DE10057109A1 - Mikrowellen dämpfender Verbinder für ein in einem elektromagnetisch abgeschirmten Gehäuse untergebrachtes Gerät und Anordnung, die ein mit einem solchen Verbinder ausgestattetes Gehäuse umfasst - Google Patents
Mikrowellen dämpfender Verbinder für ein in einem elektromagnetisch abgeschirmten Gehäuse untergebrachtes Gerät und Anordnung, die ein mit einem solchen Verbinder ausgestattetes Gehäuse umfasstInfo
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Abstract
Verbinder (2'') zum Verbinden eines in einem Gehäuse (1'') untergebrachten, elektromagnetisch abgeschirmten Geräts mit einem Gerät außerhalb des Gehäuses, wobei letzteres mit einer Öffnung (12) versehen ist, in das der Verbinder eingeführt ist, und wobei der Verbinder leitfähige Elemente (LC) umfasst, die vorgesehen sind, um die Geräte untereinander zu verbinder. Der Verbinder umfasst einen einstückigen, elektrisch leitfähigen Körper (15), der auf wenigstens einem Teil seiner Länge durch ein Mikrowellen absorbierendes Material (16) gefüllt ist, innerhalb dessen die Verbindungselemente eingebettet sind. Der Verbinder ist über eine elektrisch leitfähige Dichtung (17) gegen die Wand des Gehäuses gedrückt, wobei die Dichtung die Öffnung umgibt, wo der Verbinder eingreift.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mikrowellen dämpfenden Verbinder
für ein Gerät, das in einem elektromagnetisch abgeschirmten
Gehäuse untergebracht ist. Außerdem betrifft sie Anordnungen,
die ein mit einem solchen Verbinder ausgestattetes Gehäuse
umfassen.
Bei zahlreichen elektronischen Geräten, die in Gehäusen
enthalten sind, und insbesondere bei Geräten, die dazu
bestimmt sind, in Satelliten mitgeführt zu werden, ist es
bekannt, ein Hochfrequenzgerät oder Elemente eines solchen
Gerätes, das bei Funkfrequenzen arbeitet, gegen potentiell
störende elektromagnetische Signale abzuschirmen, die dieses
Gerät oder seine besonders empfindlichen Elemente erreichen
könnten. Es ist auch bekannt, ein Gerät oder Elemente eines
Gerätes in ein verschlossenes metallisches oder metallisiertes
Gehäuse zum Zweck der elektromagnetischen Abschirmung
einzuschließen, wenn diese potentiell störende elektromag
netische Signale erzeugen oder erzeugen könnten, die im
Bedarfsfall geeignet kanalisiert werden müssen oder durch die
Abschirmung so weit wie möglich in dem Gehäuse eingeschlossen
werden müssen, in dem sie erzeugt oder übertragen werden.
Bekanntlich gibt es die Gefahr elektromagnetischer Leckagen
insbesondere für Signale, die kurzen Wellenlängen, z. B. von
weniger als 3 cm, entsprechen, wenn ein abgeschirmtes Gehäuse
eine oder mehrere Öffnungen, insbesondere wenigstens eine
Öffnung, die den Durchgang von Verbindungen zwischen dem
Äußeren und dem Inneren des Gehäuses erlaubt, aufweisen muss.
Eine geeignete Abschirmung muss dann dort, wo Leckgefahr
besteht, realisiert werden, um eine maximale Abschwächung der
durch Leckage übertragenen Signale zu erreichen.
Eine Abschirmung gegen in den Mikrowellenfrequenzbändern Ku
und Ka übertragene Störsignale impliziert z. B. eine mittlere
Abschwächung in der Größenordnung von 70 dB für herkömmliche
Hochfrequenzgeräte, z. B. um eine Hochfrequenz-Selbst
kompatibilität zwischen den diversen Repeatern eines Satel
liten zu gewährleisten. Eine Abschwächung in der Größenordnung
von 100 dB ist z. B. notwendig für empfindliche Geräteelemente
wie z. B. Empfänger und Verstärker von Kanälen.
