DE19726949A1 - Schlitzleitung und Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegenständen sowie Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von zwei Teilstücken einer Schlitzleitung sowie Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen Wellenleiter anderer Art - Google Patents
Schlitzleitung und Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegenständen sowie Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von zwei Teilstücken einer Schlitzleitung sowie Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen Wellenleiter anderer ArtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schlitzleitung zur berührungs
losen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer
Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegen
ständen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ein
Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung
mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ
zueinander bewegten Gegenständen, gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 5 sowie ein Verbindungselement zur feld
gekoppelten Verbindung zweier Teilstücke einer Schlitz
leitung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6, sowie
ein Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer
Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen
Wellenleiter anderer Art, gemäß Oberbegriff des Patent
anspruchs 10.
Schlitzleitung und Koppelelement wirken funktional zusam
men und bilden zusammen mit den zugehörigen, an der
Schlitzleitung bzw. dem Koppelelement angeschlossenen
Sende/Empfangsgeräten ein Informationsübertragungssystem.
Innerhalb dieses Informationsübertragungssystems kann die
Schlitzleitung als durchgängige Einheit vorliegen oder in
Form von mehreren Teilstücken, die mittels der Verbin
dungselemente verbunden sind. Andere Komponenten weiter
führender Systeme oder des Informationsübertragungssystems
beispielsweise die Sende/Empfangsgeräte, können zum Bei
spiel über Koaxialkabel mittels der Anschlußelemente ange
schlossen sein.
Bekannt ist (z. B. aus: H. Dalichau: "Offene Wellenleiter
für die Nachrichtenübertragung zu spurgeführten Fahrzeu
gen", Seite 61 bis 77; in: Fortschrittberichte der VDI-
Zeitschriften, Reihe 9, Nr. 28, VDI-Verlag, Düsseldorf,
1981), oder aus: K. Bretting: "Abstrahlende Hochfrequenz
leitung zur Bahnsteig-Überwachung"; in: Funkschau 1975,
Heft 13/333, Seiten 66 bis 67), daß Schlitzleitungen aus
Koaxialkabeln mit längsgeschlitztem Außenleiter zur Funk
übertragung zu Schienen- und Kraftfahrzeugen insbesondere
in geschlossenen Räumen oder in funktechnisch abgeschatte
ten Gebieten (Straßentunnel, U-Bahn, Tiefgaragen) verwen
det werden. Außerdem werden sie zur drahtlosen Datenüber
tragung mittels Funk innerhalb von Bürogebäuden einge
setzt. Koaxiale Schlitzleitungen sind wie herkömmliche Ko
axialkabel aus Innenleiter, Isolierung, Außenleiter und
Kabelmantel aufgebaut, wobei der Außenleiter in Längsrich
tung nicht vollständig geschlossen ist (Längsschlitz).
Zur Theorie der Ausbreitung bzw. Verteilung der elektro
magnetischen Felder von Schlitzleitungen sei auf H. Buch
holz: "Elektrische und magnetische Potentialfelder"
(Springer-Verlag, Berlin, 1957), Seiten 139 bis 151 ver
wiesen.
Herkömmliche Schlitzleitungen aus Koaxialkabeln haben den
Nachteil, daß sie als separate Bauelemente verlegt werden
müssen. Um sie vor mechanischer Zerstörung schützen zu
können, müssen sie entweder aufwendig armiert werden (z. B.
durch für elektromagnetische Felder durchlässige Kabel
schächte) oder im Boden, in den Seitenwänden oder Decken
verlegt werden, was ebenfalls mit hohem Verlegeaufwand
verbunden ist.
Herkömmliche Verbindungs- und Anschlußelemente für Wellen
leiter benötigen häufig elektrisch leitenden (galvani
schen) Kontakt. Oft wird hierfür mittels Löten eine feste
Verbindung geschaffen. Dies erfordert einen hohen Montage- und
Demontageaufwand. Desweiteren weisen solche Verbin
dungsarten im allgemeinen nur eine geringe Toleranz auf
gegenüber thermisch bedingten Längenänderungen der Wellen
leiter.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schlitzlei
tung zu schaffen, die ohne großen Aufwand verlegt werden
kann und dennoch sicher vor mechanischer Zerstörung ist,
und ein Koppelelement, das für die berührungslose Informa
tionsübertragung zu oder von einer solchen Schlitzleitung
geeignet ist und in planarer Mikrostreifenleitungstechnik
auf einer Leiterplatte realisiert werden kann, und ein
Verbindungselement zu schaffen, für die feldgekoppelte
Verbindung zweier Teilstücke einer Schlitzleitung, sowie
ein Anschlußelement zu schaffen, für den feldgekoppelten
Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektro
magnetischen Wellenleiter anderer Art, welche beide einen
einfachen Aufbau besitzen und eine einfache Montage er
lauben.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe in Bezug auf
die zu schaffende Schlitzleitung ist durch die kennzeich
nenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und in Bezug auf das
zu schaffende Koppelelement durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 5 wiedergegeben sowie in
Bezug auf das zu schaffende Verbindungselement durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 6 wieder
gegeben und in Bezug auf das zu schaffende Anschlußelement
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 10
wiedergegeben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteil
hafte Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Schlitzleitung (Ansprüche 2 bis 4), des erfindungsgemäßen
Verbindungselementes (Ansprüche 7 bis 9) und des erfin
dungsgemäßen Anschlußelementes (Ansprüche 11 bis 14) sowie
bevorzugte Anwendungen der Erfindung (Ansprüche 16 bis
19).
