DE3840180C1 - Housing with contact-free feed-through of radio-frequency signals - Google Patents
Housing with contact-free feed-through of radio-frequency signalsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit kontaktfreier Durchführung von hochfrequenten Signalen.The invention relates to a housing with contactless implementation of high-frequency signals.
Bei der Verbindung einer Antenne mit einem Empfänger, beispielsweise ei ner Kraftfahrzeugantenne mit einem im Kraftfahrzeug angeordnetem Empfän ger, wird ein Hochfrequenzkabel galvanisch durch ein Gehäuse des Empfän gers geführt. Eine derartige galvanische Durchführung hat jedoch Nach teile verschiedenster Art zur Folge. Zum einen sind an derartige Durch führungen besondere Forderungen und Bedingungen gestellt, um eine mög lichst verlustfreie Signalübertragung zu erreichen. Damit sind jedoch die konstruktiven Möglichkeiten für eine direkte Durchführung wesentlich eingeschränkt. Zum anderen wird das Signal-Rauschverhältnis des Gesamt empfangssystems durch eine galvanische Durchführung verringert. Weiter hin ist es schwierig und nur mit großem technischen Aufwand möglich, ei ne klimadichte galvanische Durchführung zu schaffen, was insbesondere bei der Verwendung von Antennen für Kraftfahrzeuge wichtig ist, da etwa Antennenverstärker möglichst nahe der Antenne, also außerhalb der Fahr gastzelle, beispielsweise in Außenspiegeln, Kofferräumen, Motorräumen usw. angeordnet sind. Diese Schaltungsanordnungen müssen gegen Klimaein flüsse möglichst gut geschützt werden, was, wie gesagt, bei einer galva nischen Durchführung von Hochfrequenzsignalen durch das Gehäuse einer derartigen Schaltung - wenn überhaupt - nur mit großem technischen Auf wand möglich ist. When connecting an antenna to a receiver, for example egg ner motor vehicle antenna with a receiver arranged in the motor vehicle, a high-frequency cable is routed galvanically through a housing of the receiver. Such a galvanic implementation, however, results in parts of various types. On the one hand, special requirements and conditions are placed on such implementations in order to achieve the most loss-free signal transmission possible. However, this significantly limits the design options for direct implementation. On the other hand, the signal-to-noise ratio of the overall receiving system is reduced by a galvanic implementation. Furthermore, it is difficult and only possible with great technical effort to create a climate-tight galvanic implementation, which is particularly important when using antennas for motor vehicles, since antenna amplifiers are as close as possible to the antenna, i.e. outside the passenger cell, for example in exterior mirrors , Trunk, engine compartments, etc. are arranged. These circuit arrangements must be protected against climate influences as well as possible, which, as I said, when carrying out high-frequency signals through the housing of such a circuit , if at all, is only possible with great technical effort.
Aus der EP 2 60 221 A2 ist eine kontaktfreie elektrische Ver bindung zwischen einem Datenträger und einem in einem Gehäuse befindlichen Datenleser bekannt, wobei im Datenleser mittels eines Generators ein hochfrequentes Taktsignal erzeugt und der Datenträger über zwei kapazitive Koppeleinrichtungen mit dem Generator in einem Stromkreis verbunden wird. Aufgrund des erheblichen Spiels, das auch für und durch das Einstecken und Herausziehen der Karte nicht vermieden werden kann, ist eine genaue Dimensionierung der Kapazität nicht möglich.From EP 2 60 221 A2 a contact-free electrical Ver binding between a disk and one in a case located data reader known, in the data reader using a generator generates a high-frequency clock signal and the Data carrier via two capacitive coupling devices with the Generator is connected in a circuit. Because of the considerable game that also for and by inserting and Pulling out the card cannot be avoided is one exact dimensioning of the capacity not possible.
Aus der DE 26 00 403 A sind induktive Kupplungen zur Energie und/oder Signalübertragung bekannt, die jedoch hinsichtlich ihrer Kontaktierungsparameter nicht genau sind, Impedanzfeh leranpassungsprobleme aufweisen und einen erheblichen Herstel lungsaufwand erfordern.From DE 26 00 403 A are inductive couplings for energy and / or signal transmission known, however, with regard to their contacting parameters are not accurate, impedance miss have adaptation problems and a considerable manufac ture require effort.
