的，因为开口四分之一波长扼流圈部分的输入阻抗为零，并且屏蔽元件125，225之一上的信号有效地看到零阻抗并以最小功率损失流动跨过间隙，同时保持非接触式插接连接器与相应的配合连接器200电流隔离。
相应地，非接触式插接连接器100稍大来自可选择的连接到屏蔽元件125的接地端子的信号能够在配合状态下以最小功率损失流动跨过间隙到达连接到可选择的接地端子的相应的配合连接器200的屏蔽元件225。因此，屏蔽效果得以改善而无需在非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200之间的接地回路。
对于包括发送和/或接收电路115和适于发射和/或接收具有大约60GHz的载波频率的无线电波的天线元件120的非接触式插接连接器100，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125在配合状态下与配合连接器200的相应的屏蔽元件225的重叠距离具有大约λ/4=1,25mm的长度，波长λ由以下确定：λ=3e+8m/6e+10=5e-3m。
根据如图2所示的更详细的实施例，非接触式插接连接器100可以实现为径向连接器，其旋转轴与用于使非接触式插接连接器100与相应的配合连接器200配合的配合运动的轴对齐。由于实现为径向连接器，非接触式插接连接器100的可用性得以改善，因为非接触式插接连接器100可以更容易地应用到相应的配合连接器200。换句话说，径向连接器设计允许非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200的非接触式插接连接器系统的稳定性的提高。它还允许这样的应用，即，其中非接触式插接连接器必须能够n倍于360度的旋转而不会使得电缆缠绕。
在非接触式插接连接器100实现为径向连接器的情形下，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125可以设置为圆柱形状。
根据另一更详细的实施例，非接触式插接连接器100进一步包括一壳体结构，其安置来防止非接触式插接连接器100的屏蔽元件125直接接触相应配合连接器200的相应屏蔽元件225。特别地，防止非接触式插接连接器100的屏蔽元件125直接接触相应配合连接器200的屏蔽元件225以为了保证非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200在任何时候都电流隔离，这是有利的。
在更详细的实施例中，非接触式插接连接器100的壳体结构被设置为允许与相应的配合连接器200仅以导引运动配合。导引运动可以实施为在与相应的配合连接器配合的过程中限制非接触式插接连接器的横向位移到一预定的横向位移值，该预定的横向位移值小于在配合状态下相应的插接连接器100的屏蔽元件125和相应的配合连接器200的屏蔽元件225之间的横向间隙。
另一更详细的实施例提供非接触式插接连接器100的屏蔽元件125具有完全由绝缘材料密封的外部。对于绝缘材料，可以仅用单一绝缘材料来制造非接触式插接连接器100，也就是，可以被用于壳体结构以及外部密封材料的材料用单一材料来制造。因此，非接触式插接连接器100的生产成本和制造步骤可以减少。或者，非接触式插接连接器100的屏蔽元件125可以用基于橡胶的绝缘材料来进行外部和内部密封以为了改善非接触式插接连接器100的处理。
在又更详细的实施例中，非接触式插接连接器100和相应的配合连接器200的任一个，特别地，作为插孔连接器的连接器，可以嵌入在壳体中，该壳体被密封以免遭水或其它材料的侵扰。
附图标记
| 附图标记 | 描述 |
| 100 | 非接触式插接连接器 |
| 105 | 输入端子 |
| 110 | 输出端子 |
| 115 | 发送/接收电路 |
| 120 | 天线元件 |
| 125 | 屏蔽元件 |
| 130 | 屏蔽元件的缘边位置 |
| 135 | 电感耦合元件 |
| 140 | 电力端子 |
| 145 | 激励电路 |
| 200 | 配合连接器 |
| 205 | 输出端子 |
| 210 | 输入端子 |
| 215 | 发送/接收电路 |
| 220 | 天线元件 |
| 225 | 屏蔽元件 |
| 235 | 感应元件 |
| 240 | 电力元件 |
| 245 | 激励电路 |
Claims (21)
1.一种用于电磁连接相应的配合连接器的非接触式插接连接器，包括：
至少一个输入端子(105)，用于输入基带输入信号；
天线元件(120)，该天线元件安置在所述非接触式插接连接器的配合端；
发送电路(115)，用于调制输入的基带输入信号在预定载频以及用于经由所述天线元件发送调制后的基带输入信号作为具有预定载频的无线电波；以及
电磁屏蔽元件(125)，该电磁屏蔽元件安置为通过形成在所述非接触式插接连接器的配合端处的开口的缘边部分(130)来围绕发送电路(115)和天线元件(120)。
2.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，其中，
所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)的缘边部分(130)安置为以使得所述缘边部分(130)在配合状态下与所述配合连接器(200)的屏蔽元件(225)重叠一对应于预定载频的波长的四分之一的距离。
3.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，进一步包括：
