EP1849208B1

EP1849208B1 - Koaxialer hf-steckverbinder

Info

Publication number: EP1849208B1
Application number: EP05824999A
Authority: EP
Inventors: Ralf Häntsch; Joachim Herold; Manfred Stolle; Stephan Wenig
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: US7510434B2; CA2591935C; CN101099261A; WO2006087024A1; CN100561795C; ATE403241T1; US20080139044A1; ES2309828T3; CA2591935A1; PL1849208T3; EP1849208A1; DE102005007589B3; DE502005004916D1

Description

Die Erfindung betrifft einen koaxialen HF-Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Koaxiale HF-Steckverbinder werden in der Elektrotechnik vielfach eingesetzt. Ein häufiger Anwendungsfall ist dabei die Verwendung derartiger Koaxialsteckverbinder als Schnittstelle an Gehäusen für den Anschluss von Koaxialleitungen, auf denen Hochfrequenznutzsignale (HF-Signale) übertragen werden.
In vielen Einsatzfällen werden über die gleichen Koaxialleitungen aber nicht nur Hochfrequenznutzsignale, sondern auch niederfrequente Steuersignale und/oder eine Gleichspannung, beispielsweise auch zur Stromversorgung der hierüber angeschlossenen und verbundenen Geräte, übertragen. Einer dieser Anwendungsfälle ist beispielsweise die Stromversorgung von Kopfstellen, Satellitenempfangsanlagen etc.
Von daher ist es bekannt, in der Übertragungsstrecke entsprechende Verzweigungseinrichtungen vorzusehen, worüber die hochfrequenten Nutzsignale (HF-Signale) von einem Gleichspannungsanteil oder einem niederfrequenten Steuersignal (NF-Signal) getrennt werden können. Häufig erfolgt dies durch Zwischenschaltung von Kondensatoren oder Kondensatoreneinrichtungen, über die hinweg die hochfrequenten Nutzsignale übertragen werden können, während der Gleichspannungsanteil und/oder die niederfrequenten Steuersignale ausgekoppelt werden.
Für eine derartige Einrichtung werden aber zusätzliche Baugruppen benötigt, die in der Regel in einem separaten Gehäuse oder in einer separaten Kammer in einem Gehäuse eines nachgeschalteten, der Signalverarbeitung dienenden Gerätes mit integriert untergebracht sind.
Ein gattungsbildender koaxialer Connector ist beispielsweise aus der US 4,575,694 bekannt geworden. Bei einem hieraus bekannten HF-Steckverbinder ist eine Bohrung im Außenleitermaterial vorgesehen, um hier eine schaltbare Abschlussimpedanz vorzusehen.
Aus der EP 0 129 820 A2 ist ferner ein Koppelelement zum Anschluss einer Signalübertragungseinrichtung an eine koaxiale Hauptleitung als bekannt zu entnehmen. Es handelt sich dabei um ein kapazitives Koppelelement zum Anschluss einer Signalübertragungseinrichtung an eine koaxiale Hauptleitung. Dabei ist ein koaxialer Abgriff unter Verwendung eines koaxialen Segmentes des Außenleiters vorgesehen.
Schließlich ist aus der DE 102 08 402 A1 grundsätzlich zu entnehmen, dass elektrische Bauteile auch in einem Dielektrikum angeordnet sein können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, einen verbesserten koaxialen HF-Steckverbinder zu schaffen, der eine kompakte Auskopplung niederfrequenter Steuersignale und/oder Gleichspannungsanteile von einem hochfrequenten Nutzsignal ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch ihre Kompaktheit und durch ihre variable Einsatzmöglichkeit aus.
Erfindungsgemäß ist nämlich nunmehr vorgesehen, dass die entsprechende Trennungseinrichtung zur Trennung hochfrequenter Nutzsignale von niederfrequenten Steuersignalen und/oder einer Fernspeisespannung (Gleichspannungsanteil) in dem koaxialen Steckverbinder selbst untergebracht ist.
