CN116315890A - 电插头连接器、电配合插头连接器和电插头连接装置 - Google Patents

电插头连接器、电配合插头连接器和电插头连接装置 Download PDF

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Abstract

一种电插头连接器、电配合插头连接器和电插头连接装置。电气插头连接器(2)具有外导体接触元件(5)和内导体接触元件(4)，内导体接触元件至少部分地延伸通过外导体接触元件。内导体接触元件具有内导体侧接触区域(7)，并且外导体接触元件具有外导体侧接触区域(8)。横向于插入方向定向的内导体侧接触平面(13)由内导体侧接触区域的多个接触点跨越，接触点被设定成用于接触内导体配合接触元件(11)的对应接触点。横向于配合方向定向的外导体侧接触平面(14)由外导体侧接触区域的接触点限定，接触点各自被设定成用于接触外导体配合接触元件(12)的对应接触点。内导体侧接触面和外导体侧接触面在插入方向上彼此间隔开。

Description

电插头连接器、电配合插头连接器和电插头连接装置
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的特征的电插头连接器。本发明还涉及一种具有权利要求8的特征的电配合插头连接器。本发明最后涉及一种具有权利要求15的特征的电插头连接装置。
背景技术
电插头连接器特别地用于将数据信号和供电电压传输至对应的配合插头连接器。如果需要在数据信号中传输高数据量，则将待传输的数据调制到高频载波信号上。为了传输这种高频信号已经建立了电高频插头连接器。电高频插头连接件的突出之处主要在于：良好的电传输特性、该连接件的最简单的可能的插入和拔出、电磁场的良好屏蔽、以及在各自具有相同波阻抗的两条高频线路之间具有最小反射的连接件。
电插头连接器和电配合插头连接器的内导体接触元件或外导体接触元件之间的电接触在最频繁使用的电插头连接装置(具体地，极化电插头连接装置)的情况下通过引脚和插座接触或插座和插座接触来实现。引脚与插座或插座与插座接触与两个接触配对件之间的直径的功能变化相关联，并因此与传输路径中的不连续性的内导体和外导体，侧点相关联。
在非极化电插头连接装置的情况下，其中至少内导体侧接触通过端部接触实现，由于电插头连接器和电配合插头连接器之间的径向偏移，传输路径中可能存在不连续点，至少在内导体侧上。
电插头连接装置内的每个内导体侧和/或外导体侧的不连续点不利地导致待通过电插头连接装置传输的高频信号的反射，并因此不利地恶化电高频插头连接器的高频传输性能。
这是需要改进的条件。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是描述一种电高频插头连接件，该电高频插头连接件就其高频传输行为而言是优化的。
根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的电插头连接器和/或通过一种具有权利要求8的特征的电配合插头连接器来实现。
因此，提供了以下内容：
一种用于电连接和机械连接到电配合插头连接器的电气插头连接器，包括：
至少一个内导体接触元件，以及
一个外导体接触元件，该内导体接触元件至少在一些部分中延伸穿过该外导体接触元件，
其中，该内导体接触元件包括内导体侧接触区域，以及
该外导体接触元件包括外导体侧接触区域，
其中，横向于(特别是正交或垂直或至少基本上正交或垂直)该插入方向定向的内导体侧接触平面由该内导体侧接触区域的接触点跨越，这些接触点各自被配置成用于接触该配合插头连接器的内导体配合接触元件的相应接触点，并且
横向于(特别是正交或垂直或至少基本上正交或垂直)该插入方向定向的外导体侧接触平面由该外导体侧接触区域的接触点跨越，这些接触点各自被配置成用于接触该配合插头连接器的外导体配合接触元件的对应接触点，
其中，该内导体侧接触面和该外导体侧接触面在该插入方向上或轴向上彼此隔开，或者
在该插头连接器和该配合插头连接器的插接状态下，可实现由在该外导体侧接触面反射的电信号对在该内导体侧接触面反射的电信号的补偿。
一种用于电连接和机械连接到电插头连接器的电配合插头连接器，包括：
至少一个内导体接触元件，以及
一个外导体接触元件，该内导体接触元件至少在一些部分中延伸穿过该外导体接触元件，
其中，该内导体配合接触元件包括内导体侧配合接触区域；
该外导体配合接触元件包括外导体侧配合接触区域，
其中，横向于(特别是正交或垂直或至少基本上正交或垂直)该插接方向定向的内导体侧接触面由该内导体侧配合接触区域的接触点跨越，这些接触点各自被配置成用于接触该插头连接器的内导体接触元件的对应接触点，以及
横向于(特别是正交或垂直或至少基本上正交或垂直)该插入方向取向的外导体侧接触平面由该外导体侧配合接触区域的接触点跨越，这些接触点各自被配置成用于接触该插头连接器的外导体接触元件的对应接触点，
其中，该内导体侧接触面和该外导体侧接触面在该插入方向上或轴向上彼此隔开，或者
在用于插头连接器和用于配合插头连接器的插接状态下，可实现由在用于外导体侧接触面反射的电信号对在用于内导体侧接触面反射的电信号的补偿。
跨越接触平面的这些接触点优选地在各自情况下以在所讨论的接触元件的圆周方向上延伸的方式分布，特别优选地分布在共同的圆形线上。然而，这些接触点也可分布在所讨论的接触元件的共用端面上，特别是在环形端面上。
该接触平面的面积向量或法向量优选地在各自情况下被定向为平行于该插入方向。