Aus der DE-OS 34 06 080 ist im Zusammenhang mit einer koaxialen Trenn vorrichtung ein Gehäuse bekannt, das aus zwei Teilgehäusen besteht. Zur Erzielung einer kapazitiven Kopplung bei optimaler Abschirmung sind die Gehäuseteile so ausgebildet, daß sich deren Wände in einem Überlappungs bereich überlappen, ohne daß sich deren Wände trotz der verschachtelten Anordnung berühren. Aus dieser Druckschrift ist weiterhin bekannt, zwi schen den sich überlappenden, nicht berührenden Wandteilen der Teilge häuse eine Polyesterfolie als Dielektrikum vorzusehen. Sowohl hinsicht lich der Fertigung als auch hinsichtlich der Montage der einzelnen Ge häuseteile ist ein hoher Aufwand erforderlich, um sicherzustellen, daß sich die einander überlappenden Gehäuseteile nicht berühren. Darüber hinaus ist es mit einer derartigen Anordnung nicht möglich, eine genaue Dimensionierung der Kapazität einzuhalten, weil die einander überlappen den Flächen und der Abstand dieser Flächen zueinander sich nicht so ge nau wählen lassen und im Lauf der Zeit insbesondere Abstandsänderungen ergeben können.From DE-OS 34 06 080 is in connection with a coaxial separation device known a housing that consists of two sub-housings. To Achieving a capacitive coupling with optimal shielding are the Housing parts designed so that their walls are in an overlap area overlap without the walls being nested despite the nested Touch the arrangement. From this publication it is also known between the overlapping, non-touching wall parts of the part to provide a polyester film as a dielectric. Both as regards Lich the manufacture as well as with regard to the assembly of the individual Ge housing parts requires a lot of effort to ensure that the overlapping housing parts do not touch each other. About that moreover, with such an arrangement, it is not possible to obtain an accurate one Dimensioning of the capacity must be observed because they overlap the areas and the distance between these areas are not so different Let nau choose and over time in particular changes in distance can result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse mit kontakt freier Durchführung von hochfrequenten-Signalen zu schaffen, das konstruktions- und fertigungsmäßig einfach ist, und bei der die Kontak tierungsparameter definiert gewählt werden können.The invention is therefore based on the object of contacting a housing to create free implementation of high frequency signals that is simple in terms of construction and manufacture, and in which the contact tation parameters can be selected.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.
Auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahme, die Hochfrequenzsignale nicht mehr galvanisch, sondern kontaktfrei über entsprechende leitende Schich ten auf einem Kunststoffteil in das Gehäuse hinein oder aus ihm heraus zu führen, ist eine geschlossene und damit absolut klimadichte Gehäuse anordnung für Hochfrequenzschaltungen mit geringem Aufwand möglich. Dies ist insbesonders bei Anwendung der vorliegenden Erfindung im Zusammen hang mit Kraftfahrzeugantennen vorteilhaft. Etwa bei aktiven Antennensy stemen ist der Rauschbeitrag um so geringer, je näher der Antennenver stärker zur Antenne selbst angeordnet ist. Der Antennenverstärker wird - daher direkt mit den Antennen, beispielsweise in Außenspiegeln, in Kof ferräumen, in Motorräumen, jedenfalls außerhalb der klimatisch und um weltmäßig relativ geschützten Fahrgastzelle, angeordnet. Insbesondere für diese Fälle ist die absolut umwelt- und klimadichte Gehäusedurchfüh rung gemäß der vorliegenden Erfindung von besonderem Vorteil. Darüber hinaus kann das Signal-Rauschverhältnis des gesamten Empfangssystems mit den erfindungsgemäßen Merkmalen wesentlich verringert werden. Es ist weiterhin möglich, die Signalübertragung mit der vorliegenden Erfindung verlustfreier vorzunehmen und/oder größere konstruktive Freiheiten bei der Ausführung der Schaltungsanordnungen und/oder der Komponenten und des Gehäuses zu erreichen. Denn die Bedingungen für eine möglichst ver lustfreie Signalübertragung schränken die konstruktiven Möglichkeiten herkömmlicher Durchführungen mit galvanischer Verbindung wesentlich ein. Diese Einschränkungen werden durch die vorliegende Erfindung auf einfa che Weise vermieden.Due to the measure according to the invention, the high-frequency signals are not more galvanic, but contact-free via appropriate conductive layer on a plastic part into or out of the housing to lead is a closed and therefore absolutely climate-tight housing arrangement for high-frequency circuits possible with little effort. This is particularly useful when the present invention is used together hang with automotive antennas advantageous. For example with active antenna systems The lower the antenna contribution, the lower the noise contribution is more arranged to the antenna itself. The antenna amplifier is - therefore directly with the antennas, for example in exterior mirrors, in Kof clearing, in engine rooms, at least outside the climatic and around worldly relatively protected passenger compartment. In particular for these cases, the housing is absolutely environmentally and climate-tight tion according to the present invention is particularly advantageous. About that In addition, the signal-to-noise ratio of the entire receiving system can the features of the invention are significantly reduced. It is further possible signal transmission with the present invention make lossless and / or greater design freedom the execution of the circuit arrangements and / or the components and to reach the housing. Because the conditions for a ver lust-free signal transmission limits the constructive possibilities conventional bushings with a galvanic connection. These limitations are eased by the present invention avoided way.
