EP0031869A2 - Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder - Google Patents

Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder Download PDF

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EP0031869A2
EP0031869A2 EP80105013A EP80105013A EP0031869A2 EP 0031869 A2 EP0031869 A2 EP 0031869A2 EP 80105013 A EP80105013 A EP 80105013A EP 80105013 A EP80105013 A EP 80105013A EP 0031869 A2 EP0031869 A2 EP 0031869A2
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coaxial cable
connector
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conductor strip
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Johannes Dipl.-Ing. Schmitz
Roland Röhrbein
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ANT Nachrichtentechnik GmbH
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/085—Coaxial-line/strip-line transitions

Definitions

  • the invention relates to a transition from a coaxial cable to a multi-pin connector.
  • crosstalk attenuation and reflection or transmission loss of a connector are generally not as high as for analog transmission.
  • the crosstalk fung and the reflection or transmission loss at the connection points can take somewhat less favorable values than in the transmission of analog signals without any significant disturbing influence on the signal transmission.
  • the invention is therefore based on the object of replacing the customary coaxial connector with a multi-pole connector which is connected to a coaxial cable by means of a transition which is simple to produce.
  • the transition from a coplanar ribbon cable with a conductor strip which is surrounded by a conductive surface, and insulated from it is that the inner conductor of the coaxial cable with one end of the conductor strip and the outer conductor at least one
  • the point in contact with the conductive surface of the ribbon cable is that the other end of the conductor strip is contacted with a pin of the multipole connector and at least one of the pins adjacent to this pin is contacted with the conductive surface of the ribbon cable.
  • An expedient embodiment of the invention consists in that the contacting points of the coaxial outer cable on the conductive surface of the ribbon cable are arranged symmetrically around the contacting point of the coaxial cable inner conductor with the conductor strip, that the contacting points of the connector on the conductive surface are also around the contact point of the connector with the conductor strip are arranged symmetrically distributed and that the ratio between the width of the conductor strip and the width of the recess in the conductive surface of the ribbon cable, in which the conductor strip is located, is chosen so that the characteristic impedance of the coaxial cable to the Connector is adapted, the characteristic impedance Z b of the ribbon cable depending on the dielectric constant ⁇ r of the base material and the ratio between the width of the recess in the conductive surface and the width of the conductor strip is determined by
  • the coplanar ribbon cable has a conductive surface 4 with an elongated recess 5 of width B, in which a conductor strip 6 of width b - insulated from the conductive surface 4 - is embedded.
  • the wave resistance of this coplanar ribbon cable depends on the ratio between the width B of the cutout 5 and the width b of the conductor strip 6.
  • the wave resistance of the ribbon cable can be determined using the following equation:
  • the characteristic impedance Z b is such that there is an optimal match between the characteristic impedance of the coaxial cable and that of the multi-pole connector. Meinke / Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer Verlag, 1968, 3rd edition, p. 384, shows that a. Resistance matching occurs when the characteristic impedance of the matching line is equal to the geometric mean of the two resistors to be matched.
  • the contacting of the coaxial cable 2 and the multi-pin connector 3 with the ribbon cable should take place so that the homogeneity of the field on the ribbon cable is not disturbed as far as possible.
  • the outer conductor 7 of the coaxial cable is contacted (e.g. soldered) with the conductive surface 4 at several points 8.
  • the four contact points of the outer conductor present here are arranged in the vicinity of the contact point 9 of the inner conductor 10 with one end of the conductor strip 6 distributed in a semicircular manner symmetrically around the latter.
  • the multi-pin connector 3 is connected to the other end of the strip conductor by a pin 11 and the pins 12 adjacent to this pin 11, the position of which is predetermined by the pin pitch of the multi-pin connector 3 used, are in contact with the conductive surface 4.
  • the pins 12 are distributed symmetrically around the contact point of the pin 11 with the conductor strip connected to the conductive surface.
  • Fig. 2 shows a releasable connection of a coaxial cable 13 to a subrack 14.
  • the coaxial cable is connected to one end of an above-described ribbon cable 15, the other end of which is connected to a female connector 16.
  • a male connector 17 is arranged, which is plugged into the female connector 16.
  • ribbon cable structure on the subrack, which creates the connection and resistance adjustment between the male connector and the assemblies.
  • FIG. 3 Another application example of the invention is shown in FIG. 3. This is a plug connection between two coaxial cables.
  • the two coaxial cables 18 and 19 are each contacted with a ribbon cable 20 and 21.
  • a ribbon cable is connected to a male connector 22 which is plugged onto the female connector 23 arranged on the other ribbon cable.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang aus einer koplanaren Bandleitung (1) mit einem Leiterstreifen (6), der von einer leitenden Fläche (4), und zwar isoliert von dieser, umgeben ist, besteht, dass der Innenleiter (10) des Koaxialkabels (2) mit einem Ende des Leiterstreifens und derAussenleiter (7) mindestens an einer Stelle (8) mit der leitenden Fläche (4) der Bandleitung kontaktiert ist, dass das andere Ende des Leiterstreifens (6) mit einem Stift (11) des mehrpoligen Steckverbinders (3) und mindestens einer der diesem Stift (11) benachbarten Stifte (12) mit der leitenden Fläche (4) der Bandleitung kontaktiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder.
  • Üblicherweise bestehen lösbare Verbindungen von Koaxialkabeln miteinander oder von Koaxialkabeln mit Baugruppenträgern aus Koaxialsteckverbindern. Solche Koaxialsteckverbinder erfüllen hohe Anforderungen, z.B. an die Reflexions- bzw. Durchlaßdämpfung. Daher bietet sich ihr Einsatz bei der Übertragung von Analogsignalen an. Eine hohe elektrische Qualität der Koaxialsteckverbinder erfordert aber eine präzise Herstellung, weshalb derartige Steckverbinder sehr teuer sind.