构成本发明的基础的发现/概念在于，将内导体侧接触面和外导体侧接触面相对于彼此轴向地定位在插头连接器与配合插头连接器之间，使得在内导体侧接触面反射的高频信号和在外导体侧接触面反射的高频信号分别相对于彼此具有相移，使得相对于彼此相移的两个反射的高频信号的重叠在理想情况下导致完成相互补偿。
在完全相互补偿的理想情况下，因此防止了高频信号在电插头连接中的反射。因此，高频信号的信号能量在传输方向上不减少。由于在高频信号的两个传输方向上，外导体侧接触面和内导体侧接触面相对于彼此的轴向定位是相同的，因此在两个传输方向上，可实现对两个反射的高频信号的完全补偿。
在此和下文中，接触平面应理解为是指优选地与该电插头连接的纵向轴线正交定向的平面。在径向接触的情况下，该接触平面由所讨论的接触区域的单独的共同接触点跨越，其中该内导体接触元件和该相关联的内导体配合接触元件或该外导体接触元件和该相关联的外导体配合接触元件在该电插头连接装置的插接状态下彼此接触。在径向接触的情况下，这些共同的接触点优选地位于圆形线上，该圆形线优选地与该电插头连接装置的纵向轴线同轴地定向。在物理端接触的情况下，同样在每种情况下通过多个接触点存在内导体或外导体侧接触。在外导体接触的情况下，这些公共接触点优选地位于环形区域内(并因此也在至少一条圆形线上)，并且在内导体接触的情况下，这些公共接触点位于圆形区域内或环形区域内。该环形区域或该圆形区域优选地与该电插头连接装置的纵向轴线正交地定向。
然而，接触平面包含至少三个，但优选在电插头连接装置的插接状态下两个接触配对件之间的所有接触点之和，在径向接触的情况下，接触元件的接触区域是引脚形式的接触元件的外侧表面、插座形式的接触元件的外侧表面或内侧表面，或形成为弹簧接触套筒的接触元件的所有弹簧凸耳的接触点，以及在端部接触的情况下形成为接触元件的端面。
内导体侧/外导体侧接触区域和/或内导体侧/外导体侧配合接触区域可以可选地具有轴向范围或沿插入方向的范围。特别地，可提供的是，插头连接器的所有接触区域不具有轴向范围，并且配合插头连接器的所有配对接触区域具有轴向范围，反之亦然。还可提供混合变体，其中例如该内导体侧接触区域不具有轴向范围，并且该内导体侧配合接触区域具有轴向范围，以及该外导体侧接触区域具有轴向范围并且该外导体侧配合接触区域不具有轴向范围(或反之亦然)。如果接触配对件中的至少一个具有轴向范围的接触区域或配合接触区域，则可特别好地补偿插入方向上的公差。
电插头连接器和电配合插头连接器的插接状态将在下文中被理解为是指其中电插头连接器的内导体接触元件的接触区域电接触电配合插头连接器的内导体配合接触元件的配合接触区域并且电插头连接器的外导体接触元件的接触区域电接触电配合插头连接器的外导体配合接触元件的配合接触区域的状态。
该电插头连接器和该电配合插头连接器优选地各自是同轴插头连接器，即具有外导体接触元件的插头连接器，该插头连接器的纵向轴线与该单个内导体接触元件的纵向轴线相同地(同轴地)定位和定向。然而，本发明还包括具有多于一个内导体接触元件(例如两个内导体接触元件、三个内导体接触元件、四个内导体接触元件或多于四个内导体接触元件)的电插头连接装置。这些单独的内导体接触元件在此优选地各自被成形为相同的并且各自在该外导体接触元件内被相同地定向。
该电插头连接器的内导体接触元件和外导体接触元件各自优选地被配置成插座的形式，并且该电配合插头连接器的内导体配合接触元件被相应地配置成引脚的形式，并且该电配合插头连接器的外导体配合接触元件被相应地配置成插座的形式。还可想到一种变体，其中该电插头连接器的内导体接触元件被配置成引脚的形式，并且该电配合插头连接器的外导体配合接触元件被相应地配置成插座的形式。
该电插头连接器或该电配合插头连接器可以各自是电缆插头连接器、印刷电路板插头连接器、壳体插头连接器或上述两个插头连接器类型中之间的适配器。具体地，其可以是插入两个印刷电路板插头连接器之间的所谓的板到板连接件(board-to-boardconnection)中的适配器，或者插入印刷电路板插头连接器与滤波器模块的壳体插头连接器之间的所谓的板到滤波器连接件(board-to-filter connection)中的适配器。最后，根据本发明的概念可与电插头连接器和电配合插头连接器一起使用，该电插头连接器和电配合插头连接器被配置成直式插头连接器或成角度的插头连接器。
该内导体接触元件和外导体接触元件以及该内导体外部导体和外导体配合接触元件可通过机加工技术(车削技术)、通过冲压和弯曲技术、通过深冲压技术、通过冲压技术或通过其他制造技术来制造。
在电插头连接器的情况下和在电配合插头连接器的情况下，外导体接触元件优选地在内导体接触元件的整个轴向纵向范围上围绕每个内导体接触元件。特别地，外导体接触元件的插头侧端可在轴向方向上突出超过每个内导体接触元件的插头侧端，使得在插接过程的情况下，在内导体配合接触元件与内导体接触元件接触之前，外导体接触元件接触外导体配合接触元件。以这种方式，插接过程中的电插头连接器一般首先借助于相关联的插头连接器壳体，然后借助于相关联的外导体接触元件，并且最后借助于相关联的内导体接触元件与电配合插头连接器对齐。由于外导体接触元件与内导体接触元件之间的这种几何布置，内导体接触元件还在电插头连接器的运输期间受到更坚固的外导体接触元件的保护。
在一些情况下，内导体接触元件的远端可在轴向方向上突出超过外导体接触元件的远端。在用于板到板连接件(board-to-board connection)或用于板到滤波器连接件(board-to-filter connection)(也称为弹丸)的适配器的情况下，这是可以想到的。在此防止了对内导体接触元件的损坏，因为这种类型的连接件总体上不是通过手动组装工艺来插接的，而是通过自动组装线来插接的。
