WO2017178006A1 - Kontaktloser steckverbinder - Google Patents

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WO2017178006A1
WO2017178006A1 PCT/DE2017/100254 DE2017100254W WO2017178006A1 WO 2017178006 A1 WO2017178006 A1 WO 2017178006A1 DE 2017100254 W DE2017100254 W DE 2017100254W WO 2017178006 A1 WO2017178006 A1 WO 2017178006A1
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WO
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connector
plug
antenna
transceivers
transceiver
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PCT/DE2017/100254
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English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Tenhagen
Lorraine STRÖING
Original Assignee
Harting Ag & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Harting Ag & Co. Kg filed Critical Harting Ag & Co. Kg
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
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    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving

Definitions

  • the invention relates to a connector according to the preamble of independent claim 1.
  • Such connectors are required to ensure data transfer as possible lossless, especially under harsh environmental conditions, even after a high number of mating cycles.
  • Electric coupling for railways with a first and a second coupling part each having a carrier in which a plurality of coupling parts are arranged, with which an electrical, pneumatic and / or hydraulic coupling can be made from one coupling part to the other coupling part.
  • at least one high-frequency coupling is provided, which is formed by an encapsulated antenna in the one coupling part and an encapsulated antenna in the other coupling part.
  • Connector device having a wireless transmitter and / or a wireless receiver. Communication of the wireless transmitter and / or the wireless receiver is based on a wireless ultra wide band transmission link.
  • the document US 2015/0085903 A1 shows a contactless
  • Multi-board connector each one multiple
  • each transceiver of the system is configured to receive signals from each of the other transceivers.
  • the object of the invention is the aforementioned
  • the connector comprises a connector and a mating connector connectable thereto for wireless signal transmission, each having a plurality of transceivers, each transceiver having a transmitter (Tx) for transmission and a receiver (Rx) for reception, both the transmitters (Tx) and the transmitters Receiver (Rx) each have a Multifaceantenne, consisting of several elementary antennas, each with an antenna surface
  • the invention is a multi-channel contactless connector.
  • multichannel means that the
  • a pair of transceivers is characterized in that it consists of a transceiver each of the connector and a
  • Transceiver of the mating connector is formed. Are plugs and
  • Mating connector interconnected so the two transceivers of a pair of transceivers for mutual data exchange are preferably arranged opposite each other.
  • the invention has the advantage that the data integrity of multi-channel contactless connector is inexpensively improved.
  • Multiface antennas each have a planar Multifacean angel, formed of several
  • Elementary antennas exhibit, because thereby the directivity is particularly well adjustable in particular on the phase position of the radiated from the elementary antennas electromagnetic wave.
  • the antenna surfaces are made planar, because this simplifies the predictability and optimizes the directivity. For this it is also advantageous if the
  • Antenna surfaces of the transceiver of the connector are arranged in a first plane and the antenna surfaces of the transceiver of the
  • Mating connector are arranged in a second plane and when by connecting the plug and mating connector, the first and the second plane are aligned parallel to each other, because this optimizes the transmission quality. Furthermore, it is advantageous if each Multifaceantenne has at least four elementary antennas, because the directivity can thereby be adjusted in two levels.
  • the transponder can be arranged in the plug and in the mating connector in preferably equidistant rows and columns and thus optimally profit in a minimum space from the directivity to reduce crosstalk.
  • the antenna surfaces of the at least four elemental antennas of the respective multifacean antenna are arranged rotationally symmetrical to one another, because the
  • Both the plug and the mating connector may each have a printed circuit board on which the respective transceivers are arranged.
  • each circuit board may comprise four transceivers, which are advantageously arranged in the positions of the vertices of a square so as to optimally benefit as a four-channel arrangement from the said reduction of crosstalk.
  • transceivers can be particularly cost-effective if one or more transceivers are combined in an electronic component, for example in a semiconductor component and in particular a so-called “chip.”
  • chips are known to the person skilled in the art and can be acquired and used as purchased parts, for example.
