CN117241984A - 具有集成的无线局域网以太网数据接口的模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于无线局域网以太网数据接口的天线(1)，具有矩形印刷电路板(10)，其中在印刷电路板(10)上分别借助合适构造的印制导线提供信号线路(11)和参考接地线(12)，并且信号线路(11)在第一侧(S1)上构造成平面线圈(11)，并且其中天线(1)包括用于提供第一天线(1)与结构相同的第二天线(1)的适合数据传输的磁性耦合状态的区域(103)，该区域构造成，借助第一和第二天线(1)的区域(103)的相邻布置提供磁性耦合状态，其中天线(1)在耦合状态中分别相对彼此转动180°。本发明还涉及具有集成的无线局域网以太网数据接口的模块(M)，该模块具有壳体(3)、屏蔽元件(2)、定位元件(4)和/或防护罩(5)以及具有合适的天线(1)。

Description

具有集成的无线局域网以太网数据接口的模块

技术领域

本发明涉及一种模块载体的设有WLAN(无线局域网)以太网数据接口的模块。本发明同时尤其还涉及一种适用于该模块的天线以及适用于插接连接器和/或电动离合器的模块。

需要插接连接器模块来构建模块化的插接连接器。在此，插接连接器模块容纳模块化的触头嵌件并且多个具有相同或不同的触头嵌件的插接连接器模块被组合成一个插接连接器。由此插接连接器可以高度灵活性组装和配置。

插接连接器模块在此要么直接地装入到插接连接器壳体中要么首先装入到模块框架中并固定在模块框架中。然后将模块框架与容纳在其中的插接连接器模块安装到插接连接器壳体中。

用于模块化插接连接器的插接连接器模块在现有技术中已知有很多。其在大小、容纳的接触件的数量、接触件的尺寸设计和接触件的类型方面有所变化。依据插接连接器模块的设计，其能用于传输例如数字、模拟、电气、气动、机械、光学或液压类型的信号和电流。

随着数字化的提高需要传输持续增加的信息量。用于高频信号和数据传输的接口可通过插接连接实现，例如由以太网电缆所已知的。但是这种插接连接器并不适合许多尤其工业领域和户外领域，因为这种插接连接器在其应用时由于不可避免的污染会非常快速地变得无法工作。

因此，现有技术中例如在用于铁路的电动离合器中已知借助无线电链路从一节车厢至下一节车厢或从一列车部分的机动车至第二列车部分的机动车建立高频数据传输。

背景技术

例如在EP 3 011 643 B1中描述了一种用于插接连接器模块的保持框架，多个不同的插接连接器模块能任意组合地装入该保持框架中，以能够提供模块化构造的插接连接器。保持框架将插接连接器模块保持在一起并且将其相互固定。接着可将保持框架装入插接连接器壳体中并且在其中固定。插接连接器可与匹配的同样为模块化的配对插接连接器连接。替代地，保持框架可用作所谓的附接框架安装在壳体或设备壁上的并且紧固在其上。

这种类型的模块化的插接连接器能组合并且能组装多个单个的插接连接器。为此需要各种的标准化的插接连接器模块。

由EP 2 616 304 B1已知用于铁路的电动离合器，该电动离合器具有第一离合器部件和第二离合器部件，第一离合器部件和第二离合器部件分别具有载体，多个耦合部件布置在载体中，借助耦合部件能够建立一离合器部件与另一离合器部件的电气、气动和/或液压耦合，其中设有高频耦合件。该高频耦合件通过该一离合器部件中的天线和另一离合器部件中的天线形成，其中高频耦合件具有两个彼此共同作用的高频耦合部件，高频耦合部件分别实施成塑料体，该塑料体完全地包围天线。

实施成环形天线的已知高频耦合件尤其在用于铁路的电动离合器中作为借助插接连接进行高频信号和数据传输的现有接口的替代只能以不利的方式进行改装和扩展。

德国专利和商标局在本申请的优先申请中引用了如下现有技术：US 2016/0 149305A1。

发明内容

本发明的目的是，提供适用于多种应用的WLAN以太网数据接口，该WLAN以太网数据接口尤其能简单地安装和改装。在此目的还尤其是提供适用于该WLAN以太网数据接口的天线。

所述目的通过独立权利要求的特征实现。

本发明的有利的实施方式在从属权利要求和/或下面的描述中给出。

本发明尤其涉及用于WLAN以太网数据接口的具有印刷电路板的天线，在该印刷电路板上构造有近场天线的元件作为印制导线，并且所述印刷电路板构造成，使得其与结构相同的第二天线按规定地协作来提供高速数据传输。

