DE102014014472A1 - Coaxial RF connector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine koaxiale HF-Steckverbindung (10) zum Anschluss einer koaxialen HF-Leitung an ein HF-Gehäuse (300), umfassend: – einen das Ende der HF-Leitung bildenden koaxialen Steckverbinder (100) mit Innenleiter (102) und Außenleiter (101), – einen in einer Öffnung des Gehäuses (300) angeordnetes koaxiales Anschlussstück (200), dessen Innenleiter (202) in den Innenleiter (102) des koaxialen Steckverbinders (100) gesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steckverbinder (100) und Gehäuse (300) und an diese angrenzend ein Kompensationselement (400) angeordnet ist, welches in mindestens einem Umfangswinkelbereich ≤ 360° der koaxialen HF-Steckverbindung (10) sich in radialer Richtung weiter in Richtung auf den Innenleiter (202) hin erstreckt als der Außenleiter (101) des Steckverbinders (100) und ohne den Innenleiter (202) zu berühren.The invention relates to a coaxial RF plug connection (10) for connecting a coaxial RF line to an RF housing (300), comprising: - a coaxial connector (100) with inner conductor (102) and outer conductor which forms the end of the HF line (101), - in a opening of the housing (300) arranged coaxial connector (200) whose inner conductor (202) in the inner conductor (102) of the coaxial connector (100) is inserted, characterized in that between the connector (100) and housing (300) and adjoining a compensation element (400) is arranged, which extends in at least a circumferential angle range ≤ 360 ° of the coaxial RF connector (10) in the radial direction in the direction of the inner conductor (202) back than that Outer conductor (101) of the connector (100) and without touching the inner conductor (202).
Description
Die Erfindung betrifft eine koaxiale HF-Steckverbindung zum Anschluss einer koaxialen HF-Leitung an ein HF-Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Die Erfindung fällt generell in das Gebiet der Hochfrequenz-Signalübertragung über koaxiale Steckverbinder und Kabel.The invention relates to a coaxial RF connector for connecting a coaxial RF line to an RF housing according to the preamble of
Die Signalübertragung zwischen Hochfrequenzbaugruppen wird üblicherweise über entsprechende Kabelverbindungen über geschraubte Steckverbinder realisiert. Bis in den Millimeterwellenbereich sind koaxiale Steckverbinder gängig, die optimalerweise geringe Signalreflektionen an den Übergangsstellen zwischen Kabel und Steckverbinder sowie Steckverbinder und Baugruppengehäuse aufweisen.The signal transmission between high-frequency modules is usually realized via corresponding cable connections via screwed connectors. Up to the millimeter-wave range, coaxial plug-in connectors are commonly used, which optimally have low signal reflections at the transition points between cable and plug connector as well as plug connectors and module housings.
Eine besondere Form des Übergangs zwischen Steckverbinder und Gehäuse stellen hermetische Glasdurchführungen dar. Anhand eine solchen Ausführung soll im Folgenden die der zugrunde liegende Problematik erläutert werden. Über eine gasdichte Lötung der Durchführung in das Gehäuse wird sichergestellt, dass kein Luft- oder Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebung stattfinden kann. Diese Art der Aufbautechnik wird u. a. dann angewendet, wenn die Schaltungsanordnung im Innern des Gehäuses vor Umwelteinflüssen besonders zu schützen ist. Die elektromagnetische Welle jedoch kann über den Wellenleiter mit dem Glas als Dielektrikum die Gehäusewand passieren.A special form of the transition between connector and housing hermetic glass penetrations represent. Based on such an embodiment will be explained below the underlying problem. A gas-tight soldering of the bushing in the housing ensures that no air or moisture exchange with the environment can take place. This type of construction technique is u. a. then applied when the circuitry inside the case is particularly protected from environmental influences. However, the electromagnetic wave can pass through the waveguide with the glass as a dielectric housing wall.
Ein beispielhafter Übergang gemäß Stand der Technik ist in der Explosionszeichnung der
Nach dem Einlöten des Anschlusselements
Aufgrund von Toleranzen in den Fertigungsprozessen der beteiligten Komponenten kommt es im Bereich des Übergangs zwischen Steckverbinder und Gehäuse zu einer Diskontinuität im Wellenleiter. Dies ist aus der vergrößerten Darstellung des Übergangsbereichs gemäß
Dieser Aufbau führt dazu, dass in einem kurzen Abschnitt der Kapazitätsbelag des Wellenleiters sinkt, wodurch die Impedanz der Leitung steigt. Durch den Impedanzsprung kommt es, ins besondere im Bereich oberhalb von 20 GHz zu nennenswerten Reflektionen, die für den Betrieb der Hochfrequenzbaugruppe von Nachteil sein können.This structure causes the capacitance of the waveguide to decrease in a short section, increasing the impedance of the line. Due to the impedance jump occurs, in particular in the range above 20 GHz to significant reflections that may be for the operation of the high-frequency module disadvantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Steckverbindung derart zu verbessern, das der beschriebene Impedanzsprung am Übergang und die damit verbundenen Reflektionen zu verringern.The invention has for its object to improve the known connector so to reduce the described impedance jump at the transition and the associated reflections.