  • the antenna surfaces of the elemental antennas may be embedded in an additional die ("package") disposed on the surface of the electronic component, which serves to further enhance the directivity of the multiface antennas.
  • the thickness of the plate is less than 100 ⁇ .
  • the transceiver in the range of extremely high frequencies send, so z. B. in EHF - ("extreme high frequency range"), which is between 30 GHz and 300 GHz:
  • EHF - extreme high frequency range
  • the space is limited, for example, on a cube with an edge length of 10 cm.
  • the directivity of an electromagnetic wave unfolds only in the far field, ie only at a certain distance from the respective antenna, this distance being proportional to the emitted wavelength.
  • an approximate guideline as is known to the skilled person, about twice the radiated
  • Wavelength be based.
  • the directivity already arises within the given installation space, ie within the connector, and can thus have a positive effect on the signal integrity
  • Mating connector interrupt the wireless signal transmission to protect the data to be transmitted against unauthorized access.
  • Connector housings are protected against unauthorized access.
  • shut-off means may include a proximity switch and / or an RFID component.
  • Fig. 1 a, b a Multifaceantenne with four elementary antennas
  • FIG. 2a shows a chip with two transceivers (Rx, Tx);
  • FIG. 2b shows the chip in a cross section;
  • FIG. 2c shows the chip in cross-section with a chip ("package”) and a printed circuit board
  • Figure 5a shows a connector with a plug and a separate mating connector.
  • Fig. 1a shows a multifacean antenna 1 comprising four
  • Fig. 1 b shows the Multifaceantenne 1 in an oblique plan view, in addition, a send or receive-side directional characteristic 12 is shown, depending on whether the Multifaceantenne 1 to a
  • Transmitter Tx or belongs to a receiver Rx, but this type of application (send / receive) is not relevant to the shape of the Multifaceantenne 1.
  • Fig. 2a shows a transceiver 2, as an independent
  • the transceiver 2 has a transmitter Tx for transmitting and a
  • Receiver Rx for receiving signals.
  • the transmitter Tx and the receiver Rx each have a multifacean antenna and are
  • FIG. 2b shows a basic structure of such a transceiver chip in cross section.
  • the thickness of such a chip may for example be in the range of 0.6 to 1.4 mm.
  • the shielding antenna structure 21 has on a first, shown in the drawing above
  • each elementary antenna 1 1 has an electrically conductive connection to a further ground connection at the bottom in the drawing
  • FIG. 2 c shows a similar arrangement in which the antenna surfaces of the elementary antennas 11 are, however, embedded in a chip ("package") which is located on the corresponding surface of the electronic component 2, so the chip is arranged to the
  • Circuit board 3 connected that is not illustrated conductor tracks of the circuit board 3 via which each elementary antenna 1 1 'can be separately supplied with a designated Signal 1. 1
  • Receive-side directional characteristic 12 is generated.
  • FIG. 3 shows the printed circuit board 3 with four such transceivers 2 in the form of such transceiver chips, which are arranged symmetrically on the printed circuit board 3.
  • Fig. 4 shows two such printed circuit boards 3, 3 ' , which are arranged parallel to each other and oppositely aligned.
  • the second printed circuit board 3 ' is thus rotated in its position relative to the first printed circuit board 3 about a vertical axis in the drawing by 180 ° and additionally parallel to the right conceivable, so that the respective receiver Rx and transmitter Tx of the transceiver 2, 2 ' the two circuit boards 3, 3 ' directly opposite.
  • the associated, opposing transceivers 2, 2 ' in each case form a transceiver pair.
  • the directivity 12 of the associated signal transmission is shown, resulting in the channel separation.
  • FIGS. 5a and 5b show a connector 4, comprising a plug 42 and a mating connector 42 'in a disconnected and in a connected state.
  • the disconnected state is shown in FIG. 5a.
  • the plug 42 has a plug housing 41 and the mating connector has a
  • Mating connector housing 41 ' and the connector housing 41 and the Mating connector housing 41 ' are separated from each other.
  • the connector housing 41 and the mating connector housing 41 ' are connected to each other.