Da es im Allgemeinen notwendig ist, ein Gerät von außerhalb
des Gehäuses, in dem es untergebracht ist, zu versorgen und
steuern zu können, ist zu diesem Zweck im Allgemeinen ein
Niederfrequenz (NF)-Verbinder an dem Gehäuse vorgesehen, wo
das Gerät untergebracht ist. Ein solcher Verbinder umfasst
z. B. Gleichstromversorgungsquellen für das Gerät und Klemmen
für den Anschluss von Drähten, die die Übertragung von
Fernsteuer- und/oder Fernmesssignalen erlauben. Dieser
Verbinder verschließt mehr oder weniger wirksam eine Öffnung
des Gehäuses, in die er eindringt und an der er befestigt ist.
Unglücklicherweise haben die Niederfrequenzverbinder
üblicherweise nur eine sehr geringe Abschwächungswirksamkeit
insbesondere im Ka- und Ku-Band. Die erreichte Abschwächung
ist z. B. in der Größenordnung von 10 dB, wohingegen eine
Abschwächung in der Größenordnung von 80 bis 100 dB notwendig
ist.
Eine bekannte Lösung dieses Problems ist in Fig. 1 gezeigt;
sie betrifft den herkömmlichen Fall, wo ein elektromagnetisch
abgeschirmtes Gehäuse 1 mit einem Verbinder 2 ausgestattet
ist, der in einer für ihn gebildeten Öffnung in einer
Außenwand des Gehäuses positioniert ist und wo der Verbinder 2
selektiv elektrische Verbindungsdrähte LE außerhalb des
Gehäuses mit in dem Gehäuse untergebrachten Verbindungsdrähten
LI verbindet, um ein Gerät zu bedienen, das in dem Gehäuse
enthalten ist. Dieser bekannten Lösung zufolge ist vorgesehen,
das Gehäuse 1 so auszubilden, dass es elektromagnetisch
voneinander isolierte Kammern wie etwa 3 und 3A aufweist. Dies
wird z. B. erreicht durch Hinzufügen einer metallischen
Zwischenwand 4, auf deren beiden Seiten die Kammern erhalten
werden. Von der Zwischenwand 4 getragene Hochfrequenz-
Durchgangsfilter 5 erlauben den Durchgang von
Verbindungsleitern zwischen den Geräteelementen, die nicht in
der gleichen Kammer untergebracht sind. Die das Gerät
bildenden Elemente können dann in den Kammern in Abhängigkeit
von dem für sie notwendigen Grad des Schutzes gegen
elektromagnetische Störungen verteilt werden. Dies ist in
Fig. 1 gezeigt, wo die besonders zu schützenden
Hochfrequenzelemente, die eine Anordnung 6 bilden, in der
Kammer 3A untergebracht sind und von den
Niederfrequenzelementen getrennt sind, die eine Anordnung 7
bilden und in der Kammer 3 untergebracht sind.
Diese herkömmliche Lösung hat den wesentlichen Nachteil, dass
sie die mechanische Struktur der Anordnung, die durch das
Gerät und dessen Behälter gebildet ist, verkompliziert und
schwerer macht und dessen Kosten spürbar erhöht, insbesondere
im Fall eines zur Mitführung in einem Satelliten vorgesehenen
Gerätes. Besondere manuelle Operationen sind notwendig, um die
Montage und die Verkabelung der Filter durchzuführen, und
diese sind in dem oben erwähnten Anwendungsfall besonders
kostspielig. Außerdem ist eine Lösung aufgrund der Anwesenheit
der Filter nicht geeignet, wenn es notwendig ist, schnelle
digitale Signale von einer Kammer in die andere zu übertragen.
Eine zweite bekannte Lösung ist in Fig. 2 gezeigt. Sie ist
ebenfalls dazu vorgesehen, eingesetzt zu werden, wenn es
notwendig ist, auf eine Anordnung oder ein Gerät 8
zuzugreifen, das in einem Gehäuse 1' untergebracht ist,
welches mit einem Verbinder 2' versehen ist, der in einer
solchen Weise montiert ist, dass der erreichte Grad an
elektromagnetischem Schutz unzureichend ist. Diese Lösung wird
insbesondere im Fall einer bereits realisierten Anordnung
genutzt, wenn es nicht erwünscht oder nicht möglich ist, diese
Anordnung befriedigend abzuwandeln, um den notwendigen Grad an
Schutz zu erreichen. Sie sieht die Herstellung einer
zusätzlichen äußeren Abschirmung vor, die die Abschirmung an
dem Verbinder 2' vervollständigt. Bei der dargestellten
herkömmlichen Ausführungsform wird eine Abschirmkappe 9 an dem
elektromagnetisch abgeschirmten Gehäuse 1' so angeordnet, dass
sie den Bereich des Verbinders 2' einschließt, der außerhalb
des Gehäuses 1' liegt, wenn der Verbinder am Gehäuse
angebracht ist. Die Abschirmkappe 9 schließt auch die externen
Verbindungsgeräte LE auf einer begrenzten Länge ausgehend von
dem Verbinder 2' ein, mit dem sie verbunden sind. Eine Über-
Abschirmung 10 muss dann an dem Kabelbaum geschaffen werden,
den die Drähte außerhalb der Kappe 9 bilden. Diese Über-
Abschirmung ist an der Kappe 9 auf 360° bezogen auf die Achse
des Eindringens des Kabelbaumes in die Kappe aufgegriffen.