  • Bei der Übertragung digitaler Signale sind im allgemeinen keine so hohen Anforderungen an die Nebensprechdämpfung und die Reflexions- bzw. Durchlaßdämpfung eines Steckverbinders zu stellen wie bei der Analogübertragung. Die Nebensprechdämpfung und die Reflexions- bzw. Durchlaßdämpfung an den Verbindungsstellen können ohne nennenswerte störende Einflußnahme auf die Signalübertragung etwas ungünstigere Werte als bei der Übertragung analoger Signale annehmen.
  • Der Einsatz von Koaxialsteckverbindern unter diesen Bedingungen würde eine unnötige Redundanz in Bezug auf die elektrische Qualität einer lösbaren Verbindung mit sich bringen, die eine Verteuerung der Geräte zur Folge hat.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den gebräuchlichen Koaxialsteckverbinder durch einen mehrpoligen Steckverbinder, der mittels eines einfach herzustellenden Überganges mit einem Koaxialkabel verbunden ist, zu ersetzen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadureh gelöst, daß der Übergang aus einer koplanaren Bandleitung mit einem Leiterstreifen der von einer leitenden Fläche, und zwar isoliert von dieser, umgeben ist, besteht, daß der Innenleiter des Koaxialkabels mit einem Ende des Leiterstreifens und der Außenleiter mindestens an einer Stelle mit der leitenden Fläche der Bandleitung kontaktiert ist, daß das andere Ende des Lei.terstrei- fens mit einem Stift des mehrpoligen Steckverbinders und mindestens einer der diesem Stift benachbarten Stifte mit der leitenden Fläche der Bandleitung kontaktiert ist.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Kontaktierungsßtellen des Koaxi.alkabelaußenleiters auf der leitenden Fläche der Bandleitung um die Kontaktierungsstelle des Koaxialkabelinnenleiters mit dem Leiterstreifen symmetrisch verteilt angeordnet sind, daß ebenfalls die Kontaktierungsstellen des Steckverbinders auf der leitenden Fläche um die Kontaktierungsstelle des Steckverbinders mit dem Leiterstreifen symmetrisch verteilt angeordnet sind und daß das Verhältnis zwischen der Breite des Leiterstreifens und der Breite der Aussparung in der leitenden Fläche der Bandleitung, in der der Leiterstreifen liegt, so gewählt ist, daß der Wellenwiderstand des Koaxialkabels an den des Steckverbinders angepaßt ist, wobei der Wellenwiderstand Zb der Bandleitung in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstanten εr des Basismaterials und von dem Verhältnis zwischen der Breite der Aussparung in der leitenden Fläche und der Breite des Leiterstreifens bestimmt ist durch
    Figure imgb0001
  • Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 den Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder,
    • Fig. 2 eine Steckverbindung zwischen einem Koaxialkabel und einem Baugruppenträger und
    • Fig. 3 eine Steckverbindung zwischen zwei Koaxialkabeln.
  • In der Fig. 1 ist ein aus einer koplanaren Bandleitung 1 bestehender Übergang von einem Koaxialkabel 2 auf einen handelsüblichen mehrpoligen Steckverbinder 3 dargestellt. Die koplanare Bandleitung besitzt eine leitende Fläche 4 mit einer länglichen Aussparung 5 der Breite B, in die ein Leiterstrei- fen 6 der Breite b - isoliert von der leitenden Fläche 4 - eingebettet ist. Der Wellenwiderstand dieser koplanaren Bandleitung hängt neben der Dielektrizitätskonstanten ε r des Basismaterials von dem Verhältnis zwischen der Breite B der Aussparung 5 und der Breite b des Leiterstreifens 6 ab. Der
  • Wellenwi.derstand der Bandleitung läßt sich über folgende Gleichung, bestimmen:
    Figure imgb0002
  • Der Wellenwiderstand Zb ist so bemessen, daß eine optimale Anpassung zwischen dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels und dem des mehrpoligen Steckverbinders besteht. Aus Meinke/ Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer Verlag, 1968, 3. Auflage, S. 384, geht hervor, daß eine. Widerstandsanpassung dann vorliegt, wenn der Wellenwiderstand der Anpassungsleitung gleich dem geometrischen Mittel der beiden anzupassenden Widerstände ist.
  • Um ei.ne geringe Durchlaßdämpfung bzw. hohe Reflexi.onsdämpfung des Übergangs zu erzielen, sollte die Kontaktierung des Koaxialkabels 2 und des mehrpoligen Steckverbinders 3 mit der Bandleitung so erfolgen, daß die Homogenität des Feldes auf der Bandleitung möglichst nicht gestört wird. Aus diesem Grund ist der Außenleiter 7 des Koaxialkabels an mehreren Stellen 8 mit der leitenden Fläche 4 kontaktiert (z.B. verlötet). Die hier vorhandenen vier Kontaktstellen des Außenleiters sind in der Nähe der Kontaktstelle 9 des Innenleiters 10 mit einem Ende des Leiterstreifens 6 halbkreisförmig symmetrisch um diese verteilt angeordnet. Der mehrpolige Steckverbinder 3 ist mit einem Stift 11 mit dem anderen Ende des Streifenleiters verbunden und die diesem Stift 11 benachbarten Stifte 12, deren Position durch das Stiftraster des verwendeten mehrpoligen Steckverbinders 3 vorgegeben ist, sind mit der leitenden Fläche 4 kontaktiert. Auch hier sind, damit die Homogenität des elektrischen Feldes möglichst wenig gestört wird, die Stifte 12 symmetrisch um die Kontaktstelle des Stiftes 11 mit dem Leiterstreifen verteilt mit der leitenden Fläche verbunden.
  • Im folgenden werden zwei Beispiele für die Anwendung einer oben beschriebenen Koaxialverbindung wiedergegeben.
  • Fig. 2 zeigt eine lösbare Verbindung eines Koaxialkabels 13 mit einem Baugruppenträger 14. Das Koaxialkabel ist an ein Ende einer oben beschri.ebenen Bandleitung 15 angeschlossen, deren anderes Ende mit einer Federleiste 16 verbunden ist. Auf dem Baugruppenträger 14 ist eine Messerleiste 17 angeordnet, die auf die Federleiste 16 gesteckt ist. Auf dem Baugruppenträger ist ebenfalls eine Bandleitungsstruktur, die die Verbindung und Widerstandsanpassung zwischen der Messerleiste und den Baugruppen herstellt.
  • An Einsätzen zur Aufnahme von Baugruppenträgern sind bisher die oftmals sehr vielen Anschlüsse für Koaxialkabel durch teure Koaxialstecker realisiert worden. Eine wesentliche Einsparung für solche Einsätze bringt es, wenn sämtliche Koaxialstecker durch preiswerte mehrpolige Steckverbinder mit daran angeschlossenen Bandleitungen als Übergänge auf die Koaxialkabel ersetzt werden. Es lassen sich hierbei mehrere Bandleitungen auf einer Platine anordnen, die mit einer Reihe vcn mehrpoligen Steckverbindern bestückt und an der Rückseite eines Einsatzes angeordnet ist.
  • Ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Und zwar handelt es sich hier um eine Steckverbindung zwischen zwei Koaxialkabeln. Die beiden Koaxialkabel 18 und 19 sind mit je einer Bandleitung 20 und 21 kontaktiert.
  • Eine Bandleitung ist mit einer Messerleiste 22 verbunden, die auf die an der anderen Bandleitung angeordnete Federleiste 23 gesteckt ist.