  • the printed circuit boards 3, 3 ' are aligned parallel to one another and the transceivers 2, 2 ' of the individual transceiver pairs located thereon are arranged opposite one another.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

Um die Kanaltrennung eines mehrkanaligen kontaktlosen Steckverbinders zu verbessern wird die Verwendung von Multifaceantennen vorgeschlagen, insbesondere im EHF-(„Extrem Hochfrequenz Bereich"), um in den vorgegebenen Abmessungen die Richtwirkung des Fernfelds vorteilhaft auszunutzen.

Description

Kontaktloser Steckverbinder
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 .
Derartige Steckverbinder werden benötigt um Datenübertragungen insbesondere unter rauen Umweltbedingungen auch nach einer hohen Zahl von Steckzyklen möglichst verlustfrei zu gewährleisten.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind sogenannte„kontaktlose" Steckverbinder beispielsweise im Bahnbereich bekannt. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die Signalübertragung zwischen einem Stecker und einem damit verbundenen Gegenstecker drahtlos stattfindet.
Die Druckschrift DE 10 2010 045 742 A1 offenbart eine
Elektrokupplung für Eisenbahnen mit einem ersten und einem zweiten Kupplungsteil, die jeweils einen Träger aufweisen, in dem mehrere Koppelteile angeordnet sind, mit denen eine elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Kopplung von einem Kupplungsteil zum anderen Kupplungsteil hergestellt werden kann. Zusätzlich ist mindestens eine Hochfrequenzkopplung vorgesehen, die durch eine gekapselte Antenne in dem einen Kupplungsteil und eine gekapselte Antenne in dem anderen Kupplungsteil gebildet ist.
Die Druckschrift DE 10 2005 063 190 A1 schlägt eine
Steckverbindungseinrichtung vor, welche einen drahtlosen Sender und/oder einen drahtlosen Empfänger aufweist. Eine Kommunikation des drahtlosen Senders und/oder des drahtlosen Empfängers basiert auf einer drahtlosen Ultra Wide Band Übertragungsstrecke. Die Druckschrift US 2015/0085903 A1 zeigt einen kontaktlosen
Steckverbinder mit mehreren Leiterkarten, die jeweils mehrere
Transceiver zur kabellosen Übertragung und zum Empfang modulierter Trägersignale besitzen, wobei jeder Transceiver des Systems dafür konfiguriert ist, Signale jedes der anderen Transceiver empfangen zu können.
Allgemein ist es bei mehrkanaligen kontaktlosen Steckverbindern von Nachteil, dass das Übersprechen zwischen mehreren Kanälen
insbesondere innerhalb eines begrenzten Bauraums, relativ groß ist, was die Datenintegrität verschlechtert.
Im Stand der Technik existiert das ständige Bedürfnis nach immer höheren Datenübertragungsraten mit möglichst hoher Datenintegrität. Gleichzeitig werden beispielsweise im Bahnbereich möglichst
wartungsfreundliche, verschmutzungs- und feuchtigkeitsresistente und insbesondere möglichst verschleißarme Steckverbinder beispielsweise in entsprechenden Zugkupplungen, also innerhalb eines begrenzten Raumes, gefordert. Selbstverständlich sollen diese auch möglichst kostengünstig herzustellen sein.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den vorgenannten
Forderungen Rechnung zu tragen und insbesondere das
Übersprechverhalten zwischen mehreren Transceiverpaaren innerhalb eines Steckverbinders, also in begrenztem Bauraum, kostengünstig zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Steckverbinder der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Der Steckverbinder umfasst einen Stecker und einen zur drahtlosen Signalübertragung damit verbindbaren Gegenstecker, die jeweils mehrere Transceiver aufweisen, wobei jeder Transceiver einen Transmitter (Tx) zum Senden und einen Receiver (Rx) zum Empfang besitzt, wobei sowohl die Transmitter (Tx) als auch die Receiver (Rx) je eine Multifaceantenne, bestehend aus mehreren Elementarantennen mit je einer Antennenfläche, aufweisen
Bei der Erfindung handelt es sich um einen mehrkanaligen kontaktlosen Steckverbinder. Der Begriff „mehrkanalig" bedeutet, dass die
Signalübertragung gleichzeitig über mehrere Transceiverpaare