接收电路，该接收电路用于解调经由所述天线元件(120)或者另一天线元件接收的无线电波到基带输出信号；和
至少一个输出端子(110)，用于输出基带输出信号。
4.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，进一步包括：
电力端子(140)，用于连接到电源；和
电感耦合元件(135)，该电感耦合元件连接到所述电力端子(140)，用于发送电力到相应的配合连接器(200)或者从相应的配合连接器(200)接收电力；其中，
所述电感耦合元件(135)安置为以使得在配合状态下与所述配合连接器(200)的相应的电感耦合元件(235)形成感应环。
5.如权利要求4所述的非接触式插接连接器，其中，所述发送电路(115)连接到所述电力端子(140)。
6.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，其中，所述天线元件(120)是圆极化天线。
7.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，进一步包括一壳体结构，该壳体结构安置来防止所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)直接接触相应的配合连接器(200)的相应的屏蔽元件。
8.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)被电介质材料围绕。
9.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器嵌入在密封以防止水侵入的壳体中。
10.如权利要求1所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器被设置为径向连接器，允许该连接器在配合状态下旋转，以及其中所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)具有圆柱形状。
11.一种用于电磁连接相应的配合连接器的非接触式插接连接器，包括：
天线元件(120)，安置在所述非接触式插接连接器的配合端；
接收电路(115)，用于解调经由天线元件接收的预定载频的无线电波到基带输出信号；
至少一个输出端子(110)，用于输出解调后的无线电波作为基带输出信号；和
电磁屏蔽元件(125)，该电磁屏蔽元件安置为通过形成在所述非接触式插接连接器的配合端处的开口的缘边部分(130)来围绕所述接收电路(115)和所述天线元件(120)。
12.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，其中，
所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)的缘边部分(130)安置为以使得它在配合状态下与所述配合连接器(200)的屏蔽元件(225)重叠一对应于预定载频的波长的四分之一的距离。
13.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，进一步包括：
至少一个输入端子(105)，用于输入基带输入信号；
发送电路，用于调制输入的基带输入信号在预定载频上以及用于经由所述天线元件或者另一天线元件发送调制后的基带输入信号作为预定载频的无线电波。
14.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，进一步包括：
电力端子(140)，用于连接到电源；和
电感耦合元件(135)，该电感耦合元件连接到所述电力端子(140)，用于发送电力到相应的配合连接器(200)或者从相应的配合连接器(200)接收电力；其中，
所述电感耦合元件(135)安置为以使得在所述配合状态下与所述配合连接器(200)的相应的电感耦合元件(235)形成感应环。
15.如权利要求14所述的非接触式插接连接器，其中，所述接收电路(115)连接到所述电力端子(140)。
16.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，其中，所述天线元件(120)是圆极化天线。
17.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，进一步包括一壳体结构，该壳体结构安置来防止所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)直接接触相应的配合连接器(200)的相应的屏蔽元件。
18.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)被电介质材料围绕。
19.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器嵌入在密封以防止水侵入的壳体中。
20.如权利要求11所述的非接触式插接连接器，其中，所述非接触式插接连接器被设置为径向连接器，允许该连接器在配合状态下旋转，以及其中所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)具有圆柱形状。
21.一种非接触式插接连接器系统，包括如权利要求1-20之一所述的非接触式插接连接器和相应的配合连接器，其中，所述非接触式插接连接器的所述屏蔽元件(125)的缘边部分(130)被安置为以便紧密配合在所述配合连接器(200)的相应的屏蔽元件(225)周围。
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