Eine leitfähige Dichtung 11 vervollständigt die Abschirmung in
der Zone, wo die Kappe 9 an der Außenwand des Gehäuses 1'
anliegt. Bekanntlich ist diese Lösung schwierig einzusetzen,
und sie erfordert schwierige und langwierige manuelle
Operationen, insbesondere für die Herstellung der Über-
Abschirmung am Kabelbaum. Sie führt auch zu einer Steigerung
des Gewichtes des Kabelbaumes, die im Falle eines für einen
Satelliten bestimmten Gerätes auf Kosten der Nutzlast geht.
Die Erfindung schlägt deshalb einen Verbinder vor, der
insbesondere die Funktion eines Mikrowellendämpfers hat, und
der vorgesehen ist, um ein in einem elektromagnetisch
abgeschirmten Gehäuse untergebrachtes Gerät mit einem Gerät
außerhalb des Gehäuses zu verbinden, wenn das Gehäuse mit
einer Öffnung versehen ist und der Verbinder vorgesehen ist,
um in die Öffnung einzugreifen, wobei dieser Verbinder
leitfähige Elemente umfasst, die vorgesehen sind, um die
Geräte untereinander zu verbinden.
Einem Merkmal der Erfindung zufolge umfasst der Verbinder
einen hohlen einstückigen, elektrisch leitfähigen und auf
wenigstens einem Teil seiner Länge mit einem Mikrowellen
absorbierenden Material gefüllten Körper, in dessen Innerem
die Verbindungselemente eingebettet sind. Er umfasst ferner
ein Verschlusselement, an dem die Verbindungselemente montiert
sind und durch das der Körper des Verbinders so verschlossen
ist, dass ein Hohlraum gebildet wird, in dem das Mikrowellen
absorbierende Material enthalten ist, wobei das
Verschlusselement es erlaubt, die Verbindungselemente in dem
Verbinder in Position zu halten.
Die Erfindung betrifft auch eine Gehäuse-Verbinder-Anordnung,
bei der ein elektromagnetisch abgeschirmtes Gehäuse zum
Unterbringen eines Gerätes und ein Verbinder zum Verbinden des
untergebrachten Gerätes mit einem Gerät außerhalb des Gehäuses
vorgesehen sind, wobei der Verbinder ein erfindungsgemäßer
Verbinder ist und insbesondere das oben definierte Merkmal
aufweist.
Die Erfindung, ihre Merkmale und Verteile werden in der
nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den unten
genannten Figuren genauer beschrieben.
Fig. 1 und 2 sind Prinzipschemata zweier bekannter, oben
erwähnter Beispiele von elektromagnetisch abgeschirmten
Gehäusen, die mit einem Niederfrequenzverbinder ausgestattet
sind und vorgesehen sind, um ein Gerät aufzunehmen.
Fig. 3 zeigt ein Prinzipschema eines Gehäuses zur
Unterbringung eines Gerätes gemäß der Erfindung.
Fig. 4 und 5 zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht
bzw. eine Schnittansicht eines Beispiels eines erfindungs
gemäßen Verbinders.
Das in Fig. 3 gezeigt elektromagnetische Abschirmgehäuse 1"
ist vorgesehen, um ein Gerät 8" unterzubringen. Wie oben
angegeben, muss dieses Gerät entweder gegen elektromagnetische
Störungen und insbesondere gegen Mikrowellenstörungen
geschützt werden, oder es muss elektromagnetisch isoliert
werden, um zu verhindern, dass potentiell störende Signale,
die es erzeugt, unkontrolliert in die Umgebung des Gehäuses,
in dem es enthalten ist, übertragen werden. Wie oben
angegeben, sind die Signale, die gedämpft werden sollen,
insbesondere Mikrowellensignale und speziell solche, die sich
in den Frequenzbänder Ka und Ku befinden, im Falle eines zur
Mitführung in einem Satelliten bestimmten Gerätes.