stattfinden kann, wobei ein Transceiverpaar sich dadurch auszeichnet, dass es jeweils aus einem Transceiver des Steckers und einem
Transceiver des Gegensteckers gebildet ist. Sind Stecker und
Gegenstecker miteinander verbunden, so sind die beiden Transceiver eines Transceiverpaars zum gegenseitigen Datenaustausch bevorzugt einander gegenüberliegend angeordnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Datenintegrität mehrkanaliger kontaktloser Steckverbinder kostengünstig verbessert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, dass sowohl sendeseitig als auch
empfangsseitig für jedes Transceiverpaar durch die Verwendung der Multifaceantennen und insbesondere durch eine geeignet gewählte Phasenlage der über ihre Elementarantennen abgestrahlten und/oder über sie empfangenen Signale eine Richtwirkung innerhalb jedes
Transceiverpaars erzeugt oder eine möglicherweise bereits
existierende Richtwirkung zusätzlich verstärkt wird. Durch diese Richtwirkung kann auch innerhalb des begrenzten Bauraums ein Übersprechen zwischen mehreren Transceiverpaaren deutlich reduziert werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Multiface-Antennen jeweils eine planare Multifaceanordnung, gebildet aus mehreren
Elementarantennen, aufweisen, weil dadurch die Richtwirkung insbesondere über die Phasenlage der von den Elementarantennen abgestrahlten elektromagnetischen Welle besonders gut einstellbar ist.
Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Antennenflächen planar ausgeführt sind, weil dies die Berechenbarkeit vereinfacht und die Richtwirkung optimiert. Dazu ist es weiterhin auch vorteilhaft, wenn die
Antennenflächen der Transceiver des Steckers in einer ersten Ebene angeordnet sind und die Antennenflächen der Transceiver des
Gegensteckers in einer zweiten Ebene angeordnet sind und wenn durch ein Verbinden von Stecker und Gegenstecker die erste und die zweite Ebene parallel zueinander ausgerichtet sind, weil dies die Übertragungsqualität optimiert. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn jede Multifaceantenne mindestens vier Elementarantennen besitzt, weil die Richtwirkung dadurch in zwei Ebenen eingestellt werden kann. Somit können die Transponder im Stecker sowie im Gegenstecker in bevorzugt äquidistanten Zeilen und Spalten angeordnet sein und so in minimalem Bauraum optimal von der Richtwirkung zur Verringerung des Übersprechens profitieren.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Antennenflächen der mindestens vier Elementarantennen der jeweiligen Multifaceantenne rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind, weil die
Richtcharakteristik der Multifaceantenne dadurch besonders gut in zwei orthogonal zueinander stehenden Ebenen erzeugt oder verstärkt werden kann. Sowohl der Stecker als auch der Gegenstecker können jeweils eine Leiterkarte aufweisen, auf welcher die jeweiligen Transceiver angeordnet sind. Beispielsweise kann jede Leiterkarte vier Transceiver aufweisen, die vorteilhafterweise in den Positionen der Eckpunkte eines Quadrats angeordnet sind, um so als vierkanalige Anordnung in optimaler weise von der besagten Verringerung des Übersprechens zu profitieren.
Besonders kostengünstig kann es sich auswirken, wenn ein oder mehrere Transceiver in einem elektronischen Bauteil, beispielsweise in einem Halbleiterbauelement und insbesondere einem sogenannten „Chip", zusammengefasst sind. Derartige„Chips" sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise als Zukaufteile erworben und verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elementarantennen zur
Abstrahlung und/oder zum Empfang der Signale Antennenflächen aufweisen, welche an einer Oberfläche des Bauteils angeordnet sind. Insbesondere können die Antennenflächen der Elementarantennen in ein zusätzliches Plättchen („Package") eingebettet sein, welches auf der Oberfläche des elektronischen Bauteils angeordnet ist. Dieses Plättchen dient dazu, die Richtwirkung der Multiface-Antennen zusätzlich zu verstärken.