印刷电路板尤其也可成本有利地大批量地制造。借助两个结构相同的彼此协作的接口提供无线数据接口在制造技术方面同样是有利的并且能够在多种应用中简单安装。

在印刷电路板上提供的天线由于其基本上二维的构造还特别节省空间并且其应用灵活。

在天线的印刷电路板的第一侧上在第一区域中分别借助合适构造的印制导线提供信号线路和第一参考接地线和第二参考接地线。紧接第一区域，信号线路以合适的方式在印刷电路板的第二区域中构造成平面线圈。

印刷电路板的第二区域在此包括用于提供第一天线与结构相同的第二天线的适用于数据传输的磁性耦合状态的第三区域，该第三区域特别有利地构造成，使得借助结构相同的第一天线和第二天线的第三区域的相邻布置提供磁性耦合状态。

为此天线以合适的方式构造成，在两个相邻的第三区域以1至10mm，有利地约2.5mm的小间距布置且同时没有触碰时，提供该磁性耦合状态。

印刷电路板上的印制导线在此尤其与信号线路有利地构造成，使得两个天线在耦合状态中分别相对彼此转动180°。天线的该布置特别节省空间。

信号线路的线圈对此以合适的方式构造为具有至少一匝的平面的螺旋形的矩形线圈并且为了提供期望可靠且性能良好的耦合优选具有三匝至五匝。

线圈构造成矩形线圈使得尤其借助两个天线的线圈的仅分别选出的区域的相邻布置实现期望的磁性耦合状态。以这种方式能够节省空间且简单地提供磁性耦合状态。

针对耦合设置的第三区域为此以合适的方式设置在印刷电路板的边缘上并且在此包括线圈的设置用于提供磁性耦合的预定区域。

线圈为此以合适的方式构造成，线圈的匝分别具有平行于印刷电路板的纵向方向的至少一个第一区段和横向于第一区段的至少一个第二区段，其中设置在印刷电路板的边缘上的第三区域包括线圈的至少一个第二区段和优选两个或三个第二区段。

对于WLAN/以太网兼容性期望的在天线的电缆接头的50Ω范围中的阻抗而言，信号线路从布置在印刷电路板的一边缘处的电缆接头开始在印刷电路板的第一区域中在第一参考接地线和第二参考接地线之间居中地延伸，第一参考接地线和第二参考接地线以合适的方式分别与印刷电路板的相对的纵向侧边缘相邻地布置。

在此，具有前述边缘的印刷电路板以合适的方式构造为矩形，其中第三区域和电缆接头分别设置在印刷电路板的相对的宽侧边缘上。电缆接头以合适的方式适用于连接同轴电缆。

在印刷电路板的第一侧上，为了提供天线的电缆接头的合适的阻抗，在印刷电路板的第一区域中信号线路的第一宽度、信号线路与第一参考接地线和第二参考接地线的间距以及参考接地线的宽度分别构造成使得，第一区域被信号线路和参考接地线占据。

以合适的方式，信号线路为此在印刷电路板的第一区域中具有与该信号线路到第一参考接地线和第二参考接地线的间距相应的宽度，其中参考接地线的宽度有利地相应于信号线路的宽度的约1.2至2倍、尤其优选约1.5倍。在此，第一参考接地线和第二参考接地线分别平面地构造成沿印刷电路板的纵向方向延伸的矩形的形状。

不同于前面第一区域，信号线路在印刷电路板的第二区域中，借助具有0.3mm至0.8mm、优选约0.5mm宽度的窄的印制导线构造，以形成合适的线圈。

线圈的第一区段在此以合适的方式分别以0.1mm至0.5mm、优选0.3mm的第一间距布置。线圈的第二区段分别有利地以为第一间距的2至10倍、优选5倍的第二间距布置以提供期望的磁性耦合。

信号线路在第二区域中以合适的方式以其线圈的匝螺旋形地延伸直至线圈的中间并且随后通到印刷电路板的相对的第二侧。信号线路在第二区域中在第二侧上居中地延伸直至印刷电路板的第一区域中，该第一区域在印刷电路板的第二侧上与其第一边缘和电缆接头相邻地平面式地被第三参考接地线占据，以提供期望的阻抗。

用于阻抗匹配的第二区域可在不损害功能的情况下改变长度。但是在具有天线的第一区域中大小以及与第二区域的间距对于功能是决定性的。

具有前述特征的天线设计为用于在2至3cm范围中耦合的近场天线。该天线通过这些特征在电缆接头处具有有利的50Ω的馈电点阻抗并且针对5GHz的频率具有450MBit/s的传输速率。因此该天线适用于提供高速WLAN以太网数据接口。

为了简单地安装天线，印刷电路板在第一区域中与电缆接头相邻地具有第一连贯孔和第二连贯孔，第一连贯孔和第二连贯孔分别延伸穿过第一参考接地线和第三参考接地线以及第二参考接地线和第三参考接地线。能够清楚的是，设置在印刷电路板上的上述参考接地线与电缆接头的参考接地线电连接。

