DE202019005433U1

DE202019005433U1 - Hybridkabel und Leiterplattenanordnung mit einem solchen Hybridkabel

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Publication number: DE202019005433U1
Application number: DE202019005433.2U
Authority: DE
Original assignee: MD Elektronik GmbH
Current assignee: MD Elektronik GmbH
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2029-07-11

Abstract

Hybridkabel (1) für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung mit den folgenden Merkmalen:
- es ist zumindest ein dielektrisches Wellenleitersystem (2) zur Übertragung einer Radarwelle im Frequenzbereich von mehr als 70 GHz aber von weniger als 300 GHz vorgesehen;
- das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) weist einen Kern (2a) auf;
- das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) weist eine Hülle (2b) auf, wobei die Hülle (2b) den Kern (2a) umgibt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- es ist ein erstes Leitersystem (3) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen;
- das erste Leitersystem (3) ist neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem (2) angeordnet;
- das erste Leitersystem (3) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (3a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (3b) umgeben ist;
- es ist ein elektrisch isolierender Außenmantel (4) vorgesehen, der sowohl das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) als auch das erste Leitersystem (3) gemeinsam umgibt;
- der elektrisch isolierende Außenmantel (4) ist auch zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem (2) und der ersten Leiteranordnung (3) angeordnet;
- es ist ein zweites Leitersystem (6) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen;
- das zweite Leitersystem (6) ist neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem (2) oder neben dem ersten Leitersystem (3) angeordnet;
- das zweite Leitersystem (6) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (6a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (6b) umgeben ist;
- der elektrisch isolierende Außenmantel (4) umgibt auch das zweite Leitersystem (6);
- das Hybridkabel (1) ist ein Flachbandkabel, wobei das dielektrische Wellenleitersystems (2) und das erste und zweite Leitersystem (3, 6) parallel nebeneinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridkabel und eine Leiterplattenanordnung mit einem solchen Hybridkabel.
Es besteht der Wunsch, Daten mit einer immer höheren Datenübertragungsrate zu übertragen. Beispielsweise erzeugen heute Sensoren, die in Fahrzeugen verbaut sind und die die Fahrzeugumgebung abtasten, sehr hohe Datenraten. Diese Daten werden Assistenzsystemen zugeführt, die teilweise in die Fahrzeugsteuerung regelnd eingreifen bzw. diese in bestimmten Situationen auch übernehmen können (z.B. Notbremsassistent) . In der Zukunft werden, insbesondere im Zusammenhang mit dem Wunsch nach einem autonomen Fahren, noch höhere Datenraten notwendig sein. Damit ein entsprechender Informationsaustausch möglich sein wird, sind entsprechende Kabel notwendig, über die diese Daten mit den gewünschten Datenraten übertragen werden können.
WO 2017/134042 A1 beschreibt ein Hybridkabel zur Übermittlung von Daten und elektrischer Leistung, wobei das Hybridkabel einen dielektrischen Wellenleiter (dielectric wave guide, DWG) zur Übermittlung von elektromagnetischen Millimeter-Wellen umfasst, und wobei der DWG mit einem Kern sowie einer den Kern umgebenden Hülle ausgebildet ist. In mehreren Ausführungsbeispielen ist mindestens ein zusätzlicher elektrischer Leiter eines ersten Leitersystems vorgesehen. Dieser zusätzliche elektrische Leiter ist schraubenförmig um den DWG angeordnet, alternativ hierzu sind elektrisch leitende Elemente als leitende Teile außen an dem DWG vorgesehen, die als gekrümmte Platten oder Folien ausgebildet sind. Bildlich nicht dargestellt ist als drittes Ausführungsbeispiel die Anordnung von mindestens einem röhrenförmigen Element als elektrischer Leiter des ersten Leitersystems konzentrisch zu dem DWG. Offenbart ist weiter ein Hybridkabel mit einem DWG (zur Übermittlung elektromagnetischer Wellen im Frequenzbereich von ca. 30 bis ca. 300 GHz) und, zur Leistungsübertragung, mindestens einem elektrisch leitenden Element, die parallel zu dem DWG innerhalb eines gemeinsamen Außenmantels verlaufen; das Hybridkabel ist dabei als Rundkabel ausgebildet. Dabei sind bei der Verarbeitung sowohl der DWG als auch der mindestens eine Leiter des ersten Leitersystems nur aufwendig handhabbar.
WO 2019/133018 A1 beschreibt ein Bündel von mehreren voneinander getrennten DWGs, wobei jeder DWG einen Kern und eine Hülle aufweist, wobei das Bündel zusätzlich einen elektrischen Leiter zur Leitungsversorgung durch ein erstes Leitersystem aufweist, und wobei der elektrische Leiter innerhalb einer gemeinsamen Umhüllung aufgenommen ist. Das Bündel ist innerhalb eines gemeinsamen Schirmgeflechts aufgenommen, das, zusammen mit einer optionalen gemeinsamen Schirmfolie zur elektrischen Daten- bzw. Leistungsübertragung dient, weiter ist noch ein gemeinsamer Außenmantel vorgesehen. Die DWGs sind zur Übertragung von mm-Wellen ausgebildet.
US 2017/0201000 A1 beschreibt einen Wellenleiter, der als biegsame Anordnung eines Dielektrikums ausgebildet ist, das als plattenförmiger dielektrischer Leiter ausgeführt ist. Dabei sind seitlich zu den Längsseiten der Platte elektrisch leitende Einstellteile angeordnet und außen seitlich der Einstellteile elektrische Leiter für die Leistungsübertragung. Der flächige, biegsame Verbund aus dem Dielektrikum, den beidseitigen Einstellteilen und den außen an den Einstellteilen vorgesehenen elektrischen Leitern wird oben und unten durch flächige externe Leiter abgeschlossen.
WO 2019/009874 A1 beschreibt einen Computerchip bzw. die Anordnung von zwei Leiterplatten, die mittels eines im Millimeter-Wellenlängenbereich aktiven Verbinders mit einem dielektrischen Wellenleitersystem und einem Leitersystem miteinander verbunden sind; das Leitersystem ist dabei als metallische Beschichtung eines der DWG ausgebildet.
Aus der US 2015/0295297 A1 ist ein dielektrischer Wellenleiter bekannt. Dieser umfasst einen Kern aus einem dielektrischen Material, welcher von einer Hülle umgeben ist, die einem anderen dielektrischen Material besteht. In den Kern werden entsprechende Radarwellen eingekoppelt, die durch die gute Polarisationsfähigkeit des dielektrischen Materials des Kerns entsprechend übertragen werden können.
Der dielektrische Wellenleiter ist auf einem Substrat aufgebaut.
Nachteilig an der US 2015/0295297 A1 ist, dass die Integration des dielektrischen Wellenleitersystems in ein Fahrzeug sehr aufwändig ist.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zu schaffen, welche sich vorzugsweise leicht in eine bisherige Fahrzeugarchitektur integrieren lässt.
Die Aufgabe wird durch ein Hybridkabel gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und durch eine Leiterplattenanordnung gemäß dem Anspruch 12 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 11 sind vorteilhafte Weiterbildungen des Hybridkabels beschrieben.