Dazu hat es sich in der Praxis als überaus vorteilhaft erwiesen, wenn die die Stärke des Plättchens kleiner ist als 100 μιη.
Weiterhin ist es aus folgenden Gründen besonders vorteilhaft, wenn die Transceiver im Bereich extrem hoher Frequenzen senden, also z. B. im EHF-(„Extrem Hochfrequenz Bereich"), der zwischen 30 GHz und 300 GHz liegt: Zum einen ist der Bauraum begrenzt, beispielsweise auf einen Kubus mit einer Kantenlänge von 10 cm. Zum anderen entfaltet sich die Richtwirkung einer elektromagnetischen Welle jedoch bekanntermaßen erst im Fernfeld, d. h. erst ab einem bestimmten Abstand zur jeweiligen Antenne, wobei dieser Abstand proportional zur abgestrahlten Wellenlänge ist. Als ungefährer Richtwert kann dafür, wie dem Fachmann bekannt ist, etwa die doppelte abgestrahlte
Wellenlänge zugrunde gelegt werden. Bei entsprechend hohen
Frequenzen entsteht die Richtwirkung somit bereits innerhalb des vorgegebenen Bauraums, also innerhalb des Steckverbinders, und kann sich so im Sinne der Signalintegrität positiv auf das
Übersprechverhalten zwischen den Transceiverpaaren auswirken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Steckverbinder Abschaltmittel auf, welche bei Trennung des Steckers vom
Gegenstecker die drahtlose Signalübertragung unterbrechen, um die zu übertragenden Daten gegen unberechtigten Zugriff zu schützen.
Werden Stecker und Gegenstecker wieder miteinander verbunden, so wird die drahtlose Signalübertragung wieder aktiviert, da die Signale nun, z. B. durch ein schirmendes, allseitig geschlossenes
Steckverbindergehäuse gegen den unberechtigten Zugriff geschützt sind.
Insbesondere können die Abschaltmittel dazu einen Näherungsschalter und/oder ein RFID-Bauelement umfassen.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a, b eine Multifaceantenne mit vier Elementarantennen;
Fig. 2a einen Chip mit zwei Transceivern (Rx,Tx); Fig. 2b den Chip in einem Querschnitt;
Fig. 2c den Chip im Querschnitt mit einem Plättchen („Package") und einer Leiterkarte;
Fig. 3 die Leiterkarte mit vier Transpondern;
Fig. 4 zwei derartige Leiterkarten im kontaktlosen Datenaustausch;
Fig. 5a einen Steckverbinder mit einem Stecker und einem davon getrennten Gegenstecker;
Fig. 5b den Steckverbinder mit dem Stecker und dem damit
verbundenen Gegenstecker im kontaktlosen
Datenaustausch.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische
Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die Fig. 1 a zeigt eine Multifaceantenne 1 , umfassend vier
Elementarantennen 1 1 mit je einer Antennenfläche in einer Draufsicht. Die Elementarantennen sind rotationssymmetrisch zu einem gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet. Die Form der gezeigten Antennenflächen ist als rein beispielhaft anzusehen; tatsächlich können die Antennenflächen der Elementarantennen 1 1 eine durch Experimente und Simulationen dem gegenüber verbesserte Form aufweisen, was jedoch nicht notwendig zum Verständnis des der Erfindung zugrunde liegenden Grundprinzips ist. Die Fig. 1 b zeigt die Multifaceantenne 1 in einer schrägen Draufsicht, wobei zusätzlich eine sende- bzw. empfangsseitige Richtcharakteristik 12 dargestellt ist, je nachdem, ob die Multifaceantenne 1 zu einem
Transmitter Tx oder zu einem Receiver Rx gehört, wobei diese Art der Anwendung (Senden/Empfangen) jedoch nicht maßgeblich für die Form der Multifaceantenne 1 ist.