Es wird angenommen, dass das Gehäuse 1' eine Öffnung 12
aufweist, die vorgesehen ist, um ihm die Aufnahme eines
Verbinders 2" zu ermöglichen, der meist dort in herkömmlicher
und hier nicht dargestellter Weise befestigt wird. Dieser
Verbinder 2" umfasst herkömmlicherweise leitfähige
Verbindungselemente LC, die an einem ersten Ende des
Verbinders angeordnete Kontaktelemente 13 mit anderen, an
einem zweiten Ende des Verbinders angeordneten
Kontaktelementen 14 verbinden. Diese Kontaktelemente 13 und 14
sind in den Fig. 4 und 5 besonders dargestellt. Sie sind
vorgesehen, um den Anschluss von Verbindungsdrähten LI, die
innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und mit dem Gerät 8"
verbunden sind, an außerhalb des Gehäuses 1" angeordnete
Verbindungsdrähte LE zu ermöglichen, wobei die Elemente 13
dazu bestimmt sind, sich in dem Gehäuse 1" zu befinden, wenn
der Verbinder 2" am Platz ist, wohingegen die Elemente 14 dazu
bestimmt sind, sich außerhalb des Gehäuses zu befinden.
Erfindungsgemäß umfasst der Verbinder 2" einen einstückigen,
elektrisch leitfähigen und zumeist metallischen oder
metallisierten Körper 15 zu Zwecken des elektromagnetischen
Schutzes. Dieser Körper 15 ist auf wenigstens einem Teil
seiner Länge durch ein absorbierendes Material 16 und
insbesondere ein Mikrowellen absorbierendes Material gefüllt,
z. B. vom Typ von mit Metallteilchen beladenem und geformtem
Epoxiharz oder Silikon. Die Verbindungselemente LC sind in
dieses absorbierende Material 16 auf wenigstens einem Teil
ihrer Länge zwischen den Kontaktelementen 13 und 14
eingelassen, die sie selektiv elektrisch verbinden.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der
hohle Körper 15 und die Anordnung der Kontaktelemente LC, die
mit den von ihnen bedienten Kontaktelementen 13 und 14
versehen oder nicht versehen sind, durch eine zeitweilige
Montage während der Phase der Realisierung des Verbinders in
Position gehalten werden, während derer die sogenannten
Verbindungselemente LC in das absorbierende Material 16
eingebettet werden, wenn dieses in den für es in dem hohlen
Körper vorgesehenen Hohlraum eingebracht wird. Das
absorbierende Material 16 gewährleistet dann den Halt der
Verbindungselemente in Position im Körper 15 des Verbinders 2"
nach Entfernung der zeitweiligen Montage, entweder allein oder
zusammen mit einem hier nicht gezeigten üblichen zusätzlichen
Trägerelement.
Einer Ausführungsvariante zufolge ist vorgesehen, dass die
Verbindungselemente LC, die mit den von ihnen bedienten
Kontaktelementen 13 und 14 versehen oder nicht versehen sind,
an einem Verschlusselement 20, z. B. einer Platine oder einem
Block, montiert ist, der in vorgegebener Weise in dem hohlen
Körper, z. B. an einem von dessen Enden, positioniert wird und
so eine geeignete Positionierung der Verbindungs- und
Kontaktelemente in dem Verbinder gewährleistet. Das
Verschlusselement erlaubt es dann in Verbindung mit dem
Hohlkörper, den Hohlraum zu begrenzen, in den das absorbie
rende Material 16 z. B. durch Gießen eingeführt ist und wo die
Verbindungselemente LC durchgehen, die dort auf wenigstens
einem Teil ihrer Länge eingebettet sind.
Um Leckagen und insbesondere Mikrowellenleckagen an der
Öffnung 12, wo der Verbinder 2" in das Gehäuse 1" eindringt,
zu begrenzen, ist vorgesehen, eine elektrisch leitfähige
Dichtung 17 anzubringen, die dazu bestimmt ist, die Öffnung 12
zu umgeben und zwischen der äußeren Wand des Gehäuses, wo sich
diese Öffnung befindet, und einer entsprechenden Andrückwand
des Verbinders 2" zusammengedrückt zu werden, wie man in Fig.