Auf Grund des erfindungsgemäßen Merkmals, ein ein Kunststoffteil mit we nigstens einem leitenden Schichtbereich aufweisendes Gehäuse zu verwen den, ist es im Hinblick auf die aus der DE-OS 34 06 080 bekannten Anord nung auch nicht mehr erforderlich, Gehäuseteile mit geringen Toleranzen und damit hohem fertigungstechnischen Aufwand herzustellen und etwa in definierter Weise unter Beibehaltung eines Mindestabstands ineinander zu verschachteln. Das Gehäuse kann vielmehr aus mehreren, dicht miteinan der verbundenen Teilen bestehen, aber auch einstückig ausgebildet sein, so daß die Fertigung einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Gehäuse geschlossen und damit absolut klimadicht ausgeführt sein, ohne daß dafür ein hoher Aufwand ge trieben werden müßte. Korrosionsprobleme treten nicht auf. Im Hinblick auf die genannte Anordnung herkömmlicher Art besteht ein weiterer Vor teil des erfindungsgemäßen Gehäuses auch darin, daß die Durchführungspa rameter ohne einen höheren konstruktiven oder fertigungstechnischen Auf wand wesentlich definierter und mit geringeren Streuungen festgelegt werden können. Due to the feature of the invention, a plastic part with white at least to use a housing having a conductive layer region the, it is in view of the arrangement known from DE-OS 34 06 080 no longer required, housing parts with low tolerances and thus to manufacture high manufacturing costs and approximately in in a defined manner while maintaining a minimum distance from one another nest. Rather, the housing can consist of several, close together of the connected parts, but also be made in one piece, so that the production can be carried out easily and inexpensively. In addition, the housing according to the invention can be closed and thus be designed to be absolutely climate-proof without requiring a great deal of effort should be driven. There are no corrosion problems. With regard there is another prior to the above-mentioned arrangement of conventional type part of the housing according to the invention also in that the implementation pa parameters without a higher constructional or production engineering wall much more defined and fixed with less scatter can be.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die kon taktfreie Durchführung der hochfrequenten Signale mittels einer kapazi tiven Kopplung. Das Kunststoffteil des Gehäuses dient dabei als Dielek trikum für zwei aus leitendem Material bestehende Schichtbereiche, die einander im wesentlichen gegenüberliegen. Je nach der Dicke der Kunst stoffwand und der Fläche der Schichtbereiche aus leitendem Material kön nen die Kapazitätswerte entsprechend den gewünschten Erfordernissen in einfacher Weise gewählt oder angepaßt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the con clock-free execution of the high-frequency signals by means of a capacitance tive coupling. The plastic part of the housing serves as a Dielek trikum for two layer areas made of conductive material, the are essentially opposite to each other. Depending on the thickness of the art fabric wall and the surface of the layer areas of conductive material can capacity values according to the desired requirements can be easily selected or adapted.
Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit gemäß einer weiteren Aus führungsform der Erfindung besteht darin, die kontaktfreie Durchführung der hochfrequenten Signale mittels einer induktiven Kopplung vorzuneh men. Die Induktivitäten können dabei durch aus leitendem Material beste hende Schichtbereiche hergestellt werden, die mäanderförmig auf die In nen- und/oder Außenfläche des Kunststoffteils des Gehäuses aufgebracht sind. Zwischen zwei vorgesehenen Induktivitäten oder Spulen besteht eine magnetische Kopplung, so daß die hochfrequenten Signale wiederum kon taktfrei durch die Gehäusewandung hindurchgeführt werden können.An additional or alternative possibility according to another Aus leadership form of the invention is the contact-free implementation the high-frequency signals by means of an inductive coupling men. The inductors can be made of the best conductive material Layer areas are produced that meander on the In NEN and / or outer surface of the plastic part of the housing applied are. There is one between two intended inductors or coils magnetic coupling, so that the high-frequency signals in turn kon can be passed through the housing wall without clocking.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auf der Innen- und/oder Außenfläche des Kunststoffteils Schichtbereiche aus leitendem Material vorgesehen sind, die wenigstens Teil wenigstens einer zusätzlichen lnduktivität und/oder Kapazität sind. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, auf einfachste Weise eine kontaktfreie Durchführung mehrerer hochfrequenter Signale durch das Ge häuse zu schaffen.It is also particularly advantageous if according to a further training of the invention on the inner and / or outer surface of the plastic part Layer areas made of conductive material are provided, at least Are part of at least one additional inductance and / or capacitance. In this way it is possible, for example, to easily create a non-contact implementation of several high-frequency signals by the Ge to create houses.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht insbe sondere auch darin, daß die aus Schichtbereichen leitender Materialien gebildeten zusätzlichen Induktivitäten und/oder Kapazitäten Teil einer Schaltungsanordnung innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses sind. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, durch Verwendung derartiger Schichtbereiche aus leitendem Material, mit denen die Wandflächen des Kunststoffteils versehen sind, zusätzliche Induktivitäten und/oder Kapa zitäten zu bilden, die miteinander verbunden sind und beispielsweise Serienresonanzkreise, Resonanzbandschaltungen usw. mit den Induktivitä ten und/oder Kapazitäten bilden, die für die kontaktfreie Durchführung von hochfrequenten Signalen vorgesehen sind.A particularly advantageous embodiment of the invention particularly exists special also in that the conductive materials from layer areas formed additional inductors and / or capacities part of a Circuitry are inside and / or outside the housing. On in this way it is possible, for example, by using such Layer areas of conductive material with which the wall surfaces of the Plastic part are provided, additional inductors and / or Kapa to form interrelationships, for example Series resonance circuits, resonance band circuits etc. with the inductance ten and / or form capacities for the contact-free implementation of high-frequency signals are provided.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Struktur und/ oder Dimensionierung der Schichtbereiche aus leitendem Material in Ab hängigkeit von den gewünschten Kapazitäts-, Induktivitäts- und/oder Kop plungswerten gewählt ist. Auf diese Weise können die durch die leitenden Schichten gebildeten Bauelemente in ihren Dimensionen und elektrischen Werten den Erfordernissen auf einfache Weise angepaßt werden.A further development of the invention consists in that the structure and / or dimensioning of the layer areas of conductive material in Ab dependence on the desired capacitance, inductance and / or Kop planning values is selected. In this way, the leading through the Layers formed components in their dimensions and electrical Values can be easily adapted to the requirements.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Wandstärke des Kunststoffteils wenig stens an den mit Schichtbereichen aus leitendem Material versehenen Stellen in Abhängigkeit von den gewünschten Kapazitäts-, Induktivitäts- und/oder Kopplungswerten gewählt ist. Auf der Grundlage der erfindungs gemäßen Merkmale ist es auf einfache Weise möglich, diese Werte in ge wünschter Weise dadurch zu wählen bzw. einzustellen, daß die Wandstärke des Kunststoffteils und/oder die Flächenabmessungen der leitenden Schichtbereiche auf der Kunststoffwandung entsprechend gewählt sind. Ei ne Anpassung der elektrischen Werte an die jeweiligen schaltungstechni schen Erfordernisse ist damit auf einfache Weise möglich.It is advantageous if the wall thickness of the plastic part is little at least on those with layer areas made of conductive material Places depending on the desired capacitance, inductance and / or coupling values is selected. Based on the fiction According to features, it is easily possible to ge these values desired way to choose or adjust that the wall thickness of the plastic part and / or the surface dimensions of the conductive Layer areas on the plastic wall are selected accordingly. Egg ne adjustment of the electrical values to the respective circuit technology The requirements are easily possible.