第一孔和第二孔在此分别设有构造成金属套的第一间隔元件和第二间隔元件，以将天线尤其安装在合适的壳体中，根据本发明该壳体有利地可以是模块、尤其例如可以是插接连接器的模块。

因此本发明尤其还涉及具有集成的WLAN以太网数据接口的模块，该接口具有合适的天线，该模块适用于安装到模块载体中，因此适用于多种应用。

天线有利地布置在模块中，使得其从模块的开口中突出预定的量并且借助具有第一天线的第一模块和转动180°的结构相同的具有第二天线的、与第一模块相邻地布置在一个平面中的第二模块，通过第一天线和第二天线的从模块的开口中突出的区域的相邻布置来提供天线的磁性耦合状态。

模块的天线能够以合适的方式为平面天线、尤其是上述的根据本发明的在印刷电路板上设置的天线，其中从模块的开口中突出的区域是天线的第三区域。

为此，天线以合适的方式以其印刷电路板与开口的中央区域间隔开地布置在模块中，使得模块的天线尤其在其耦合状态中分别平行于模块的平面布置。天线的前述第三区域在此彼此相邻地以1至10mm的间距、有利地约2.5mm的间距无触碰地布置。

对于天线在模块中的前述定位而言，模块具有对此合适的壳体和屏蔽元件。

屏蔽元件有利地由金属构成。天线以合适的方式经由其通过参考接地线的孔和间隔元件固定在屏蔽元件中，使得天线的参考接地线和天线的电缆接头的参考接地线与屏蔽元件电连接。

模块的壳体以合适的方式由塑料构成并且具有内轮廓，内轮廓与屏蔽元件的外轮廓形状锁合地协作，使得屏蔽元件容置在壳体中并且保持在其中。壳体以合适的方式具有外轮廓，该外轮廓与模块载体的轮廓对应。

为了天线在模块中的特别精确、可靠和安全的定位以及为了模块也特别可靠地在户外区域使用，模块具有定位元件和/或防护罩，其在下面将参考附图详细描述。

前述模块尤其适合与另外的结构相同的模块和/或另外的模块一起应用在插接连接器中，其中模块载体是插接连接器的与模块对应的保持框架。

插接连接器的保持框架可设计用于容纳多个模块，由此保持框架也可容纳多于一个的前述模块，该模块具有集成的WLAN以太网数据接口。

通过设置多于一个的这种模块能以简单的方式扩展高速WLAN以太网数据传输的数据传输速率。借助分别设计用于450MBit/s的数据传输速率的模块可以这种方式实现大于1GBit/s的数据传输速率。以合适的方式，模块在此可分别用于频率带的频率信道。

前述模块还特别适合与另外的结构相同的模块和/或另外的模块一起应用在离合器的离合器部件的电动离合器中，离合器设置在彼此连接的两个列车区段之间，其中模块载体是电动离合器的组成部分。

在电动离合器中也可如同在插接连接器中一样设置多于一个的前述模块，由此借助模块能以简单的方式扩展期望的数据传输速率。

前述模块尤其适用于作为在铁路轨道的电动离合器中借助插接连接进行高频的信号和数据传输的现有接口的替代并且同时能够以简单的方式改装和扩展。

尤其前述模块的其他特征和优点在下面参考附图进行描述。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面详细描述。其中示出：

图1A示出了根据本发明的一种实施方式的、处于与第二天线的耦合状态中的天线；

图1B从另一视角示出了图1A的天线的线圈；

图2从另一视角示出了根据本发明的一种实施方式的模块的分解图以及模块的天线的放大示意图；

图3A示出了在其天线的耦合状态中的图2的两个组合在一起的模块；

图3B示出了模块载体中的三个模块；

图4示出了图2的模块的屏蔽元件的另一视角的放大示意图，其具有插入屏蔽元件中的天线；

图5A示出了屏蔽元件，其具有插入图2的模块的壳体中的天线；

图5B示出了图5A的设有防护罩的模块；

图6A示出了图5B的处于其天线的耦合状态中的两个模块；

图6B示出了图6A的模块的纵向剖视图；

图7A示出了两个列车区段和布置在其之间的离合器；并且

图7B示出了图7A的离合器的电动离合器的示意图。

具体实施方式

附图包含部分简化的示意图。部分地，对于相同的、但是不完全一致的元件使用相同的附图标记。不是所有附图标记在所有附图中给出。相同元件的不同视图可不同程度缩放地示出。

图1A示出了根据本发明的一种实施方式的天线1，其处于与结构相同的第二天线1的耦合状态中。天线1包括具有长度L10和宽度B10的矩形印刷电路板10。在印刷电路板10的宽侧的第一边缘B1上设有布置在边缘B1中间的用于同轴电缆的电缆接头14，信号线路11从该电缆接头开始在印刷电路板10的一侧S1上沿印刷电路板10的纵向方向L平行于印刷电路板10的两个纵向侧边缘延伸。