有利实施例和发展将从其他从属权利要求和参考附图附图的说明中变得清楚。
不言而喻，在不背离本发明的范围的情况下，上述特征和下面将要说明的那些特征不仅可在指定组合中使用，而且可在其他组合中使用或者单独地使用。
在本发明的优选实施例中，电插头连接器或电配合插头连接器中的内导体侧接触平面与外导体侧接触平面之间的轴向距离近似(尤其在公差范围内)或精确地对应于经由插头连接传输的电信号的波长的四分之一。以此方式，在内导体侧接触面处由于不连续点而反射的电信号和在外导体侧接触面处由于不连续点而反射的电信号在电信号的半波长处具有相移。如果在内导体侧接触面和外导体侧接触面处反射的电信号的振幅具有大致相同的振幅，则这导致两个反射的电信号之间的完全补偿，并且因此在两个传输方向中的任方向上都不反射经由插头连接传输的电信号。
该补偿条件是指电信号的传输频率。调制到高频载波信号上的数据信号相对于载波频率需要一定的带宽。因此，窄带传输信号优选地用于经由根据本发明的电插头连接装置进行传输。此外，内导体侧与外导体侧接触面之间的轴向间隔优选地被设计为对应于具有最高振幅的窄带传输信号的频谱分量的频率的频率。因此，可充分补偿具有最高振幅的窄带传输信号的频谱分量并因此不反映该频谱分量。窄带传输信号的相邻频谱分量至少部分地通过根据本发明的措施来补偿，并且可通过附加的技术补偿措施来完全补偿。
在对电插头连接装置的反射行为(“回波损耗”)的特定应用要求较低的情况下，电插头连接器或电配合插头连接器中的内导体侧接触平面与外导体侧接触平面之间的轴向距离也可在电信号波长的0.2倍和0.3倍之间的范围内，优选地在该电信号的波长的0.22倍与0.28倍之间的范围内，特别优选地在该电信号的波长的0.24倍与0.26倍之间的范围内。
优选地，该内导体接触元件和/或该外导体接触元件被形成为径向接触的接触元件。然而，也可提供端面接触。
在插头连接器的接触元件和配合插头连接器之间径向接触的优选实现方式中，接触元件或替代地配合接触元件被形成为弹簧接触套筒，该弹簧接触套筒在内导体侧和外导体侧中的每上具有至少两个弹簧凸耳。弹簧接触套筒在两个接触搭档之间提供足够的接触压力。此外，通过弹簧接触套筒的接触避免了与接触搭档轴向间隔开的多个接触点，并因此避免了不期望的无源互调。仅通过位于接触平面的圆形线上的单个弹簧凸耳上的接触点实现与接触配对件的接触。
在该至少一个内导体接触元件的插入侧端在轴向方向上突出超过该插头连接器的外导体接触元件的插入侧端的情况下，在本发明的进一步优选实施例中，绝缘体元件在内导体侧接触平面和外导体侧接触平面之间围绕该至少一个内导体接触元件。在下文中被称为附加绝缘体元件的绝缘体元件被配置成在插头连接器和配合插头连接器的插接状态下填充配合插头连接器的外导体配对接触元件与插头连接器的至少一个内导体接触元件之间的空间。
特别地，对于形成为弹簧接触套筒并因此更容易损坏的内导体接触元件，附加绝缘体元件可用作输送保护。此外，附加的绝缘体元件允许插头连接器在配合插头连接器中的机械稳定性，并使插头连接器相对于配合插头连接器更有力地居中，即该插头连接器相对于该配合插头连接器的对齐或并行化。
如果插头连接器用作板到板连接件或板到滤波器连接件中的适配器，则两个印刷电路板之间或印刷电路板与滤波器模块之间在横向于适配器的纵向轴线的方向上从正确相互对齐的位置可能存在位移。这两个印刷电路板插头连接器之间或印刷电路板插头连接器与该滤波器模块的壳体插头连接器之间的这种径向偏移应当由该适配器来补偿。为此目的，在插头连接器的另一优选实施例中，另一弹性形成在内导体接触元件中，其桥接发生在适配器的两个轴向端部之间的径向偏移。内导体接触元件的另外的弹性优选地是内导体接触元件中的槽形凹槽。
槽形凹槽是形成在内导体接触元件的外侧表面上的槽，槽的纵向范围横向于内导体接触元件的纵向轴线延伸。优选地，形成四个槽形凹槽，该槽形凹槽从内导体接触元件的外侧表面开始，每个槽形凹槽在四个相互正交的方向中的一个方向上延伸。在内导体接触元件中的凹槽以这种方式成形和定向，因此可在适配器中的所有四个径向方向上补偿径向偏移。优选地，槽形凹槽形成在内导体接触元件的轴向部分中，该轴向部分与形成为弹簧接触套筒的内导体接触元件的轴向端部直接相邻。在该轴向部分中，在内导体接触元件和外导体接触元件之间没有布置绝缘元件，使得轴向端部和内导体接触元件的中间部分之间的径向位移是可能的。
除了补偿径向偏移之外，内导体接触元件中的槽形凹槽还可补偿插头连接器的内导体与外导体接触元件之间缺乏中心性。
替代地或除了内导体接触元件中的槽形凹槽之外，至少一个槽形凹槽也可形成在内导体配合接触元件中，以补偿配合插头连接器的内导体和外导体配合接触元件之间的径向偏移或缺乏中心性。对于在内导体配合接触元件中的单独槽形凹槽的布置和成形，这同样适用于内导体接触元件中的单独槽形凹槽。如果绝缘元件在轴向上与内导体配合接触元件中的槽形凹槽相邻地形成在配合插头连接器中，则槽形凹槽还优选地形成在绝缘元件中，优选地在轴向附近，考虑到内导体配合接触元件在径向方向上弹性变形的可能性。此外，间隙优选地形成在外导体配合接触元件与内导体配合接触元件或绝缘体元件之间，轴向邻近内导体接触元件或绝缘体元件中的槽形凹槽，该间隙允许内导体配合接触元件在具有或不具有绝缘体元件的情况下的径向可移动性。
根据本发明装备的用于传输高频信号的电插头连接装置最后沿其整个传输路径展现了最小化的反射行为，优选地没有反射行为。因此，波阻抗的路线沿整个传输路径表现出最小化的不连续点，优选地没有不连续点。