Die Schichtbereiche aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Au ßenfläche des Kunststoffteils können in beliebiger Weise aufgebracht werden. Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schichtbereiche aus leitendem Material fest auf der Innen- und/oder Au ßenfläche des Kunststoffteils aufgebracht sind. Vorteilhaft ist es da bei, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schicht bereiche aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Außenfläche des Kunststoffteils aufgedampft sind. Diese Verfahrensweise ist besonders einfach und kostengünstig.The layer areas of conductive material on the inside and / or Au The outer surface of the plastic part can be applied in any way will. An embodiment of the invention is that the Layer areas of conductive material firmly on the inside and / or Au outer surface of the plastic part are applied. It is advantageous there when, according to a further embodiment of the invention, the layer areas of conductive material on the inner and / or outer surface of the Plastic parts are evaporated. This procedure is special simple and inexpensive.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Schichtbereiche aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Außenfläche des Kunststoff teils galvanisch aufzubringen.Alternatively, however, there is also the possibility of the layer areas conductive material on the inner and / or outer surface of the plastic partly applied galvanically.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schichtbereiche aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Außenflä che des Kunststoffteils in Form einer gedruckten Schaltung aufgebracht sind. Dies hat herstellungsmäßig insbesondere dann Vorteile, wenn die Form der Schichtbereiche eine komplizierte Struktur aufweist, wie dies beispielsweise bei mäanderförmigen Strukturen zur Bildung von Induktivi täten der Fall ist.Another embodiment of the invention is that the Layer areas of conductive material on the inner and / or outer surface che the plastic part applied in the form of a printed circuit are. In terms of production, this has particular advantages if the Form of the layer regions has a complicated structure, such as this for example with meandering structures for the formation of inductors is the case.
Vorteilhaft ist es insbesondere auch, die Strukturen der Schichtbereiche aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Außenfläche des Kunst stoffteils durch Ätzen auszubilden. Auch diese Art der Strukturausbil dung hat bei komplizierten Formen Vorteile.It is also particularly advantageous for the structures of the layer regions made of conductive material on the inner and / or outer surface of the art to form part of the fabric by etching. This type of structural training too manure has advantages for complicated shapes.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Schichtberei che aus leitendem Material auf der Innen- und/oder Außenfläche des Kunststoffteils als selbständige Elemente ausgebildet. Besonders vor teilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der das Kunststoffteil zu mindest teilweise von wenigstens einem (beispielsweise kappenförmigen) Außenteil aus leitendem Material umgeben ist.According to a further embodiment of the invention, the layering is surface made of conductive material on the inner and / or outer surface of the Plastic part designed as independent elements. Especially before An embodiment in which the plastic part is closed is advantageous at least partially of at least one (for example cap-shaped) Outer part is surrounded by conductive material.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise nä her erläutert. Es zeigen:The invention is based on the drawings, for example ago explained. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses in schematischer Darstellung; Figure 1 shows a cross section of an embodiment of a housing according to the invention in a schematic representation.
Fig. 2 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ebenfalls in schematischer Darstellung;2 shows a cross section of a further embodiment of the invention, likewise in schematic presentation.
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in schematischer und Ersatzschalt bild-Darstellung, bei der ein Serienresonanzkreis ausgebildet ist; Fig. 3 shows another embodiment in a schematic and equivalent circuit image representation, in which a series resonant circuit is formed;
Fig. 4a und 4b eine praktische Ausführung der aus leitendem Material be stehenden Schichtbereiche auf der Außen- bzw. Innenfläche des Gehäuses für die in Fig. 3 als Ersatzschaltbild dargestellte Ausführungsform; FIGS. 4a and 4b show a practical embodiment of the BE of conductive material projecting areas of the layer on the outer or inner surface of the housing for the embodiment shown as an equivalent circuit in Fig. 3;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in schematischer und ersatzschaltbildlicher Darstellung für eine induktive Durchführung hochfrequenter Signale durch ein Kunst stoffgehäuse; Fig. 5 shows another embodiment of the present invention in a schematic and equivalent circuit diagram for an inductive implementation of high-frequency signals through a plastic housing;
Fig. 6 eine praktische Ausführungsform des in Fig. 5 dargestellten Aus führungsbeispiels in schematischer Darstellung; Fig. 6 shows a practical embodiment of the exemplary embodiment shown in Fig. 5 in a schematic representation;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer und ersatzschaltbildlicher Darstellung im Zusammenhang mit ei nem Resonanzbandfilter und Fig. 7 shows another embodiment of the invention in a schematic and equivalent circuit diagram in connection with egg nem resonant band filter and
Fig. 8 eine praktische Ausführungsform des in Fig. 7 ersatzschaltbild lich dargestellten Ausführungsbeispiels in schematischer Dar stellung. Fig. 8 shows a practical embodiment of the embodiment shown in Fig. 7 replacement circuit diagram Lich in a schematic Dar position.