信号线路11在印刷电路板10的第一区域101中在两个参考接地线12之间居中地延伸，两个参考接地线如同信号线路11一样从电缆接头14开始沿纵向方向L平行于印刷电路板10的两个纵向侧边缘延伸。两个参考接地线12在此与印刷电路板10的两个纵向侧边缘相邻地布置。

在第一区域101中信号线路11的第一宽度、信号线路11与参考接地线12的间距和参考接地线12的第二宽度分别构造成，使得第一区域101被信号线路11和参考接地线12占据。信号线路11在该区域中具有约3mm的宽度以及距离参考接地线12的间距约为2mm。参考接地线12的宽度大于信号线路11的宽度并且相当于约4.5mm。尤其在此，参考接地线12平面式地构造为沿印刷电路板10的纵向方向L延伸的矩形的形式。

信号线路的宽度为3mm，与第一参考接地线和第二参考接地线的间距为2mm并且参考接地线的宽度为4.3mm。所有这些与大约1.6mm的印刷电路板厚度和标准印刷电路板材料一起得到50ohm(欧姆)的阻抗。相对于彼此指定单独的特性不会引起有针对性的阻抗数值。

印刷电路板10与接头14相邻地在参考接地线12上分别具有孔，在印刷电路板10的该侧S1上在孔处分别布置有间隔元件13。孔和间隔元件13尤其设置用于使印刷电路板10在下面描述的模块M中紧固和定位。

前述第一区域101沿纵向方向L大致延伸至印刷电路板10的中间。在这里，印刷电路板10的第二区域102附接在第一区域101上。清楚的是，信号线路11和参考接地线12分别构造成印刷电路板10上的印制导线，该印制导线在第一区域101中具有前述平面式的伸展部。

信号线路11在第二区域102中构造得比矩形的、平面的和螺旋的线圈11窄的多，在天线1的该实施方式中线圈具有四匝。线圈11的匝在此分别具有第一区段111和第二区段112，第一区段和第二区段彼此垂直地构造。区段111在此分别彼此平行并且平行于印刷电路板10的纵向方向L布置。

在天线1的该实施方式中，线圈11构造成使得线圈11的第一匝的第一区段111与印刷电路板10的两个相对的纵向侧边缘相邻地布置。在这种情况下线圈11的第一匝的第二区段112与印刷电路板10的与电缆接头14相对的边缘B2平行且相邻地布置。

信号线路11从其在第二区域102中的前述第一匝开始以其线圈11的匝螺旋形地延伸直至平面的螺旋形线圈11的中心并且然后通至印刷电路板10的另一侧S2上。信号线路11在该区域102中在该侧S2上居中地沿纵向方向L延伸直至第一区域101中，第一区域与印刷电路板10的第一边缘B1和天线接头14相邻地平面式地被第三参考接地线12占据。在天线1的该实施方式中第一区域101和第二区域102适合地大致相同大小。

图1A的两个天线1如上所述地布置在其耦合状态中并且同时分别以其和电缆接头14相对的区域103相邻地上下叠置。在此，具有线圈11的天线的第一侧S1彼此相邻地布置并且天线1横向于纵向方向L相对彼此转动180°。适合地，天线1在此在不碰触的情况下以尽可能小的间距布置，该间距例如可大致相当于其印刷电路板10的厚度。印刷电路板10以合适的方式可以是厚度为1.6mm的标准印刷电路板。

图1B对此从另一视角示出了图1A中的天线1的线圈11，其中线圈11相邻地上下叠置，线圈分别具有第一匝区段111和第二匝区段112，其中在天线1的该实施方式中两个第二匝区段112尤其分别布置成，使得尤其提供磁性耦合。

为此以合适的方式，线圈11的信号线路11借助宽度为0.3mm至0.8mm、优选约0.5mm的印制导线形成。在这种情况下第一区段111以合适的方式分别以0.1mm至0.5mm、优选地约0.3mm的间距布置，而第二区段112的间距尤其在适用于耦合的区域103中相对更大，优选地约为第一区段111的间距的5倍。在该实施方式中，第二区段112的间距以合适的方式约为1.5mm。

印制导线在区域112中的间距约为1.5mm，由此比区域111中的间距(为0.28mm)大约5倍。印制导线宽度为0.52mm。

在本发明的该实施方式中区域103示例性地设计为，分别借助线圈11的两个彼此相邻地布置的第二区段112提供天线1的适用于高频传输的磁性耦合状态，即借助线圈11的第一匝的第二区段112和与该线圈11的第一匝相邻的匝的与该区段112相邻的第二区段112提供该磁性耦合状态。应清楚的是，该区域103也有利地设计为，借助线圈11的多于两个的彼此相邻地布置的第二区段112提供天线1的适用于高频传输的耦合状态。