仅在根据本发明的插头连接器和根据本发明的插头连接件的情况下，在内导体侧和外导体侧接触平面中在波阻抗的过程中存在不连续点。因此，插头连接器的在内导体侧与外导体侧接触面之间的第一轴向纵向部分与插头连接器的邻近第一轴向纵向部分的第二轴向纵向部分具有不同的波阻抗。类似地，在内导体侧配合接触区域的出射侧端和外导体侧配合接触区域的插入侧端之间的配合插头连接器的第四轴向纵向部分与邻近第四轴向纵向部分的配合插头连接器的第三轴向纵向部分具有不同的波阻抗。
为了最小化在插头连接件内的波阻抗的过程中以及在到机械地和电气地连接到插头连接件的其他传输部件(例如，具有电导体的其他插头连接器、电缆或印刷电路板)的过渡过程中的不连续点，第一纵向部分、第二纵向部分、第三纵向部分以及第四纵向部分内的波阻抗的过程优选地是恒定的。此外，插头连接器的第二纵向部分中的波阻抗优选地对应于配合插头连接器的第三纵向部分的波阻抗，并且与其他传输部件的波阻抗相匹配，并且例如为50Ω。
为了即使在某个预定距离间隔内插头连接器与配合插头连接器之间的不同轴向距离上也允许插头连接器与配合插头连接器之间的外导体侧和内导体侧电接触，每个接触配对件中的至少一个的外导体侧接触区域和内导体侧接触区域各自具有对应于距离间隔的轴向范围。因此，一个接触配对件的外导体侧接触区域和内导体侧接触区域可根据轴向距离与另一接触配对件的接触区域内的不同接触位置电接触。以这种方式，例如，印刷电路板和另一印刷电路板或可替换地滤波器模块之间的可变轴向偏移(即，可变距离)可被电桥接。为此目的，形成在外导体接触元件和内导体接触元件中的适配器的接触区域各自接触印刷电路板插头连接器或属于滤波器模块的壳体插头连接器的外导体侧配合接触区域或外导体侧配合接触区域内的不同接触位置。
为了在插头连接器与配合插头连接器之间实现不同轴向距离的内导体侧和外导体侧接触，配合插头连接器的内导体侧配合接触区域和外导体侧配合接触区域优选地具有足够的轴向范围。轴向范围包括在插头连接器与配合插头连接器之间的最宽距离和最窄距离处接触。
为了允许内导体侧和外导体侧接触插头连接器与配合插头连接器之间的不同距离，凹槽优选地形成在配合插头连接器的每个外导体配合接触元件和绝缘体元件中，并且分别沿外导体侧配合接触区域和沿内导体侧配合接触区域延伸。在配合插头连接器的外导体配合接触元件和绝缘体元件中的凹槽在每种情况下形成台阶，并且，因此在外导体配合接触元件的路线和在配合插头连接器的绝缘体元件中形成不连续点。该不连续点位于外导体配合接触区的出射侧端或内导体侧配合接触区的出射侧端。
为了实现对在这两个不连续点中的每处反射的信号的相互补偿，以与对在插头连接器的外导体接触平面和外导体接触平面中的每处反射的信号的补偿相同的方式进行。
内导体侧配合接触区域的出射侧端和外导体侧配合接触区域的出射侧端之间的轴向距离设置为在插头连接器和配合插头连接器的插接状态下，可分别实现对内导体侧配合接触区域的出射侧端处反射的电信号和外导体侧配合接触区域的出射侧端处反射的电信号的补偿。优选地，在配合插头连接器的内导体侧配合接触区域的出射侧端处反射的电信号和在配合插头连接器的外导体侧配合接触区域的出射侧端处反射的电信号之间的轴向距离在每种情况下对应于电信号的波长的四分之一。这里和下文中，内导体侧配合接触区域或外导体侧配合接触区域的出射侧端被理解为内导体侧配合接触区域或外导体侧配合接触区域的轴向上与插入侧端相对的端部。
为了能够在最大可实现的轴向偏移内实现插头连接器与配合插头连接器之间的轴向距离，可形成内导体侧配合接触区域的插入侧端与出射侧端之间的轴向距离，该轴向距离至少与插头连接器与配合插头连接器之间的预定最大轴向偏移一样大。优选地，内导体侧配合接触区域的插头侧端和出射侧端之间的轴向距离可对应于插头连接器与配合插头连接器之间的预定最大轴向偏移。这样，对于在插头连接器和相关联的配合插头连接器之间的预定最大轴向偏移内的任何轴向距离，可实现内导体接触元件与内导体配合接触元件之间的内导体侧接触。
类似于内导体侧配合接触区域的插入侧端与出射侧端之间的轴向距离，配合插头连接器的插入侧端与外导体侧配合接触区域的出射侧端之间的轴向距离可形成为至少与插头连接器与配合插头连接器之间的预定最大轴向偏移一样大。优选地，外导体侧配合接触区域的插头侧端和导出射侧端之间的轴向距离可对应于插头连接器与配合插头连接器之间的预定最大轴向偏移。
为了在插接过程中在内导体侧接触之前实现外导体侧接触，优选地，将外导体侧配合接触区域的插入侧端与配合插头连接器的内导体侧配合接触区域的插入侧端之间的轴向距离设置为大于插头连接器的内导体侧与外导体侧接触面之间的轴向距离。相比于外导体侧接触，延迟的内导体侧接触有利地允许与内导体接触元件相对于内导体配合接触元件的对齐或定心相比，外导体接触元件相对于外导体配合接触元件的过早对齐或定心。
内导体接触元件相对于内导体配合接触元件的后续定心，特别是由于外导体接触元件与插头连接器的内导体接触元件之间缺乏中心性和/或外导体配合接触元件与配合插头连接器的内导体配合接触元件之间缺乏中心性，通过上面已经描述的内导体接触元件中的槽形凹槽而成为可能。
类似于插头连接器，其中内导体接触元件被绝缘体元件包围，特别是在内导体侧接触平面和外导体侧接触平面之间的第一轴向纵向部分中，配合插头连接器的内导体配合接触元件还可以至少在沿内导体侧配合接触区域、优选沿整个内导体侧配合接触区域的一些部分中被绝缘体元件套住。
为此目的，外导体配合接触元件与内导体配合接触元件之间的空间至少在沿内导体侧配合接触区域、优选沿整个内导体侧配合接触区域的部分由电配合插头连接器的绝缘体元件填充，使得插头连接器的内导体接触元件可插入在绝缘体元件与内导体配合接触元件之间。非常特别优选地，在配合插头连接器的绝缘体元件和内导体接触元件之间不形成空气间隙。