Das Kunststoffteil 2 eines Gehäuses 1, in dem beispielsweise eine Hoch frequenzschaltung untergebracht sein kann, ist mit einem Deckel 2′ her metisch gegenüber dem Außenraum abgeschlossen. Der Deckel 2′ besteht hier ebenfalls aus Kunststoff und ist mit dem Kunststoffteil 2 ver schweißt.The plastic part 2 of a housing 1 , in which, for example, a high frequency circuit can be accommodated, is metically finished off with a lid 2 'from the outside. The lid 2 'is also made of plastic and is welded to the plastic part 2 ver.
Auf der Innenfläche 3 des Kunststoffteils 2 ist eine Schicht 4 aus lei tendem Material, beispielsweise durch Aufdampfen eines Metalls, aufge bracht. In entsprechender Zuordnung zu dieser auf der Innenfläche 3 des Kunststoffteils 2 aufgebrachten leitenden Schicht 4 ist eine leitende Schicht 5 auf der Außenfläche 6 des Kunststoffteils 2 vorgesehen. Diese Schicht 5 aus leitendem Material auf der Außenfläche 6 des Kunststoff teils 2 kann beispielsweise wiederum aufgedampft oder in einer anderen Form aufgebracht sein. Die beiden leitenden Schichten 4 und 5 bilden ei ne kapazitive Verbindung für hochfrequente Signale, wobei die dazwi schenliegende Wand des Kunststoffteils 2 ein Dielektrikum darstellt. In Fig. 1 ist eine mit der leitenden Schicht 4 auf der Innenfläche 3 ver bundene Leitung 7 und eine mit der leitenden Schicht 5 auf der Außenflä che 6 des Kunststoffteils 2 verbundene Leitung 8 schematisch darge stellt, die die Anschlüsse für die kapazitive Verbindung bilden. Die Ka pazität, die aus den beiden leitenden Schichten 4 und 5 und dem als Di elektrikum dienenden Kunststoffteil 2 besteht, kann als ein Schaltungs element Teil einer Schaltungsanordnung sein.On the inner surface 3 of the plastic part 2 , a layer 4 of lei material, for example by vapor deposition of a metal, is brought up. Corresponding to this conductive layer 4 applied to the inner surface 3 of the plastic part 2 , a conductive layer 5 is provided on the outer surface 6 of the plastic part 2 . This layer 5 of conductive material on the outer surface 6 of the plastic part 2 can, for example, be vapor-deposited or applied in another form. The two conductive layers 4 and 5 form a capacitive connection for high-frequency signals, the intermediate wall of the plastic part 2 constituting a dielectric. In Fig. 1, a line 7 connected to the conductive layer 4 on the inner surface 3 and a line 8 connected to the conductive layer 5 on the outer surface 6 of the plastic part 2 schematically represents Darge, which form the connections for the capacitive connection. The capacitance, which consists of the two conductive layers 4 and 5 and the plastic part 2 serving as a dielectric, can be part of a circuit arrangement as a circuit element.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen kapazitiven Durchführung liegt dabei darin, daß diese Kapazität sehr genau definiert ist und insbesondere auch durch entsprechende Wahl der Flächenabmessungen und/oder der Wand stärke des Kunststoffteils 2 gewählt werden kann, so daß die für eine Schaltungsanordnung erforderlichen Kapazitätswerte eingestellt werden können. Dies ist auch bei Ausführungsformen möglich, bei denen die lei tende Schicht 5 auf der Außenfläche 6 des Kunststoffteils 2 ein Becher aus leitendem Material ist, der kappenartig über das Kunststoffgehäuses gestülpt ist. Auch hier lassen sich die Kapazitätswerte dadurch an ge wünschte oder erforderliche Werte anpassen, daß lediglich etwa nur der Flächenbereich der leitenden Schicht 4 auf der Innenfläche 3 des Kunst stoffteils 2 entsprechend dimensioniert ist.The advantage of the capacitive implementation according to the invention lies in the fact that this capacitance is very precisely defined and in particular can also be selected by appropriate selection of the surface dimensions and / or the wall thickness of the plastic part 2 , so that the capacitance values required for a circuit arrangement can be set. This is also possible in embodiments in which the lei layer 5 on the outer surface 6 of the plastic part 2 is a cup made of conductive material, which is placed like a cap over the plastic housing. Here, too, the capacitance values can be adapted to desired or required values such that only approximately the area of the conductive layer 4 on the inner surface 3 of the plastic part 2 is appropriately dimensioned.