具有前述特征的天线1设计为用于在2至3cm范围中耦合的近场天线并且适用于高速WLAN以太网数据接口。具有这些特征的天线1在其电缆接头处的阻抗为50Ω并且设计用于具有450MBit/s的传输速率的5GHz的频率范围。前述天线1特别适用于集成到下面描述的模块M中。

图2示出了根据本发明的一种实施方式的模块M的分解图，该模块具有模块壳体3、屏蔽元件2、天线1和定位元件4。

在分解图中，天线1的印刷电路板10仅是示意性示出，因此天线1以其印刷电路板10、其电缆接头14和两个间隔元件13按规定组合的方式从另一视角放大地示出。图2的天线1的实施方式基本上对应于图1A的天线1的上述实施方式，因此参考图1A对其的相应描述。

与图1A的实施方式不同，线圈11构造得更窄，并且印刷电路板10的两个纵向侧边缘尤其在区域103中分别具有台阶，因此印刷电路板10的区域103相应收窄地构造。为了清楚起见，在分解图中印刷电路板10的上述收窄部未示出。

模块M设有用于合适的模块载体6的壳体3并且相应地构造。模块载体6可特别是尤其插接连接器的保持框架6。壳体3为此具有与保持框架6形状锁合地对应的、包括合适的卡锁和保持元件的外轮廓。装入保持框架6中的组合的模块M在下面参考图3B进行描述。

壳体3具有开口30和内轮廓，该内轮廓与屏蔽元件2的外轮廓形状锁合地协作，使得经由开口30引入到壳体3中的屏蔽元件2按规定的方式容纳在壳体3中并且保持在壳体3中。壳体3适合地由塑料构成。

屏蔽元件2适合地由金属构成并且如上所述具有与壳体3的内轮廓形状锁合的外轮廓。屏蔽元件2提供合适的载体元件以将天线1接纳和容置到模块M中。

屏蔽元件2为此具有开口20和两个螺纹孔22，螺纹孔与设置在印刷电路板10的孔处的间隔元件13对应，使得经由开口20引入屏蔽元件2中的天线1的印刷电路板10可借助在附图中未示出的、通过印刷电路板10的孔和间隔元件13引导的螺钉按规定的方式定位并固定在螺纹孔处以及屏蔽元件2中。间隔元件13为此适合地构造成金属套，使得在此提供天线1和电缆接头14的参考接地线12与屏蔽元件2的电接触。

清楚的是，屏蔽元件2以及壳体3还分别具有与开口20和30相对设置的后侧开口，经由后侧开口能分别接近上述螺钉以及用于电缆接头的接头14。为此适合地，接头14构造成SMA螺旋接头并且由此尤其适用于同轴电缆。

屏蔽元件2在其开口20的外侧以法兰状方式构造有两个螺纹孔21，螺纹孔适用于固定其他元件，诸如下面参考图5B描述的定位元件4和/或防护罩5。

定位元件4提供天线1的轨道状的引导和定位并且相应地构造有用于容纳印刷电路板10的两个凹部42。定位元件4设有用于紧固在屏蔽元件2的开口20的法兰状边缘上的两个孔41，并且可以通过相应的未示出的螺钉经由孔41和螺纹孔21按规定的方式紧固在屏蔽元件2上。

定位元件4还包括具有一定尺寸的成角区域43，该尺寸基本上相当于安装在屏蔽元件2中的天线1的印刷电路板10尤其以其设置用于耦合的区域103从屏蔽元件2的开口20中伸出的预定的长度。在此，成角部43设置用于在侧面保护印刷电路板10。

间隔元件13和具有凹部42的定位元件4的设计成，使得以设置用于耦合天线1的预定区域103从模块M的开口20中突出的天线1在此偏心地与模块M的中间区域间隔开。该间距设计成，使得第一模块M和结构相同的转动180°的第二模块M能以其从模块M中突出的天线1进入天线1的耦合状态中，该耦合状态允许高速WLAN以太网数据传输。

对此，图3A示出了在其天线1的耦合状态中的图2的两个组合的模块M，其中在该状态中天线1的区域103彼此无触碰地相邻布置并且在两个相对的侧面通过定位元件4的成角区域43予以保护。在该附图中还示出了壳体3的上面已经参考图2描述的后侧开口以及用于连接电缆的可接近的电缆接头14，电缆接头设有作为SMA接头的螺旋接头。分别相对于彼此转动180°的结构相同的模块M在此布置在一个平面中。