Der koaxiale Steckverbinder weist dabei anschlussseitig wie herkömmliche koaxiale Steckverbinder auch, einen Außenleiter sowie einen durch ein Dielektrikum getrennt gehaltenen Innenleiter auf. Zusätzlich umfasst der erfindungsgemäße Kontaktsteckverbinder nunmehr aber eine Verzweigungsschaltung mit einem HF-Innenleiter, auf welchem die Hochfrequenzsignale weiter übertragen werden, und einem NF-Innenleiter, auf welchem die niederfrequenten Steuersignale und/oder der Gleichspannungsanteil für die gegebenenfalls benötige Fernspeisespannung ausgekoppelt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt dies durch einen λ/4 Sperrtopf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieser Sperrtopf in einer entsprechenden Bohrung im Steckverbinder-Außenleiter untergebracht, wodurch eine nochmalige Verbesserung bezüglich der HF-Signal-Dämpfung realisiert wird.
Es hat sich als günstig erwiesen, die Verzweigungsschaltung so umzusetzen, dass der HF-Innenleiter und der NF-Innenleiter parallel zueinander verlaufen. Aber auch eine zumindest leicht divergierende Ausrichtung ist möglich, wobei der Winkel bevorzugt weniger als ± 10°, insbesondere weniger als ± 5° zwischen den beiden Verzweigungsleitungen aufweisen soll.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt der HF-Signalleiter in axialer Verlängerung von dem Steckverbinder-Innenleiter weitergeführt und der NF-Innenleiter als Verzweigungsleitung mit Radialversatz zum HF-Signalleiter ausgangsseitig im Koaxialverbinder angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich. Schließlich ist grundsätzlich sogar denkbar, dass die Verzweigungsschaltung so ausgebildet ist, dass die beiden bevorzugt parallel zueinander verlaufenden Leitungszweige für den HF- und die NF-Signale beide mit Radialversatz zum steckerseitigen koaxialen Innenleiter zu liegen kommen.
Die gesamte Anordnung kann derart ausgebildet sein, dass der vormontierte Steckverbinder-Innenleiter mit aufgesetztem Dielektrikum und der Verzweigungsanordnung bestehend aus dem HF-Innenleiter und dem NF-Innenleiter mit dem zugehörigen Sperrtopf von der Steckerseite aus her in den Außenleiter eingeführt und montiert werden kann. Die gesamte Anordnung kann aber auch derart ausgebildet und gestaltet sein, dass eine entsprechende Montage von der gegenüberliegenden Seite her möglich ist oder dass die Montage der Steckverbinderkomponenten beidseitig erfolgt.
Je nach speziellem Anwendungsfall ist es dabei in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls möglich, mehrere unterschiedlich lange Sperrtöpfe im Steckverbinder einzusetzen. Dadurch kann eine Anpassung an den jeweils zu übertragenden HF-Frequenzbereich und die gewünschte Sperrwirkung und Dämpfung vorgenommen werden.
Aus der Schilderung der Erfindung ergibt sich, dass durch den Wegfall eines speziellen Gehäuses oder einer speziellen Kammer in einem Gehäuse und durch die Unterbringung der Verzweigungseinrichtung einschließlich der zugehörigen Dämpfungseinrichtung im Steckverbinder eine beachtliche Platzeinsparung realisierbar ist. Besonders überraschend ist dabei, dass dies letztlich nicht zu einer Vergrößerung oder relevanten Vergrößerung des Steckverbinders führt oder führen muss. Zudem ist der erfindungsgemäße Steckverbinder äußerst kostengünstig herstellbar, da im Gegensatz zu herkömmlichen Steckverbindern lediglich im Außenleiter eine zusätzliche Bohrung notwendig ist.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1:: eine schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Koaxialverbinder;
Figur 2:: eine vergrößerte Detaildarstellung des Sperrtopfes für den NF-Signal-Auskopplungszweig;
Figur 3a:: eine schematische perspektivische Darstellung des Steckverbinder-Innenleiters, der in den HF-Innenleiter übergeht;
Figur 3b:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 3a, wobei in der Darstellung gemäß 3b noch der den Innenleiter gegenüber dem Außenleiter haltende als Dielektrikum ausgebildete Abstandshalter sowie der NF-Innenleiter mit Sperrtopf vormontiert ist;
Figur 4a:: eine zu Figur 1 entsprechende verkleinerte Schnittdarstellung ohne ausgangsseitig an dem HF-Innenleiter angeschlossenes Koaxialkabel;
Figur 4b:: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Koaxialverbinders mit Blick auf die Steckerseite;
Figur 4c:: eine weitere perspektivische Darstellung des in den Figuren 4a und 4b gezeigten erfindungsgemäßen Steckverbinders mit Blick auf die rückwärtige Verzweigungsseite;
Figur 5:: eine zu Figur 1 im Axialschnitt wiedergegebene Darstellung des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinders der an der Außenwand eines Elektrogerätes angeschlossen ist;
Figur 6:: eine zu Figur 5 leicht abgewandelte Schnittdarstellung eines zum Anschluss an einer Gehäusewand geeigneten Koaxialsteckverbinders im Axialschnitt, bei dem HF- und NF-Innenleiter(9 bzw. 27) in das Gehäuse geführt werden.
Figur 6a:: eine verkleinerte Axialschnittdarstellung entsprechend Figur 6, jedoch ohne eingesetzten Innenleiter;
Figur 6b:: eine perspektivische Darstellung des in Figur 6a gezeigten Außenleiters mit Blick auf die Steckseite;
Figur 6c:: eine entsprechende perspektivische Darstellung des in den Figuren 6a und 6b gezeigten Außenleiters mit Blick auf die rückwärtige Anschlussseite; und
Figur 7:: ein erfindungsgemäßer Koaxialsteckverbinder, der gegenüber der Darstellung nach Figur 1 eine Auskoppeleinheit (23) mit größerem Außendurchmesser aufweist.

Nachfolgend wird auf Figur 1 Bezug genommen, in welcher im axialen Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
In Figur 1 ist im Axialschnitt ein Koaxialsteckverbinder 1 wiedergegeben, der einen Steckverbinder-Außenleiter 3 und steckeranschlussseitig (also in Figur 1 links liegend) koaxial dazu in bekannter Weise einen Steckverbinderinnenleiter 5 umfasst, der über einen Isolator, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein scheibenförmiges Dielektrikum 7 im Außenleiter 3 unter Vermeidung eines elektrisch-galvanischen Kontaktes zwischen Innen- und Außenleiter gehalten ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Steckverbinder-Innenleiter steckeranschlussseitig eine buchsenförmige Erweiterung 5'. Ebenso kann an dieser Stelle aber auch ein stiftförmiger Innenleiteranschluss vorgesehen sein.
Der so gebildete Koaxialsteckverbinder ist bevorzugt auf seiner koaxialen Anschlussseite 8 genormt, beispielsweise als 7/16-Verbinder nach EN 122 190 ausgebildet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel geht dann der genormte Bereich auf der Anschlussseite 8 in axialer Verlängerung des Steckverbinder-Innenleiters 5 in einen HF-Innenleiter 9 über, und zwar über einen sich verjüngenden Zwischenabschnitt 5".
Aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass die an der Steckerseite befindliche zentrale Öffnung oder Bohrung 12a, in welcher auch die buchsenförmige Erweiterung 5' des Koaxialsteckverbinders angeordnet ist, über eine sich kegel- oder kegelstumpfförmig verjüngende Zwischenbohrung 12b in eine austrittseitige Axialbohrung 12c übergeht, in welcher der HF-Innenleiter 9 im Abstand zur Wandung des Steckverbinder-Außenleiters 3 zu liegen kommt.
Die Übergänge von Steckverbinder-Innenleiter 5 zu HF-Innenleiter 9 sowie von Bohrung 12a zu Bohrung 12c müssen nicht wie im Ausführungsbeispiel stetig verlaufen. Es sind auch sprunghafte Durchmesseränderungen zwischen den Abschnitten möglich.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel endet der HF-Innenleiter 9 vor dem stirnseitigen Außenleiterende 10, wo in Radialrichtung verlaufend ein die HF-Signale (Hochfrequenz-Signale) weiterleitendes koaxiales Anschlusskabel 13 über eine Radialbohrung 15 im Steckverbinder-Außenleiter 3 angeschlossen ist. Dazu ist das koaxiale Anschlusskabel 13 an seinem Anschlussende entsprechend abgestuft abisoliert, der zugehörige Innenleiter 13a durch einen vorzugsweise nutartigen Ausbruch im HF-Innenleiter 9 hindurchgeführt und mit diesem verlötet. Dass den Innenleiter 13a umgebende Dielektrikum 13c isoliert den Innenleiter gegenüber dem Steckverbinder-Außenleiter und ist dazu in die Radialbohrung 15 eingeführt. Der abgestufte Außenleiter 13b ist stirnseitig an dem buchsenförmigen Anschlussabschnitt 17, welcher Teil des Steckverbinder-Außenleiters 3 ist, stirnseitig und/oder am Umfangsabschnitt elektrisch-galvanisch kontaktiert. Mit 13d ist die Außenisolierung des koaxialen Anschlusskabels 13 gezeigt.
Über den Steckverbinder-Innenleiter 5 und damit über den zu dem Steckverbinder-Innenleiter 5 gehörenden HF-Innenleiter 9 werden also hochfrequente Signale (HF-Signale) von der koaxialen Anschlussseite 8 ausgangsseitig an das angeschlossene Koaxialkabel 13 weitergeleitet.
Wird nunmehr an dem derartigen Koaxialverbinder anschlussseitig ein Koaxialkabel angeschlossen, über welches nicht nur HF-Signale (also hochfrequente Nutzsignale), sondern auch NF-Signale (beispielsweise niederfrequente Steuersignale und/oder auch eine Fernspeisespannung oder Gleichspannung) übertragen werden, so sollen diese mittels des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinders über einen Auskoppelzweig ausgekoppelt werden. Dies bedeutet also, dass die Entkopplung im Auskoppelzweig für den Frequenzbereich des HF-Signals möglichst groß sein soll.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist parallel zu der austrittseitigen Axialbohrung 12c (mit kleinerem Durchmesser als die eintrittseitige Axialbohrung 12a) dann im Material des Steckverbinder-Außenleiters 3 eine weitere Bohrung 21 eingebracht, in welcher der erwähnte Auskoppelzweig 23 untergebracht ist, der aus NF-Innenleiter 27, Innendielektrikum 35, Sperrtopf 31 und Außendielektrikum 37 besteht. Der NF-Innenleiter ist dabei in einen Radialabschnitt 27a und einen im gezeigten Ausführungsbeispiel axialen Abschnitt 27b gegliedert, der parallel zum HF-Innenleiter 9 verläuft.
Wie aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 aber auch aus der nachfolgend noch erörterten perspektivischen Darstellung gemäß den Figuren 3a und 3b hervorgeht, ist in dem HF-Innenleiter 9 - bei Bedarf aber auch im Übergangsstück 5" oder noch weiter zum Anschlussende des Steckverbinder-Innenleiters 5 hin - einer Radialbohrung 24a (Figuren 3a und 3b) vorgesehen, in welcher der radiale Abschnitt 27a des NF-Innenleiters 27 eingesteckt, elektrisch kontaktiert und gegebenenfalls ergänzend noch angelötet ist.
Auf dem axialen Abschnitt 27b des NF-Innenleiters 27 ist ein Sperrtopf 31 vorgesehen. Der NF-Innenleiter 27 des Auskoppelzweiges 23 ist mit dem Boden 31b des Sperrtopfes 31 verlötet, und zwar an der Lötstelle 34. Die entsprechenden Verhältnisse sind in vergrößerter Detaildarstellung in Figur 2 wiedergegeben.
Beträgt die Länge der Innenbohrung des Sperrtopfes $L = \frac{1}{\sqrt{ϵr}} x \frac{λ}{4},$

wobei ε_r die entsprechende Dielektrizitätskonstante des verwendeten Innendielektrikums 35 und λ die mittlere Wellenlänge des in dem HF-Zweig zu übertragenden Frequenzbereiches ist, vorzugsweise die mittlere Wellenlänge dieses Frequenzbereiches, so wird der hierdurch gebildete Kurzschluss im Inneren des mit Kunststoff oder allgemein mit einem Dielektrikum 35 gefüllten Sperrtopfes an das offene Ende des Sperrtopfes in einen Leerlauf transformiert (λ/4 elektrische Länge). Dieser Leerlauf an der offenen Seite 31c des Sperrtopfes 31 ist sehr nahe an der Abzweigstelle 24 des Auskoppelzweiges 23 vorgesehen und bewirkt dadurch, dass das HF-Signal nicht in den Auskoppelzweig 23, sondern in den HF-Zweig und damit über den HF-Innenleiter 9 fließt.
Anstelle eines Dielektrikums 35 (Innendielektrikum 35) sowie des Dielektrikums 37 (Außendielektrikum 37), welches häufig aus Kunststoff besteht, kann grundsätzlich aber auch ein Dielektrikum aus einem anderen Material, selbst aus Luft oder dergleichen, verwendet werden.
Um die Dämpfung für das HF-Signal in dem NF-Auskoppelzweig 23 aber noch weiter zu verbessern, ist ferner ein sehr geringer Abstand zwischen der äußeren Mantelfläche des Sperrtopfes und der den Sperrtopf umgebenden angrenzenden Wand 21a der Bohrung 21 gebildet. Dieser Abstandsraum zwischen der Außen- oder Umfangsfläche des Sperrtopfes 31 und der angrenzenden Innenwandung 21a der Bohrung 21, in welchem der Sperrtopf sitzt, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines Isolators oder Dielektrikum 37 ausgefüllt, um eine elektrisch-galvanische Verbindung sicher zu vermeiden.
Dieser geringe Abstand zwischen der Außenseite des Sperrtopfes und dem Gehäuse (also dem Außenleiter des Auskoppelzweiges) bewirkt, dass die Entkopplung nochmals erhöht wird. Die Grenze für den Abstand ist nur durch die geforderte Durchschlagsfestigkeit (Hochspannungsfestigkeit zwischen Außen- und Innenleiter) begrenzt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ragt also somit der NF-Innenleiter in axialer Verlängerung an dem Anschlussende 10 des so gebildeten Steckverbinder-Gehäuses axial über.
Herstellungstechnisch kann der mit dem HF-Innenleiter 9 einstückig verbundene Steckverbinder-Innenleiter 5 entsprechend der Darstellung nach Figur 3a auf ein scheibenförmiges Dielektrikum 7 aufgesteckt werden. Anschließend wird der radiale NF-Innenleiterabschnitt 27a der vormontierten Auskoppeleinheit 23 in die Radialbohrung 24a im HF-Innenleiter 9 (unmittelbar benachbart zum Dielektrikum 7) eingesteckt und dort so in einer Lehre verlötet, dass die Achsabstände zwischen HF- und NF-Innenleiterabschnitt 9 bzw. 27b sowie zwischen Außenleiter 3 und Bohrung 21 übereinstimmen.
Da die Radialabmessungen einschließlich des Außenumfanges der Auskoppelbaugruppe 23 im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht größer sind als das scheibenförmige Dielektrikum 7 kann die Anordnung derart sein, dass die so vorbereitete und in Figur 3b perspektivisch dargestellte Einheit einschließlich des Auskoppelzweiges 23 von der koaxialen Anschlussseite 8 her in das Steckverbinder-Außenleitergehäuse 3 eingesteckt wird. Anschließend müssen nur noch das erwähnte Ende des radial zugeführten Anschlusskabels 13 am radialen Anschlussabschnitt 17 eingeführt und die zugehörigen Innenleiter- und Außenleiterabschnitte entsprechend verbunden werden. Die abschlussseitige Außenleiteröffnung 3a kann dann durch eine Abschlusskappe 41 verschlossen werden. Ein entsprechender Koaxialsteckverbinder 1 ohne das erwähnte radial zugeführte Anschlusskabel 17 ist in der Figur 4a nochmals im Axialschnitt und in den Figuren 4b und 4c in perspektivisch Ansicht wiedergegeben.
In Figur 5 ist ein entsprechend Figur 1 erläuterter Koaxialsteckverbinder an einem Elektronikgehäuse 43 angeschlossen, wobei nur die ausgekoppelten NF-Signale und ein gegebenenfalls vorgesehenes Gleichspannungssignal (Fernspeisespannung) über den NF-Innenleiter 27 in das Elektronikgehäuse eingespeist werden, nämlich über eine im Elektronikgehäuse 43 vorgesehene Öffnung oder Bohrung 43a. Der Innenleiter-Überstand kann dabei derart groß bemessen sein, dass er bis zu einer im Elektronikgehäuse 43 untergebrachten Leiterplatine 45 reicht und gegebenenfalls diese in einer Bohrung 45a noch durchsetzt und dort verlötet werden kann.
Die HF-Signale werden über das HF-Anschlusskabel 13 weitergeleitet.
Anhand von Figur 6 ist ein abweichendes Ausführungsbeispiel gezeigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist auch der HF-Innenleiter 9 axial verlängert ausgebildet und steht über das Anschlussende 10 des Steckverbinder-Außenleiters oder Außenleitergehäuses 3 über und ist in diesem Fall ebenfalls über eine weitere Bohrung 43b in das Elektronikgehäuse 43 hineingeführt, gegebenenfalls in eine zweite Kammer 43", die durch eine geschirmte Wand 44 von einer ersten Kammer 43' getrennt ist, in welche der NF-Innenleiter 27 hineinführt. Wird das Gehäuse 43 durch Gießen hergestellt, kann man bei dieser Ausführungsvariante sehr kostengünstig den Außenleiter 3 vollständig oder zumindest teilweise im gleichen Fertigungsprozess ausformen.
Ebenfalls unterschiedlich ist in diesem Ausführungsbeispiel die Ausbildung des Steckverbinder-Außenleiters 3 an seinem Anschlussende 10, der hier mit einem Anschlussflansch 3b versehen ist.
In den Figuren 6a bis 6c ist die entsprechende Ausgestaltung des Außenleiters wiedergegeben, teilweise im Axialschnitt und teilweise in perspektivischer Darstellung mit dem zugehörigen Anschlussflansch 3b, der im gezeigten Ausführungsbeispiel quadratisch gestaltet ist und in den Ecken jeweils vier Bohrungen aufweist, worüber Schrauben in das Elektrogehäuse eingedreht werden können (zur Befestigung des koaxialen Steckverbinders).
Schließlich zeigen die Figuren 6b und 6c auch, dass dort neben der zentralen Bohrung 12c im axialen Versatz nicht nur für den Auskoppelzweig eine weitere axiale Bohrung 21, sondern eine zweite, ebenfalls parallele Bohrung 21b vorgesehen ist. Dies ermöglicht beispielsweise noch eine zweite Zweigleitung unterzubringen, die wie die erste Zweigleitung 23 aufgebaut und mit dem HF-Innenleiter 9 gekoppelt ist. Wenn mehrere Zweigleitungen vorgesehen sind, können die zugehörigen Sperrtöpfe auch unterschiedlich lang ausgebildet sein, um unterschiedliche Frequenzbereiche zu sperren. Von daher können grundsätzlich also sogar mehr als ein Sperrtopf oder sogar mehr als zwei Sperrtöpfe angeordnet sein.
Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel müssen dabei die Sperrtöpfe oder die Zweigleitung 27 nicht stets parallel zum HF-Innenleiter angeordnet sein. Beide Leitungen können auch divergieren oder zumindest leicht divergieren. Ein divergierender Winkel sollte jedoch wenn möglich kleiner als 10', insbesondere bevorzugt kleiner als 9° oder 5° sein.
Schließlich könnte der Aufbau auch umgekehrt so ausgebildet sein, dass der NF-Innenleiter 27 in axialer Verlängerung des Steckverbinder-Innenleiters 5 verläuft und der Steckverbinder-Innenleiter 5 somit quasi in den NF-Innenleiter 27 übergeht. In diesem Falle würde dann der HF-Innenleiter 9 mit einem ersten radialen Abschnitt vom NF-Innenleiter 27 abzweigen und dann in einen bevorzugt parallelen Abschnitt übergehen. Dies würde quasi zu einer Vertauschung der beiden in Figur 1 gezeigten Zweige führen.
Schließlich wäre aber auch eine Y-förmige Verzweigung möglich, bei der in unmittelbarer axialer Verlängerung des Steckverbinder-Innenleiters 5 keine Fortsetzung vorgesehen ist, sondern ein zweifach radialer Versatz verwirklicht ist, so dass sowohl der NF-Innenleiter als auch der HF-Innenleiter bevorzugt zwar parallel aber mit radialem Seitenversatz zum Steckverbinder-Innenleiter 5 zu liegen kommen.
Nachfolgend wird noch auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 eingegangen, welches sich von jenem nach Figur 1 dadurch unterscheidet, dass die Auskoppeleinrichtung 23 einen größeren Außendurchmesser hat und dass der Sperrtopf von der mittleren Axiallinie 51 aus betrachtet weiter außen liegend, d.h. radial weiter außen liegend endet, so dass die Bohrung 21a nicht völlig mit der anschlussseitigen Bohrung 12a fluchtet, sondern im mittleren Bereich einen Stufenabsatz 3d bildet. Dies ergibt, dass die gesamte Anordnung nicht völlig vorgefertigt von der Anschlussseite her eingesteckt werden kann, sondern nur in Form des Steckverbinder-Innenleiters 5 mit dem zugehörigen HF-Innenleiter 9, dem Dielektrikum 7 als Halteeinrichtung sowie dem entsprechend vormontierten NF-Innenleiter 27. Denn der axial verlaufende Abschnitt 27a des NF-Innenleiters 27 kommt so zu liegen, dass er von der Anschlussseite her durch die Bohrung 12a eingesteckt werden kann. Anschließend muss in die Bohrung 21a von der gegenüberliegenden Seite aus der Sperrtopf mit dem innen liegenden Dielektrikum und der Kunststoffumhüllung eingeschoben und am Ende an der Lötstelle 34 der NF-Innenleiter 27 mit dem Boden 31b des Sperrtopfes 31 verlötet werden.
Dieser Aufbau kann notwendig sein, wenn die Auskoppeleinheit einen großen Wellenwiderstand, der durch das Verhältnis von Innendurchmesser des Sperrtopfes zu Außendurchmesser des NF-Innenleiters bestimmt wird, haben muss, um eine hohe Entkopplung zwischen HF- und NF-Signale zu erreichen.
Anhand der Ausführungsbeispiele ist ersichtlich, dass sich der Außenleiter-Innendurchmesser und der Innenleiter-Durchmesser von der koaxialen Anschlussseite zum Anschlussende hin verringern, vorzugsweise bei gleichbleibendem Wellenwiderstand. Der Wellenwiderstand muss aber nicht gleichbleiben. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Außenleiter-Innendurchmesser und der Innenleiter-Durchmesser gleichbleiben. Ferner kann die Erfindung so umgesetzt werden, dass sich beispielsweise beide Durchmesser oder zumindest einer von beiden von der koaxialen Anschlussseite zum Anschlussende hin vergrößern.
Wie erwähnt, muss der Wellenwiderstand nicht unbedingt über die gesamte Länge gleich bleiben, da beispielsweise in bewusster Abweichung von einem gewünschten Wellenwiderstandswert auch andere Wellenwiderstandswerte von Bedeutung sein können, wenn nämlich z.B. aus einem genormten Bereich herrührende oder durch Lötstellen entstandene Wellenwiderstandsabweichungen kompensiert werden sollen.

Claims

Koaxialer HF-Steckverbinder mit einer koaxialen Anschlussseite (8), mit einem HF-Innenleiter (9) und mit einer Bohrung (21) im Material des Außenleiters (3), in der ein elektrisches Bauelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Bauelement in der Bohrung (21) ein Auskoppelzweig (23) ist,

- dass der Auskoppelzweig (23) einen NF-Innenleiter (27), ein Innendielektrikum (35), einen Sperrtopf (31) mit einem Sperrtopf-Boden (31b) und ein Außendielektrikum (37) umfasst,

- dass der NF-Innenleiter (27) mit dem Sperrtopf-Boden (31b) verbunden ist, wobei der Sperrtopf-Boden (31b) zu der koaxialen Anschlussseite (8) entfernt liegt, und

- dass der NF-Innenleiter (27) am offenen Ende des Sperrtopfes (31) mit dem HF-Innenleiter (9) des Steckverbinders elektrisch verbunden ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Sperrtopfes λ/4 bzw. $(1 / \sqrt{ε r}) * λ / 4$
entspricht, wobei λ eine Wellenlänge, vorzugsweise die mittlere Wellenlänge der in dem HF-Zweig zu übertragenden Hochfrequenz ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) und/oder der NF-Innenleiter (27) einstückig mit dem Steckverbinder-Innenleiter (5) verbunden ist bzw. sind.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) und/oder der NF-Innenleiter (27) mit dem Steckverbinder-Innenleiter (5) über eine Steckverbindung und/oder eine Lötverbindung miteinander verbunden ist bzw. sind.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) in axialer Verlängerung des Steckverbinder-Innenleiters (5) und der NF-Innenleiter (27) dazu versetzt liegt.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der NF-Innenleiter (27) in axialer Verlängerung des Steckverbinder-Innenleiters (5) und der HF-Innenleiter (9) dazu versetzt liegt.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der NF-Innenleiter (27) einen axialen Abschnitt (27b) und einen radialen Abschnitt (27a) umfasst, wobei der NF-Innenleiter (27) über seinen Radialabschnitt mit dem Steckverbinder- bzw. HF-Innenleiter (5, 9) elektrisch verbunden ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) und der NF-Innenleiter (27) parallel zueinander verlaufen oder einen divergierenden Winkel aufweisen, der kleiner als 10°, vorzugsweise kleiner als 5° ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrtopf (31) mit einem Dielektrikum (35), vorzugsweise aus Kunststoff, befüllt ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrtopf (31) mit einem Außendielektrikum (37) unter elektrisch-galvanischer Trennung vom Steckverbinder-Außenleiter (3) angeordnet ist, wobei das Dielektrikum (37) vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bohrungen (21, 21b) für mehrere Auskoppelzweige (23) vorgesehen sind.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrtopfboden (31b) eine Bohrung aufweist, die vom NF-Innenleiter (27) durchsetzt wird, wobei der NF-Innenleiter (27) vorzugsweise an der Außenseite des Sperrtopfbodens (31b) mit diesem verlötet ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrungen und/oder die Axialräume im Inneren des Steckverbinder-Außenleiter (3) so gebildet und die maximale Radialerstreckung zwischen dem HF-Innenleiter (9) und der Außenseite des Sperrtopfes (31) bzw. des den Sperrtopf (31) umgebenden Dielektrikums (37) so bemessen ist, dass eine vorgefertigte Baueinheit bestehend aus Steckverbinder-Innenleiter (5), HF-Innenleiter (9), NF-Innenleiter (27) sowie zugehörigem Sperrtopf (31) und vorzugsweise eines auf den Steckverbinder-Innenleiter (5) aufgestecktem Dielektrikum (7) von der koaxialen Anschlussseite (8) in den Steckverbinder-Außenleiter (3) einsteck- oder einführbar ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrungen und/oder die Axialräume im Inneren des Steckverbinder-Außenleiter (3) so gebildet und die maximale Radialerstreckung zwischen dem HF-Innenleiter (9) und der Außenseite des Sperrtopfes (31) bzw. des den Sperrtopf (31) umgebenden Dielektrikums (37) so bemessen ist, dass eine vorgefertigte Baueinheit bestehend aus Steckverbinder-Innenleiter (5), HF-Innenleiter (9), NF-Innenleiter (27) und vorzugsweise eines auf den Steckverbinder-Innenleiter (5) aufgestecktem Dielektrikum (7) von der koaxialen Anschlussseite (8) her in den Steckverbinder-Außenleiter (3) einsteck- bzw. einführbar und der entsprechende Sperrtopf von der gegenüberliegenden Seite in die hierfür vorgesehen Bohrung (21a) einsteckbar und mit dem NF-Innenleiter (27) elektrisch verbindbar ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) im Steckverbinder-Außenleiter (3) endet und im Steckverbinder-Außenleiter (3) ein Anschlussabschnitt (17) vorgesehen ist, worüber ein koaxiales Anschlusskabel (13) anschließbar ist, dessen Innenleiter (13a) mit dem HF-Innenleiter (9) kontaktierbar ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Innenleiter (9) am stirnseitigen Außenleiterende (10) über eine dort vorgesehene Bohrung axial herausgeführt ist.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der NF-Innenleiter (27) am stirnseitigen Außenleiterende (10) aus dem Steckverbinder-Außenleiter (3) herausgeführt ist
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Auskoppelleitungen (23) mit mehreren Sperrtöpfen (31) vorgesehen sind, vorzugsweise in paralleler und insbesondere in axialer Ausrichtung.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Länge der Sperrtöpfe (31), wenn zumindest zwei Auskoppelzweige (23) mit zumindest je einem Sperrtopf (31) vorgesehen sind, unterschiedlich lang sind und damit bezüglich unterschiedlichen Frequenzen oder Frequenzbereichen eine Sperrwirkung entfalten.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Außenleiter-Innendurchmesser und der Innenleiter-Durchmesser von der koaxialen Anschlussseite zum Anschlussende hin vorzugsweise bei gleich bleibendem Wellenwiderstand verringern.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter-Innendurchmesser und der Innenleiter-Durchmesser von der koaxialen Anschlussseite zum Anschlussende hin einen gleichen Durchmesser aufweisen.
Koaxialer HF-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Außenleiter-Innendurchmesser und der Innenleiter-Durchmesser von der koaxialen Anschlussseite zum Anschlussende hin vorzugsweise bei sich änderndem Wellenwiderstand vergrößern.