In Fig. 2 ist in einer schematischen Querschnittsdarstellung ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, bei dem die Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Auf der Innenfläche 3 des Kunststoffteils 2 sind mehrere voneinander ge trennte Bereiche 21, 22 und 23 der Schicht aus leitendem Material vorge sehen. An entsprechenden Stellen auf der Außenfläche 6 des Kunststoff teils 2 sind zugeordnete, voneinander getrennte Bereiche 24, 25, 26 aus leitendem Material angebracht. Die jeweiligen einander gegenüberliegen den leitenden Bereiche sind mit Anschlüssen 27 bis 32 versehen und bil den jeweils einen kapazitiven Durchgang durch das Gehäuse 1 für Hochfre quenzsignale.In Fig. 2 is an exemplary embodiment of the invention is reproduced in a schematic cross-sectional view, in which the parts which correspond to those of FIG. 1 are provided with the same reference numerals. On the inner surface 3 of the plastic part 2 are several ge separate areas 21 , 22 and 23 of the layer of conductive material are seen easily. At corresponding locations on the outer surface 6 of the plastic part 2 , associated, separate areas 24 , 25 , 26 made of conductive material are attached. The respective opposite of the conductive areas are provided with connections 27 to 32 and bil each have a capacitive passage through the housing 1 for Hochfre frequency signals.
Gemäß der Erfindung ist es also auf einfachste Weise möglich, mehrere hochfrequente Signale aus einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse aus zukoppeln. Die dafür vorgesehenen Koppelkapazitäten, die Teil einer Schaltungsanordnung sein können, lassen sich beispielsweise dadurch an die jeweiligen Erfordernisse hinsichtlich ihrer Kapazitätswerte anpas sen, daß die aufgebrachten Bereiche in ihren Flächenabmessungen entspre chend gewählt sind. Weiterhin ist es möglich, die als Dielektrikum wir kende Wand des Kunststoffteils 2 in seiner Wandstärke entsprechend zu wählen.According to the invention, it is therefore possible in the simplest way to couple a plurality of high-frequency signals from a hermetically sealed housing. The coupling capacities provided for this purpose, which can be part of a circuit arrangement, can be adapted, for example, to the respective requirements with regard to their capacitance values in that the areas applied are chosen accordingly in terms of their area dimensions. Furthermore, it is possible to select the wall of the plastic part 2 as the dielectric we corresponding in its wall thickness.
Ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Koppelkapazitäten Teil einer Schal tungsanordnung sind, zeigt Fig. 3 in schematischer Darstellung und als Ersatzschaltbild. Teile, die denen von Teilen der Fig. 1 und 2 ent sprechen, sind in dieser Ausführungsform wiederum mit denselben Bezugs zeichen versehen.An embodiment in which the coupling capacities are part of a circuit arrangement is shown in FIG. 3 in a schematic representation and as an equivalent circuit diagram. Parts that correspond to those of parts of FIGS. 1 and 2 are again provided with the same reference characters in this embodiment.
Auf der Außen- und Innenfläche 6 bzw. 3 des Kunststoffteils 2 befinden sich Schichtbereiche 33 und 34 bzw. 35 und 36, die in entsprechender Zu sammenwirkung Kapazitäten für die kontaktfreie Durchführung von hochfre quenten Signäle durch ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse 1 bilden. Im Innenraum des Gehäuses 1 ist der Anschluß des Schichtbereichs 35 über eine Induktivität 37 mit dem Anschluß des Schichtbereichs 36 verbunden. Schaltungsmäßig ist auf diese Weise ein Serienresonanzkreis realisiert. Die Induktivität 37, also beispielsweise eine Spule, kann auch auf der Außenseite des Kunststoffteils 2 angebracht sein.On the outer and inner surfaces 6 and 3 of the plastic part 2 there are layer regions 33 and 34 or 35 and 36 which, in a corresponding manner, form capacities for the contact-free implementation of high-frequency signals through a hermetically sealed housing 1 . In the interior of the housing 1 , the connection of the layer region 35 is connected to the connection of the layer region 36 via an inductor 37 . In terms of circuitry, a series resonance circuit is implemented in this way. The inductor 37 , for example a coil, can also be attached to the outside of the plastic part 2 .
Während das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 im wesentlichen als schemati sche Schnittdarstellung wiedergegeben ist, zeigt Fig. 4a für dieses Aus führungsbeispiel eine Darstellung mit Blickrichtung von außen auf die Au ßenfläche 6, und Fig. 4b eine Darstellung mit Blickrichtung von innen auf die Innenfläche 3 des Gehäuses 1. In Fig. 4a sind die Flächenberei che 33 und 34 mit entsprechenden Anschlüssen 38 und 39 und in Fig. 4b sind die Flächenbereiche 35 und 36 mit den Anschlüssen 40 und 41 wieder gegeben. Die Induktivität 37 ist dabei auf der Innenfläche des Kunst stoffteils 2 durch mäanderförmiges Aufbringen einer Leitung realisiert.While the exemplary embodiment in FIG. 3 is essentially shown as a schematic sectional illustration, FIG. 4a shows for this exemplary embodiment a representation with a viewing direction from the outside on the outer surface 6 , and FIG. 4b a representation with a viewing direction from the inside onto the inner surface 3 the housing 1 . In Fig. 4a, the surface areas 33 and 34 with corresponding connections 38 and 39 and in Fig. 4b, the surface areas 35 and 36 with the connections 40 and 41 are given again. The inductance 37 is realized on the inner surface of the plastic part 2 by meandering application of a line.
Abgesehen von dem praktisch vernachlässigbaren Raumbedarf für diese Schaltungsanordnung auf Grund der flächenhaften Ausbildung auf den Ge häuseflächen 6 bzw. 3 ist insbesondere die Tatsache vorteilhaft, daß die bereits vorhandenen Kondensatoren bzw. Kapazitäten zur kontaktfreien Durchführung der hochfrequenten Signale zusätzlich für eine Serienreso nanzschaltung ohne Mehraufwand verwendet werden können, wobei die Induk tivität 37 dabei lediglich eine auf die Gehäusefläche 3 aufgebrachte Leitungsstruktur aufweist. Dabei ist es herstellungstechnisch besonders vorteilhaft, daß die Schichtbereiche 35 und 36 einerseits und die Induk tivität 37 andererseits in einem einzigen Vorgang, beispielsweise durch Aufdampfen oder Aufgalvanisieren auf der Gehäusefläche 3 wirtschaftlich ausgebildet werden können.Apart from the practically negligible space requirement for this circuit arrangement due to the areal training on the Ge housing surfaces 6 and 3 , the fact that the capacitors or capacities already available for contactless implementation of the high-frequency signals is additionally used for a series resonance circuit without additional effort can be, the inductance 37 has only one applied to the housing surface 3 line structure. It is particularly advantageous in terms of production technology that the layer regions 35 and 36 on the one hand and the inductivity 37 on the other hand can be formed economically in a single operation, for example by vapor deposition or electroplating on the housing surface 3 .
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die kontakt freie Durchführung eines hochfrequenten Signals induktiv, indem jeweils auf der Innen- und auf der Außenfläche 3 bzw. 6 des Kunststoffteils 2 eine Induktivität 51 bzw. 52 vorgesehen ist, wobei durch die als Doppel pfeil angedeutete magnetische Kopplung 53 eine kontaktfreie Übertragung der hochfrequenten Signale durch das Gehäuse 1 hindurch erfolgt.In the embodiment shown in Fig. 5, the contact-free implementation of a high-frequency signal is carried out inductively by an inductor 51 and 52 is provided on the inner and outer surfaces 3 and 6 of the plastic part 2 , respectively, by the arrow as a double indicated magnetic coupling 53 a contact-free transmission of the high-frequency signals through the housing 1 takes place.
Fig. 6 zeigt die praktische Ausführungsform von Fig. 5 in schematischer Darstellung und in Blickrichtung von außen auf die Außenfläche 6 des Ge häuses 1. Auf der Gehäusefläche 6 ist zwischen zwei Kontaktierungsflä chen 54 und 55 ein Schichtbereich aus leitendem Material mäanderförmig ausgebildet, so daß sich dadurch eine Spulenwirkung ergibt. Das Magnet wechselfeld, das bei Fließen eines Hochfrequenzstromes erzeugt wird, durchdringt eine entsprechende, nicht dargestellte mäanderförmige Lei tungsstruktur, die auf der Innenfläche 3 des Kunststoffteils 2 zur Bil dung einer Induktivität ausgebildet ist. Fig. 6 shows the practical embodiment of Fig. 5 in a schematic representation and in the direction of view from the outside of the outer surface 6 of the Ge 1 . On the housing surface 6 between two Kontaktierungsflä surfaces 54 and 55, a layer region of conductive material is formed in a meandering shape, so that this results in a coil effect. The alternating magnetic field, which is generated when a high-frequency current flows, penetrates a corresponding meandering line structure, not shown, which is formed on the inner surface 3 of the plastic part 2 to form an inductance.
Die Strukturen, Abmessungen und Ausführungsformen der auf den Gehäuse flächen 6 bzw. 3 aufgebrachten Schichtbereiche für die Induktivitäten 51 und 52 sind je nach den schaltungstechnischen und strukturmäßigen Be dürfnissen und Gegebenheiten wählbar. Durch entsprechende Wahl der auf gebrachten Leiterstruktur läßt sich die jeweils gewünschte Spulenwirkung erzielen. Dabei ist es nicht notwendig, daß die Leiterstrukturen auf der Innen- und Außenfläche 3 bzw. 6 des Kunststoffteils 2 deckungsgleich zu einander sind.The structures, dimensions and embodiments of the layer areas for the inductors 51 and 52 applied to the housing surfaces 6 and 3 can be selected depending on the circuitry and structural needs and conditions. The respectively desired coil effect can be achieved by appropriate selection of the conductor structure applied. It is not necessary for the conductor structures on the inner and outer surfaces 3 and 6 of the plastic part 2 to be congruent with one another.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Fig. 7 und 8 erläutert, wobei Teile, die denen vorausgegangener Figuren entspre chen, auch in den Fig. 7 und 8 mit denselben Bezugszeichen versehen sind.A further exemplary embodiment is explained below with reference to FIGS . 7 and 8, parts corresponding to those of previous figures also being provided with the same reference numerals in FIGS . 7 and 8.