Das erfindungsgemäße Hybridkabel eignet sich für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und kann insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendet werden, um Daten zu übertragen, die z.B. notwendig sind, um ein (teilweises) autonomes Fahren zu realisieren. Das Hybridkabel umfasst hierzu zumindest ein dielektrisches Wellenleitersystem. Dieses dient zur Übertragung einer Radarwelle im Frequenzbereich von mehr als 70 GHz, aber von weniger als 300 GHz. Das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem weist hierzu einen Kern auf, welcher ein dielektrisches Material aufweist. Das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem weist außerdem eine Hülle auf, die den Kern umgibt und ebenfalls ein dielektrisches Material umfasst. Die Dielektrizitätskonstante des Materials des Kerns weicht von der Dielektrizitätskonstanten des Materials der Hülle so weit ab, dass in dem Frequenzbereich von 70 GHz bis weniger als ca. 300 GHz an der Grenzfläche eine Totalreflexion auftritt, wobei die Totalreflexion die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle auf den Bereich des Kerns beschränkt, so dass sich die elektromagnetische Welle entlang der Erstreckung des Kerns ausbreitet. Um die vorgenannte Differenz der Dielektrizitätskonstanten des Kerns und der Hülle zu erzielen, ist beispielsweise vorgesehen, dass das Material des Kerns sich von dem Material, aus dem die Hülle besteht, unterscheidet. Es kann alternativ hierzu ebenfalls vorgesehen sein, dass der Kern und die Hülle aus chemisch dem gleichen Material bestehen, allerdings kann die Hülle beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff und der Kern aus dem gleichen Kunststoff, aber kompakt, hergestellt beispielsweise mittels eines Extrusionsprozesses, bestehen. Weiterhin ist ein erstes Leitersystem vorgesehen, welches sich zur Energie- und/oder Datenübertragung eignet. Das erste Leitersystem ist dabei neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Erstreckung des dielektrischen Wellenleitersystems in einer definierten Beabstandung zu dem dielektrischen Wellenleitersystem. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das mindestens eine erste Leitersystem sich im Wesentlichen parallel zu dem dielektrischen Wellenleitersystem erstreckt; alternativ hierzu ist vorgesehen, dass das mindestens eine erste Leitersystem sich um das dielektrische Wellenleitersystem spiralartig oder wendelförmig umlaufend erstreckt mit einer großen Schlaglänge, die ein Mehrfaches des Durchmessers des dielektrischen Wellenleiters entspricht. Das erste Leitersystem umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung, die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel umgeben ist. Es ist weiterhin ein elektrisch isolierender Außenmantel vorgesehen, der sowohl das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem als auch das mindestens eine, erste Leitersystem gemeinsam umgibt. Der elektrisch isolierende Außenmantel bildet eine gemeinsame Umhüllung, die das mindestens eine dielektrische Wellenleitersystem sowie das mindestens eine elektrische Leitersystem zu einem Verbund fügt, so dass der Verbund als Einheit handhabbar, insbesondere verlegbar bzw. bearbeitbar ist und innerhalb des Verbunds das mindestens eine dielektrische Wellenleitersystem sowie das mindestens eine Leitersystem eine definierte Position zueinander einhalten. Der elektrisch isolierende Außenmantel ist auch zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem und der ersten Leiteranordnung angeordnet. Das Hybridkabel umfasst mindestens noch ein zweites Leitersystem zur Energie- und/oder Datenübertragung. Das zweite Leitersystem ist neben (parallel) dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem bzw. neben dem ersten Leitersystem angeordnet. Das zweite Leitersystem umfasst ebenfalls eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung, die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel umgeben ist. Der elektrisch isolierende Außenmantel umgibt dabei auch das zweite Leitersystem. Das Hybridkabel ist ein Flachbandkabel, wobei das dielektrische Wellenleitersystems und das erste und zweite Leitersystem parallel nebeneinander angeordnet sind.
Ein derartiges als Flachbandkabel ausgebildetes Hybridkabel kann besonders einfach konfektioniert, also abgelängt und endseitig abgemantelt mit einem Stecker versehen werden.
Vorteilhaft ist, dass das Hybridkabel einerseits in den Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs problemlos integriert werden kann und andererseits dass dieses neben dem dielektrischen Wellenleitersystem noch ein Leitersystem umfasst, über welches elektrische Energie und/oder Daten übertragen werden können. Besonders vorteilhaft ist, dass das Hybridkabel einen gemeinsamen elektrisch isolierenden Außenmantel umfasst, welcher das dielektrische Wellenleitersystem und das erste Leitersystem gemeinsam umgibt. Dadurch ist das Hybridkabel stabil aufgebaut und nach außen hin einteilig ausgeführt. Es kann dann besonders einfach in einen Kabelbaum integriert werden. Dadurch, dass über das erste Leitersystem noch zusätzliche Energie übertragen werden kann, können verschiedene elektrische Komponenten versorgt werden, die beispielsweise die Daten verarbeiten, die über das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem übertragen werden. Eine Energieversorgung mit einem separaten Kabel ist dann nicht mehr notwendig.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Hybridkabels ist die Hülle des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems von einer Schirmung, insbesondere von einer Schirmfolie umgeben. Dadurch wird vermieden, dass zusätzliche elektrische Signale in das dielektrische Wellenleitersystem einkoppeln. Derartige Signale können durch andere Kabel im Kabelbaum, durch Steuergeräte oder durch andere dielektrische Wellenleitersysteme emittiert werden. Zusätzlich bietet die Schirmung den Vorteil, dass der Einsatz von mehr als einem dielektrischen Wellenleitersystem innerhalb des gleichen Hybridkabels möglich ist, wobei die mindestens zwei dielektrischen Wellenleitersysteme nur geringfügig voneinander beabstandet sind, beispielsweise um einen Abstand, der in der Größenordnung der übermittelten Wellenlänge liegt. Daher könnte das erfindungsgemäße Hybridkabel noch ein zweites, drittes und/oder viertes dielektrisches Wellenleitersystem umfassen, die durch den elektrisch isolierenden Außenmantel gemeinsam umgeben sind. Der gemeinsame elektrisch isolierende Außenmantel könnte dann auch die einzelnen dielektrischen Wellenleitersysteme definiert beabstandet voneinander halten. Alternativ oder ergänzend von einer die Hülle des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems umgebenden Schirmung kann vorgesehen sein, dass das erste Leitersystem mit einer Schirmfolie versehen ist.
Ergänzend oder alternativ zu der Ausbildung der Schirmung durch die Schirmfolie, die die Hülle des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems bzw. den elektrisch nicht-leitenden Mantel des erste Leitersystem umgibt, ist vorgesehen, dass die Schirmung ein elektrisches Schirmdrahtgeflecht umfasst, so dass die Hülle des mindestens einen dielektrischen Wellenleitersystems bzw. der elektrisch nicht-leitende Mantel des erste Leitersystem durch das elektrische Schirmdrahtgeflecht umgeben ist. Das Schirmdrahtgeflecht kann bei Einsatz einer Schirmfolie über oder unter dieser angeordnet sein. Dieses Schirmdrahtgeflecht sorgt dafür, dass insbesondere niedrige Frequenzen nicht oder nur stark gedämpft (mehr als 10 dB, 15 dB, 20 dB oder mehr als 25 dB) in das dielektrische Wellenleitersystem bzw. das erste Leitersystem einkoppeln bzw. von dort emittiert werden können. Die Schirmfolie sorgt dagegen eher dafür, dass höhere Frequenzen nicht bzw. nur sehr stark gedämpft einkoppeln bzw. emittiert werden können.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Hybridkabels umfasst oder besteht der Kern des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems aus einem Material der nachfolgenden Gruppe:

a) Polytetrafluorethylen und/oder
b) keramischer Füllstoff.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Hybridkabels umfasst oder besteht die Hülle des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems aus einem Material der nachfolgenden Gruppe:

a) thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis; oder
b) vernetztes thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis, oder
c) Polytetrafluorethylen, geschäumt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Hybridkabels umfasst oder besteht der elektrisch nicht-leitende Mantel des ersten Leitersystems aus einem Material der nachfolgenden Gruppe:

a) Polypropylen; und/oder
b) Polyethylen.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Hybridkabels umfasst oder besteht der elektrisch isolierende Außenmantel aus einem Material der nachfolgenden Gruppe:

a) Polyvinylchlorid; und/oder
b) thermoplastisches Elastomer; und/oder
c) thermoplastisches Polyolefin.

Grundsätzlich könnte über die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung des ersten Leitersystems Strom übertragen werden, wohingegen die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung des zweiten Leitersystems zur Masseanbindung dient.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass über die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung des jeweiligen Leitersystems Strom übertragen wird, wohingegen bei Einsatz einer Schirmfolie bzw. eines Schirmdrahtgeflechts über diese bzw. dieses eine Massenanbindung realisiert wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Hybridkabels sind noch ein drittes und ein viertes Leitersystem vorgesehen. Diese sind wie das erste bzw. zweite Leitersystem aufgebaut.
Vorzugsweise ist das dielektrische Wellenleitersystem in diesem Fall in der Mitte des Hybridkabels angeordnet und zumindest auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite von entsprechenden Leitersystemen umgeben. Grundsätzlich könnten die vier Leitersysteme jeweils um 90° beabstandet voneinander um das in der Mitte des Hybridkabels angeordnete dielektrische Wellenleitersystem herum angeordnet sein. Es wäre auch möglich, dass das dielektrische Wellenleitersystem am Rand des Hybridkabels angeordnet ist, wohingegen sich die Leitersysteme an genau einer Seite des dielektrischen Wellenleitersystems ihm anschließen. Der elektrisch nicht-leitende Außenmantel umgibt in diesem Fall auch das dritte und das vierte Leitersystem.
Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung umfasst zumindest ein Hybridkabel, wie dieses bereits oben beschrieben wurde. Die Leiterplattenanordnung weist außerdem eine erste und eine zweite Leiterplatte auf, die voneinander beabstandet und vorzugsweise in separaten Gehäusen untergebracht sind. Die erste und die zweite Leiterplatte sind dabei vorzugsweise ausschließlich über das Hybridkabel miteinander verbunden. Die erste Leiterplattenanordnung umfasst einen Computerchip, der dazu ausgebildet ist, über das dielektrische Wellenleitersystem des Hybridkabels (bidirektional) zu kommunizieren. Dieser Computerchip ist an ein erstes Ende (insbesondere an den Kern) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems des Hybridkabels angeschlossen bzw. angekoppelt. Die zweite Leiterplattenanordnung umfasst ebenfalls einen Computerchip, der dazu ausgebildet ist, um über das dielektrische Wellenleitersystem (bidirektional) zu kommunizieren. Der Computerchip ist dabei an das zweite Ende (insbesondere den Kern) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems des Hybridkabels angeschlossen bzw. angekoppelt. Eine Spannungsversorgung (beispielsweise über eine Fahrzeugbatterie) ist an der ersten Leiterplatte angeschlossen. Diese Spannungsversorgung ist außerdem an das erste Ende des ersten Leitersystems des Hybridkabels angeschlossen. Über das erste Leitersystem wird elektrische Energie zur zweiten Leiterplatte übertragen. Ein Versorgungsanschluss des Computerchips auf dieser zweiten Leiterplatte ist dabei unmittelbar oder mittelbar (z.B. über eine Spannungsregler) mit einem zweiten Ende des ersten Leitersystems des Hybridkabels elektrisch verbunden. Dadurch kann der Computerchip auf der zweiten Leiterplatte über die erste Leiterplatte mit elektrischer Energie versorgt werden. Insbesondere ist vorgesehen und von der Erfindung umfasst, dass die erste Leiterplatte sowie die zweite Leiterplatte jeweils Teil eines Rechners (HPC - High Performance Computers) sind, wobei das Hybridkabel die beiden Rechner miteinander verbindet, wobei die beiden Rechner in einem Fahrzeug wie im übernächsten Absatz angeführt, angeordnet sind und mittels des Hybridkabels hohe Datenströme übermittelt werden. Weiter kann vorgesehen sein, dass die erste Leiterplatte Teil eines HPC-Rechners in einem Fahrzeug und die zweite Leiterplatte Teil eines Sensors ist, der pro Zeiteinheit hohe Datenmengen erfasst und zur weiteren Verarbeitung bzw. Auswertung an den HPC-Rechner über das Hybridkabel übermittelt.
Die Erfindung betrifft weiter einen Kabelbaum, insbesondere einen Kabelbaum für ein Kraftfahrzeug, wobei der Kabelbaum mindestens ein Hybridkabel mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen umfasst.
Die Erfindung umfasst weiter auch noch ein Fahrzeug mit einer vorstehend beschriebenen Leiterplattenanordnung. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Kraftfahrzeug, eine Lokomotive, ein Flugzeug, eine Drohne oder ein Schiff mit einem Steuergerät, das mindestens eine vorbeschriebene Leiterplattenanordnung aufweist. Bei dem genannten Fahrzeug, insbesondere dem genannten Kraftfahrzeug, findet die Kommunikation einzelner Komponenten, insbesondere bestimmter Komponenten wie Sensoren mit dem Steuergerät, mittels des vorgeschriebenen, im Folgenden näher erläuterten Hybridkabels statt.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Merkmale weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B: jeweils eine schematische Querschnitts-Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridkabels, wobei das jeweils dargestellte erfindungsgemäße Hybridkabel ein dielektrisches Wellenleitersystem und ein erstes Leitersystem und ggf. mehrere weitere Leitersystemen umfasst;
7 und 8: zwei weitere schematische Querschnitts-Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridkabels in Form eines Rundkabels; und
9: eine schematische Darstellung einer Leiterplattenanordnung mit zwei Leiterplatten, die über ein Ausführungsbeispiel eines Hybridkabels miteinander verbunden sind.

1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridkabels 1. Das Hybridkabel 1 umfasst zumindest ein dielektrisches Wellenleitersystem 2. In dieses kann eine Radarwelle eingekoppelt und übertragen werden. Die Frequenz der Radarwelle liegt vorzugsweise im Frequenzbereich von 70 GHz oder 80 GHz bis 300 GHz, 250 GHZ, 200 GHz, 150 GHz oder bis 130 GHz. Die Radarwelle liegt unterhalb des jeweiligen Frequenzbereichs von Infrarotlicht. Im Dielektrikum des Wellenleitersystems 2 hat die Radarwelle eine Wellenlänge im Millimeterbereich. Das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 weist einen Kern 2a auf, der entlang seines Umfangs von einer Hülle 2b umgeben ist, so dass der Kern 2a und die Hülle 2b eine allseitig umlaufende Grenzfläche ausbilden. Sowohl der Kern 2a als auch die Hülle 2b bestehen aus einem dielektrischen Material. Das dielektrische Material des Kerns 2a unterscheidet sich von dem dielektrischen Material der Hülle 2b. Die dielektrische Leitfähigkeit des Kerns 2a ist höher als die dielektrische Leitfähigkeit der Hülle 2b.
Im Querschnitt weist der Kern 2a eine rechteckige Kontur auf. Die Ecken sind abgerundet ausgebildet, könnten allerdings auch unter Bildung einer Kante (rechtwinklig) aufeinander zu laufen (siehe 2). Die längere Seite weist ungefähr die doppelte (2,0-fache) Länge der kürzeren Seite auf. Abweichungen von dem Längenverhältnis der längeren zu der längeren Seite der Querschnittskontur des Kerns 2a zu der kürzeren Seite von ca. 2,0 betragen vorzugsweise weniger als 20%, 15%, 10% oder weniger als 10% wären denkbar.
Grundsätzlich könnte der Kern 2a auch eine andere Querschnittsform umfassen. So könnte er quadratisch, rund, oval bzw. n-polygonal sein. Die Hülle 2b weist vorzugsweise dieselbe Querschnittsform wie der Kern 2a auf. Auch hier können die Ecken abgerundet oder unter Bildung einer Kante (rechtwinklig) aufeinander zu laufen.
Vorzugsweise beträgt beim Kern 2a das Verhältnis der Länge (gemessen quer zur Erstreckungsrichtung des Hybridkabels 1) der langen Kante zu der Länge der kurzen Kante ungefähr 2:1. Der Wortlaut „ungefähr“ umfasst Abweichungen von vorzugsweise weniger als 20%, 15%, 10% oder weniger als 5%. Dieses Verhältnis ist weitgehend unabhängig zu der Frequenz der Radarwelle (mehr als 70 GHz und weniger als 300 GHZ), die über den Kern 2a übertragen wird. Bei einer Frequenz von ca. 80 GHz beträgt die Länge der kurzen Kante des Kerns 2a des dielektrischen Wellenleitersystems 2 des Hybridkabels 1 ca. 0,6 mm mit einer möglichen Abweichung von vorzugsweise weniger als ±0,1 mm. Die Länge der langen Kante des Kerns 2a des dielektrischen Wellenleitersystems 2 des Hybridkabels 1 liegt damit bei ungefähr dem zweifachen, also ca. 1,2 mm mit einer möglichen Abweichung von vorzugsweise weniger als ±0,2 mm.
Das Hybridkabel 1 umfasst außerdem noch zumindest ein erstes Leitersystem 3. Das erste Leitersystem 3 dient zur Energie- und/oder Datenübertragung. Unter einer Energieübertragung ist sowohl die Übertragung eines Stroms (durch Anlegen einer Spannung, also die Übertragung einer elektrischen Leistung an einen elektrischen Verbraucher) als auch eine Masseanbindung zu verstehen. Unter einer Datenübertragung ist die Übertragung von analogen oder digitalen Signalen zu verstehen, wobei die Datenrate niedriger ist als die Datenrate, die über das dielektrische Wellenleitersystem 2 erzielbar ist. Die Datenübertragung kann auch durch Aufmodulieren auf den Strom erfolgen.
Das erste Wellenleitersystem 3 ist neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem 2 angeordnet und verläuft parallel zu dem dielektrischen Wellenleitersystem 2 in einer Richtung senkrecht zu der Papierebene der 1. Das erste Leitersystem 3 umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a, die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b umgeben ist. Das Hybridkabel 1 ist flexibel und kann gebogen werden.
Die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a umfasst einen Durchmesser der vorzugsweise kleiner ist als 2,0 mm, 1,5 mm oder der kleiner ist als 1,0 mm. Die Dicke des elektrisch nicht-leitenden Mantels 3b ist vorzugsweise kleiner als 1,5 mm, 1,2 mm, 1,0 mm, 0,8 mm oder kleiner als 0,6 mm.
Weiterhin umfasst das Hybridkabel 1 noch einen elektrisch isolierenden Außenmantel 4. Dieser umgibt sowohl das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 als auch das erste Leitersystem 3 gemeinsam. Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 wird vorzugsweise in einem Extrusionsprozess auf das dielektrische Wellenleitersystem 1 und das erste Leitersystem 3 aufgebracht. Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 weist vorzugsweise eine Dicke (insbesondere in Abhängigkeit von der Stromtragfähigkeit) von mehr als 0,2 mm, 0,5 mm, 0,8 mm, 1,2 mm, 1,5 mm, 1,8 mm oder von mehr als 2,1 mm auf, aber vorzugsweise von weniger als 2,3 mm, 2,0 mm, 1,7 mm, 1,4 mm, 1,1 mm, 0,7 mm oder von weniger als 0,4 mm.
Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 ist abschnittsweise zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem 2 und der ersten Leiteranordnung 3 ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Hülle 2b des dielektrischen Wellenleitersystems 2 berührungsfrei und durch den dazwischen angeordneten Abschnitt des elektrisch isolierenden Außenmantels 4 definiert beabstandet zum elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b des ersten Leitersystems 3 angeordnet ist. Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 hält das dielektrische Wellenleitersystem 2 sowie die erste Leiteranordnung 3 dauerhaft in einer definierten, relativen Anordnung zueinander, so dass das Hybridkabel als vorgefertigter Verbund einfach verarbeitet werden kann, beispielsweise ohne Aufwand innerhalb eines Kabelbaums aufgenommen werden bzw. einfach konfektioniert werden kann.
Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 weist im Bereich zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem 2 und der ersten Leiteranordnung 3 eine Einbuchtung 5 auf. Durch die Einbuchtung 5 kann die erste Leiteranordnung 3 leicht von dem zumindest einen Wellenleitersystem 2 über eine Teillänge des Hybridkabels 1 abgetrennt werden. Dies ist für die Konfektionierung des Hybridkabels 1 (Verbinden mit einem Stecker bzw. einer Aufnahmebuchse) vorteilhaft. Diese Einbuchtung 5 wird von einem entsprechenden Messer bzw. Lasersystem durchschnitten. Die Einbuchtung 5 liegt vorzugsweise auf der Oberseite und der Unterseite des elektrisch isolierenden Außenmantels 4 vor.
Die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a des ersten Leitersystems 3 hat einen runden Querschnitt bzw. ist einem runden Querschnitt angenähert. Auch der elektrisch nicht-leitende Mantel 3b der ersten Innenleiteranordnung weist einen mindestens annähernd runden Querschnitt auf. Andere Querschnittsformen wären sowohl für die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a als auch für den elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b möglich. Diese könnten eine eckige, ovale oder n-polygonale Form aufweisen oder einer solchen angenähert sein.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hybridkabels 1 dargestellt. Das Hybridkabel 1 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst ein zweites Leitersystem 6, welches seitlich neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem 2 und zusätzlich zu dem ersten Leitersystem 3 angeordnet ist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Hybridkabels 1 ist das dielektrische Wellenleitersystem 2 in der Mitte des Hybridkabels 1 zwischen den beiden Leitersystemen 3, 6 angeordnet. Insgesamt sind das erste und das zweite Leitersystem 3, 6, sowie das dielektrische Wellenleitersystem 2 parallel zueinander angeordnet. Das zweite Leitersystem 6 weist ebenfalls eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 6a auf, die wiederrum von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel 6b umgeben ist. Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 umgibt in diesem Fall auch das zweite Leitersystem 6. In einer Draufsicht auf das Hybridkabel 1 ist daher lediglich der elektrisch isolierende Außenmantel 4 zu sehen. Durch den Einsatz des ersten und zweiten Leitersystems 3, 6 kann über die jeweilige elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a, 6a eine Datenübertragung, beispielsweise über Ethernet (bis 1000 Mbit/s) CAN, LIN, bzw. Flex-Ray erfolgen.
In 2 umfasst die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a des ersten Leitersystems 3 mehrere Litzen. Die Litzen sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Kupfer, gebildet und bilden den Innenleiter der Innenleiteranordnung 3a. In diesem Fall gibt es sieben Litzen. Vorzugsweise sind diese gegeneinander isoliert (z.B. mittels einer Farbisolation). Die Litzen selbst können auch noch verdrillt sein. Es können auch mehr oder weniger als sieben Litzen vorgesehen sein.
Der Kern 2a und die Hülle 2b des dielektrischen Wellenleitersystems 2 sind eckig, insbesondere im Wesentlichen mit einer viereckigen Querschnittskontur, ausgebildet, wobei an jeder Ecke je zwei Seiten unter Ausbildung eines annähernd rechten Winkels aufeinander treffen. Das dielektrische Wellenleitersystem 2 erstreckt sich dann unter Ausbildung von vier Kanten in eine Richtung senkrecht zu der Papierebene von 2.
Im Gegensatz dazu zeigt das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des Hybridkabels 1, bei dem die Hülle 2b bzw. der Kern 2a des dielektrischen Wellenleiters im Querschnittsprofil an den vier Ecken keine scharfen Kanten aufweist. Alle Übergänge sind abgerundet. Dies gilt sowohl für die abgerundeten Ecken des rechteckig ausgebildeten Kerns 2a und der Hülle 2b des dielektrischen Wellenleitersystems 2 als auch für den elektrisch isolierenden Außenmantel 4. Im Bereich seiner Einbuchtungen 5 ist dieser ebenfalls abgerundet.
4 zeigt ein weiteres, viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hybridkabels 1. In diesem Ausführungsbeispiel sind ein drittes Leitersystem 7 und ein viertes Leitersystem 8 vorhanden. Das dritte Leitersystem 7 umfasst wiederum eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 7a, die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel 7b umgeben ist. Das vierte Leitersystem 8 umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 8a, die ebenfalls von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel 8b umgeben ist.
Der elektrisch isolierende Außenmantel 4 umgibt auch das dritte und das vierte Leitersystem 7, 8. Zwischen den einzelnen Leitersystemen 3, 6, 7, 8 bzw. dem dielektrischen Wellenleitersystem 2 sind Einbuchtungen 5 im elektrisch isolierenden Außenmantel 4 vorhanden.
In der Mitte des Hybridkabels 1 ist das dielektrische Wellenleitersystem 2 angeordnet. Auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite des dielektrischen Wellenleitersystems 2 sind jeweils zwei Leitersysteme 3, 6 bzw. 7, 8 angeordnet. Die Aufteilung könnte auch anders sein. So könnte auf einer Seite lediglich ein Leitersystem 3, 6, 7 oder 8 angeordnet sein und die anderen auf der anderen Seite. Das dielektrische Wellenleitersystem 2 könnte auch am Rand des Hybridkabels 1 angeordnet sein.
Das Hybridkabel 1 ist in diesem Fall als Flachbandkabel ausgebildet. Das dielektrische Wellenleitersystem 2 sowie das erste, zweite, dritte und vierte Leitersystem 3, 6, 7, 8 sind lediglich nebeneinander, also parallel zueinander, angeordnet.
Vorzugsweise ist das dielektrische Wellenleitersystem 2 gleich dick wie das erste, zweite, dritte und/oder vierte Leitersystem 3, 6, 7, 8. Es könnte allerdings auch dicker oder dünner sein. Je nach Einsatzzweck des jeweiligen Leitersystems 3, 6, 7, 8 können die Innenleiteranordnungen 3a, 6a, 7a, 8a unterschiedlich dick sein. Die Innenleiteranordnungen 3a, 6a, 7a, 8a von zumindest einem oder zwei Leitersystemen 3, 6, 7, 8 wären dicker als die übrigen Innenleiteranordnungen 3a, 6a, 7a, 8a. Selbiges kann auch für den jeweiligen elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b, 6b, 7b, 8b gelten.
In 4 ist die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 außen von einer Schirmung umgeben, wobei die Schirmung durch eine Schirmfolie 2c ausgebildet ist. Diese Schirmfolie 2c umfasst eine Folie, die insbesondere aus einem dielektrischen Material besteht. Die Innen- und/oder Außenseite ist mit einem elektrisch leitfähigen Metall versehen, insbesondere bedampft. Bei diesem Metall handelt es sich bevorzugt um Aluminium. Die Schirmfolie 2c kann mit oder ohne Überlappung um die Längsachse des dielektrischen Wellenleitersystems 2 herumgewickelt werden. Vorzugsweise sind die in Längsrichtung des dielektrischen Wellenleitersystems verlaufenden Enden der Schirmfolie parallel zueinander und parallel zur Längsachse des dielektrischen Wellenleitersystems 2 ausgerichtet. Die Schirmfolie 2c könnte auch spiralförmig, also helixförmig um die Längsachse des dielektrischen Wellenleitersystems 2, also um die Längsachse der Hülle 2b herumgewickelt werden.
In den 6A und 6B sind unterschiedliche Ausbildungen des erfindungsgemäßen Hybridkabels 1 dargestellt. In 6A befindet sich das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 am Rand des Hybridkabels 1. Es gibt weiterhin (genau) ein erstes und ein zweites Leitersystem 3, 6, welche auf einer Seite des dielektrischen Wellenleitersystems 2 angeordnet sind.
In 6B gibt es dagegen vier Leitersysteme 3, 6, 7, 8, die allesamt auf einer Seite des dielektrischen Wellenleitersystems 2 angeordnet sind.
In den 6A und 6B ist außerdem dargestellt, dass der elektrisch nicht-leitende Mantel 3b, 6b von zumindest dem ersten und dem zweiten Leitersystem 3, 6 ebenfalls von einer Schirmfolie 3c, 6c umgeben ist. Die Schirmfolie 3c, 6c besteht wiederum aus einem dielektrischen Material, dessen Innen- und/oder Außenseite mit einem elektrisch leitfähigen Metall, insbesondere Aluminium versehen, bevorzugt bedampft ist. Die Schirmfolie 3c, 6c kann um das jeweilige erste bzw. zweite Leitersystem 3, 6 genauso gewickelt sein, wie es für das dielektrische Wellenleitersystem 2 erläutert wurde.
Weiterhin ist dargestellt, dass die Schirmfolie 3c, 6c noch von einem elektrischen Schirmdrahtgeflecht 3d, 6d umgeben ist. Dieses ist in den 6A und 6B gepunktet dargestellt. Ein solches Schirmdrahtgeflecht 2d kann auch die Schirmfolie 2c umgeben, welche die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 umgibt. Dies ist in 5 dargestellt. Ein entsprechendes Schirmdrahtgeflecht 3d, 6d weisen in 6B nicht alle Leitersysteme 3, 6, 7, 8 auf. Selbiges gilt für die Schirmfolie 3c, 6c. In 5 sind eine Schirmfolie 3c, 6c, 7c, 8c und ein Schirmdrahtgeflecht 3d, 6d, 7d, 8d für alle Leitersysteme 3, 6, 7, 8 vorgesehen.
In 7 ist dargestellt, dass das erfindungsgemäße Hybridkabel 1 einen runden Querschnitt aufweist. Es gibt in diesem Fall ein erstes und ein zweites Leitersystem 3, 6. Es könnte auch noch weitere Leitersysteme geben. Die einzelnen Leitersysteme 3, 6 sind vorzugsweise um 180° voneinander versetzt um das dielektrische Wellenleitersystem 2 herum angeordnet. Bei drei Leitersystemen 3, 6, 7 sind diese vorzugsweise um 120° versetzt zueinander angeordnet. Bei vier Leitersystemen 3, 6, 7, 8 sind diese vorzugsweise um 90° versetzt zueinander angeordnet.
In 8 ist dargestellt, dass alle Leitersysteme 3, 6 ein gemeinsames elektrisch nicht-leitendes, insbesondere dielektrisches Material 3b, 6b aufweisen. Dieses dielektrische Material 3b, 6b umgibt in diesem Fall die Schirmfolie 2c des dielektrischen Wellenleitersystems 2. Das dielektrische Wellenleitersystem 2 kommt in diesem Fall nicht mehr mit dem elektrisch isolierenden Außenmantel 4 in Berührung.
Der elektrisch nicht-leitende Mantel 3b, 6b ist bei Einsatz von zwei Leitersystemen 3, 6, die vorzugsweise um 180° versetzt zueinander angeordnet sind, ellipsenförmig ausgebildet. Er könnte auch einen runden Querschnitt aufweisen.
9 zeigt die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 10. Die Leiterplattenanordnung 10 umfasst eine erste Leiterplatte 10a und eine zweite Leiterplatte 10b. Beide sind voneinander beabstandet angeordnet. Die erste und die zweite Leiterplatte 10a, 10b sind über das erfindungsgemäße Hybridkabel 1, welches vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist und insbesondere als Flachbandkabel ausgebildet ist, miteinander verbunden. Die erste Leiterplattenanordnung 10a umfasst einen Computerchip 11a, der dazu ausgebildet ist, um über das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 zu kommunizieren. Der Computerchip 11a ist dabei an ein erstes Ende des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 des Hybridkabels 1 angeschlossen. Die zweite Leiterplattenanordnung 10b umfasst ebenfalls einen Computerchip 11b, der dazu ausgebildet ist, um über das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 zu kommunizieren. Der Computerchip 11b ist an ein zweites Ende des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 des Hybridkabels 1 angeschlossen.
Eine Spannungsversorgung auf der ersten Leiterplatte 10a ist dabei mit dem ersten Ende des ersten Leitersystems 3 des Hybridkabels 1 verbunden. Ein Versorgungsanschluss des Computerchips 11b auf der zweiten Leiterplatte 10b ist unmittelbar oder mittelbar mit dem zweiten Ende des ersten Leitersystems 3 des Hybridkabels 1 elektrisch verbunden. Dadurch kann der Computerchip 11b auf der zweiten Leiterplatte 10b über die erste Leiterplatte 10a und das Hybridkabel 1 mit elektrischer Energie versorgt werden. In 9 gibt es noch das zweite Leitersystem 6. Über das zweite Leitersystem 6 kann eine Masseanbindung von der ersten Leiterplatte 10a mit einer entsprechenden Massefläche auf der zweiten Leiterplatte 10b erfolgen.
Nachfolgend werden nochmals einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridkabels 1 gesondert hervorgehoben.
Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- der Kern 2a des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 ist im Querschnitt rechteckig, wobei eine längere Seite a ungefähr doppelt so lang ist wie die kürzere Seite b, wobei Abweichungen von vorzugsweise weniger als 20%, 15%, 10% oder weniger als 5% zulässig sind.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- der Kern 2a des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 ist im Querschnitt rechteckig, wobei die Ecken abgerundet oder unter Bildung einer Kante vorzugsweise senkrecht aufeinander zulaufen.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt die folgenden Merkmale auf:

- ein Querschnitt der elektrisch leitfähigen Innenleiteranordnung 3a des ersten Leitersystems 3 ist rund oder einer solchen Form angenähert; und/oder
- ein Querschnitt des elektrisch nicht-leitenden Mantels 3b des ersten Leitersystems 3 ist rund oder einer solchen Form angenähert.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- die Farbe des elektrisch nicht-leitenden Mantels 3b, 6b, 7b, 8b von zumindest zwei oder allen Leitersystemen 3, 6, 7, 8 ist unterschiedlich.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- zumindest zwei oder alle Leitersysteme 3, 6, 7, 8 haben einen gemeinsamen Mantel 3b, 6b, 7b, 8b, wobei das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem 2 ebenfalls von diesem gemeinsamen Mantel 3b, 6b, 7b, 8b umgeben ist und wobei der gemeinsame elektrisch isolierende Außenmantel 4 diesen gemeinsamen Mantel 3b, 6b, 7b, 8b umgibt.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- die Schirmfolie 2c, die die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 umgibt und/oder die Schirmfolie 3c, die den elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b des ersten Leitersystems 3 umgibt, ist eine Folie,
1. a) die ein- oder beidseitig mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen oder bedampft ist; oder
2. b) die ein- oder beidseitig mit einer metallischen Schicht bedampft ist, oder; oder
3. c) die ein- oder beidseitig mit Aluminium als elektrisch leitfähige Schicht bedampft ist,
wobei die Dicke der Schicht vorzugsweise größer ist als 5µm, 10µm, 15µm, 20µm oder größer ist als 25µm und wobei die Dicke der Schicht vorzugsweise kleiner ist als 30µm, 27µm, 22µm, 17µm oder kleiner ist als 12µm.

Das Hybridkabel weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- die Schirmfolie 2c, die die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 umgibt und/oder die Schirmfolie 3c, die den elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b des ersten Leitersystems 3 umgibt, ist:
1. a) helixförmig entlang einer Längsachse um die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 und/oder helixförmig entlang einer Längsachse um den elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b des ersten Leitersystems 3 herum gewickelt; oder
2. b) um die Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 und/oder um den elektrisch nicht-leitenden Mantel 3b des ersten Leitersystems 3 derart herum gewickelt, dass die jeweilige Stirnseite der Schirmfolie 2c, 3c am ersten bzw. zweiten Ende der Schirmfolie 2c, 3c jeweils in einer Ebene liegt.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- die dielektrische Leitfähigkeit des Kerns 2a des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2 ist größer als:
1. a) die dielektrische Leitfähigkeit der Hülle 2b des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems 2;
2. b) die dielektrische Leitfähigkeit des elektrisch isolierenden Außenmantels 4.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung 3a des ersten Leitersystems 3 besteht aus oder umfasst Kupfer.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- der Kern 2a des dielektrischen Wellenleitersystems 2 ist für Licht im IR-Spektrum bis hin zum UV-Spektrum undurchlässig.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt das folgende Merkmal auf:

- das Hybridkabel 1 ist ein Rundkabel, wobei das dielektrische Wellenleitersystem 2 in der Mitte des Rundkabels angeordnet ist und wobei das erste und zweite Leitersystem 3, 6 bzw. das erste, zweite, dritte und vierte Leitersystem 3, 6, 7, 8 (gleichmäßig) in Umfangsrichtung versetzt zueinander um das dielektrische Wellenleitersystem 2 herum angeordnet sind.

Das Hybridkabel 1 weist bevorzugt die folgenden Merkmale auf:

- es ist zumindest ein weiteres dielektrisches Wellenleitersystem zur Übertragung einer Radarwelle im Frequenzbereich von mehr als 70 GHz und weniger als 300 GHz vorgesehen;
- das zumindest eine weitere dielektrische Wellenleitersystem weist einen Kern auf, der aus einem ersten dielektrischen Material besteht;
- die Dielektrizitätskonstante des Materials des Kerns weicht von der Dielektrizitätskonstanten des Materials der Hülle so weit ab, dass in dem Frequenzbereich von 70 GHz bis weniger als ca. 300 GHz an der Grenzfläche eine Totalreflexion auftritt, wobei die Totalreflexion die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle auf den Bereich des Kerns beschränkt, so dass sich die elektromagnetische Welle entlang der Erstreckung des Kerns ausbreitet; und/oder das zumindest eine weitere dielektrische Wellenleitersystem weist eine Hülle auf, die aus einem zweiten dielektrischen Material besteht, welches von dem ersten Material verschieden ist, wobei die Hülle den Kern umgibt;
- der elektrisch isolierende Außenmantel umgibt ebenfalls das zumindest eine weitere dielektrische Wellenleitersystem.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/134042 A1 [0003]
WO 2019/133018 A1 [0004]
US 2017/0201000 A1 [0005]
WO 2019/009874 A1 [0006]
US 2015/0295297 A1 [0007, 0009]

Claims

Hybridkabel (1) für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung mit den folgenden Merkmalen: - es ist zumindest ein dielektrisches Wellenleitersystem (2) zur Übertragung einer Radarwelle im Frequenzbereich von mehr als 70 GHz aber von weniger als 300 GHz vorgesehen; - das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) weist einen Kern (2a) auf; - das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) weist eine Hülle (2b) auf, wobei die Hülle (2b) den Kern (2a) umgibt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist ein erstes Leitersystem (3) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen; - das erste Leitersystem (3) ist neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem (2) angeordnet; - das erste Leitersystem (3) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (3a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (3b) umgeben ist; - es ist ein elektrisch isolierender Außenmantel (4) vorgesehen, der sowohl das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) als auch das erste Leitersystem (3) gemeinsam umgibt; - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) ist auch zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem (2) und der ersten Leiteranordnung (3) angeordnet; - es ist ein zweites Leitersystem (6) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen; - das zweite Leitersystem (6) ist neben dem zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystem (2) oder neben dem ersten Leitersystem (3) angeordnet; - das zweite Leitersystem (6) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (6a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (6b) umgeben ist; - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) umgibt auch das zweite Leitersystem (6); - das Hybridkabel (1) ist ein Flachbandkabel, wobei das dielektrische Wellenleitersystems (2) und das erste und zweite Leitersystem (3, 6) parallel nebeneinander angeordnet sind.
Hybridkabel (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) umfasst im Bereich zwischen dem zumindest einen Wellenleitersystem (2) und der ersten Leiteranordnung (3) eine Einbuchtung (5), wodurch die erste Leiteranordnung (3) bei der Konfektionierung des Hybridkabels (1) von dem zumindest einen Wellenleitersystem (2) über eine Teillänge abtrennbar ist.
Hybridkabel (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Hülle (2b) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) ist von einer Schirmfolie (2c) umgeben, deren Innen- und/oder Außenseite mit einem elektrisch leitfähigen Metall versehen ist.
Hybridkabel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der elektrisch nicht-leitende Mantel (3b, 6b) des ersten Leitersystems (3) und/oder des zweiten Leitersystems (6) ist von einer Schirmfolie (3c) umgeben, deren Innen- und/oder Außenseite mit einem elektrisch leitfähigen Metall versehen ist.
Hybridkabel (1) nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Schirmfolie (2c, 3c, 6c), die die Hülle (2b) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) und/oder die den elektrisch nicht-leitenden Mantel (3b) des ersten Leitersystems (3) und/oder die den elektrisch nicht-leitenden Mantel (6b) des zweiten Leitersystems (6) umgibt, ist durch ein elektrisches Schirmdrahtgeflecht (2d, 3d, 6d) umgeben.
Hybridkabel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (3a) des ersten Leitersystems (3) umfasst mehrere Litzen, die aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind; und/oder - die elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (3a) des ersten Leitersystems (3) hat einen Durchmesser, der kleiner ist als 2mm, 1,5mm, 1,0mm oder der kleiner ist als 0,5 mm.
Hybridkabel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Kern (2a) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) besteht aus oder umfasst Polytetrafluorethylen und/der einem keramischen Füllstoff; und/oder - die Hülle (2b) des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) besteht aus oder umfasst einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis oder einem vernetzten thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis oder Polytetrafluorethylen, geschäumt; und/oder - der elektrisch nicht-leitende Mantel (3b) des ersten Leitersystems (3) besteht aus oder umfasst Polypropylen und/oder Polyethylen; und/oder - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) besteht aus oder umfasst Polyvinylchlorid und/oder ein thermoplastisches Elastomer und/oder ein thermoplastisches Polyolefin.
Hybridkabel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) ist am Rand des Hybridkabels (1) angeordnet und das erste und zweite Leitersystem (3, 6) sind auf einer Seite des dielektrischen Wellenleitersystems (2) angeordnet.
Hybridkabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) ist in der Mitte des Hybridkabels (1) zwischen dem ersten Leitersystem (3) und dem zweitem Leitersystem (6) angeordnet.
Hybridkabel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist ein drittes Leitersystem (7) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen; - es ist ein viertes Leitersystem (8) zur Energie- und/oder Datenübertragung vorgesehen; - das dritte Leitersystem (7) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (7a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (7b) umgeben ist; - das vierte Leitersystem (8) umfasst eine elektrisch leitfähige Innenleiteranordnung (8a), die von einem elektrisch nicht-leitenden Mantel (8b) umgeben ist; - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) umgibt auch das dritte und das vierte Leitersystem (7, 8); - das zumindest einen dielektrische Wellenleitersystem (2) ist: a) in der Mitte des Hybridkabels (1) angeordnet und zumindest auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite von dem ersten, zweiten, dritten und vierte Leitersystem (3, 6, 7, 8) umgeben; oder b) am ersten Rand des Hybridkabels (1) angeordnet, wobei sich das erste, zweite, dritte und vierte Leitersystem (3, 6, 7, 8) von einer Seite des dielektrische Wellenleitersystems (2) hin zu einem zweiten Rand des Hybridkabels (1) erstrecken; - der elektrisch isolierende Außenmantel (4) umgibt auch das dritte und vierte Leitersystem (7, 8).
Hybridkabel (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das dielektrische Wellenleitersystems (2) und das erste, zweite, dritte und vierte Leitersystem (3, 6, 7, 8) sind parallel nebeneinander angeordnet.
Leiterplattenanordnung (10) mit zumindest einem Hybridkabel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Leiterplattenanordnung (10) umfasst eine erste und eine zweite Leiterplatte (10a, 10b), die voneinander beabstandet angeordnet sind; - die erste und die zweite Leiterplatte (10a, 10b) sind über das Hybridkabel (1) miteinander verbunden; - die erste Leiterplattenanordnung (10a) umfasst einen Computerchip (11a), der dazu ausgebildet ist, um über das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (2) zu kommunizieren, wobei der Computerchip (11a) an ein erstes Ende des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) des Hybridkabels (1) angeschlossen ist; - die zweite Leiterplattenanordnung (10b) umfasst einen Computerchip (11b), der dazu ausgebildet ist, um über das zumindest eine dielektrische Wellenleitersystem (22) zu kommunizieren, wobei der Computerchip (11b) an ein zweites Ende des zumindest einen dielektrischen Wellenleitersystems (2) des Hybridkabels (1) angeschlossen ist; - eine Spannungsversorgung auf der ersten Leiterplatte (10a) ist mit dem ersten Ende des ersten Leitersystem (3) des Hybridkabels (1) elektrisch verbunden; - ein Versorgungsanschluss des Computerchips (11b) auf der zweiten Leiterplatte (10b) ist unmittelbar oder mittelbar mit einem zweiten Ende des ersten Leitersystems (3) des Hybridkabels (1) elektrisch verbunden, wodurch der Computerchip (11b) auf der zweiten Leiterplatte (10b) mit elektrischer Energie versorgbar oder versorgt ist.