总之，可断言，在该插头连接的插接状态下，由该内导体侧接触平面和该外导体侧接触平面轴向地界定，并且分别由该外导体接触元件或该外导体配合接触元件和该内导体接触元件或该内导体配合接触元件径向地界定的空间至少部分地由该插头连接器的绝缘体元件或由该配合插头连接器的绝缘体元件填充。
如果在插接状态下，插头连接器与配合插头连接器之间的轴向间隔在两个极端位置之间，即在极端位置之间。在可能的最窄轴向间距和可能的最宽轴向间距之间，由于外导体接触元件的插头侧端配合接触区域和外导体侧配合接触区域的出射侧端之间的轴向距离与内导体接触元件的插头侧端配合接触区域和内导体侧配合接触区域的出射侧端之间的轴向距离相对应，因此在插头连接件中没有高频电信号的反射。
最后，本发明还涵盖一种电插头连接装置，该电插头连接装置包括根据以上和以下实施例的电插头连接器以及相关联的电配合插头连接器。配合插头连接器优选为(但不一定)上面和下面描述的配合插头连接器。
电插头连接器和以下已经描述和描述的电配合插头连接器的技术特征、技术措施、技术效果和技术优点也类似地适用于电插头连接，反之亦然。
如果方便的话，以上实施例和发展可以如所期望的彼此组合。本发明的进一步可能的实施例、发展和实现方式还包括以上或以下关于示范性实施例描述的本发明的特征的组合(未明确提及)。具体地，本领域技术人员还将添加单独的方面作为对本发明的具体基本形式的改进或补充。
附图说明
在下文中将参考在附图中的示意性图中示出的示范性实施例来更详细地解释本发明，在附图中：
图1A、图1B、图1C示出了根据本发明的处于未拔出状态、处于第一部分插接状态、以及处于第二完全插接状态的一种插头连接件的截面图示，
图2A、2B、2C示出了根据本发明的插头连接件处于未拔出状态、处于第一部分插接状态、以及处于第二完全插接状态下的优选延伸部的截面图示，
图3A、3B、3C示出了根据本发明的插头连接件的第二变体处于未拔出状态、出第一部分插接状态、以及出第二完全插接状态下的截面图示，以及
图4A、4B示出了根据本发明的插头连接件的第三变处于未拔出状态和第二完全插接状态下的截面图示。
附图的附图旨在提供对本发明的实施例的进一步理解。它们示出了实施方式，并且结合描述，用于解释本发明的原理和概念。参照附图，所提及的其他实施例和许多优点将是显而易见的。附图的元件不必相对于彼此按比例示出。
在附图中，除非另有规定，否则，相似的、功能相似和相似作用的元件、特征和部件在每种情况下设置有相同的参考标记。
以下是附图的连贯和总体描述。
具体实施方式
图1A至1C示出了包括电插头连接器2和相关联的电配合插头连接器3的电插头连接器1的第一变体。图1A至1C所示的电插头连接器1涉及形成为适配器(＝弹丸)的插头连接器2和形成为滤波器模块的壳体插头连接器的配合插头连接器3，如用在印刷电路板到滤波器连接件(板到滤波器连接件)中或可替代地在印刷电路板到印刷电路板连接件(板到板连接件)中。电插头连接器2特别地被设计为补偿印刷电路板和滤波器模块之间或者两个印刷电路板之间的可变距离，即轴向偏移。
电插头连接器2具有内导体接触元件4，内导体接触元件4至少在中间轴向纵向部分被外导体接触元件5同轴地装有护套。为了内导体接触元件4与外导体接触元件5的机械间隔和电绝缘，绝缘元件6至少在中间轴向纵向部分中布置在内导体接触元件4与外导体接触元件5之间。
提供了内导体接触元件4的内导体侧接触区域7和外导体接触元件5的外导体侧接触区域8，并且这些区域各自通过举例的方式形成在插头连接器2的插入侧端9处。接触区域7、接触区域8均弹性地形成，即形成为具有多个弹簧凸耳10的弹簧接触套筒。插头连接器2的内导体侧接触区域7的弹簧片10与配合插头连接器3的内导体配合接触元件11之间的内导体侧接触经由位于内导体侧接触平面13中的圆形线上的弹簧凸耳10上的各个接触点发生。等同地，插头连接器2的外导体侧接触区域8的弹簧凸耳10与配合插头连接器3的外导体配合接触元件12之间的外导体侧接触通过弹簧凸耳10上的位于外导体侧接触平面14中的圆形线上的各个接触点而发生。
应当指出的是，在此接合处，不以限制性方式理解示例性实施例中示出的插头连接器1或插头连接器2的变体，其中接触平面13、接触平面14各自分别位于内导体接触元件4和外导体接触元件4的远端。在要求保护的本发明的范围内，还可设置为，接触平面13、接触平面14相对于相关远端轴向地偏移。例如，经常使用具有圆锥形弯曲的接触区域7、接触区域8的弹簧凸耳10，这些接触区域的接触点是与远端间隔开的。
内导体侧接触平面13与外导体侧接触平面14之间的轴向距离优选地对应于波长的四分之一(即λ/4)的有待经由插头连接件1传输的电信号，特别是有待传输的高频信号。通过该插头连接器的几何结构，只要在内导体侧接触面13和外导体侧接触面14反射的电信号的振幅相等，就能够最佳地抑制在内导体侧接触面13和外导体侧接触面14处的电信号的反射。通常给出后一种情况。在图1A至1C中所示的插头连接1的变体中，内导体侧接触平面13轴向地突出超过外导体侧接触平面14。
在内导体接触元件4的邻近弹簧套筒的轴向部分中，在内导体接触元件4中形成多个槽形凹槽15、优选四个槽形凹槽15，并且就它们的纵向范围而言，每个槽形凹槽在与内导体接触元件4的纵向轴线相互正交的方向上从内导体接触元件4的外侧表面延伸。通过由槽形凹槽15实现的内导体接触元件4中的弹性，可以补偿内导体接触元件4与外导体接触元件5之间的不对称性。