Das in Fig. 7 und 8 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Resonanzbandfilterschaltung. Die induktive Signalübertragung durch das Gehäuse 1 erfolgt analog zu dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel über Induktivitäten 51 und 52, die magnetisch gekop pelt sind, wie dies durch den Doppelpfeil 53 angedeutet ist. Die An schlüsse bzw. Kontaktierungsflächen 54 und 55 der auf der Außenfläche 6 ausgebildeten Induktivität 51 sind jeweils mit einer Kapazität 73 ver bunden, die der Induktivität 51 demgemäß parallel liegt. Die auf der In nenfläche 3 des Kunststoffteils 2 ausgebildete Induktivität 52 ist mit ihren Anschlüssen bzw. Kontaktierungsflächen 71 und 72 mit dem jeweili gen Anschluß einer weiteren Kapazität 74 verbunden, so daß die Indukti vität 52 und die Kapazität 74 einander parallel liegen. Die Schaltungs anordnung bildet eine Resonanzbandfilterstruktur.The exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 7 and 8 shows a resonance band filter circuit. The inductive signal transmission through the housing 1 takes place analogously to the embodiment shown in FIGS . 5 and 6 via inductors 51 and 52 , which are magnetically coupled, as indicated by the double arrow 53 . The connections or contacting surfaces 54 and 55 of the inductor 51 formed on the outer surface 6 are each connected to a capacitance 73 , which is accordingly parallel to the inductor 51 . The inductor 52 formed on the inner surface 3 of the plastic part 2 is connected with its connections or contacting surfaces 71 and 72 to the respective connection of a further capacitance 74 , so that the inductance 52 and the capacitance 74 lie parallel to one another. The circuit arrangement forms a resonance band filter structure.
In Fig. 8 ist ein strukturelles Ausführungsbeispiel der in Fig. 7 teil weise im Schnitt dargestellten schematischen und ersatzschaltbildhaften Wiedergabe in Blickrichtung von außen auf die Außenfläche 6 des Gehäuses 1 gezeigt. Die Induktivität bzw. Spule 51 ist in entsprechender Weise, wie dies anhand von Fig. 6 dargestellt und beschrieben wurde, mäander förmig zwischen den Kontaktierungsflächen 54 und 55 ausgebildet. Im Ge gensatz zu der in Fig. 6 dargestellten Anordnung steht die Kontaktie rungsfläche 54 mit einer kammartigen Struktur 81 in Verbindung, die ebenfalls auf der Außenfläche 6 des Kunststoffteils 2 beispielsweise durch Ätzen oder Maskenaufdampfen gebildet ist. Eine entsprechende kam merartige Struktur 82, deren Kammlamellen in die Zwischenräume zwischen den Kammlamellen der Kammstruktur 81 ragen, ist mit der Kontaktierungs fläche 55 verbunden. Die Kammstrukturen 81 und 82 bilden die Kapazität bzw. den Kondensator 73. FIG. 8 shows a structural exemplary embodiment of the schematic and equivalent circuit diagram-like representation, partially shown in section in FIG. 7, in the direction of view from the outside onto the outer surface 6 of the housing 1 . The inductance or coil 51 is formed in a corresponding manner, as was shown and described with reference to FIG. 6, in a meandering shape between the contacting surfaces 54 and 55 . In contrast to the arrangement shown in FIG. 6, the contact surface 54 is connected to a comb-like structure 81 , which is also formed on the outer surface 6 of the plastic part 2, for example by etching or mask evaporation. A corresponding came mer-like structure 82 , the comb lamellae of which protrude into the spaces between the comb lamellae of the comb structure 81 , is connected to the contacting surface 55 . Comb structures 81 and 82 form capacitance and capacitor 73, respectively.
Auf der Innenfläche 3 des Kunststoffteils 2 sind in entsprechender Weise die Mäanderstrukturen für die Spule bzw. Induktivität 52 und die Kamm strukturen für den Kondensator bzw. die Kapazität 74 ausgebildet. Die jeweiligen Strukturen auf der Innen- und Außenfläche 3 bzw. 6 müssen da bei jedoch nicht deckungsgleich zueinander sein.On the inner surface 3 of the plastic part 2 , the meandering structures for the coil or inductor 52 and the comb structures for the capacitor or the capacitor 74 are formed in a corresponding manner. The respective structures on the inner and outer surfaces 3 and 6 do not have to be congruent with each other.
Durch entsprechende Wahl der Leiterstruktur, der Wandstärke und/oder Be reiche aus leitendem Material ist es möglich, die Kapazitäts- und/oder Induktivitätswerte entsprechend zu wählen und dadurch den Kopplungsfak tor und die Filtereigenschaften den jeweiligen Erfordernissen anzupas sen. Die mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung er zielte Resonanzbandfilterschaltung ermöglicht auf einfache Weise eine galvanische Trennung der Schaltung außerhalb des Gehäuses 1 von der Schaltung im Innern desselben.By appropriate selection of the conductor structure, the wall thickness and / or areas made of conductive material, it is possible to select the capacitance and / or inductance values accordingly and thereby adapt the coupling factor and the filter properties to the respective requirements. With this embodiment of the circuit according to the invention, he aimed resonance band filter circuit enables in a simple manner a galvanic separation of the circuit outside the housing 1 from the circuit inside the same.
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Abwandlungen und Ausge staltungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise können die in den Figuren gezeigten und anhand der selben beschriebenen Ausführungsformen auch ganz oder teilweise kombi niert werden. Weiterhin ist es möglich, andere Schaltungsanordnungen in der erfindungsgemäßen Weise durch Ausbildung von Schaltungsbauteilen auf den Innen- und/oder Außenflächen 3 bzw. 6 eines Kunststoffteils 2 zu verwirklichen.The invention has been described with reference to preferred embodiments of the invention. However, numerous modifications and events are possible to the person skilled in the art without thereby departing from the inventive idea. For example, the embodiments shown in the figures and described using the same described embodiments can also be combined in whole or in part. Furthermore, it is possible to implement other circuit arrangements in the manner according to the invention by forming circuit components on the inner and / or outer surfaces 3 and 6 of a plastic part 2 .
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