图3B示例性地示出了在第一保持框架6中的三个模块M，第一保持框架尤其适用于模块化的插接连接器并且第一保持框架设计用于容纳六个模块。保持框架6设计成铰接框架并且在附图中简化地示意性示出。模块M的外轮廓与保持框架6的轮廓元件对应，使得模块M固定在保持框架6中。

保持框架6可容纳另外三个模块，另外三个模块可不同地构造，并且另外三个模块可用于传输例如数字、模拟、电气、气动、机械、光学或液压类型的信号和电流。

通过设置多于一个的模块M能够以简单的方式扩展高速WLAN以太网数据传输的数据传输速率。借助分别可设计用于450MBit/s的传输速率的所述三个模块M能够以简单的方式实现大于1GBit/s的数据传输速率。以合适的方式，模块M在此分别用于频率带的频率信道。

保持框架6可按规定方式装入插接连接器的壳体中并且固定在其中。结构相同的第二保持框架6可转动180°地在与所述三个模块M的位置对应的位置中同样保持三个模块M，这三个保持的模块与模块M对应并且在此为了其按规定地耦合相应地转动180°。第二保持框架6可被装入配对插接连接器的与插接连接器壳体对应的壳体中并且固定在其中。

模块M与保持框架6对应地设计成，在第一和第二保持框架6中固定的模块M在插接连接器沿其插接方向S与配对插接连接器按规定地连接时提供模块M的天线1的耦合状态的前面参考图3A描述的位置。印刷电路板10的沿插接方向S从模块M中突出的区域103在此与两个相对布置的对应模块M的线圈11彼此按规定的方式相邻地布置并且在此具有小的预定的间距。

图4尤其为了更好地理解模块M从另一视角示出了图2的模块M的屏蔽元件2的放大示意图。图2的天线1按规定地装入到屏蔽元件2中，因此，为了清楚和明确，在图4中又以概览示出了没有屏蔽元件2的天线1。

天线1的印刷电路板10沿模块M与对应的结构相同的转动180°的第二模块M的连接方向S从屏蔽元件2的开口20突出预定的数量L2，该开口通过具有两个螺纹孔21的法兰状的边缘包围。印刷电路板10还以其与开口20相对的端部和其电缆接头14从屏蔽元件2的后侧开口突出。

印刷电路板10借助螺钉与电缆接头14相邻地紧固在屏蔽元件2的螺纹孔22上，其中印刷电路板10经由间隔元件13按规定地与开口20的中央区域间隔开，该中央区域在附图中用点划线示出，该点划线横向于开口20延伸并且延伸通过螺纹孔21。

天线1在此布置在屏蔽元件2中，使得其印刷电路板10平行于模块M的连接方向S延伸。与开口20的中央区域的前述间距预定地选择为，使得在其耦合状态中布置的两个模块M的印刷电路板10彼此相邻地以预定的微小间距布置并且在此不彼此触碰。

清楚的是，用于提供其耦合状态的模块M的连接方向S与具有模块M的插接连接器的插接方向S相对应。模块M的定位在屏蔽元件2中的天线1设计为，使得天线1的印刷电路板10平行于模块的连接方向S或插接方向S和平面布置。

尤其为了更好地理解模块M，图5A示出了屏蔽元件2的放大图，其中天线1装入到图2的模块M的壳体3中。屏蔽元件2与印刷电路板10一起从壳体3的后侧开口中突出。仅壳体3的上边缘和下边缘沿连接方向S稍微地伸出超过屏蔽元件2的开口20的法兰状的边缘。

图5B示出了图5A的模块M，该模块的开口20设有防护罩5。防护罩5由合适的塑料制成并且具有有利的双重功能。一方面防护罩尤其保护天线1的区域103以防污染，并且防护罩还如定位元件4一样使印刷电路板10稳固在其位置中。为此，防护罩5如开口20的边缘一样也法兰状地构造有两个孔51，这两个孔与屏蔽元件2的螺纹孔21对应，由此借助螺钉可将防护罩5紧固在模块M上。此外，对此防护罩5的形状与从开口20中突出的印刷电路板10对应。

清楚的是，模块M除了定位元件4以外也可具有这种防护罩5。还需要清楚的是，在考虑电缆接头14的可到达性的情况下屏蔽元件2的后侧开口也可设有合适构造的其他防护罩。同样需要清楚的是，设有防护罩5的模块M特别适用于工业中敏感区域或户外区域。