另一方面，内导体接触元件4中的槽形凹槽15和外导体接触元件5的弹簧凸耳10允许内导体侧和外导体侧弹性来补偿印刷电路板与滤波器模块之间或两个印刷电路板之间的径向偏移，这是通过安排在它们之间的适配器和连接到该印刷电路板的印刷电路板插头连接器或连接到该滤波器模块的壳体插头连接器来实现的。为了由此通过槽形凹槽15的弹性来补偿现有的不对称性或现有的径向偏移，在这些槽形凹槽15的轴向区域中，在该内导体接触元件4与该外导体接触元件5之间形成间隙16，即没有绝缘体元件6的区域。关于阻抗配合，内导体接触元件4在间隙16的轴向部分具有直径，该直径与带有绝缘元件6的轴向部分的直径相比增大。
配合插头连接器3具有引脚形式的内导体配合接触元件11、插座形式的外导体配合接触元件12以及布置在其间的绝缘元件17。在滤波器模块的情况下，配合插头连接器3也可形成为属于滤波器模块的壳体的衬套中的壳体插头连接器。如果该插头连接件用于板到板连接件或板到滤波器连接件中，则该内导体配合接触元件12的内导体侧配合接触区域18和该外导体配合接触元件11的外导体侧配合接触区域19各自具有特定的轴向范围，以便补偿印刷电路板与另一印刷电路板或滤波器模块之间的轴向偏移。内导体侧接触区域18和外导体侧接触区域19的轴向范围在各自情况下至少对应于可允许的最大轴向偏移。
图1B示出了在示范性第一插入位置中的插入式连接件1，其中内导体侧接触平面13位于内导体侧配合接触区域18的中间区域中，并且外导体侧接触平面14也位于外导体侧配合接触区域19的中间区域中。
在第一插入位置中，插头连接器2沿轴向方向仅部分地插入到配合插头连接器3中。图1C示出了插头连接件1的第二插入位置，其中内导体侧接触平面13位于内导体侧配合接触区域18的背向插入侧的端部位置，并且外导体侧接触平面14也位于外导体侧配合接触区域19的背向插入侧的端部位置。插头连接器2在轴向上在第二插入位置中尽可能最大程度地插入到配合插头连接器3中。
为了确保在插头连接件1的第二插入位置中电信号的反射被最小化，优选被完全补偿，内导体侧配合接触区域18的出射侧端20和外导体侧配合接触区域19的出射侧端21之间的轴向距离优选对应于将经由插头连接件1传输的电信号的波长λ/4的四分之一。
从图1A还可以看到，内导体侧配合接触区域18的插头侧端22和插头侧端23之间的轴向距离L优选地大于内导体侧接触平面13与外导体侧接触平面14之间的轴向距离，该轴向距离优选地等于将经由插头连接件1传输的电信号的波长λ/4的四分之一。这保证了在插入过程中，外导体侧接触在插头连接器2和配合插头连接器3之间的内导体侧接触之前。
外导体侧配合接触区域19的插头侧端22和出射侧端21之间的外导体侧配合接触区域19的轴向范围LA和内导体侧配合接触区域18的插头侧端23和出射侧端20之间的内导体侧配合接触区域18的轴向范围LI至少对应于最大可允许轴向偏移，也如图1A所示。
为了允许插头连接器2的内导体接触元件4联结直到配合插头连接器3的内导体配合接触元件17的内导体侧配合接触区域18的输出射侧端20，配合插头连接器的绝缘体元件17在内导体侧配合接触区域18的轴向范围上在其内侧表面上具有套筒形凹槽24。套管形凹槽24优选地以如下方式形成：当插头连接件1处于完全插接状态时，绝缘体元件17完全填充外导体配合接触元件12与内导体接触元件4之间的轴向区域。
绝缘元件17的套筒形凹槽24在内导体侧配合接触区域18的出射侧端20处形成台阶，该台阶形成用于根据图1C的处于完全插接状态的插头连接器2的内导体接触元件4的轴向止挡件。等效地，外导体配合接触元件12在外导体侧配合接触区域19的出射侧端处具有台阶，该台阶形成用于处于完全插接状态的插头连接器2的外导体接触元件5的轴向止挡件。
插头连接器2具有在内导体侧接触面13与外导体侧接触面14之间延伸的第一轴向纵向部I。这之后是插头连接器2的第二轴向纵向部分II，如图1A至1C所示。类似地，配合插头连接器3具有第三轴向纵向部分III和第四轴向纵向部分IV。设想在插头连接器2的第二轴向纵向部分II中和在配合插头连接器3的第三轴向纵向部分III中的波阻抗是相同的。在插头连接器1的第五轴向纵向部分V(其在插头连接器1处于插接状态时位于第二轴向纵向部分与第三轴向纵向部分之间)中，存在与其不同的波阻抗，特别是比第二轴向纵向部分II和第三轴向纵向部分III中的波阻抗更高的波阻抗。
图2A至2C各自示出了根据已经在图1A至1C中公开的本发明的插头连接器1的第一变体的优选延伸。为了弹性地形成的内导体接触元件4的运输保护，内导体接触元件4具有相对于外导体接触元件5的轴向突出部，内导体接触元件4在内导体侧接触平面13与外导体侧接触平面14之间的轴向部分被附加的绝缘体元件25包围。插头连接器2的附加绝缘体元件25优选地具有对应于布置在配合插头连接器3中的绝缘体元件17的外径的外径。布置在配合插头连接器3中的绝缘体元件17的轴向范围由附加绝缘体元件25的轴向范围减小。两种几何条件一方面允许插头连接器2插入到配合插头连接器3中，另一方面允许当插头连接器2完全插入到配合插头连接器3中时，外导体配合接触元件12和内导体接触元件4之间的空间完全填充在插头连接器2的第一轴向纵向部分I上。
图3A至3C示出了插头连接件1的第二变体，其中外导体接触元件5轴向地突出超过内导体接触元件4。因此，内导体配合接触元件11突出超过配合插头连接器3的外导体配合接触元件12。
为了补偿插头连接件1的第二变体中的板到板连接件或板到滤波器连接件中的径向偏移，属于插头连接器2的外导体接触元件5的弹性，即采用外导体侧弹簧接触套筒，以及属于配合插头连接器3的内导体配合接触元件11的弹性。
