DE102019121329B4 - Koaxialverbinder - Google Patents

Abstract

Koaxialverbinder (1), umfassend eine Vielzahl an Koaxialverbindungseinheiten (10) und eine Vielzahl von Koaxialkabeln (50), wobei jede Koaxialverbindungseinheit (10) mit jeweils einem Koaxialkabel (50) verbunden ist und wobei jede Koaxialverbindungseinheit (10) umfasst:ein zentrales Kontaktteil (3), das mit einem Zentralleiter (51) einer jeweiligen Koaxialleitung (50) verbunden ist;ein zylindrisches Gehäuse (11), das mit einem äußeren Leiter (54) der jeweiligen Koaxialleitung (50) verbunden ist; sowieeinen Isolator (15), der zwischen dem zentralen Kontaktteil (3) und dem zylindrischen Gehäuse (11) angeordnet ist, und der das zylindrische Gehäuse (11) um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils (3) koaxial abstützt,wobei das zylindrische Gehäuse (11) und das zentrale Kontaktteil (3) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem äußeren Kontaktteil (73) und einem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil (72) eines gegnerseitigen einzugreifenden Koaxialverbinders (70) in Kontakt kommen sollen, dadurch gekennzeichnet,dass das zentrale Kontaktteil (3) einen Verbindungsabschnitt (4) für den Zentralleiter (51), der entlang der Zentralachse mit dem Zentralleiter (51) der jeweiligen Koaxialleitung (50) an einer Seite verbunden ist, einen zentralen Kontaktabschnitt (7), der das gegnerseitige zentrale Kontaktteil (72) an einer anderen Seite kontaktiert, und einen zylindrischen Kopplungsabschnitt (5), der den Verbindungsabschnitt (3) für den Zentralleiter (51) mit dem zentralen Kontaktabschnitt (7) koppelt, aufweist,wobei der Umfang des Kopplungsabschnitts (5) des zentralen Kontaktteils (3) von dem zylindrischen Gehäuse (11) unter Zwischenhaltung des Isolators (15) überdeckt wird,wobei an einer Fuge (5a) des Kopplungsabschnitts (5), der zylindrisch ausgebildet ist, indem ein elektrisch leitendes Metallblech um die Zentralachse abgebogen ist, eine Aussparung (6) ausgebildet ist, mit der der Wellenwiderstand an dem Kopplungsabschnitt (5) erhöht wird und sich einem Wellenwiderstand der jeweiligen Koaxialleitung (50) annähert,wobei die Aussparung (6) in einer Stelle des Kopplungsabschnitts (5) ausgebildet ist, welche Stelle nicht mit einem Signalübertragungspfad des zentralen Kontaktteils (72) überlagert, das in kürzester Distanz eine Verbindungsposition mit dem Zentralleiter (51) der jeweiligen Koaxialleitung (50) und eine Kontaktposition mit dem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil (72) verbindet.

Description

• Das technische Gebiet
• Die Erfindung betrifft einen Koaxialverbinder, der mit einem Ende einer Koaxialleitung verbunden ist und mit einem gegnerseitigen Koaxialverbinder eingegriffen ist, genauer gesagt, einen Koaxialverbinder, mit dem ein Wellenwiderstand eines mit dem gegnerseitigen Koaxialverbinder verbundenen Verbindungsabschnitts sich einem Wellenwiderstand der Koaxialleitung angenähert.
• Der zugrundeliegende Stand der Technik
• Bislang wird als eine Übertragungsleitung zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals zwischen Elektronischen Geräten ein als eine Koaxialleitung dienendes Koaxialkabel angewendet, wobei bei Verkabelung zwischen elektronischen Geräten über das Koaxialkabel ein Koaxialverbinder mit einem Ende des Koaxialkabels im Voraus verbunden wird, während das Koaxialkabel frei lösbar an den elektronischen Geräten durch einen Aufbau verkabelt wird, welcher Aufbau zum Eingreifen des Koaxialverbinders und eines gegnerseitigen Koaxialverbinders von Seite von elektronischen Geräten dient.
• Im Allgemeinen ist das Koaxialkabel um einen Zentralleiter herum von innen nach außen mit einer dielektrischen Schicht, einem Außenleiter aus Drahtgeflecht und einer Außenhaut als äußere Umhüllung koaxial stapelt ausgebildet, wobei eine relative Dielektrizitätszahl der dielektrischen Schicht als ε versehen ist, ein Innendurchmesser des Außenleiters als D versehen ist und ein Außendurchmesser des Zentralleiters als d versehen ist, so dass ein Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels von ${\text{Z}}_0=\frac{60}{\sqrt{\epsilon }}ln\frac{\text{D}}{\text{d}}$

  

  dargestellt ist, wobei das Koaxialkabel bildende Bestandteile mit gleicher Dicke und gleicher Form ausgebildet sind, sodass eine beliebige Position entlang dem Koaxialkabel einen gleichen Wellenwiderstand Z₀ hat.
• Der mit einem Ende des Koaxialkabels verbundene Koaxialverbinder weist ein mit dem Zentralleiter verbundenes zentrales Kontaktteil, ein mit einem Außenleiter verbundenes zylindrisches Gehäuse sowie einen Isolator auf, der das zylindrische Gehäuse um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils koaxial abstützt, wobei das zylindrische Gehäuse mit einem äußeren Kontaktteil eines gegnerseitigen Koaxialverbinders an einer Einsteckposition eingegriffen ist und damit mit dem gegnerseitigen Koaxialverbinder eingegriffen ist, an welcher Einsteckposition das zentrale Kontaktteil ein gegnerseitiges zentrales Kontaktteil des gegnerseitigen Koaxialverbinders kontaktiert.
• Die einzelnen Bestandteile des Koaxialverbinders sind derart ausgeführt, dass sich der Wellenwiderstand Z_c des Koaxialverbinders an den oben genannten Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels angepasst ist, damit kein Übertragungsverlust eines Hochfrequenzsignals trotz des Verbindens des Koaxialverbinders und des Ende des Koaxialkabels entstehen kann, ist jedoch der Wellenwiderstand Z_c des Koaxialverbinders senkt und sich nicht an den Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels angepasst, weil in den letzten Jahren Miniaturisierung von Koaxialverbindern und gegnerseitigen Koaxialverbindern sowie ein kleiner Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses des Koaxialverbinders angestrebt sind.
• Das heißt, dass Induktanz pro Längeneinheit des Übertragungspfads als L₀ versehen ist, und dass Kapazität pro Längeneinheit als C₀ versehen ist, so dass der Wellenwiderstand Z_C im Übertragungspfad des Koaxialverbinders von ${\text{Z}}_{\text{C}}=\sqrt{\frac{{\text{L}}_0}{{\text{C}}_0}}$

  