Claims (5)

1. Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbi.nder, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang aus einer koplanaren Bandleitung (1) mit einem Leiterstreifen (6), der von einer leitenden Fläche (4), und zwar isoliert von dieser, umgeben ist, besteht, daß der Innenleiter (10) des Koaxialkabels (2) mit einem Ende des Leiterstreifens und der Außenleiter (7) mindestens an einer Stelle (8) mit der leitenden Fläche (4) der Bandleitung kontaktiert ist, daß das andere Ende des Leiterstreifens (6) mit einem Stift (11) des mehrpoligen Steckverbinders (3) und mindestens einer der diesem Stift (11) benachbarten Stifte (12) mit der leitenden Fläche (4) der Bandleitung kontaktiert ist.
2. Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsstellen (8) des Koaxialaußenleiters (7) auf der leitenden Fläche (4) der Bandleitung um die Kontaktierungsstelle.(9) des Koaxialkabelinnenleiters (10) mit dem Leiterstreifen (6) symmetrisch verteilt angeordnet sind und daß ebenfalls die Kontaktierungsstellen (12) des Steckverbinders (3) auf der leitenden Fläche um die Kontaktierungsstelle (11) des Steckverbinders mit dem Leiterstreifen symmetrisch verteilt angeordnet sind.
3. Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Breite (b) des Leiterstreifens (6) und der Breite (B) der Aussparung (5) in der leitenden Fläche (4) der Bandleitung, in der der Leiterstreifen liegt, so gewählt ist, daß der Wellenwiderstand des Koaxialkabels (2) an den des Steckverbinders angepaßt ist.
4. Übergang von einem Koaxialkabel auf einen mehrpoligen Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzei.chnet, daß der Wellenwiderstand Zb der koplanaren Bandleitung (1) in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstanten εr ihres Basismaterials und von dem Verhältnis zwischen der Breite (B) der Aussparung (5) in der leitenden Fläche (4) und der Breite (b) des Leiterstreifens (6) bestimmt ist durch
Figure imgb0003
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