这是由于以下事实：在第二变体中，配合插头连接器3的内导体配对接触元件11形成突出且因此较长的接触元件，而在第一变体中，插头连接器2的内导体接触元件4形成突出且因此较长的接触元件。
为此目的，优选地在引脚形内导体配合接触元件11中形成四个槽形凹槽15，每个槽形凹槽15的纵向范围在内导体配合接触元件11的纵向轴线的方向上在相互正交的方向上从内导体配合接触元件11的外侧表面延伸。为了允许内导体配合接触元件11的径向弹性，在配合插头连接器3的绝缘体元件17中形成等同地布置和成形的轴向相邻槽形凹槽27。最后，内导体配合接触元件11中的槽形凹槽15和绝缘体元件17中的槽形凹槽27各自形成在轴向部分中，其中间隙28设置在配合插头连接器的外导体配合接触元件12中。
图4A和4B各自示出了插头连接件1的第三变体，该插头连接件1不可能进行轴向偏移补偿。内导体侧接触平面13与外导体侧接触平面14之间的轴向间隔(优选地等于待传输的电信号的波长λ/4的四分之一)通过插头连接器2与配合插头连接器3之间的附加轴向固定来实现。
在图4A和4B的插头连接件中，例如通过形成在外导体接触元件5中的轴向止挡件29以及联管螺母30来实现轴向固定，在插接状态下外导体配合接触元件12轴向地抵靠该轴向止挡件。联管螺母30被可旋转地可移动地连接到插头连接器2上并且可通过内螺纹被拧到在外导体接触元件12上形成的外螺纹上。然而，用于插头连接器2和配合插头连接器3之间的轴向固定的其他技术方案也是可以想象的，诸如插头连接器壳体和配合插头连接器壳体之间的闩锁。
与插头连接件1的第一和第二变体相比，第三变体中的插头连接器2具有：带有内导体侧接触区域7的呈引脚形式的内导体接触元件4；以及形成为具有外导体侧接触区域8的弹簧接触套管的外导体接触元件5，该外导体侧接触区域形成外导体侧接触平面14。相应地，配合插头连接器3具有弹簧接触套筒形式的内导体配合接触元件11和插座形式的外导体配合接触元件12，内导体配合接触元件11具有内导体侧配合接触区域18，内导体侧配合接触区域18形成内导体侧接触平面13，外导体配合接触元件12具有外导体侧配合接触区域19。在插接状态下，该插头连接件1的尺寸被确定成使得内导体侧接触平面13与外导体侧接触平面14之间的轴向距离优选地对应于该电信号的波长λ/4的四分之一。
在插头连接件的第三变体中，插头连接器2的第二轴向纵向部分II中的波阻抗对应于配合插头连接器3的第三轴向纵向部分III中的波阻抗。插入式连接件1的第五纵向部分V中的波阻抗不同于第二轴向纵向部分II和第三轴向纵向部分III中的波阻抗，特别是小于第二轴向纵向部分Ⅱ和第三轴向纵向部分III中的波阻抗，该第五纵向部分在插入式连接件1的插接状态下位于第二轴向纵向部分II和第三轴向纵向部分III之间。
虽然以上已经参考优选的示例性实施方式全面地描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以以各种方式进行修改。

Claims (15)

1.一种用于电连接和机械连接至电配合插头连接器(3)的电插头连接器(2)，所述电插头连接器(2)具有外导体接触元件(5)和至少一个内导体接触元件(4)，所述内导体接触元件(4)至少在一些部分中延伸穿过所述外导体接触元件(5)，其中所述内导体接触元件(4)具有内导体侧接触区域(7)，并且所述外导体接触元件(5)具有外导体侧接触区域(8)；其中横向于插入方向定向的内导体侧接触平面(13)由所述内导体侧接触区域(7)的多个接触点跨越，所述内导体侧接触区域(7)的多个接触点各自被设定成用于接触所述配合插头连接器(3)的内导体配合接触元件(11)的对应接触点；并且横向于所述插入方向定向的外导体侧接触平面(14)由所述外导体侧接触区域(8)的多个接触点跨越，所述外导体侧接触区域(8)的多个接触点各自被设定成用于接触所述配合插头连接器(3)的外导体配合接触元件(12)的对应接触点；其中所述内导体侧接触面(13)和所述外导体侧接触面(14)在所述插入方向上彼此间隔开，使得，在所述插头连接器(2)和所述配合插头连接器(3)的插接状态下，可实现由在所述外导体侧接触面(14)中反射的电信号对在所述内导体侧接触面(13)中反射的电信号的补偿。
2.根据权利要求1所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
所述内导体侧接触平面(13)与所述外导体侧接触平面(14)之间的轴向距离位于所述电信号的波长的0.2倍与0.3倍之间的范围内、优选地在所述电信号的波长的0.22倍与0.28倍之间的范围内、特别优选地在所述电信号的波长的0.24倍与0.26倍之间的范围内、并且非常特别优选地对应于所述电信号的波长的四分之一。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
所述内导体接触元件(4)和所述外导体接触元件(5)各自被形成为径向接触的接触元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
所述内导体接触元件(4)和/或所述外导体接触元件(5)各自被形成为弹性接触元件，并且优选地具有至少两个弹簧凸耳(10)，这些弹簧凸耳(10)的接触点分别跨越所述内导体侧接触平面(13)或所述外导体侧接触平面(14)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