Diese Aufgabe wird mit der Steckverbindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved with the connector according to
Gemäß der Erfindung wir zwischen Steckverbinder und Gehäuse und an beide angrenzend ein Kompensations-Element eingeführt. Dies ist derart gestaltet, dass es mindestens in einem Umfangswinkelbereich ≤ 360° der koaxialen HF-Steckverbindung sich in radialer Richtung weiter in Richtung auf den Innenleiter hin erstreckt als der Außenleiter des Steckverbinders. Dabei berührt das Kompensationselement den Innenleiter nicht.According to the invention we introduced between the connector and the housing and both adjacent a compensation element. This is designed such that it extends at least in a circumferential angle range ≤ 360 ° of the coaxial RF connector in the radial direction in the direction of the inner conductor towards as the outer conductor of the connector. The compensation element does not touch the inner conductor.
Das Kompensationselement sorgt dafür, dass der Außenleiter der Steckverbindung im Bereich des Übergangs näher an den Innenleiter herangebracht wird. Durch diese Maßnahme steigt der Kapazitätsbelag lokal im Übergangsbereich, sodass die Diskontinuität und die damit verbundenen Reflektionen verringert werden können. Im Ergebnis wird die Impedanz des Wellenleiters im Übergangsbereich möglichst wenig von Normbetrag (50 Ohm oder 75 Ohm) der Leitungsimpedanz abweichen.The compensation element ensures that the outer conductor of the connector is brought closer to the inner conductor in the region of the transition. As a result of this measure, the capacity covering increases locally in the transition region, so that the discontinuity and the associated reflections can be reduced. As a result, the impedance of the waveguide in the transition region will differ as little as possible from the standard value (50 ohms or 75 ohms) of the line impedance.
Die Form des Kompensationselements ist in großem Maß variierbar, soweit die obige Grundregel eingehalten wird. So kann das Kompensationselement als ein flächenhaftes Element mit einer Durchbrechung für den Innenleiter ausgebildet sein. Die Durchbrechung kann in einer vorteilhaften Ausführung analog zu der zirkularen Struktur der koaxialen Steckverbindung kreisrund ausgeführt und konzentrisch angeordnet sein.The shape of the compensation element can be varied to a large extent, as far as the above basic rule is observed. Thus, the compensation element may be formed as a sheet-like element with an opening for the inner conductor. The aperture can be made circular in an advantageous embodiment similar to the circular structure of the coaxial connector and arranged concentrically.
Das erfindungsgemäße Kompensationselement kann einfach und kostengünstig aus einem dünnen Metallblech hergestellt werden. Es bietet sich hier passivierter Stahl an, da eine Vielzahl von Steckverbindern ebenfalls aus diesem Material hergestellt ist. Es ist ebenso möglich, jede andere Art der Oberflächenbeschichtung, z. B. galvanisch Gold, nach Bedarf auf ein dielektrisches Grundmaterial aufzubringen. The compensation element of the invention can be easily and inexpensively made of a thin metal sheet. It offers here passivated steel, since a variety of connectors is also made of this material. It is also possible to use any other type of surface coating, e.g. As galvanic gold, apply as needed to a dielectric base material.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der erfindungsgemäße Einsatz des Kompensationselements eine Modifikation der übrigen beteiligten Komponenten nicht erfordert.Another advantage of the invention is the fact that the inventive use of the compensation element does not require a modification of the other components involved.
Die Erfindung ist keineswegs auf die eingangs erwähnten gasdichten Anschlusselemente beschränkt. Falls kein hermetischer Abschluss des Gehäuses erwünscht ist, kann anstatt eines Glasmaterials auch ein Teflon-basiertes Abschlusselement verwendet werden.The invention is by no means limited to the above-mentioned gastight connection elements. If no hermetic termination of the housing is desired, a Teflon-based termination may be used instead of a glass material.
Das Kompensationselement wird zweckmäßigerweise vor der Montage des Steckers am Gehäuse angebracht.The compensation element is expediently attached to the housing before the connector is mounted.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Figuren anhand von konkreten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained with reference to figures with reference to concrete embodiments. Show it:
Die
Der Innendurchmesser des Außenleiters
Die Ausführung nach a) entspricht den in den
Die Ausführung nach b) zeigt ein Kompensationselement mit einer Durchbrechung in Form eines Dreiecks. Hier existieren drei Umfangswinkelbereiche α1, α2 und α3, innerhalb derer sich das Kompensationselement
Die Ausführung nach c) zeigt wieder eine kreisförmige Durchbrechung im Kompensationselement, allerdings ist der Kreis exzentrisch zur Struktur der Koaxialleitung angeordnet. Hier ergibt sich ein Umfangswinkelbereich α von mehr als 180°, innerhalb welcher sich das Kompensationselement
Schließlich zeigt die Ausführung nach d) ein Kompensationselement
In
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