  dargestellt ist. Deswegen wenn sich das zylindrische Gehäuse das zentrale Kontaktteil bei einem kleinen Durchmesser des zylindrischen Gehäuses nähert, steigt die Kapazität pro Längeneinheit C₀ an und senkt der Wellenwiderstand Z_C, der sich an den Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels nicht angepasst ist.
• Bei einem in Patentliteratur 1 beschriebenen Koaxialverbinder 100 ist eine Aussparung 102 an einer elastischen Kontaktplatte 101a an einer Spitze eines zylindrischen Gehäuses 101 durchgehend vorgesehen, wie in 10 dargestellt, sodass der Wellenwiderstand Z_c des Koaxialverbinders erhöht wird und damit sich dem Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels 110 annähert.
• Im Folgenden wird dieser bestehende Koaxialverbinder 100 anhand 10 und 11 erläutert. Der Koaxialverbinder 100 besteht aus: einem zylindrischen Gehäuse 101, das mit einem Außenleiter 111 eines Koaxialkabels 110 verbunden ist und an einem Grundende der elastische Kontaktplatte 101a, die an der Spitze anschließend angeordnet ist, eine Aussparung 102 durchgehend vorgesehen ist; einem zentralen Kontaktteil 104, das mit einem nicht dargestellten Zentralleiter des Koaxialkabels 110 verbunden ist; und einem Isolator 103, der zwischen dem zentralen Kontaktteil 104 und dem zylindrischen Gehäuse 101 angeordnet ist und der das zylindrische Gehäuse 101 um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils 104 herum koaxial abstützt. Ein Außendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 101 ist nahezu gleich wie ein Innendurchmesser eines äußeren Kontaktteils 122 eines gegnerseitigen Koaxialverbinders, wobei an einer Position, an der ein gegnerseitiges zentrales Kontaktteil 121 des gegnerseitigen Koaxialverbinders ins kreiszylindrische zentrale Kontaktteil 104 eingesteckt ist und die Beiden somit miteinander kontaktieren, die elastische Kontaktplatte 101a an der Spitze des zylindrischen Gehäuses 101 mit einer Innenwand des äußeren Kontaktteils 122 in elastischem Kontakt steht, sodass der gegnerseitige Koaxialverbinder in den Koaxialverbinder 100 eingegriffen ist.
• Falls keine Aussparung 102 an einer Verbindungsposition durchgehend vorgesehen ist, an der der Koaxialverbinder 100 mit einem gegnerseitigen Koaxialverbinder eingegriffen ist, erreicht eine Kapazität C₀, die unter Zwischenhaltung des als ein Dielektrikum dienenden Isolators 103 zwischen dem zentralen Kontaktteil 104 und der elastischen Kontaktplatte 101a (dem zylindrischen Gehäuse 101) erzeugt wird, durch durchgehende Anordnung einer Aussparung 102 eine grö-ßere Kapazität C₀ als die Kapazität C₀', die unter Zwischenhaltung des als ein Dielektrikum dienenden Isolators 103 und einer Luftschicht zwischen dem zentralen Kontaktteil 104 und dem äußeren Kontaktteil 122 erzeugt wird, welches äußere Kontaktteil von der elastischen Kontaktplatte 101 weiter entfernt ist, wie in 11 dargestellt. Deshalb wird entsprechend diesem Koaxialverbinder 100 der Wellenwiderstand Z_c des Koaxialverbinders 100 an einer Position mit der Aussparung 102 erhöht und damit sich dem Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels 110 annähert, so dass ein Übertragungsverlust verhindert werden kann.
• Allerdings kommt beim oben genannten herkömmlichen Koaxialverbinder 100 das zentrale Kontaktteil 104 in einem Zustand, in dem die Aussparung 102 des zylindrischen Gehäuses 101 nicht durch das äußere Kontaktteil 122 des gegnerseitigen Koaxialverbinders überdeckt ist, durch die Aussparung 102 nach außen hervor, dadurch gibt ein über das zentrale Kontaktteil 104 fließendes Hochfrequenzsignal unnützes Strahlung und Geräusch aus oder fließt äußeres Geräusch über das zentrale Kontaktteil 104, woraus eine Störung auftreten kann.
• Außerdem könnten Probleme auftreten, dass Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem äußeren Kontaktteil 122 und der elastischen Kontaktplatte 101a beeinträchtigt wird beziehungsweise dass der Kontaktwiderstand zwischen dem äußeren Kontaktteil 122 und dem zylindrischen Gehäuse 101 nicht stabil ist usw., weil die Aussparung 102 an der elastischen Kontaktplatte 101a des zylindrischen Gehäuses 101 ausgebildet ist, das mit dem äußeren Kontaktteil 122 des gegnerseitigen Koaxialverbinders eingegriffen ist.
• Literatur von Stand der Technik
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: Erfindungsveröffentlichung Nr.: JP2006-318788
• Patentliteratur 2: Patenanmeldung Nr. JP 2013-89399 A offenbart einen Verbinder mit hoher Dichte, der durch die parallele Anordnung einer Vielzahl von Kontakten eines Zweipunkt-Kontakttyps, von denen jeder ein Paar von elastischen Kontaktplatten, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ein U-förmiges Verbindungsteil, bei dem das Paar von elastischen Kontaktplatten aus einer einseitigen Endfläche von jeweils gegenüberliegenden Wandoberflächen herausgeführt ist, und eine Anschlussplatte, die aus einer anderen Endfläche des U-förmigen Verbindungsteils herausgeführt ist, in einem Verbinderkörper gebildet wird. Die elastische Kontaktplatte, die aus dem U-förmigen Verbindungsteil herausgeführt wird, hat eine Länge, die länger ist als die Länge des U-förmigen Verbindungsteils, und die Anschlussplatte wird so herausgeführt, dass sie auf einer Verlängerung einer elastischen Kontaktplatte positioniert ist.
• Der Inhalt der Erfindung
• Zu lösende Technische Probleme der Erfindung
• Hinsichtlich der derartigen bestehenden Probleme ist die Erfindung erreicht, deren Aufgabe darin liegt, einen Koaxialverbinder bereitzustellen, dessen Außenkontur miniaturisiert ist und bei dem Verlust eines über den Koaxialverbinder fließenden Hochfrequenzsignals vermindert wird.
• Ferner liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch darin, einen Koaxialverbinder bereitzustellen, bei dem der Umfang eines zentralen Kontaktteils völlig abgeschirmt werden kann und ein Wellenwiderstand eines Übertragungspfads verstellt werden kann.
• Lösung der Aufgabe
• Diese Aufgabe wird durch einen Koaxialverbinder nach Lösung 1 gelöst, der eine Vielzahl an Koaxialverbindungseinheiten und eine Vielzahl von Koaxialkabeln umfasst, wobei jede Koaxialverbindungseinheit mit jeweils einem Koaxialkabel verbunden ist und wobei jede Koaxialverbindungseinheit umfasst: ein zentrales Kontaktteil, das mit einem Zentralleiter einer jeweiligen Koaxialleitung verbunden ist; ein zylindrisches Gehäuse, das mit einem Außenleiter der jeweiligen Koaxialleitung verbunden ist; sowie einen Isolator, der zwischen dem zentralen Kontaktteil und dem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist und der das zylindrische Gehäuse um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils koaxial abstützt, wobei das zylindrische Gehäuse und das zentrale Kontaktteil derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem äußeren Kontaktteil und einem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil eines gegnerseitigen einzugreifenden Koaxialverbinders in Kontakt kommen sollen, dadurch gekennzeichnet ist, dass das zentrale Kontaktteil einen Verbindungsabschnitt für den Zentralleiter, der entlang der Zentralachse mit dem Zentralleiter der jeweiligen Koaxialleitung an einer Seite verbunden ist, einen zentralen Kontaktabschnitt, der das gegnerseitige zentrale Kontaktteil an einer anderen Seite kontaktiert, und einen zylindrischen Kopplungsabschnitt, der den Verbindungsabschnitt für den Zentralleiter mit dem zentralen Kontaktabschnitt verbindet, aufweist, wobei der Umfang des Kopplungsabschnitts des zentralen Kontaktteils durch das zylindrische Gehäuse unter Zwischenhaltung des Isolators überdeckt ist, wobei in einer Fuge des Kopplungsabschnitts, der zylindrisch ausgebildet ist, indem ein elektrisch leitendes Metallblech um die Zentralachse abgebogen wird, eine Aussparung ausgebildet ist, durch die ein Wellenwidersand an dem Kopplungsabschnitt erhöht wird und damit sich einem Wellenwiderstand der jeweiligen Koaxialleitung annähert.
• Dadurch, dass der Kopplungsabschnitt mit der Aussparung ausgebildet ist, ist die Distanz zwischen dem zylindrischen Gehäuse und dem Kopplungsabschnitt des zentralen Kontaktteils verlängert, welches zylindrische Gehäuse der Stelle des Kopplungsabschnitt mit der Aussparung gegenüberliegt, sodass eine zwischen den beiden Teilen erzeugte Kapazität pro Längeneinheit C₀ gesunken ist und damit der Wellenwiderstand ansteigt.
• Weil die Aussparung im zentralen Kontaktteil ausgebildet ist, dessen Umfang durch das zylindrische Gehäuse überdeckt ist, wird das zentrale Kontaktteil durch das zylindrische Gehäuse trotz Ausbildung der Aussparung leckagefrei abgeschirmt.
• Außerdem wird eine Verbindung mit dem gegnerseitigen Koaxialverbinder nicht beeinflusst, weil die Aussparung in dem Kopplungsabschnitt des zentralen Kontaktteils ausgebildet ist, das von dem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil nicht kontaktiert wird.
• An beiden Seitenrändern des elektrisch leitenden Metallblechs, das zylindrisch abgebogen wird, so dass die beiden Seitenränder die Fuge des Kopplungsabschnitts bilden, sind symmetrische Ausnehmungen ausgebildet, damit in der Fuge des Kopplungsabschnitts die Aussparung ausgebildet ist.
• Der Koaxialverbinder gemäß Lösung 1 ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung an einer Stelle des Kopplungsabschnitts ausgebildet ist, welche Stelle nicht mit einem Signalübertragungspfad des zentralen Kontaktteils überlagert, das in kürzeste Distanz eine Verbindungsposition mit dem Zentralleiter der Koaxialleitung und eine Kontaktposition mit dem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil verbindet.
• Weil das über das zentrale Kontaktteil fließende Hochfrequenzsignal über einen kürzesten Signalübertragungspfad des Kopplungsabschnitts fließen kann, wird keine neue Induktanz aufgrund eines Herumführens um die Aussparung erzeugt.
• Der Koaxialverbinder gemäß Lösung 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aus dem zentralen Kontaktteil, dem zylindrischen Gehäuse und dem Isolator bestehende Koaxialverbindungseinheiten voneinander isolierend in einem isolierenden Sockelkörper nebeneinander eingebaut sind.
• Obwohl das zentralen Kontaktteil der Koaxialverbindungseinheit mit der Aussparung ausgebildet ist, wird der Umfang des zentralen Kontaktteils durch das zylindrische Gehäuse völlig umgegeben und damit wird das zentrale Kontaktteil gegenüber den anderen Koaxialverbindungseinheiten abgeschirmt.
• Erfindungswirkung
• Bei der Erfindung nach Lösung 1 kann der Wellenwiderstand durch eine einfache Verarbeitung, bei der eine Aussparung am zentrale Kontaktteil ausgebildet ist, erhöht werden und sich dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung annähern, damit ein Signalverlust vermindert wird, obgleich die Gesamtheit miniaturisiert ist und ein Durchmesser des mit dem Außenleiter der Koaxialleitung verbundenen zylindrischen Gehäuses klein ausgeführt ist.
• Weil die Aussparung am zentralen Kontaktteil ausgebildet ist, dessen Umfang durch das zylindrische Gehäuse überdeckt ist, ist das zentrale Kontaktteil gegenüber seiner Außenumgebung abgeschirmt, so dass Eindringen von unnützer Strahlung und Geräusch verhindert wird.
• Des weiteren wird eine Verbindung mit einem gegnerseitigen Koaxialverbinder nicht beeinflusst, auch wenn das zentrale Kontaktteil mit der Aussparung ausgebildet ist.
• Die Aussparung ist nicht durch Stanzen des Kopplungsabschnitts ausgebildet, sondern am Kopplungsabschnitt bei einem Prozesses automatisch ausgebildet, bei dem ein elektrisch leitendes Metallblech als der zylindrische Kopplungsabschnitt gestanzt wird und das Metallblech um eine Zentralachse zylindrisch abgebogen wird.
• Weiter wird bei der Erfindung nach Lösung 1 keine neue Induktanz durch Ausbildung der Aussparung erzeugt, wobei der Wellenwiderstand nur durch Veränderung der Kapazität verstellt werden kann.
• Bei der Erfindung nach Lösung 2 tritt kein Übersprechen zwischen den mehrpoligen zentralen Kontaktteilen auf, weil das zentrale Kontaktteil der jeweiligen Koaxialverbindungseinheit durch das der Umfang desselben zentralen Kontaktteils umgebende zylindrische Gehäuse gegenüber den anderen Koaxialverbindungseinheiten abgeschirmt wird.
• Figurenliste
• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Koaxialverbinders 1 nach einer ersten Ausführungsform und eines mit dem Koaxialverbinder 1 eingegriffenen gegnerseitigen Koaxialverbinders 70;
• 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der einzelnen Bestandteile, die eine Koaxialverbindungseinheit 10 des Koaxialverbinders 1 bilden;
• 3 (a) zeigt eine schräg von oben von Rückseite gesehene perspektivische Ansicht eines zentralen Kontaktteils 3, das mit einem Zentralleiter 51 eines Koaxialkabels 50 verbunden ist; 3 (b) zeigt eine schräg von oben von Stirnseite gesehene perspektivische Ansicht eines zentralen Kontaktteils 3, das mit einem Zentralleiter 51 eines Koaxialkabels 50 verbunden ist;
• 4 (a) zeigt eine Frontansicht eines zentralen Kontaktteils 3, 4 (b) zeigt eine Draufansicht des zentralen Kontaktteils 3, 4 (c) zeigt eine Rückansicht des zentralen Kontaktteils 3;
• 5 zeigt eine teilweise geschnittene explosive perspektivische Ansicht einer Koaxialverbindungseinheit 10;
• 6 zeigt eine Längsschnittansicht einer Koaxialverbindungseinheit 10;
• 7 zeigt eine Längsschnittansicht einer mit einer gegnerseitigen Koaxialverbindungseinheit 71 verbundenen Koaxialverbindungseinheit 10;
• 8 zeigt eine Schnittansicht durch die Koaxialverbindungseinheit 10 an einer Aussparung 6 eines Kopplungsabschnitts 5;
• 9 zeigt ein TDR-Diagramm, das je nachdem, dass der Kopplungsabschnitt 5 mit oder ohne der Aussparung 6 ausgebildet, vergleich zieht;
• 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koaxialverbinders 100 gemäß Stand der Technik;
• 11 zeigt eine Längsschnittansicht durch einen mit einem gegnerseitigen Koaxialverbinder verbundenen Koaxialverbinder 100 an einer Aussparung 102.
• Bezugszeichenliste

1

Koaxialverbinder

2

isolierender Sockelkörper

3

zentrales Kontaktteil

4

Verbindungsabschnitt für den Zentralleiter

5

Kopplungsabschnitt

5a

Fuge

6

Aussparung

7

zentraler Kontaktabschnitt

11

zylindrisches Gehäuse

15

Isolator

50

Koaxialkabel (Koaxialleitung)

51

Zentralleiter

54

äußerer Leiter

70

gegnerseitiger Koaxialverbinder

72

gegnerseitiges zentrales Kontaktteil (Zentralnadel)

73

äußeres Kontaktteil

• Der konkrete Ausführungsweg
• Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßer Koaxialverbinder 1 nach einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 9 erläutert. Es sei angemerkt, dass die Ausbildungen einzelner Bauteile erläutert werden, indem in der Beschreibung eine in 4(a) gezeigte Seite als Stirnseite, eine in 4(c) gezeigte Seite als Rückseite, eine in 4(a) gezeigte Richtung nach oben oder nach unten als eine Richtung nach oben oder nach unten in Vertikalrichtung, eine linke Seite als eine vordere Seite in Horizontalrichtung und eine rechte Seite als eine hintere Seite angesehen ist.
• Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der Koaxialverbinder der vorliegenden Ausführungsform ein vierpoliger Koaxialverbinder 1, bei dem vier jeweils mit Enden von vier als Koaxialleitungen dienenden Koaxialkabeln 50 verbundene Koaxialverbindungseinheiten 10 isoliert voneinander und parallel zueinander in einem quaderförmigen isolierenden Sockelkörper 2 eingebaut sind, wobei der Koaxialverbinder 1 mit einem an einem nicht dargestellten Schaltungssubstrat angebrachten gegnerseitigen Koaxialverbinder 70 eingegriffen ist, der die vier Koaxialverbindungseinheiten 10 mit vier gegnerseitige Koaxialverbindungseinheiten 71 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70 verbindet und der die einzelnen Koaxialkabel 50 mit einem Hochfrequenzsignal-Muster des Schaltungssubstrats verbindet.
• Das jeweilige mit dem Koaxialverbinder 1 verbundene Koaxialkabel 50 ist um einen entlang einer Zentralachse eines kreiszylindrischen Kabels verlegten Zentralleiter 51 herum ausgehend von innen mit einem Zwischendielektrikum 52, einer Abschirmschicht 53 aus Aluminiumfolie, einem Außenleiter 54 aus Drahtgeflecht und einer einen Außenumfang überdeckenden Außenhaut 55 koaxial stapelnd einander ausgebildet, wobei die unter Zwischenhaltung des Zwischendielektrikums 52 und des Zentralleiters 51 geerdete Abschirmschicht 53 in einen bestimmten Abstand zum Außenleiter 54 angeordnet ist, damit der Wellenwiderstand Z₀ des Koaxialkabels 50 50Ω erreicht.
• Wie in 2 gezeigt, umfasst die jeweilige Koaxialverbindungseinheit 10 ein zentrales Kontaktteil 3, das mit dem Zentralleiter 51 des Koaxialkabels 50 verbunden ist und das eine Zentralnadel 72 einer Verbindungseinheit 71 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70 kontaktiert; ein zylindrisches Gehäuse 11, das mit der Abschirmschicht 53 und dem Außenleiter 54 des Koaxialkabels 50 verbunden ist und das eine Außenseite des äußeren Kontaktteils 73 der Verbindungseinheit 71 eingreifend kontaktiert; einen Isolator 15, der das zylindrische Gehäuse 11 um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils 3 isolierend abstützt; und eine Hülse 16.
• Das zentrale Kontaktteil 3 ist durch Ausstanzen eines streifenförmigen elektrisch leitenden Metallblech aus Phosphorbronze usw. gestanzt und ist so ausgebildet, dass es nach den in 3, 4 gezeigten Formen abgebogen wird, wobei das zentrale Kontaktteil aus Folgenden besteht: einem Verbindungsabschnitt 4 für den Zentralleiter, der an einer hinteren Seite mit dem Zentralleiter 51 des Koaxialkabels 50 vercrimpt ist und damit mit dem Zentralleiter 51 verbunden ist; einem kreiszylindrischen Kopplungsabschnitt 5, der an einer vorderen Seite des Verbindungsabschnitts 4 für den Zentralleiter einstückig anschließend angeordnet ist; und einem zentralen Kontaktabschnitt 7, der mit einem Paar Blattfederzungen versehen ist, die von einer oberen und unteren Stelle an einem vorderen Ende des Kopplungsabschnitts 5 nach vorne vorstehend angeordnet sind.
• Dabei wird bei dem Kopplungsabschnitt 5 und dem Verbindungsabschnitt 4 für den Zentralleiter ebenfalls eine Zentralzone des gestanzten elektrisch leitenden Metallblechs als eine Stirnseite angesehen ist, dessen beiden Seiten in Richtung auf die Rückseite zu einer Halbkreiszylinder abgebogen werden, wobei zwei Stirnflächen der beiden Seiten an einer Fuge 5a der Rückseite andocken, sodass der Kopplungsabschnitt 5 kreiszylinderförmig ausgebildet ist, welche Kreiszylinderform an einer Verlängerung des Zentralleiters 51 um eine Zentralachse desselben Zentralleiters 51 ausgebildet ist. Somit ist der Kopplungsabschnitt 5 in Verlängerungsrichtung vor dem Zentralleiter 51 mit dem um die Zentralachse des Zentralleiters 51 koaxialen kreiszylindrischen Verbindungsabschnitt 4 für den Zentralleiter verbunden ist und in einem bestimmten Abstand zu dem um das zentrale Kontaktteil 3 koaxial angeordneten zylindrischen Gehäuse 11 auf einer gleichen Achse angeordnet, sodass sich der Wellenwiderstand an diesen Stellen nicht drastisch verändert.
• Beim Stanzen des elektrisch leitenden Metallblechs werden beide die Fuge 5a bildenden Ränder des elektrisch leitenden Metallblechs längs einer Kontur einer symmetrischen rechteckigen Ausnehmung gestanzt, so dass eine rechteckförmige Aussparung 6 an der Fuge 5a des halbzylindrisch abgebogenen Kopplungsabschnitts 5 gebildet ist. D.H., die Aussparung 6 ist nicht durch Stanzen des elektrisch leitenden Metallblechs gebildet, sondern in einem Prozess automatisch gebildet, bei dem das elektrisch leitende Metallblech gestanzt und abgebogen wird, so dass der Kopplungsabschnitt 5 gebildet ist.
• Ein Abstand zwischen vorderen Kontaktstellen von den ein paaren den zentralen Kontaktabschnitt 7 bildenden Blattfederzungen ist kleiner als ein Außendurchmesser der Zentralnadel 72 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70, wobei der Kontaktabschnitt die von vorne zwischen den Kontaktstellen eingesteckte Zentralnadel 72 elastisch kontaktiert. Somit ist der kreiszylindrische Kopplungsabschnitt 5 am hinteren Stirnseite mit dem Verbindungsabschnitt 4 für den Zentralleiter verbunden und an den oberen und unteren Positionen der vorderen Seite den zentralen Kontaktabschnitt 7 kontaktiert, wobei ein Hochfrequenzsignal über einen Signalübertragungspfad mit einer dazwischen liegenden kleinsten Kriechstrecke fließt, wobei die Aussparung 6 nicht an einer Stelle ausgebildet ist, in der der Signalübertragungspfad des Kopplungsabschnitts 5 blockiert wird, sodass keine neue Induktanz wegen Ausbildung der Aussparung 6 erzeugt wird.
• Der Isolator 15 ist aus einem Isolierharz einstückig kreiszylinderförmig gebildet, wobei der Kreiszylinder das gesamte zentrale Kontaktteil 3 umgibt und hält, wobei der Isolator an einer vorderen Fläche mit einer Einschiebbohrung 15a ausgebildet ist, in die die Zentralnadel 72 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70 eingeschoben wird und den zentralen Kontaktabschnitt 7 kontaktiert.
• Wie in 2 gezeigt, ist das zylindrische Gehäuse 11 aus einem elektrisch leitenden Metall kreiszylinderförmig gebildet, wobei der Kreiszylinder den gesamten Isolator 15 umgibt, wobei ein Außendurchmesser des zylindrischen Gehäuses so klein ist, dass der Außendurchmesser nur ein bisschen größer als ein Außendurchmesser des verbundenen Koaxialkabels 5 ist, um den gesamten Koaxialverbinder 1 zu miniaturisieren. Ein Innendurchmesser eines vorderen Außenkontaktabschnitts 12 des zylindrischen Gehäuses 11 ist ein bisschen kleiner als ein Außendurchmesser des äußeren Kontaktteils 73, sodass das von vorne eingeführte äußere Kontaktteil 73 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70 eine Innenwandfläche elastisch kontaktiert, wobei sich ein hinterer Gehäusekörper 14 mit demselben Innendurchmesser durch die Außenseite des Isolators 5 fortsetzt, so dass der Gehäusekörper 14 um die Zentralachse des zentralen Kontaktteils 3 einen bestimmten Abstand zu demselben zentralen Kontaktteil 3 hat.
• Dadurch, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 11 klein ausgeführt ist und damit sich die Distanz zwischen dem zylindrischen Gehäuse 11 und dem zentralen Kontaktteil 3 verkleinert, wird der Wellenwiderstand der Koaxialleitung an der Position des zylindrischen Gehäuses 11 verringert. Aber eine Distanz zwischen der Innenwandfläche des zylindrischen Gehäuses 11 und dem zylindrischen zentralen Kontaktteil 3, welche Innenwandfläche an der Rückseite dem zentralen Kontaktteil 3 gegenüberliegt, kann durch die Aussparung 6 verlängert werden, wie in 8 dargestellt, damit die Kapazität C₀ pro Längeneinheit verringert werden kann, die sich zwischen dem zylindrischen Gehäuse und dem zentralen Kontaktteil an der Stelle mit der Aussparung 6 erzeugt wird, sodass der Wellenwiderstand ansteigen kann.
• 9 zeigt ein Diagramm, in dem ein mittels Zeitbereichsreflektometrie (TDR) gemessenes in Volllinie dargestelltes Messergebnis einer Koaxialverbindungseinheit 10, die durch ein zentrales Kontaktteil 3 ohne Aussparung 6 gebildet ist, mit einem mittels Zeitbereichsreflektometrie (TDR) gemessenen in gestrichelter Linie dargestellten Messergebnis einer Koaxialverbindungseinheit 10, die durch ein zentrales Kontaktteil 3 mit Aussparung 6 gebildet ist, verglichen wird, wobei es in diesem Diagramm dargestellt ist, dass an einer Stelle der Wellenwiderstand durch Ausbildung der Aussparung 6 angestiegen ist und dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels 5, nämlich 50 Ω annähert.
• In einer Außenfläche des Gehäusekörpers 14 ist um eine Achse des Kreiszylinders eine Ringnut 17 konkav vorgesehen, die zum Positionieren der Koaxialverbindungseinheit 10 an dem isolierenden Sockelkörper 2 in Richtung nach vorne und nach hinter ausgebildet ist, wie es später erläutert wird. Des weiteren verengt sich die Kontur eines hinteren Verbindungsabschnitts 13 für den Außenleiter hinter dem zylindrischen Gehäuse 11 konisch, um zwischen die Abschirmschicht 53 und den Außenleiter 54 des von hinten her verbundenen Koaxialkabels 50 einzustecken. Nachdem der Verbindungsabschnitt 13 für den Außenleiter zwischen die Abschirmschicht 53 und den Außenleiter 54 eingesteckt wird, wird der Außenleiter 54 durch die kreiszylindrische Hülse 16 aus einem isolierenden Elastomer in Umfangsrichtung befestigt, sodass das zylindrische Gehäuse 11 mit der Abschirmschicht 53 und dem Außenleiter 54 des Koaxialkabels 50 elektrisch verbunden ist.
• Wie oben bereits beschrieben, sind das mit dem Zentralleiter 51 des Koaxialkabels 50 verbundene zentrale Kontaktteil 3 und das mit dem Außenleiter 54 verbundene zylindrische Gehäuse 11 durch den dazwischen angeordneten Isolator 15 um die Zentralachse des zentralen Kontaktteils 3 koaxial angeordnet und in Richtung nach vorne und nach hinten relativ zueinander positioniert, so dass eine einstückige Koaxialverbindungseinheit 10 zusammengesetzt ist.
• Wie in 2 dargestellt, sind vier Sets von jeweils mit einem Ende der vier Koaxialkabel 50 verbundenen Koaxialverbindungseinheiten 10 jeweils von hinten in eine durch den isolierenden Sockelkörper 2 in Richtung nach vorne und nach hinten durchgehend ausgebildete Kontaktteil-Aufnahmebohrung 8 eingeführt, so dass eine Montage erfolgt wird. Im isolierenden Sockelkörper 2 des Koaxialverbinders 1 sind jeweils von der Stirnseite und der Rückseite durch die vier Kontaktteil-Aufnahmebohrungen 8 durchgehende nicht dargestellte Durchführbohrungen vorgesehen, wobei an jeweils an der Stirnseite und der Rückseite montierte Positionierplatten 9 hier nicht dargestellte Positionierstangen 9a vorstehend vorgesehen sind, welche Positionierstangen jeweils durch eine Durchführbohrung durchgehen.
• Nachdem die vier Sets von Kontaktverbindungseinheiten 10 von hinten in die zugeordneten Kontaktteil-Aufnahmebohrungen 8 eingeführt werden, sind beim Einführen der Positionierstangen von der Stirnseite und der Rückseite in die Durchführbohrungen die Positionierstangen 9a mit den jeweiligen Ringnuten 17 von Außenseiten von den Gehäusekörpern 14 verrastet, damit die einzelnen Kontaktverbindungseinheiten 10 an dem isolierenden Sockelkörper 2 in Richtung nach vorne und nach hinten positioniert sind, so dass ein vierpoliger Koaxialverbinder 1 daraus zusammengesetzt ist.
• Wie 1 zeigt, weist der mit dem Koaxialverbinder 1 eingegriffene gegnerseitige Koaxialverbinder 70 einen isolierenden Sockelkörper 74 auf, wobei der isolierende Sockelkörper 74 mit einer mit dem isolierenden Sockelkörper 2 eingegriffenen Eingriffsmulde 74a versehen ist, wobei an den jeweiligen Kontaktteil-Aufnahmebohrungen 8 entsprechenden Positionen innerhalb der Eingriffsmulde 74a vier Sets von gegnerseitigen Koaxialverbindungseinheiten 71 nach hinten vorstehend vorgesehen sind, die jeweils aus einer Zentralnadel 72 und einem äußeren Kontaktteil 73 bestehen.
• Dadurch kontaktiert das äußere Kontaktteil 73 der gegnerseitigen Koaxialverbindungseinheit 71 die Innenwandfläche des zylindrischen Gehäuses 11 der Koaxialverbindungseinheit 10 und geht die Zentralnadel 72 durch die Einschiebbohrung 15a des Isolators 15 durch und damit berührt den zentralen Kontaktabschnitt 7 des zentralen Kontaktteils 3 elastisch, wenn der Koaxialverbinder 1 mit dem gegnerseitigen Koaxialverbinder 70 eingegriffen ist, wie 7 gezeigt hat.
• Weil die Zentralnadel 72 des gegnerseitigen Koaxialverbinders 70 den zentralen Kontaktabschnitt 7 vor dem Kopplungsabschnitt 5 des zentralen Kontaktteils 3 mit der Aussparung 6 elastisch berührt, wird Zuverlässigkeit der Verbindung mit dem gegnerseitigen Koaxialverbinder 70 nicht wegen Ausbildung der Aussparung 6 beeinträchtigt. Ferner wird der Umfang um die Zentralachse des zentralen Kontaktteils 3 von dem Gehäusekörper 14 des zylindrischen Gehäuses 11 überdeckt , dadurch kann der Umfang vollständig abgeschirmt werden, obwohl die Aussparung 6 am zentralen Kontaktteil 3 ausgebildet ist. Somit kann das über das zentrale Kontaktteil 3 fließende Hochfrequenzsignal nicht in einen Signalübertragungspfad einer anderen Koaxialverbindungseinheit 10 zu Übersprechen austreten, obgleich wie bei der vorliegenden Ausführungsform mehrere Koaxialverbindungseinheiten 10 in dem isolierenden Sockelkörper 2 parallel vorgesehen sind.
• In der oben genannten Ausführungsform ist ein mehrpoliger Koaxialverbinder 1 beschrieben, in dessen einzigen isolierenden Sockelkörper 2 mehrere Sets von Koaxialverbindungseinheiten 10 angeordnet sind, jedoch kann es auch ein Koaxialverbinder sein, in dem nur ein Set von Koaxialverbindungseinheit 10 angeordnet ist.
• Außerdem ist die Konturform der Aussparung 6 ausgebildet in dem zentralen Kontaktteil 3 nicht auf das oben genannte Rechteck eingeschränkt, sondern vielmehr sind auch verschiedene Formen möglich. Hinzu kommt, dass die Position zum Ausbilden der Aussparung 6 zusätzlich zu dem vorderen zentralen Kontaktabschnitt 7 und dem Verbindungsabschnitt 4 für den Zentralleiter eine beliebige Position an dem dazwischen liegenden Kopplungsabschnitt 5 sein kann. Des weiteren ist die Form des Kopplungsabschnitt 5 nicht auf eine Kreiszylinderform eingeschränkt, sondern vielmehr sind auch andere Formen wie zum Beispiel Quadratzylinderform möglich, sofern der Kopplungsabschnitt um die Zentralachse des zentralen Kontaktteils 3, das mit der Zentralachse des Koaxialkabels 50 verbunden ist, zylindrisch ausgebildet ist.
• [Industrielle Anwendbarkeit]
• Die vorliegende Erfindung ist geeignet für einen miniaturisierten Koaxialverbinder, der mit einem Ende der Koaxialleitung verbunden ist.

Claims (2)

1. Koaxialverbinder (1), umfassend eine Vielzahl an Koaxialverbindungseinheiten (10) und eine Vielzahl von Koaxialkabeln (50), wobei jede Koaxialverbindungseinheit (10) mit jeweils einem Koaxialkabel (50) verbunden ist und wobei jede Koaxialverbindungseinheit (10) umfasst: ein zentrales Kontaktteil (3), das mit einem Zentralleiter (51) einer jeweiligen Koaxialleitung (50) verbunden ist; ein zylindrisches Gehäuse (11), das mit einem äußeren Leiter (54) der jeweiligen Koaxialleitung (50) verbunden ist; sowie einen Isolator (15), der zwischen dem zentralen Kontaktteil (3) und dem zylindrischen Gehäuse (11) angeordnet ist, und der das zylindrische Gehäuse (11) um eine Zentralachse des zentralen Kontaktteils (3) koaxial abstützt, wobei das zylindrische Gehäuse (11) und das zentrale Kontaktteil (3) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem äußeren Kontaktteil (73) und einem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil (72) eines gegnerseitigen einzugreifenden Koaxialverbinders (70) in Kontakt kommen sollen, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Kontaktteil (3) einen Verbindungsabschnitt (4) für den Zentralleiter (51), der entlang der Zentralachse mit dem Zentralleiter (51) der jeweiligen Koaxialleitung (50) an einer Seite verbunden ist, einen zentralen Kontaktabschnitt (7), der das gegnerseitige zentrale Kontaktteil (72) an einer anderen Seite kontaktiert, und einen zylindrischen Kopplungsabschnitt (5), der den Verbindungsabschnitt (3) für den Zentralleiter (51) mit dem zentralen Kontaktabschnitt (7) koppelt, aufweist, wobei der Umfang des Kopplungsabschnitts (5) des zentralen Kontaktteils (3) von dem zylindrischen Gehäuse (11) unter Zwischenhaltung des Isolators (15) überdeckt wird, wobei an einer Fuge (5a) des Kopplungsabschnitts (5), der zylindrisch ausgebildet ist, indem ein elektrisch leitendes Metallblech um die Zentralachse abgebogen ist, eine Aussparung (6) ausgebildet ist, mit der der Wellenwiderstand an dem Kopplungsabschnitt (5) erhöht wird und sich einem Wellenwiderstand der jeweiligen Koaxialleitung (50) annähert, wobei die Aussparung (6) in einer Stelle des Kopplungsabschnitts (5) ausgebildet ist, welche Stelle nicht mit einem Signalübertragungspfad des zentralen Kontaktteils (72) überlagert, das in kürzester Distanz eine Verbindungsposition mit dem Zentralleiter (51) der jeweiligen Koaxialleitung (50) und eine Kontaktposition mit dem gegnerseitigen zentralen Kontaktteil (72) verbindet.
2. Koaxialverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koaxialverbindungseinheiten (10) aus dem zentralen Kontaktteil (3), dem zylindrischen Gehäuse (11) und dem Isolator (15) bestehen und voneinander isolierend in einem isolierenden Sockelkörper (2) nebeneinander eingebaut sind.

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