所述内导体接触元件(4)在所述内导体侧接触平面(13)与所述外导体侧接触平面(14)之间的部分中延伸穿过绝缘元件(25)，所述绝缘元件(25)在所述插头连接器(2)和所述配合插头连接器(3)的插接状态下被设定成填充所述配合插头连接器(3)的所述外导体配合接触元件(12)与所述内导体接触元件(4)之间的空间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
在所述内导体接触元件(4)上形成另外的弹性，优选槽形凹槽(15)，以补偿所述内导体接触元件(4)与所述内导体配合接触元件(11)之间的径向偏移。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电插头连接器(2)，
其特征在于，
所述插头连接器(2)的第一轴向纵向部分(I)在所述内导体侧接触平面(13)与所述外导体侧接触平面(14)之间延伸，并且在所述插头连接器(2)的轴向邻近于所述第一轴向纵向部分(I)的第二轴向纵向部分(11)中，所述插头连接器(2)具有波阻抗，所述波阻抗被设定成对应于所述配合插头连接器(3)的第三轴向纵向部分(11I)中的波阻抗。
8.一种用于电连接和机械连接至电插头连接器(2)的电配合插头连接器(3)，所述电配合插头连接器(3)具有外导体配合接触元件(12)和至少一个内导体配合接触元件(11)，所述至少一个内导体配合接触元件(11)至少部分地延伸通过所述外导体配合接触元件(12)；其中所述内导体配合接触元件(11)具有内导体侧配合接触区域(18)，并且所述外导体配合接触元件(12)具有外导体侧配合接触区域(19)；其中横向于插入方向定向的内导体侧接触平面(13)由所述内导体侧配合接触区域(18)的接触点跨越，所述内导体侧配合接触区域的接触点各自被设定成用于接触所述插头连接器(2)的内导体接触元件(4)的对应接触点；并且横向于所述插入方向定向的外导体侧接触平面(14)由所述外导体侧配合接触区域(19)的接触点跨越，所述外导体侧配合接触区域的接触点各自被设定成用于接触所述插头连接器(2)的外导体接触元件(5)的对应接触点；其中所述内导体侧接触面(13)和所述外导体侧接触面(14)在所述插入方向上彼此间隔开，使得，在所述插头连接器(2)和所述配合插头连接器(3)的插接状态下，可实现由在所述外导体侧接触面(14)中反射的电信号对在所述内导体侧接触面(13)中反射的电信号的补偿。
9.根据权利要求8所述的电配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述内导体侧接触平面(13)与所述外导体侧接触平面(14)之间的轴向距离位于所述电信号的波长的0.2倍与0.3倍之间的范围内、优选地在所述电信号的波长的0.22倍与0.28倍之间的范围内、特别优选地在所述电信号的波长的0.24倍与0.26倍之间的范围内、并且非常特别优选地对应于所述电信号的波长的四分之一。
10.根据权利要求8或9所述的电气配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述内导体侧配合接触区域(18)的出射侧端(20)与所述外导体侧配合接触区域(19)的出射侧端(21)之间的轴向距离被设定成，使得，在所述插头连接器(2)和所述配合插头连接器(3)的插接状态下，由在所述外导体侧配合接触区域(19)的所述出射侧端(21)反射的电信号对在所述内导体侧配合接触区域(18)的所述出射侧端(20)反射的电信号的补偿。
11.根据权利要求10所述的电配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述内导体侧配合接触区域(18)的插头侧端(23)与所述出射侧端(20)之间的轴向距离至少对应于所述插头连接器(2)与配合插头连接器(3)之间在所述至少部分插接状态下可实现的最大轴向偏移。
12.根据权利要求10所述的电配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述外导体侧配合接触区域(19)的插头侧端(22)与所述内导体侧配合接触区域(18)的插头侧端(23)之间的轴向距离(L)大于所述插头连接器(2)的所述内导体侧接触面(13)与所述外导体侧接触面(14)之间的轴向距离。
13.根据权利要求8至12任一项所述的电气配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述外导体配对接触元件(12)与所述内导体配对接触元件(11)之间的空间沿所述内导体侧配对接触区域(18)被所述配合插头连接器(3)的绝缘体元件(17)填充至少一些部分，优选地沿整个内导体侧配对接触区域(18)；使得所述插头连接器(2)的所述内导体接触元件(4)可被插入在所述绝缘体元件(17)与所述内导体配对接触元件(11)之间。
14.根据权利要求10至13任一项所述的电配合插头连接器(3)，
其特征在于，
所述配合插头连接器(3)的第四轴向纵向部分(IV)在所述内导体侧配合接触区域(18)的所述出射侧端(20)与所述外导体侧配合接触区域(19)的所述插头侧端(22)之间延伸，并且在所述配合插头连接器(3)的与所述第四轴向纵向部分(IV)轴向相邻的第三轴向纵向部分(11I)中，所述配合插头连接器(3)具有波阻抗，该波阻抗设定成对应于所述插头连接器(2)的第二轴向纵向部分(11)中的波阻抗。
15.一种电插头连接装置(1)，包括根据权利要求1至7任一项所述的电插头连接器(2)以及所述电配合插头连接器(3)。
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