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,
daß die Schlitzleitung sowie die Verbindung- und Anschluß
elemente in bestehende Wand- bzw. Schienensysteme inte
griert sind. Damit sind sie sowohl sicher vor mechanischer
Zerstörung als auch sehr kostengünstig, da zum einen der
Außenleiter bereits in Form der Wand bzw. Schiene vorliegt
und zum anderen der Montage- und Demontageaufwand im Ver
gleich zu festen Verbindungen, wie beispielsweise gelöte
ten Verbindungen, sehr gering ist.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß mit der Kom
bination Koppelelement/Schlitzleitung erheblich geringere
elektromagnetische Feldstärken für eine zuverlässige und
sichere Informationsübertragung ausreichen, was sich im
Hinblick auf EMV-Anforderungen (EMV = Elektromagnetische
Verträglichkeit) vorteilhaft auswirkt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert. Die Figuren sind nicht maßstäblich dargestellt,
zum Zwecke der Verdeutlichung sind einzelne Komponenten in
abweichenden Maßstäben wiedergegeben. Es zeigen
Fig. 1 mehrere bevorzugte Ausführungsformen der erfin
dungsgemäßen Schlitzleitung in perspektivischer
Sicht sowie im Querschnitt;
Fig. 2 eine erste vorteilhafte Ausführungsform des er
findungsgemäßen Koppelelements in Form eines
differentiellen Koppelelements mit zwei Kop
pelleitungen und einem Wilkinson-Teiler in der
Draufsicht sowie im Querschnitt von der Seite
(Schnitt AB) und von vorn (Schnitt CD, mit zu
sätzlich in dieser Seitenansicht sichtbarem
koaxialen Anschluß);
Fig. 3 eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des er
findungsgemäßen Koppelelements in Form eines
einfachen Koppelelements mit einer Koppelleitung
in der Draufsicht;
Fig. 4 eine dritte vorteilhafte Ausführungsform des er
findungsgemäßen Koppelelements in Form eines
doppelten Koppelelements mit zwei Koppellei
tungen und einem Wilkinson-Teiler in der Drauf
sicht;
Fig. 5 eine vorteilhafte Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verbindungselements in der Seiten
ansicht von vorne (Fig. 5a) und hinten (Fig. 5b)
sowie im Querschnitt von der Oberseite (Fig. 5c;
Schnitt AB, mit zusätzlich in dieser Ansicht
sichtbaren zwei Schlitzleitungsteilstücken und
einem Befestigungselement in Form eines Metall
winkels) und im Querschnitt von der Stirnseite
(Fig. 5d; Schnitt CD, mit zusätzlich in dieser
Ansicht sichtbarem Befestigungselement und
Schlitzleitung) - in Fig. 5c und Fig. 5d sind die
Koppelleitungen, das Mikrostreifenleitungspaar
und die Masseplatte zum Zwecke der Verdeut
lichung dicker dargestellt als in ihrer realen
Ausfertigung;
Fig. 6 eine vorteilhafte Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Anschlußelements in der Seiten
ansicht von vorne (Fig. 6a) und hinten (Fig. 6b)
sowie im Querschnitt von der Oberseite (Fig. 6c;
Schnitt AB, mit zusätzlich in dieser Ansicht
sichtbarem Schlitzleitungsendstück und einem
Befestigungselement in Form eines Metallwinkels)
und im Querschnitt von der Stirnseite (Fig. 6d;
Schnitt CD, mit zusätzlich in dieser Ansicht
sichtbarem Befestigungselement und Schlitzlei
tung) - in Fig. 6c und Fig. 6d sind die Koppel
leitung, das Mikrostreifenleitungspaar und die
Masseplatte zum Zwecke der Verdeutlichung dicker
dargestellt als in ihrer realen Ausfertigung;
Fig. 7 eine bevorzugte Ausführungsform eines Informa
tionsübertragungssystems mit einer Schlitzlei
tung gemäß Fig. 1 sowie einem Koppelelement;
Fig. 8 zwei bevorzugte Anordnungen eines Koppelelemen
tes relativ zur Längsrichtung einer Schlitzlei
tung, in H-Feld-Kopplung (längs zur Schlitzlei
tung) und in E-Feld-Kopplung (quer zur Schlitz
leitung);
Fig. 9 Änderung der Koppeldämpfung dAk in Abhängigkeit
von der Spurauslenkung ds des Koppelelementes
gegenüber der Schlitzleitung für eine H-Feld-
Kopplung (Fig. 9a) und eine E-Feld-Kopplung
(Fig. 9b) für eine bevorzugte Ausführungsform
eines Informationsübertragungssystems gemäß Fig.
7.
Die Ausführungsformen der Schlitzleitung in Fig. 1 weisen
keinen herkömmlichen Koaxialkabelaufbau auf. Die Schlitz
leitungen bestehen statt dessen aus einem mit dielektri
schem Isolationsmaterial 3 umgebenen Draht-Innenleiter 4,
der in eine als Außenleiter wirkende Nut 2 eines Metall
körpers 1 eingelegt ist.
Der Querschnitt dieser Nut 2 kann, wie in Fig. 1 zu sehen
ist, z. B. rechteckförmig, trapezförmig oder kreisförmig
(mit angeschnittener Kreisfläche) sein. Der Innenleiter 4
kann - wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt - ein Draht mit
z. B. kreisförmigem oder rechteckförmigem Querschnitt sein.
Das Koppelelement in Fig. 2 zeigt einen in Mikrostreifen
leitungsstruktur aufgebauten Viertelwellenkoppler in der
Form eines differentiellen Kopplers. Mit einem solchen
Koppelelement lassen sich bei einer Orientierung in Längs
richtung der Schlitzleitung (H-Feld-Kopplung, vergleiche
Fig. 8) auf einfache Weise Signalpegelschwankungen bei der
Signalübertragung zwischen Koppelelement und Schlitzlei
tung infolge seitlicher Spurführungsschwankungen des
Koppelelements gegenüber der Schlitzleitung ausgleichen.
Das Koppelelement besteht aus zwei parallel zueinander
verlaufenden gleich langen Mikrostreifenleitungen 60,
deren Länge in etwa einem Viertel der mittleren Wellen
länge λ der Schlitzleitung im Betriebsfrequenzbereich ent
spricht und die als Koppelleitungen wirken, sowie aus
einem Wilkinson-Teiler 61, der mit seinen beiden Armen an
die beiden Koppelleitungen 60 angeschlossen ist. An dem
freien Ende der Koppelleitungen 60 sind SMD-Widerstände 65
(SMD = Surface-Mounted-Device) angeordnet. Die beiden Arme
des Wilkinson-Teilers 61 sind über einen SMD-Widerstand 66
miteinander verbunden. Diese Mikrostreifenleitungsstruktur
60, 61, 65, 66 ist auf einer Leiterplatte 62 angeordnet,
die ihrerseits in einem oben offenen Gehäuse 63 befestigt
ist.
Der Wilkinson-Teiler ist mit seinem dritten "Summen-Arm"
an einen koaxialen Anschluß 64 angeschlossen.
In Fig. 3 ist ein einfaches Koppelelement 6 in der Drauf
sicht gezeigt. Das Koppelelement besteht aus einer Mikro
streifenleitung 60, deren Länge in etwa einem Viertel der
mittleren Wellenlänge λ der Schlitzleitung im Betriebsfre
quenzbereich entspricht und die als Koppelleitung wirkt.
Die Leitung ist an dem einen Ende an SMD-Widerstände 65
angeschlossen und an dem anderen Ende mit einem (nicht ge
zeigten) koaxialen Anschluß verbunden. Die Mikrostreifen
leitung 60 ist auf einer Leiterplatte 62 angeordnet, die
ihrerseits in einem oben offenen Gehäuse 63 befestigt ist.
Einfache Koppelelemente dieser Art sollten vorzugsweise in
E-Feld-Kopplung angewendet werden (vergleiche Fig. 8). In
H-Feld-Kopplung können sie vorteilhaft nur in den Anwen
dungen eingesetzt werden, in denen nicht mit störenden
seitlichen Spurführungsschwankungen zwischen Koppelelement
und Schlitzleitung zu rechnen ist.
In Fig. 4 ist ein doppeltes Koppelelement 6 in der Drauf
sicht gezeigt. Das Koppelelement besteht aus zwei kolli
near zueinander angeordneten Mikrostreifenleitungen 60,
deren Länge in etwa einem Viertel der mittleren Wellen
länge λ der Schlitzleitung im Betriebsfrequenzbereich ent
spricht und die als Koppelleitung wirken, sowie aus einem
Wilkinson-Teiler 61, der mit seinen beiden Armen an die
beiden Koppelleitungen 60 angeschlossen ist. Die beiden
Koppelleitungen 60 sind in einem Abstand angeordnet, der
in etwa einem Viertel der mittleren Wellenlänge λ im Be
triebsfrequenzbereich der Schlitzleitung entspricht. An
den freien Enden der beiden Koppelleitungen 60 sind SMD-
Widerstände 65 angeordnet. Die beiden Arme des Wilkinson-
Teilers 61 sind über einen SMD-Widerstand 66 miteinander
gekoppelt. Diese Mikrostreifenleitungsstruktur 60, 61, 65,
66 ist auf einer Leiterplatte 62 angeordnet, die ihrer
seits in einem oben offenen Gehäuse 63 befestigt ist.
Mit einem doppelten Koppelelement dieser Art lassen sich
bei H-Feld-Kopplung auf einfache Weise kurze Unterbrechun
gen in der Schlitzleitung überbrücken, ohne daß die Sig
nalübertragung beim Überfahren dieser Unterbrechungsstelle
unterbrochen wird.
Das in Fig. 5 dargestellte Verbindungselement 8 zur feld
gekoppelten Verbindung zweier Teilstücke einer Schlitz
leitung basiert auf einer beidseitig strukturierten Lei
terplatte 80. Die Leiterplatte 80 ist so lang, daß sie den
Spalt zwischen den sich gegenüberstehenden Enden der bei
den Schlitzleitungsteilstücke überbrückt und darüber
hinaus mit den Schlitzleitungsteilstücken teilweise über
lappt. Auf einer der beiden Flachseiten der Leiterplatte
80 ist eine planare Mikrostreifenleitungsstruktur ange
bracht, die zwei kollinear zueinander angeordnete Koppel
leitungen 81, 82 enthält, welche sich jeweils in den zur
Überlappung von Schlitzleitungsteilstück und Leiterplatte
80 gedachten Bereichen der Leiterplatte 80 befinden. Beide
Koppelleitungen 81, 82 sind über zwei Durchkontaktierungen
83, 84 mit einem feldgekoppelten Mikrostreifenleitungspaar
85, 86 verbunden, welches sich auf der anderen Flachseite
der Leiterplatte 80 befindet und zwar in dem zur Über
brückung des Spaltes zwischen den beiden Enden der Schlitzlei
tungsteilstücke gedachten Bereich der Leiterplatte 80. In
diesem Überbückungsbereich befindet sich auf der dem
Mikrostreifenleitungspaar 85, 86 abgewandten Seite der
Leiterplatte 80, also zwischen den beiden Koppelleitungen
83, 84, aber ohne direkten Kontakt zu ihnen, eine Masse
platte 87, hier beispielhaft ausgeführt in Form einer
Metallisierung dieses Bereiches der Leiterplatte 80.
Mit einem Verbindungselement dieser Art lassen sich auf
einfache Weise zwei Teilstücke einer Schlitzleitung ver
binden. Vergleiche hierzu Fig. 5c und Fig. 5d. Dort wird
deutlich, wie die Leiterplatte 80 mittels eines Befesti
gungselementes 88 seitlich neben den Enden der Schlitz
leitungsteilstücke angebracht ist. Die als Außenleiter
wirkende Nut 2 des Metallkörpers 1 ist in diesem Ver
bindungsbereich verbreitert, um das Verbindungselement 8
aufnehmen zu können.
In der gezeigten vorteilhaften Ausgestaltung des erfin
dungsgemäßen Verbindungselementes 8 befindet sich das Be
festigungselement 88 auf der dem Mikrostreifenleitungspaar
85, 86 gegenüberliegenden Flachseite der Leiterplatte 80.
Das Befestigungselement 88 ist mittig mit der Leiterplatte
80 verbunden und befindet sich somit zwischen den beiden
Koppelleitungen 81, 82. Das Befestigungselement 88 ist
hier beispielhaft ausgebildet in Form eines Metallwinkels
mit Montagebohrung in dem der Leiterplatte 80 abgewandten
Winkelstück. Ein derartiges Befestigungselement 88 erlaubt
eine einfache Montage, Demontage und Fixierung des Verbin
dungselementes 8.
Das Einsetzen und Fixieren des Verbindungselementes 8 in
den verbreiterten Verbindungsbereich der Nut 2, erfolgt
mit Hilfe des Befestigungselementes 88. Das so beschaffene
Verbindungselement kann ohne Verschieben des Isolations
mantels 3 und des Draht-Innenleiters 4 von oben in die
verbreiterte Nut 2 eingesetzt und wieder entfernt werden.
Die Fixierung erfolgt über eine Schraubverbindung durch
die Montagebohrung in die Nut 2 des Metallkörpers 1.
Die elektromagnetische Verbindung zwischen zwei Teil
stücken der Schlitzleitung erfolgt über Feldkopplung; eine
feste, leitende Verbindung, beispielsweise eine gelötete
Verbindung, ist nicht notwendig. Die Koppelleitungen 81
und 82 koppeln elektromagnetisch an die Enden der jewei
ligen Draht-Innenleiter 4 der beiden Teilstücke der
Schlitzleitung. Eine gute Kopplung wird erzielt aufgrund
der besonderen Überlappung zwischen den jeweiligen Draht-
Innenleitern 4 und den Koppelleitungen 81 und 82. Die
Länge der Koppelleitungen 81, 82 und damit auch der Über
lappungen, entspricht in etwa einem Viertel der mittleren
Wellenlänge λ im Betriebsfrequenzbereich der Schlitzlei
tung. Die Länge der Überlappung ist innerhalb eines gewis
sen Rahmens toleranzunempfindlich. Abweichungen von etwa
5% der Koppelleitungslänge zeigen keine nennenswerte Aus
wirkung auf die Kopplungsqualität.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin
dungsgemäßen Verbindungselementes 8 sind die Koppelleitun
gen 81, 82 und das Mikrostreifenleitungspaar 85, 86 Teile
einer elektronischen Gesamtstruktur. In dieser Gesamt
struktur bildet das Verbindungselement 8 zumindest einen
Teil eines Bandpaßfilters. Dies erlaubt eine gute Anpas
sung und Einfügungsdämpfung der zu übertragenen elektro
magnetischen Signale.
Derartige Verbindungselemente weisen eine Reihe von Vor
teilen auf: Sie sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus und
der leichten Montage und Demontage sehr kostengünstig. Die
Spurführung wird an den Verbindungsstellen der Schlitzlei
tung nicht unterbrochen, da der Draht-Innenleiter 4 an den
Verbindungsstellen nicht aus der Nut 2 herausgeführt werden
muß, sondern die Verbindungselemente direkt in die Spur
führung integriert werden können. Dies bedingt eine hohe
Unempfindlichkeit gegenüber Korrosion und Verschmutzung.
Ferner werden durch das Bandpaßverhalten der Verbindungs
elemente Störsignale gedämpft.
Wird die Schlitzleitung aus vielen kurzen Teilstücken zu
sammengesetzt, so kommt es bei Verwendung der beschrie
benen Verbindungsstücke zu einer Reichweitenreduzierung.
Diese kann auf einfache Weise durch ein als Zwischenver
stärker bekannter Arbeitsweise modifiziertes Verbindungs
stück kompensiert werden.
Das in Fig. 6 dargestellte Anschlußelement 9 zum feldge
koppelten Anschluß einer Schlitzleitung an einen elektro
magnetischen Wellenleiter anderer Art basiert auf einer
beidseitig strukturierten Leiterplatte 90. Auf einer der
beiden Flachseiten der Leiterplatte 90 ist eine planare
Mikrostreifenleitungsstruktur angebracht, die eine Koppel
leitung 91 enthält. Die Koppelleitung 91 ist über eine
Durchkontaktierung 92 verbunden mit einer der beiden
Mikrostreifenleitungen 93 eines feldgekoppelten Mikro
streifenleitungspaares 93, 94, welches sich auf der an
deren Flachseite der Leiterplatte 90 befindet. Die andere
Mikrostreifenleitung 94 des Mikrostreifenleitungspaares
93, 94 ist mit dem Innenleiter einer Steckverbindung 95
gekoppelt. Die Außenleiter der Schlitzleitung und der
Steckverbindung 95 sind ebenfalls miteinander verbunden.
Die Steckverbindung 95 ist hier beispielhaft ausgebildet
als Koaxial-Steckverbindung. Auf der dem Mikrostreifenlei
tungspaar 93, 94 abgewandten Seite der Leiterplatte 90,
also seitlich neben der Koppelleitung 91, aber ohne direk
ten Kontakt zu ihr, befindet sich eine Masseplatte 96,
hier beispielhaft ausgeführt in Form einer Metallisierung
dieses Bereiches der Leiterplatte 90.
Zur weiteren Verbesserung des Übertragungsverhaltens, z. B.
einer besseren breitbandigen Anpassung, empfiehlt es sich,
zwischen Mikrostreifenleitung 94 und Steckverbindung 95
ein weiteres feldgekoppeltes Mikrostreifenleitungspaar
einzufügen. Hierdurch entsteht eine dem Verhalten der
Anordnung aus Fig. 5 entsprechende dreikreisige Bandpaß-
Charakteristik.
Mit einem Anschlußelement dieser Art lassen sich auf ein
fache Weise eine Schlitzleitung und ein elektromagneti
scher Wellenleiter anderer Art aneinander anschließen,
hier beispielhaft eine Schlitzleitung an ein Koaxialkabel.
Vergleiche hierzu Fig. 6c und Fig. 6d. Dort wird deutlich,
wie die Leiterplatte 90 mittels des Befestigungselementes
97 seitlich neben dem Ende der Schlitzleitung angebracht
ist. Die als Außenleiter wirkende Nut 2 des Metallkörpers
1 ist in diesem Verbindungsbereich verbreitert, um das
Anschlußelement 9 aufnehmen zu können.
In der gezeigten vorteilhaften Ausgestaltung des erfin
dungsgemäßen Anschlußelementes 9 befindet sich das Be
festigungselement 97 auf der dem Mikrostreifenleitungspaar
93, 94 gegenüberliegenden Flachseite der Leiterplatte 90
seitlich neben der Koppelleitung 91. Das Befestigungsele
ment 97 ist hier beispielhaft ausgebildet in Form eines
Metallwinkels mit Montagebohrung in dem der Leiterplatte
90 abgewandten Winkelstück. Ein derartiges Befestigungs
element 97 erlaubt eine einfache Montage, Demontage und
Fixierung des Anschlußelementes 9.
Das Einsetzen und Fixieren des Anschlußelementes 9 in den
verbreiterten Anschlußbereich der Nut 2, erfolgt mit Hilfe
des Befestigungselementes 97, welches mit der Leiterplatte
90 entsprechend Fig. 6 verbunden ist. Das so beschaffene
Anschlußelement kann ohne Verschieben des Isolationsman
tels 3 und des Draht-Innenleiters 4 von oben in die ver
breiterte Nut 2 eingesetzt und wieder entfernt werden. Die
Fixierung erfolgt über eine Schraubverbindung durch die
Montagebohrung in die Nut 2 des Metallkörpers 1.
Die elektromagnetische Verbindung zwischen der Schlitzlei
tung und dem elektromagnetischen Wellenleiter anderer Art
erfolgt über Feldkopplung; eine feste, leitende Verbin
dung, beispielsweise eine gelötete Verbindung, ist nicht
notwendig. Die Koppelleitung 91 koppelt elektromagnetisch
an das Ende des Draht-Innenleiters 4 der Schlitzleitung.
Die Koppelleitung 91 ist über die Durchkontaktierung 92
mit dem gekoppelten Mikrostreifenleitungspaar 93, 94 ver
bunden, welches sich auf der der Schlitzleitung abgewand
ten Seite der Leiterplatte 90 befindet. Der Draht-Innen
leiter 4 der Schlitzleitung und die Koppelleitung 91 über
lappen, wobei die Länge der Überlappung in etwa einem
Viertel der mittleren Wellenlänge λ des Betriebsfrequenz
bereichs der Schlitzleitung entspricht. Die Länge der
Überlappung ist innerhalb eines gewissen Rahmens toleranz
unempfindlich. Abweichungen von etwa 5% der Koppellei
tungslänge zeigen keine nennenswerte Auswirkung auf die
Kopplungsqualität.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin
dungsgemäßen Anschlußelementes 9 sind die Koppelleitung 91
und das Mikrostreifenleitungspaar 93, 94 Teile einer elek
tronischen Gesamtstruktur. In dieser Gesamtstruktur bildet
das Anschlußelement 9 zumindest einen Teil eines Bandpaß
filters. Dies erlaubt eine gute Anpassung und Einfügungs
dämpfung der zu übertragenen elektromagnetischen Signale.
Derartige Anschlußelemente weisen eine Reihe von Vorteilen
auf: Sie sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus und der
leichten Montage und Demontage sehr kostengünstig. Die An
schlußelemente können direkt in die Spurführung integriert
werden. Dies bedingt eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber
Korrosion und Verschmutzung. Ferner werden durch das Band
paßverhalten der Anschlußelemente Störsignale gedämpft.
Wird die Wellenleiterstrecke aus mehreren Teilstücken zu
sammengesetzt, beispielsweise eine Verbindung mittels
Kabel durch eine Wand, so kommt es bei Verwendung der be
schriebenen Anschlußelemente 9 zu einer Reichweitenredu
zierung. Diese kann auf einfache Weise durch ein als
Zwischenverstärker bekannter Arbeitsweise modifiziertes
Anschlußstück kompensiert werden.
Weist die Wellenleiterstrecke Verzweigungen auf, so kann
der Anschluß der verschiedenen Zweige auf einfache Weise
durch ein Anschlußstück mit mehreren Steckverbindungen er
folgen, welches als Verteiler bekannter Arbeitsweise ent
sprechend zu modifizieren wäre. Besonders geeignet als
Verteiler erweist sich hier beispielsweise ein Wilkinson-
Teiler.
In Fig. 7 sind die Schlitzleitung 2-4 gemäß Fig. 1 und das
Koppelelement 6 gemäß einer der Fig. 2, 3 oder 4 zu ei
nem Informationsübertragungssystem zusammengekoppelt wor
den (mit 1 ist der Metallkörper bezeichnet, in dem die
Schlitzleitung 2-4 integriert ist). Die Schlitzleitung 2-4
ist dabei an ein erstes Sende/Empfangsgerät 5 angeschlos
sen (z. B. über einen Koaxialstecker), das Koppelelement 6
ist mit einem zweiten Sende/Empfangsgerät 7 verbunden.
Verschiedene Teilstücke der Schlitzleitung können vorteil
haft mittels eines Verbindungselementes 8 gemäß Fig. 5
verbunden werden (in Fig. 7 nicht gezeigt). Der Anschluß
des ersten Sende/Empfangsgerätes 5 an die Schlitzleitung
kann vorteilhaft über das Anschlußelement 9 gemäß Fig. 6
erfolgen (in Fig. 7 nicht gezeigt). Die beiden Sende/Emp
fangsgeräte 5, 7 können nun über das Koppelelement und die
Schlitzleitung funktechnisch miteinander kommunizieren,
was im folgenden näher beschrieben wird.
Der beschriebene Aufbau der Schlitzleitung 2-4 bildet bei
geeigneten Abmessungen einen längsgeschlitzten koaxialen
Wellenleiter, wobei der in den Isolationsmantel 3 einge
bettete Draht 4 als Innenleiter und die Oberfläche der Nut
2 als Außenleiter interpretiert werden können. Mittels
eines (nicht gezeigten) Anschlußelementes 9 eingekoppelte
elektromagnetische Wellen breiten sich entlang der
Schlitzleitung 2-4 aus. An der offenen Seite der Nut 2
reichen Feldanteile der sich ausbreitenden Wellen in den
Außenraum. Auf das Koppelelement 6, welches in die Feldan
teile eintaucht, wird ein Teil der in dem Wellenleiter 2-4
transportierten elektromagnetischen Energie berührungslos
übertragen. Die Kopplung erfolgt über das E-Feld oder über
das H-Feld. Vergleiche hierzu Fig. 8. Die E-Feld-Kopplung
verhält sich gegenüber seitlichen Spurführungsschwankungen
unempfindlicher als die H-Feld-Kopplung. Bei H-Feld-Kopp
lung können seitliche Spurführungsschwankungen durch An
wendung des in Fig. 2 gezeigten differentiellen Koppel
elementes ausgeglichen werden. Der Vorteil der H-Feld-
Kopplung besteht im wesentlich geringeren Platzbedarf in
der Vorzugsrichtung, hier der Längsrichtung der Schlitz
leitung. Vergleiche hierzu Fig. 8.
Die berührungslose Übertragung der elektromagnetischen
Energie erfolgt an beliebiger Stelle entlang der Schlitz
leitung 2-4, wobei sich das Koppelelement 6 zweckmäßiger
weise in geringem Abstand, vorzugsweise weniger als 10 mm,
über der Nutöffnung befindet. Beide Übertragungsrichtungen
von der Schlitzleitung 2-4 zum Koppelelement 6 und vom
Koppelelement 6 zur Schlitzleitung 2-4 andererseits ver
halten sich gleich. Eine Übertragung ist auch möglich,
wenn das Koppelelement 6 entlang der Schlitzleitung 2-4
bewegt wird.
Durch Anwendung von in der Funktechnik üblichen Modula
tionsverfahren kann die beschriebene Anordnung zur berüh
rungslosen Informationsübertragung zwischen gegeneinander
bewegten Körpern verwendet werden (vgl. Fig. 7).
In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel wird das Spurführungs
verhalten bei H-Feld-Kopplung (Fig. 9a) mit dem bei E-
Feld-Kopplung (Fig. 9b) verglichen. Dieser Vergleich
findet statt anhand der dargestellten Änderung der Koppel
dämpfung dAk in Abhängigkeit von der (horizontalen) Spur
auslenkung ds des Koppelelementes gegenüber der Schlitz
leitung. Bei einer Spurauslenkung von ds = 0 liegt die
geometrische Mitte des Koppelelementes über der Schlitz
mitte der Schlitzleitung. Der Abstand zwischen der elek
trischen Mitte des Koppelelementes und der geometrischen
Mitte der Schlitzleitung beträgt bei H-Feld-Kopplung und
bei E-Feld-Kopplung in diesem Beispiel jeweils 10 mm. Es
wird deutlich, daß bei einer E-Feld-Kopplung die horizon
tale Spurführungstoleranz deutlich größer ist als bei
einer H-Feld-Kopplung.
Zum Aufbau der Schlitzleitung gemäß Fig. 1 ist noch fol
gendes anzumerken:
- - Dielektrische Isolierung 3 und Innenleiter 4 miteinan der vergossen oder getrennt (Innenleiter und zwei Iso lierungshälften).
- - Verschiedene Querschnitte von Innenleiter 4 und Nut 2 (siehe Fig. 1) auch andere Querschnittsformen sind möglich).
- - Befestigung der Isolierung 3 im Metallkörper 4 durch Einpressen oder Einkleben in die Nut 2.
- - Streckenführung beliebig (Geraden, Kurven Bögen, . . .).
Zum Aufbau der Koppelelemente gemäß einer der Fig. 2, 3
oder 4 ist noch folgendes anzumerken:
- - In Mikrostreifenleitungstechnik aufgebauter Viertel wellenkoppler.
- - Informationsübertragung über H-Feld-Kopplung oder E-Feld-Kopplung.
- - Anschluß über koaxialen Stecker 64 oder Koaxialkabel.
- - Anpassung der Koppelleitungen an die Wellenlänge des Schlitzkabels durch das Substrat der Mikrostreifen leitungsstruktur (einschichtiges oder mehrschichtiges Substrat).
- - Differentielles Koppelelement (Fig. 2): Zwei parallel zueinander angeordnete Viertelwellenkoppler 60 über einen ebenfalls in Mikrostreifenleitungstechnik aufge bauten Leistungsteiler 61 miteinander verbunden; Funktion: Ausgleich von Signalpegelschwankungen in der Signalübertragung infolge seitlicher Spurführungs schwankungen zwischen Koppelelement und Schlitzleitung bei H-Feld-Kopplung.
- - Doppeltes Koppelelement (Fig. 4): Zwei kollinear zu einander angeordnete Viertelwellenkoppler 60 über ein en ebenfalls in Mikrostreifenleitungstechnik aufgebau ten Leistungsteiler 61 miteinander verbunden; Funk tion: Überbrücken von Unterbrechungen in der Schlitz leitung bei H-Feld-Kopplung.
Zum Aufbau der Verbindungselemente gemäß Fig. 5 ist noch
folgendes anzumerken:
- - In Mikrostreifenleitungstechnik aufgebaute Viertelwel lenkopplung.
- - Störsignaldämpfung durch Auslegung als Bandpaßfilter
- - Reichweitenverlängerung durch Auslegung als Zwischen verstärker
Zum Aufbau der Anschlußelemente gemäß Fig. 6 oder Fig. 7
ist noch folgendes anzumerken:
- - In Mikrostreifenleitungstechnik aufgebaute Viertelwel lenkopplung.
- - Anschlüsse: Koaxiale Stecker, fluchtend oder abge winkelt.
- - Störsignaldämpfung durch Auslegung als Bandpaßfilter
- - Reichweitenverlängerung durch Auslegung als Zwischen verstärker
- - Verzweigungs-Funktion durch Auslegung als Verteiler, vorzugsweise in Form eines Wilkinson-Teilers.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs
beispiele beschränkt, sondern vielmehr auch auf andere
übertragbar.
So ist es z. B. möglich, die Vorteile des differentiellen
Koppelelements (Fig. 2) und des doppelten Koppelelements
(Fig. 4) in einem Koppelelement zusammenzufassen, bei dem
über entsprechende Leistungsteiler Koppelleitungen paral
lel und kollinaer zueinander angeordnet sind.
Ferner ist es möglich, differentielle Koppelelemente mit
mehr als zwei parallel zueinander angeordneten Koppellei
tungen auszustatten.
Des weiteren ist es möglich, die Vorteile der H-Feld-Kopp
lung und der E-Feld-Kopplung zu kombinieren, indem das
Koppelelement in einer geeigneten Orientierung zur Aus
richtung der Schlitzleitung, also weder genau senkrecht
noch genau waagrecht zu ihr, positioniert wird.
Folgende Vorteile weist die Erfindung gegenüber Informa
tionsübertragungssystemen mit herkömmlicher Schlitzleitung
auf:
- - in vorhandene Metallkörper integrierbar (z. B. Schie nen, Führungen, Leitplanken, Maschinenelemente, Gehäuse);
- - keine gesonderten Befestigungselemente notwendig;
- - keine abstehenden Teile (Schlitzleitung kann mit dem sie umgebenden Metallkörper eine ebene Fläche bilden);
- - einfacher und preisgünstiger Aufbau.
Folgende Vorteile weist die Erfindung gegenüber alternati
ven Verfahren zur berührungslosen Informationsübertragung
auf:
- - gegenüber Schleifkontakten oder Schleppkabeln: Kein Verschleiß, keine mechanische Verbindung zwischen den gegeneinander bewegten Körpern, geringer Platzbedarf, hohe Übertragungsbandbreite (große Datenraten);
- - gegenüber Datenlichtschranken: keine abstehenden Teile, unempfindlich gegen Rauch, Staub und Schmutz;
- - gegenüber der normalen Funkübertragung: geringe Stör barkeit durch Fremdsysteme oder Nachbarsysteme, sehr geringe Abstrahlung (EMV-Belastung).
Bevorzugte Anwendungen der Erfindung sind:
- - Informationsübertragung zur spurgeführten Transport elementen in der Güterverteiltechnik.
- - Informationsübertragung zur Steuerung von beweglichen Maschinenelementen (CNC-Technik).
- - Informationsübertragung zu beweglichen Teilen in Indu strierobotern (z. B. Teleskoparme).
- - Informationsübertragung zu rotierenden Körpern.
- - Steckerloses Busmedium zwischen Rechnern und Peri pheriekomponenten.
Folgende konstruktive Details haben sich als besonders
zweckmäßig erwiesen:
Bevorzugte Materialien: Schlitzleitung: Innenleiter:
Kupfer, Aluminium
Schlitzleitung: Metallkörper:
Aluminium, Stahl, Messing
Schlitzleitung: Isolierung:
Teflon, Polyethylen, Plexiglas Koppel-, Verbindungs-, Anschluß element: Leiterplatte:
Glashartgewebe, FR4 Koppel-, Verbindungs-, Anschluß element: Gehäuse:
Aluminium, Messing
Bevorzugte Frequenzen: ISM-Bänder über 1 GHz, insbeson dere 2,4-2,485 GHz
Bevorzugte Abmessungen: Schlitzleitung: Innenleiter:
0,5 mm-5 mm
Schlitzleitung: Nutbreite, Nut tiefe: 2,0 mm-20 mm
Koppelelement: Länge:
30 mm-50 mm
Koppelelement: Breite:
10 mm-30 mm.
Abstand Schlitzleitung- Koppelelement:
1-10 mm
Verbindungselement: Länge:
50 mm-100 mm
Verbindungselement: Höhe:
5 mm-15 mm.
Verbindungselement: Breite:
(ohne Befestigungselement) 1 mm-5 mm.
Anschlußelement: Länge:
40 mm-80 mm
Anschlußelement: Höhe:
(ohne Steckverbindung) 5 mm-15 mm.
Anschlußelement: Breite:
(ohne Befestigungselement) 15 mm-25 mm.
Bevorzugte Materialien: Schlitzleitung: Innenleiter:
Kupfer, Aluminium
Schlitzleitung: Metallkörper:
Aluminium, Stahl, Messing
Schlitzleitung: Isolierung:
Teflon, Polyethylen, Plexiglas Koppel-, Verbindungs-, Anschluß element: Leiterplatte:
Glashartgewebe, FR4 Koppel-, Verbindungs-, Anschluß element: Gehäuse:
Aluminium, Messing
Bevorzugte Frequenzen: ISM-Bänder über 1 GHz, insbeson dere 2,4-2,485 GHz
Bevorzugte Abmessungen: Schlitzleitung: Innenleiter:
0,5 mm-5 mm
Schlitzleitung: Nutbreite, Nut tiefe: 2,0 mm-20 mm
Koppelelement: Länge:
30 mm-50 mm
Koppelelement: Breite:
10 mm-30 mm.
Abstand Schlitzleitung- Koppelelement:
1-10 mm
Verbindungselement: Länge:
50 mm-100 mm
Verbindungselement: Höhe:
5 mm-15 mm.
Verbindungselement: Breite:
(ohne Befestigungselement) 1 mm-5 mm.
Anschlußelement: Länge:
40 mm-80 mm
Anschlußelement: Höhe:
(ohne Steckverbindung) 5 mm-15 mm.
Anschlußelement: Breite:
(ohne Befestigungselement) 15 mm-25 mm.
Claims (19)
1. Schlitzleitung zur berührungslosen Informationsüber
tragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei
relativ zueinander bewegten Gegenständen, mit einem von
dielektrischem Isolationsmaterial umgebenen und im Inneren
eines in Längsrichtung geschlitzten Außenleiters einge
betteten Innenleiter,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Außenleiter als Nut (2) in einem Metallkörper (1) ausgebildet ist, und
- - daß der Metallkörper (1) auf der Oberseite mit der Nut (2) eben ausgebildet ist, und
- - daß das als Isolationsmantel (3) dienende dielektrische Isolationsmaterial die Nut (2) vollständig ausfüllt und mit seiner von außen sichtbaren Oberfläche bündig mit der ebenen Oberseite des Metallkörpers (1) ab schließt.
2. Schlitzleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nut (2) im Querschnitt quadratisch oder reckteck
förmig oder trapezförmig oder kreisförmig mit ausgeschnit
tener Kreisfläche ausgebildet ist.
3. Schlitzleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenleiter (4) als Draht mit rundem oder recht
eckförmigem oder trapezförmigem oder quadratischem Quer
schnitt ausgebildet ist.
4. Schlitzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallkörper (1) einschließlich des vom Innen
leiter (4) und vom dielektrischem Isolationsmantel (3)
ausgefüllten Raums der Nut (2) einen quadratischen oder
rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
5. Koppelelement zur berührungslosen Informationsüber
tragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei
relativ zueinander bewegten Gegenständen, mit einer auf
einer Leiterplatte angeordneten, planaren Mikrostreifen
leitungsstruktur mit mindestens zwei parallel und/oder
kollinear zueinander angeordneten und gleich langen
Koppelleitungen,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Mikrostreifenstruktur einen an die beiden Koppelleitungen (60) angeschlossenen Wilkinson- Teiler (61) aufweist, und
- - daß an dem freien Ende der beiden Koppelleitungen (60) ein SMD-Widerstand, angeordnet ist, und/oder
- - daß die beiden an die Koppelleitungen (60) angeschlos senen Arme des Wilkinson-Teilers (61) über einen weiteren Widerstand (66), vorzugsweise über einen weiteren SMD-Widerstand, miteinander verbunden sind.
6. Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von
zwei Teilstücken einer Schlitzleitung, basierend auf einer
beidseitig strukturierten Leiterplatte (80),
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Leiterplatte (80) eine ausreichende Länge be sitzt, um den Spalt zwischen den sich gegenüberstehenden Enden der beiden Schlitzleitungsteilstücke zu über brücken und darüber hinaus mit den Schlitzleitungsteil stücken teilweise zu überlappen, und
- - daß auf einer der beiden Flachseiten der Leiterplatte (80) eine planare Mikrostreifenleitungsstruktur ange bracht ist, enthaltend mindestens zwei kollinear zuein ander angeordnete Koppelleitungen (81, 82), die sich jeweils in den zur Überlappung von Schlitzleitungsteil stück und Leiterplatte (80) gedachten Bereichen der Leiterplatte (80) befinden, und
- - daß die beiden Koppelleitungen (81, 82) über zwei Durch kontaktierungen (83, 84) verbunden sind mit einem feldge koppelten Mikrostreifenleitungspaar (85, 86), welches sich auf der anderen Flachseite der Leiterplatte (80) in dem zur Überbrückung des Spaltes zwischen den beiden Enden der Schlitzleitungsteilstücke gedachten Bereich der Leiterplatte (80) befindet, und
- - daß sich in diesem Überbrückungsbereich, auf der Seite der Leiterplatte (80), auf der sich die Koppelleitungen (81, 82) befinden, eine Masseplatte (87) befindet.
7. Verbindungselement nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der dem Mikrostreifenleitungspaar (85, 86) gegen
überliegenden Flachseite der Leiterplatte (80) ein Be
festigungselement (88) mittig mit der Leiterplatte (80)
verbunden ist, sich zwischen den beiden Koppelleitungen
(81, 82) befindet, und vorzugsweise ausgebildet ist in
Form eines Metallwinkels mit Montagebohrung in dem der
Leiterplatte (80) abgewandten Winkelstück.
8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Koppelleitungen (81, 82) in etwa einem
Viertel der mittleren Wellenlänge λ des Betriebsfrequenz
bereichs der Schlitzleitung entspricht oder einem ungerad
zahligen Vielfachen davon.
9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelleitungen (81, 82) und das Mikrostreifenlei
tungspaar (85, 86) Teile einer elektronischen Gesamtstruk
tur sind und daß diese Gesamtstruktur zumindest einen Teil
eines Bandpaßfilters, vorzugsweise eines zweikreisigen
Bandpaßfilters, enthält und/oder einen Zwischenverstärker.
10. Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer
Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen
Wellenleiter anderer Art, basierend auf einer beidseitig
strukturierten Leiterplatte (90),
dadurch gekennzeichnet,
- - daß auf einer der beiden Flachseiten der Leiterplatte (90) eine planare Mikrostreifenleitungsstruktur ange bracht ist, bestehend aus mindestens einer Koppelleitung (91), und
- - daß die Koppelleitung (91) über eine Durchkontaktierung (92) verbunden ist mit einer der beiden Mikrostreifen leitungen (93) von mindestens einem feldgekoppelten Mikrostreifenleitungspaar (93, 94), welches sich auf der anderen Flachseite der Leiterplatte (90) befindet, und
- - daß die andere Mikrostreifenleitung (94) des Mikro streifenleitungspaares (93, 94) mit dem Innenleiter von mindestens einer Steckverbindung (95) gekoppelt ist, und
- - daß die Außenleiter der Schlitzleitung und der min destens einen Steckverbindung (95) miteinander verbunden sind, und
- - daß sich eine Masseplatte (96) auf der Leiterplatte (90) befindet, angeordnet im gleichen Bereich der Leiter platte (90) wie das Mikrostreifenleitungspaar (93, 94) aber auf der gegenüberliegenden Seite.
11. Anschlußelement nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Steckverbindung (95) um eine Koaxial-
Steckverbindung handelt.
12. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Koppelleitung (91) in etwa einem Viertel
der mittleren Wellenlänge λ des Betriebsfrequenzbereichs
der Schlitzleitung entspricht oder einem ungeradzahligen
Vielfachen davon.
13. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußelement ein Befestigungselement (97) auf
weist und die Befestigung vorzugsweise mittels einer lös
baren Schraubverbindung erfolgt, vorzugsweise ausgebildet
ist in Form eines Metallwinkels mit Montagebohrung in dem
der Leiterplatte (80) abgewandten Winkelstück.
14. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelleitung (91) und das Mikrostreifenleitungs
paar (93, 94) Teile einer elektronischen Gesamtstruktur
sind und daß diese Gesamtstruktur zumindest einen Teil
eines Bandpaßfilters, vorzugsweise eines zweikreisigen
Bandpaßfilters, enthält und/oder einen Zwischenverstärker
und/oder einen Verteiler, vorzugsweise einen Wilkinson-
Teiler.
15. Informationsübertragungssystem, bestehend aus minde
stens einer Schlitzleitung (2-4) nach einem der Ansprüche
1 bis 4 und mindestens einem in Funkverbindung mit der
Schlitzleitung (2-4) stehenden Koppelelement (6) nach
Anspruch 5 sowie einem ersten, an die Schlitzleitung (2-4)
angekoppelten Sende/Empfangsgerät (5) und einem zweiten,
an das Koppelelement (6) angekoppelten Sende/Empfangsgerät
(7).
16. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß verschiedene Teilstücke der Schlitzleitung (2-4) mittels mindestens einem Verbindungselement (8) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 miteinander verbunden sind und/oder
- - daß Komponenten des Informationsübertragungssystems, vorzugsweise das erste Sende/Empfangsgerät (5), mittels mindestens einem Anschlußelement (9) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 an die Schlitzleitung (2-4) ange schlossen sind.
17. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Verbindungselement (8) derart angeordnet ist,
- - daß es jeweils an den Isolationsmänteln (3) der Innen leiter (4) der beiden Schlitzleitungsteilstücke an liegt,
- - daß die Flachseite, auf der sich die Koppelleitungen (81, 82) befinden, dem Innenleiter (4) zugewandt ist,
- - daß die beiden Enden der Leiterplatte (80) mit den beiden Enden der Schlitzleitungsteilstücke überlappen,
- - daß sich die beiden Koppelleitungen (81, 82) in den
Überlappungsbereichen befinden,
und/oder
- - daß das Anschlußelement (9) derart angeordnet ist,
- - daß es am Isolationsmantel (3) des Innenleiters (4) des Schlitzleitungsendstückes anliegt,
- - daß die Flachseite, auf der sich die Koppelleitung (91) befindet, dem Innenleiter (4) zugewandt ist,
- - daß das Ende der Leiterplatte (90), auf dem sich die Koppelleitung (91) befindet, mit dem Ende des Schlitz leitungsteilstückes überlappt und parallel zu diesem verläuft,
- - daß sich die Koppelleitung (91) im Überlappungs bereich befindet.
18. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Verbindungselement (8) derart angeordnet ist,
- - daß es senkrecht in einer Verbreiterung der Nut (2) steht, oder
- - daß es waagrecht in einer Vertiefung der Nut (2)
liegt,
und/oder
- - daß das Anschlußelement (9) derart angeordnet ist,
- - daß es senkrecht in einer Verbreiterung der Nut (2) steht, oder
- - daß es waagrecht in einer Vertiefung der Nut (2) liegt.
19. Informationsübertragungssystem nach einem der An
sprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Informationsübertragung
- - über das magnetische Feld mittels H-Feld-Kopplung, oder
- - über das elektrische Feld mittels E-Feld-Kopplung erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19726949A DE19726949B4 (de) | 1996-06-28 | 1997-06-25 | Schlitzleitung und Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegenständen sowie Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von zwei Teilstücken einer Schlitzleitung sowie Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen Wellenleiter anderer Art |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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DE19625916.9 | 1996-06-28 | ||
DE19726949A DE19726949B4 (de) | 1996-06-28 | 1997-06-25 | Schlitzleitung und Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegenständen sowie Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von zwei Teilstücken einer Schlitzleitung sowie Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen Wellenleiter anderer Art |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19726949A1 true DE19726949A1 (de) | 1998-01-29 |
DE19726949B4 DE19726949B4 (de) | 2007-06-21 |
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ID=7798271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19726949A Expired - Fee Related DE19726949B4 (de) | 1996-06-28 | 1997-06-25 | Schlitzleitung und Koppelelement zur berührungslosen Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Wellen zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gegenständen sowie Verbindungselement zur feldgekoppelten Verbindung von zwei Teilstücken einer Schlitzleitung sowie Anschlußelement zum feldgekoppelten Anschluß einer Schlitzleitung an mindestens einen elektromagnetischen Wellenleiter anderer Art |
Country Status (1)
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---|---|
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