图6A示出了图5B的两个模块M处于其天线1的耦合状态中并且图6B示出了图6A的模块M的纵向剖视图。

图6A的沿模块M的连接方向S的在一平面中彼此相邻布置的两个模块M基本上相应于图3A，因此在此参考前面的描述。

图6B首先示出了形状锁合地布置在壳体3中的屏蔽元件2。图6B尤其示出了防护罩5的构造，防护罩以其形状包围印刷电路板10，其中防护罩5与印刷电路板10对应地构造并且从三个侧面与印刷电路板10相邻地布置，即与印刷电路板10的第一侧S1和第二侧S2以及对应的端侧边缘B2相邻地布置。

模块M在此在其耦合状态中布置成，使得防护罩5具有微小的间距并且同时不彼此触碰。印刷电路板10横向于连接方向S的间距在此处于印刷电路板10的厚度的数量级并且在1至10mm之间、有利地约为2.5mm。

天线线圈在耦合状态中的间距约为2.5mm。较小的间距可更有利，但是基于屏蔽元件的结构形式不能简单地制造。

图7A示出了两个彼此连接的、且在其之间具有离合器70的列车区段的示意图。两个列车区段分别包括机动车7。离合器70连接两个机动车7并且在此包括两个离合器部件，离合器部件分别包括一机械离合器和一电动离合器，它们在图7B中示意性地示出。

在现代列车中能自动地操作机械离合器和电动离合器71，以便在多个列车部分的机动车或一个列车部分的车厢彼此耦合时建立机械连接以及提供控制所需的电气、液压和/或气动的连接。为此，电动离合器71通常具有多个插接连接部。

在电动离合器71的合适的模块载体6中集成至少一个前述模块M，由此在闭合离合器70时提供高频数据传输。在此通过分别布置在电动离合器71的离合器部件中的模块M进行高频耦合。

即使在附图中本发明的不同方案或特征分别组合地呈现，技术人员清楚，只要没有相反指示，所示出且提及的组合不是唯一可能的。尤其不同实施例中的彼此相应的单元或特征组合可彼此交换。

附图标记列表

1天线、近场天线

10印刷电路板、PCB

101、102、103区域

11信号线路、线圈

111、112区段、匝区段

12参考接地线

13间隔元件、紧固元件

14接头、电缆接头

2屏蔽元件、载体元件

20开口

21、22螺纹孔

3模块壳体、壳体

30开口

4 定位元件

41 孔

42凹部、凹槽

43成角部

5 盖、防护罩

51 孔

6 模块载体、保持框架

7 列车部分、机动车

70 离合器

71 电动离合器

M模块

B1、B2边缘

B10宽度

L纵向方向

L10、L2长度、数量

S连接方向、插接方向

S1、S2侧

Claims (15)

1.一种用于无线局域网以太网数据接口的天线(1)，所述天线具有矩形的印刷电路板(10)，所述印刷电路板具有

宽度(B10)和长度(L10)以及纵向方向(L)，并且具有

彼此相对的宽侧的第一边缘(B1)和第二边缘(B2)，并且具有

第一区域(101)和第二区域(102)，所述第一区域和所述第二区域依次从所述第一边缘(B1)延伸至所述第二边缘(B2)，并且具有

第一侧(S1)和第二侧(S2)，并且具有

信号线路(11)和参考接地线(12)，所述信号线路和所述参考接地线分别借助印制导线提供，

其中，所述信号线路(11)在所述第一侧(S1)上在所述第二区域(102)中构造成平面线圈(11)，并且其中，所述第二区域(102)在所述第一侧(S1)上包括用于提供第一天线(1)与结构相同的第二天线(1)的适用于数据传输的磁性耦合状态的第三区域(103)，所述第三区域构造成使得借助所述第一天线(1)的第三区域(103)和所述第二天线(1)的第三区域(103)的相邻布置提供磁性耦合状态，其中，

所述天线(1)在所述耦合状态中分别相对彼此转动180°，使得所述第三区域(103)相邻相对地面对彼此。

2.根据权利要求1所述的天线(1)，其中，

所述线圈(11)构造成具有至少一匝并且具有优选三至五匝的螺旋形的矩形线圈，并且其中，

所述线圈(11)的匝分别具有平行于所述印刷电路板(10)的纵向方向(L)的至少一个第一区段(111)和横向于所述第一区段(111)的至少一个第二区段(112)，并且其中

所述第三区域(103)布置在所述第二边缘(B2)上并且包括所述线圈(11)的至少一个第二区段(112)和优选两个或三个第二区段(112)。

3.根据权利要求1或2所述的天线(1)，其中，

所述信号线路(11)在所述第一侧(S1)上从布置在所述印刷电路板(10)的第一边缘(B1)上的电缆接头(14)开始在所述印刷电路板(10)的第一区域(101)中在第一参考接地线(12)和第二参考接地线(12)之间居中地延伸，所述第一参考接地线和所述第二参考接地线与所述印刷电路板(10)的两个纵向侧边缘相邻地布置，并且其中，