3 sieht. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst
der Körper 15 des Verbinders einen umlaufenden Anschlag 18,
und es ist vorgesehen, dass über eine Fläche von diesem der
Verbinder gegen die Wand des Gehäuses, wo er montiert ist, um
die Öffnung 12 herum, wo er montiert ist, andrückt. Diese
Anschlagseite 18 soll hier eine Rille 19 aufweisen, die
vorgesehen ist, um die Dichtung 17 aufzunehmen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass der Verbinder 2" größerenteils innerhalb des Gehäuses 1"
positioniert ist, von wo dann die Kontaktelemente 14
vorstehen. Der Kragen 18 drückt dann über die Dichtung 17
gegen die Innenwand des Gehäuses, wo sich die Öffnung 12
befindet, und der das absorbierende Material 16 enthaltende
Hohlraum ist dann in dem Gehäuse selber positioniert, genauso
wie die Kontaktelemente 13, die für die von dem geschützten
Gerät 8" kommenden Kontaktelemente vorgesehen sind.
Eine erhebliche Abschwächung der Mikrowellensignale kann durch
die Anwendung eines Mikrowellen dämpfenden Verbinders gemäß
der Erfindung in einer Montage wie in Verbindung mit Fig. 3
definiert erreicht werden. Diese Montage hat den Vorteil, dass
sie die Verwendung von Filtern und einer inneren Isola
tionswand zwischen Geräteelementen innerhalb eines Gehäuses
überflüssig macht. Sie erlaubt es somit, die mechanischen
Strukturen, die für die Ausstattung eines Gehäuses vorgesehen
sind, zu vereinfachen und es ihm so erleichtern, ein Gerät
aufzunehmen. Die Beseitigung der Filter ermöglicht eine
verformungslose Übertragung von sowohl kontinuierlichen als
auch digitalen Signalen bis hin relativ hohen Frequenzen, bei
letzteren in der Größenordnung von 1 GHz.
Claims (5)
1. Verbinder (2") zum Verbinden eines in einem elektro
magnetisch abgeschirmten Gehäuse (1") untergebrachten
Gerätes mit einem Gerät außerhalb des Gehäuses, wenn das
Gehäuse mit einer Öffnung (12) versehen ist, in das
einzugreifen der Verbinder vorgesehen ist, wobei der
Verbinder leitfähige Elemente (LC) umfasst, die
vorgesehen sind, um die Geräte untereinander zu
verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass er einen
einstückigen, elektrisch leitfähigen Körper (15)
aufweist, der wenigstens auf einem Teil seiner Länge
durch ein Mikrowellen absorbierendes Material (16)
gefüllt ist, in dessen Innerem die Verbindungselemente
eingebettet sind, sowie ein Verschlusselement (20), an
dem die Verbindungselemente montiert sind und über das
der Körper des Verbinders geschlossen wird, um einen
Hohlraum zu bilden, in dem das die Mikrowellen
absorbierende Material enthalten ist, wobei das
Verschlusselement es ermöglicht, die Verbindungselemente
in dem Verbinder in Position zu halten.
2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das die Mikrowellen absorbierende Material ferner die
Funktion hat, die Verbindungselemente in Position zu
halten.
3. Gehäuse-Verbinder-Anordnung mit einem elektromagnetisch
abgeschirmten Gehäuse zum Unterbringen eines Gerätes
sowie einem Verbinder zum Verbinden des Gerätes mit einem
anderen Gerät außerhalb des Gehäuses, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verbinder dem Verbinder nach
einem der Ansprüche 1 bis 2 entspricht.
4. Gehäuse-Verbinder-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass sie elektrische Koppelmittel zum
Koppeln des Gehäuses an den Verbinder umfasst, um eine
elektrische Kontinuität zwischen beiden zu gewährleisten.
5. Gehäuse-Verbinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Koppelmittel eine elektrisch
leitfähige Dichtung (17) umfassen, die zwischen dem
Verbinder und dem Gehäuse so montiert ist, dass sie die
Öffnung umgibt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALCATEL LUCENT, PARIS, FR |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: H01R 13/658 AFI20051017BHDE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |