DE19844730A1 - HF-Schnittstelle - Google Patents

Abstract

In einer Schnittstelle zum Kontaktieren und Zuführen einer externen HF, wobei die Schnittstelle eine Zuführseite und eine Geräteseite aufweist, erfolgt der Kontakt mittels Kontaktnadeln. Damit kann eine konstruktiv einfache Kontaktierung beispielsweise bei einer Antenneneinspeisung für eine mobile Funkeinheit bewirkt werden, wenn diese sich in einer Transport- oder Fahrzeughalterung befindet und über eine externe Antenneneinrichtung versorgt wird.

Description

Die Erfindung betrifft die Kontaktierung einer HF-Schnitt­ stelle, insbesondere in einer mobilen Funkeinheit zur Kontak­ tierung der Antenneneinspeisung, wenn diese über eine Zusatz­ einrichtung mit einer externen Antenne betrieben werden.

Bei derzeitigen mobilen Funkeinheiten, beispielsweise im Mo­ bilfunk, werden an den Kontaktierungsstellen Steckverbinder eingesetzt, die auf der einen Seite aus männlichen und auf der anderen Seite aus weiblichen Verbindungen bestehen und ineinander gesteckt werden müssen. Derartige Verbindungen sind einerseits kostenintensiv und andererseits konstruktiv sehr aufwendig, da sie nur geringe Toleranzen zulassen. Fer­ ner wurde bisher im speziellen Anwendungsfall bei mobilen Funkeinheiten Hochfrequenzsignale HF von/zu einer externen Antenneneinrichtung aus konstruktiven Gründen an der Unter­ seite des Geräts kontaktiert und zugeführt. Die interne Lei­ tungsführung der Hochfrequenzsignale HF im Gerät ist aller­ dings mit Verlusten behaftet und beeinflußt die Gerätekennda­ ten negativ.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine HF- Schnittstelle insbesondere für mobile Funkeinheiten zu schaf­ fen, die kostengünstig ist und einen konstruktiven Aufwand minimiert.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patent­ ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorzugsweise erfolgt in einer erfindungsgemäßen Schnittstelle zur Kontaktierung und Zuführung externer Hochfrequenzsignale HF, wobei die Schnittstelle eine Zuführseite und eine Geräte­ seite aufweist, die Kontaktierung mittels HF-Kontaktnadeln. Unter Zuführseite wird hier die Seite der Schnittstelle ver­ standen, die die externen Hochfrequenzsignale HF zuführt, und die Geräteseite ist die Seite beispielsweise einer mobilen Funkeinheit. Eine derartige HF-Kontaktnadel ist vorzugsweise federnd ausgelegt und mit einer Kontaktspitze versehenen In­ nenleiterstift, der von einer als Außenleiter dienenden fe­ dernden Hülse umgeben ist, die bei dem Kontaktiervorgang ein­ federt und die Kontaktierung, d. h. die Masseverbindung zur Abschirmung der HF, sicherstellt. Vorzugsweise ist-der Innen­ leiterstift ebenfalls federnd ausgelegt.

Vorzugsweise ist die Kontaktnadel auf der Zuführseite ange­ ordnet. Insbesondere bei dem Betrieb einer mobilen Funkein­ heit mit einer externen Antenne ist die Kontaktnadel in einer sogenannten Gerätehalterung angeordnet.

Ferner kann eine geräteseitige Kontakteinheit der Schnitt­ stelle einen Kontaktaußenleiter und einen darin isoliert an­ geordneten Kontaktinnenleiter (Signalweg) aufweisen, wobei die Kontakteinheit federnd angeordnet ist und bei einem Kon­ taktieren durch Einfedern der geräteseitigen Kontakteinheit die Verbindung mit Leiterbahnen für den Massekontakt und das Innenleitersignal hergestellt wird.

Zur besseren Kontaktierung kann die geräteseitige federnde Kontakteinheit in einer Führung angeordnet sein.

Vorzugsweise sind die Leiterbahnen für den Massekontakt und das Innenleitersignal auf einer Leiterplatte angeordnet und können als Kontaktflecken zum Kontaktieren mit der eingefe­ derten geräteseitigen Kontakteinheit ausgebildet sein.

Die geräteseitige Kontakteinheit kann ferner durch einen nicht federnden Außenleiter-Kontakt, im folgenden als geräte­ seitiger Massekontakt bezeichnet, sowie eine darin angeord­ nete federnde Abdeckung ausgebildet sein, wobei unterhalb der Abdeckung ein Kontaktflecken für das Innenleitersignal (Nutzsignal) angeordnet ist, der im Verbindungsfall von dem HF-Innenleiterstift kontaktiert wird, und der geräteseitige Massekontakt fest mit einer Masseleiterbahn verbunden ist.

Vorzugsweise wird die Abdeckung durch eine HF-dichte federnde Klappe gebildet. Die Klappe ist leitend bzw. metallisiert und ist im geschlossenen Fall mit Masse, d. h. dem geräteseitigen Massekontakt verbunden. Diese Klappe wird beim Kontaktieren von dem HK-Innenleiterstift geöffnet und zur Seite gedrückt, so daß der Innenleiterstift durch Federkraft mit dem darunter angeordneten Kontaktflecken für das Hochfrequenzsignal HF kontaktiert.

Ferner kann die geräteseitige Kontakteinheit direkt auf einer Leiterplatte angeordnet werden und wird durch entsprechende Kontaktflecken gebildet, die in Kontakt mit der einfedernden zuführseitigen Kontakteinheit treten.

Eine derartige erfindungsgemäße Schnittstelle wir vorzugs­ weise in einer mobilen Funkeinheit mit einer Gerätehalterung verwendet.

Zusammenfassend liegen die Vorteile der erfindungsgemäßen Lö­ sung darin begründet, daß der Kontakt einfach durch federnde Kontaktnadeln hergestellt wird, wobei die Gegenseite einfach beispielsweise durch einen Layoutpunkt Z-richtig realisiert wird. Es erfolgt eine Einsparung der Stecker und der Buchse wie bei den bekannten HF-Verbindungen. Ferner muß der HF-Flecken im Gerät nicht schwimmend realisiert sein, mechani­ sche Toleranzen sind zulässig, es ergibt sich eine Ver­ lustarme HF-Verbindung, da der HF-Kontakt dort angeordnet wird, wo er benötigt wird, und der konstruktive Aufwand ist gering. Ferner ist die Schnittstelle geräteseitig staubdicht und HF-dicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer zuführseitigen Kontakteinheit der HF-Schnittstelle,

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der geräteseitigen Kontakteinheit der HF-Schnittstelle,

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form der geräteseitigen Kontakteinheit der HF-Schnittstelle,

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch eine dritte Ausführungs­ form der geräteseitigen Kontakteinheit der HF-Schnittstelle, und

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die geräteseitige Kontakt­ einheit der Ausführungsformen der Fig. 2 und 4.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht des zuführseitigen Teils einer HF-Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einer Gerätehalterung 1 einer mobilen Funkein­ heit, wie beispielsweise einem Mobiltelefon nach dem Stand der Technik, hier schematisch bestehend aus einer Vorderseite 2 und einer Rückseite 3, ist eine zuführseitige Kontaktein­ heit 4 angeordnet. Die Kontakteinheit 5 weist eine in einer Führung 5 angeordnete HF-Kontaktnadel 6 auf. Derartige HF-Kontaktnadeln 6 sind aus der Prüftechnik bekannt und sind in diversen Ausführungsformen erhältlich, so daß hier auf eine detaillierte Darstellung einer HF-Kontaktnadel verzichtet werden kann. Eine derartige Kontakteinheit 5 umfaßt als we-
sentliche Elemente innen mit einer Spitze versehenen Innen­ stift 7, der zum Leiten des Nutzsignals dient und eine äußere, den Innenstift umgebende und von diesem isolierte Hülse 8, die zur Abschirmung und Masseverbindung dient. Beide Ele­ mente, nämlich der Innenstift 7 und die Hülse 8 sind übli­ cherweise federnd ausgebildet, wobei beide Elemente 7 und 8 in die Kontaktnadel 6 einfedern können. Die Federkraft des Innenstiftes 7 wird entsprechend dem notwendigen Kontaktdruck ausgelegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kon­ taktnadel 6 in einer Halterung 9 der Rückseite 3 der Zuführ­ seite gelagert. Die Halterung 9 weist eine Zuführung 10 auf, durch die eine HF-Leitung 11 verläuft, die mit der Kontaktna­ del 6 verbunden ist, wobei das Nutzsignal auf den als Innen­ leiter dienenden Innenstift 7 und die Masse auf die als Au­ ßenleiter dienende Hülse 8 geführt wird. Die HF-Leitung 11 ist beispielsweise bei Mobiltelefonen, die innerhalb eines Kraftfahrzeugs betrieben werden, mit einem externen Antennen­ signal beaufschlagt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den geräteseitigen Teil der erfindungsgemäßen HF-Schnittstelle. Ein Gerätegehäuse 20, beispielsweise einer mobilen Funkeinheit bzw. eines Mobilte­ lefons, weist eine Öffnung 21 auf, die zur Aufnahme des zu­ führseitigen Teils der HF-Schnittstelle, d. h. Der HF-Kon­ taktnadel 6 der zuführseitigen Kontakteinheit 4 dient (nicht dargestellt). In der Öffnung 21 ist die geräteseitige Kon­ takteinheit 22 angeordnet. Die geräteseitige Kontakteinheit 22 weist einen leitfähigen Außenleiter-Kontakt 23 auf, der mit Masse verbunden ist und innerhalb dem ein Innenleiter- Kontakt 24 angeordnet ist. Das Layout der geräteseitigen Kontakteinheit 22 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Der Außenleiter-Kontakt 23 und der Innenleiter-Kontakt 24 sind in der geräteseitigen Kontakteinheit 22 voneinander isoliert. Weiterhin ist die Kontakteinheit 22 innerhalb des Gerätege­ häuses 20 angeordnet und weist eine Isolierung 25 auf, so daß die Kontakteinheit 22 im nichtkontaktierenden Zustand gegen die Innenseite des Gerätegehäuses 20 abdichtet. Dadurch wird erreicht, daß das Gerät staubdicht und HF-dicht ist, wenn die mobile Funkeinheit mit der internen Antenne betrieben wird. Im Fall eines Kontakts der Schnittstelle drückt der Innen­ stift 7 der Kontaktnadel 6 sowie die Hülse 8 die gerätesei­ tige Kontakteinheit 22 gegen die Kraft einer oder mehrerer Federn 26 in das Innere des Gerätegehäuses 20. Die gerätesei­ tige Kontakteinheit 22 wird dabei von einer Führung 27 ge­ führt, die in der bevorzugten Ausführungsform Bestandteil des Gerätegehäuses 20 ist. Im Endpunkt, d. h. wenn der Kontakt der Schnittstelle hergestellt ist, ist der Außenleiter-Kontakt 23 der geräteseitigen Kontakteinheit 22 mit einer entsprechenden Leiterbahn 30 einer Leiterplatte 28 sowie der Kontakt-Innen­ leiter 24 der geräteseitigen Kontakteinheit mit einer ent­ sprechenden Leiterbahn 29 einer unterhalb des Gerätegehäuses angeordneten Leiterplatte 28 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des gerä­ teseitigen Teils der HF- Schnittstelle. Das Gerätegehäuse 20 weist eine Öffnung 21 zum Kontaktieren mit der in Fig. 1 dar­ gestellten zuführseitigen Kontakteinheit 4 auf. In dieser Ausführungsform ist der geräteseitige Außenleiter-Kontakt 32 als Plattierung, Metallisierung oder metallische Hülse um die Öffnung 21 das Gerätegehäuses 20 herum angeordnet. Die Öff­ nung 21 ist im nicht kontaktierten Zustand von einer als Klappe ausgeführten Abdeckung 33 verschlossen, die gegen eine Federkraft (nicht dargestellt) in Richtung einer im Geräte­ gehäuse angeordneten Leiterplatte 34 bewegt bzw. um eine Drehachse 38 gedreht werden kann. Die Klappe 33 ist außen nicht leitend, weist aber an ihrer Unterseite eine Metalli­ sierung 5 auf, wobei die Unterseite auf Masse gelegt ist, um ein Lecken von HF zu verhindern. Ferner ist die Klappe 33 durch eine Abdichtung 34 gegen die Innenwand des Gerätegehäu­ ses 20 abgedichtet, um das Eindringen von Staub im geschlos­ senen Zustand zu verhindern. Der Kontakt der Schnittstelle erfolgt, indem die Hülse 8 der zuführseitigen Kontakteinheit 4 auf die äußere leitende Fläche des Außenleiter-Kontakts 32 der geräteseitigen Kontakteinheit 31 aufsetzt. Der Innenstift 7 drückt gegen die Klappe 33, wodurch diese geöffnet wird und in das Gerätegehäuse 20 eindringt, bis der Innenstift 7 einen Kontaktflecken 37 für das Innenleitersignal kontaktiert, die auf einer Leiterplatine 35 angeordnet ist. Eine dauernde Ver­ bindung 39 stellt den Kontakt zwischen dem geräteseitigen Au­ ßenleiter-Kontakt 32 und einem auf der Leiterplatte 35 ange­ ordneten Kontaktflecken 36 für das Außenleitersignal, d. h. Masse, her.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungs­ form des geräteseitigen Teils einer HF-Schnittstelle für mo­ bile Funkeinheiten. Diese Ausführungsform ist mit dem gering­ sten konstruktiven geräteseitigen Aufwand verbunden. Die ge­ räteseitige Kontakteinheit 40 wird hier durch die Anordnung eines inneren Kontaktflecken 42 für das Innenleitersignal und einen äußeren Kontaktflecken 43 für das Außenleitersignal ge­ schaffen, wobei der äußere Kontaktflecken 43 um den inneren Kontaktflecken 42 angeordnet ist. Beide Kontaktflecken 42, 43 sind direkt auf einer Leiterplatte 41 in der Öffnung 21 des Gerätegehäuses 20 realisiert. Ferner ist die Leiterplatte 41 direkt unterhalb der Innenwand des Gerätegehäuses 20 in einem geringen Abstand angeordnet. Zur Abdichtung der geräteseiti­ gen Kontakteinheit 40 sind zwischen der Leiterplatte 41 und dem Gerätegehäuse 20 Abdichtungen 45 vorgesehen. Der Kontakt der HF-Schnittstelle wird bewirkt, indem die Hülse 8 der zu­ führseitigen Kontakteinheit 4 der Fig. 1 auf den äußeren Kon­ taktfleck 43 das Außenleitersignal aufsetzt und der Innen­ stift 7 der zuführseitigen Kontakteinheit 4 der Fig. 1 den inneren Kontaktfleck 42 für das Innenleitersignal kontak­ tiert. Ferner kann der innere Kontaktfleck 42 für das Innen­ signal (Nutzsignal) eine Durchkontaktierung 44 aufweisen.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das Layout der geräteseiti­ gen Kontakteinheit 22 der ersten Ausführungsform nach Fig. 2. Dasselbe Layout wird auch für die geräteseitige Kontaktein­ heit 40 der dritten Ausführungsform der Fig. 4 verwendet. Da­ her sind in der Fig. 5 zwei Sätze von Bezugszeichen aufge­ führt.

Um einen inneren Innenleiter-Kontakt 24 der geräteseitigen Kontakteinheit 22 sind Außenleiter-Kontakte 23 angeordnet, die den Innenleiter-Kontakt 24 teilweise umfassen. Die Form der Außenleiter-Kontakte 23 sind durch die Hülse 8 der zu­ führseitigen Kontaktnadel 6 bedingt. Um die Außenleiter-Kon­ takte 23 ist eine Abdichtung 25 auf der Kontakteinheit aufge­ bracht.

Fig. 5 kann auch zur Erläuterung der Kontakteinheit 40 der dritten Ausführungsform dienen. Auf der Leiterplatte 41 ist ein innerer Kontaktfleck 44 aufgebracht, der zumindest teil­ weise von äußeren Kontaktflecken 43 umgeben ist. Isoliert von den äußeren Kontaktflecken 43 ist diese umgreifend eine Ab­ dichtung 45 angeordnet, die zur HF-Abdichtung und Staubab­ dichtung dient.

Claims (12)

1. Schnittstelle zum Kontaktieren und Zuführen eines exter­ nen Hochfrequenzsignals, wobei die Schnittstelle eine Zuführ­ seite und eine Geräteseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt mittels HF-Kontaktnadeln (6) erfolgt.

2. Schnittstelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einer Kontakteinheit (4), eine HF-Kon­ taktnadel (6) angeordnet ist, die eine mit einer Kontakt­ spitze versehenen Innenleiterstift (7) aufweist, der von ei­ ner als Außenleiter dienenden federnden Hülse (8) umgeben ist, wobei der Innenleiterstift die Signalverbindung, während die Hülse die Masseverbindung zur Abschirmung der HF her­ stellt.

3. Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktnadel (6) auf der Zuführ­ seite angeordnet ist.

4. Schnittstelle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktnadel (6) in einer Gerätehalte­ rung (2) angeordnet ist.

5. Schnittstelle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine geräteseitige Kon­ takteinheit (22) einen Außenleiter-Kontakt (23) und einen darin isoliert angeordneten Innenleiter-Kontakt (24) auf­ weist, wobei die Kontakteinheit (22) federnd angeordnet ist.

6. Schnittstelle nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die geräteseitige Kontakteinheit (22) in einer Führung (27) angeordnet ist.

7. Schnittstelle nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kontaktein­ heit (22) eine Leiterplatte (28) angeordnet ist, die Kontakt­ flecken (29, 30) aufweist, die mit der eingefederten geräte­ seitigen Kontakteinheit (22) kontaktieren, wenn die zuführ­ seitige Kontakteinheit (4) kontaktiert.

8. Schnittstelle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine geräteseitige Kon­ takteinheit (31) einen nicht federnden Kontakt-Außenleiter (32) sowie eine darin angeordnete federnde Abdeckung (33) aufweist, und einen unterhalb der Abdeckung (33) angeordneten Kontaktflecken (37) für das Innenleitersignal aufweist.

9. Schnittstelle nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckung (33) durch eine nichtleitende Klappe gebildet wird.

10. Schnittstelle nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klappe (33) an ihrer Unterseite metal­ lisiert ist.

11. Schnittstelle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die geräteseitige Kontakteinheit (40) direkt auf einer Leiterplatte (41) ange­ ordnet ist und durch entsprechende innere und äußere Kontakt­ flecken (43, 44) bewirkt wird, die in Kontakt mit der einfe­ dernden zuführseitigen Kontakteinheit (4) treten.

12. Mobile Funkeinheit mit einer Gerätehalterung, die eine Schnittstelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche auf­ weist.