在所述第一区域(101)中，所述信号线路(11)的第一宽度、所述信号线路(11)与所述第一参考接地线(12)和所述第二参考接地线(12)的间距以及所述参考接地线(12)的第二宽度分别构造成使得，所述第一区域(101)被所述信号线路(11)和所述参考接地线(12)占据。

4.根据权利要求3所述的天线(1)，其中，

所述信号线路(11)在所述印刷电路板的第一区域(101)中具有与其到所述第一参考接地线(12)和第二参考接地线(12)的间距大致相应的宽度，并且其中，所述参考接地线(12)的宽度大致相应于所述信号线路(11)的宽度的约1.2至2倍、尤其优选约1.5倍，并且其中，

所述第一参考接地线(12)和第二参考接地线(12)平面式地构造成沿所述印刷电路板(10)的纵向方向(L)延伸的矩形的形状。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的天线(1)，其中：

所述信号线路(11)在所述印刷电路板(10)的第二区域(102)中借助具有0.3mm至0.8mm、优选约0.5mm宽度的印制导线构造，并且其中，

所述线圈(11)的第一区段(111)分别以0.1mm至0.5mm、优选约0.3mm的第一间距布置，并且

所述线圈(11)的第二区段(112)分别以第一间距的2至10倍、优选5倍的第二间距布置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的天线(1)，其中，所述信号线路(11)在所述第二区域(102)中以其线圈(11)的匝螺旋形地延伸直至所述线圈(11)的中心并且随后通到所述印刷电路板(10)的第二侧(S2)上，并且其中，

所述信号线路(11)在所述第二侧(S2)上从所述第二区域(102)居中地延伸直至所述第一区域(101)中，所述第一区域与所述印刷电路板(10)的第一边缘(B1)相邻地平面式地被第三参考接地线(12)占据。

7.根据前述权利要求中任一项所述的天线(1)，其中，

所述天线(1)的印刷电路板(10)在所述第一区域(101)中与所述第一边缘(B1)相邻地具有通过第一参考接地线和第三参考接地线(12)的第一连贯孔和通过第二参考接地线和第三参考接地线(12)的第二连贯孔，并且其中，

第一孔和第二孔分别与构造成金属套的第一间隔元件(13)和第二间隔元件(13)一起设置用于将所述天线(1)尤其安装在壳体中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的天线(1)，其中，

所述天线(1)设计为用于在2至3cm范围中耦合的近场天线，其中，

所述天线(1)在电缆接头处的阻抗为50Ω并且设计用于具有450MBit/s的传输速率的5GHz的频率范围，并且其中，

所述天线(1)适用于提供WLAN以太网数据接口。

9.一种具有集成的WLAN以太网数据接口的模块(M)，所述模块具有壳体(3)、屏蔽元件(2)、定位元件(4)和/或防护罩(5)并且具有构造在印刷电路板(10)上的平面天线(1)，所述平面天线具有信号线路(11)和参考接地线(12)，以安装到模块载体(6)中，其中，

所述天线(1)布置在所述模块(M)中并且在此从所述模块(M)的开口(20)中突出预定的数值(L2)，使得借助具有第一天线(1)的第一模块(M)和结构相同的、转动180°的、具有第二天线(1)的、与所述第一模块(M)相邻地布置在一个平面中的第二模块(M)，通过所述第一天线(1)和所述第二天线(1)的相邻布置来提供所述天线(1)的信号线路(11)的磁性耦合状态。

10.根据权利要求9所述的模块(M)，其中，所述天线(1)以其印刷电路板(10)与所述开口(20、30)的中央区域间隔开，并且所述印刷电路板(10)平行于所述模块(M)的平面布置。

11.根据权利要求9或10所述的模块(M)，其中，所述屏蔽元件(2)由金属制成并且与所述天线(1)的参考接地线(12)和所述天线(1)的电缆接头(14)的参考接地线电连接。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的模块(M)，其中，所述壳体(3)由塑料制成并且具有内轮廓，所述内轮廓与所述屏蔽元件(2)的外轮廓形状锁合地协作，使得所述屏蔽元件(2)容纳并且保持在所述壳体(3)中，并且其中所述壳体(3)具有与所述模块载体(6)的轮廓对应的外轮廓。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的模块(M)，其与另外的结构相同的模块(M)和/或另外的模块一起应用在插接连接器中，其中，所述模块载体(6)是所述插接连接器的保持框架(6)。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的模块(M)，其与另外的结构相同的模块(M)和/或另外的模块一起应用在离合器(70)的离合器部件的电动离合器(71)中，所述离合器设置在彼此连接的两个列车区段之间，其中，

所述模块载体(6)是电动离合器(71)的组成部分。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的模块(M)，其具有根据权利要求1至8中任一项所述的天线(1)。