Die Fig. 2a zeigt einen Transceiver 2, der als eigenständiges
elektronisches Bauteil, nämlich als„Transceiver-Chip", ausgeführt ist. Der Transceiver 2 besitzt einen Transmitter Tx zum Senden und einen
Receiver Rx zum Empfangen von Signalen. Der Transmitter Tx und der Receiver Rx weisen jeweils eine Multifaceantenne auf und sind
gemeinsam umgeben von einer zusätzlichen, schirmenden
Antennenstruktur 21 .
Die Fig. 2b zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines solchen Transceiver- Chips im Querschnitt. Die Stärke eines solchen Chips kann beispielsweise im Bereich von 0,6 bis 1 ,4 mm liegen. Die schirmende Antennenstruktur 21 besitzt auf einer ersten, in der Zeichnung oben dargestellten
Oberfläche des Transceiver-Chips Antennenflächen und ist auf der unten dargestellten Oberfläche mit nicht näher bezeichneten Masseanschlüssen kapazitiv gekoppelt. Die Antennenflächen der Elementarantennen 1 1 der Multifaceantennen des Transmitters Tx und des Receivers Rx sind ebenfalls auf der oberen Oberfläche des Chips 2 angeordnet. Weiterhin weist jede Elementarantenne 1 1 eine elektrisch leitende Verbindung zu einem weiteren Masseanschluss an der unten in der Zeichnung
dargestellten Oberfläche des Chips auf, was eine separate Ansteuerung jeder einzelnen Antennenfläche 1 1 , 1 1 ' gestattet.
Die Fig. 2c zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der die Antennenflächen der Elementarantennen 1 1 jedoch in einem Plättchen („Package") eingebettet sind, welches auf der entsprechenden Oberfläche des elektronischen Bauteils 2, also des Chips, angeordnet ist, um die
Richtwirkung zu verstärken. An der gegenüberliegenden Oberfläche ist der Chip mit den nicht näher bezeichneten Lötanschlüssen mit einer
Leiterkarte 3 verbunden, d. h. mit nicht dargestellten Leiterbahnen der Leiterkarte 3, über welche jede Elementarantenne 1 1 , 1 1 ' separat mit einem dafür vorgesehenen Signal versorgt werden kann. Auf diese Weise kann das Signal z. B. jeder der Elementarantennen 1 1 , 1 1 ' eine definierte Phasenverzögerung erhalten, durch welche die sende - oder
empfangsseitige Richtcharakteristik 12 erzeugt wird.
Die Fig. 3 zeigt die Leiterkarte 3 mit vier derartigen Transceivern 2 in Form von solchen Transceiver-Chips, die zueinander symmetrisch auf der Leiterkarte 3 angeordnet sind.
Die Fig. 4 zeigt zwei derartige Leiterkarten 3, 3', die einander parallel gegenüberliegend und entgegengesetzt ausgerichtet angeordnet sind. Die zweite Leiterkarte 3' ist also in ihrer Lage gegenüber der ersten Leiterkarte 3 um eine in der Zeichnung vertikale Achse um 180° gedreht und zusätzlich parallel nach rechts verschoben vorstellbar, so dass sich die jeweiligen Receiver Rx und Transmitter Tx der Transceiver 2, 2' der beiden Leiterkarten 3, 3' direkt gegenüberliegen. Die dazugehörigen, einander gegenüber liegenden Transceiver 2, 2', bilden dabei jeweils ein Transceiverpaar. Weiterhin ist die Richtwirkung 12 der dazugehörigen Signalübertragung dargestellt, woraus sich die Kanaltrennung ergibt.
Die Fig. 5a und 5b zeigen einen Steckverbinder 4, bestehend aus einem Stecker 42 und einem Gegenstecker 42', in einem nicht verbundenen und in einem verbundenen Zustand.
Der nicht verbundene Zustand ist in der Fig. 5a gezeigt. Der Stecker 42 weist ein Steckergehäuse 41 auf und der Gegenstecker besitzt ein
Gegensteckergehäuse 41 ' und das Steckergehäuse 41 und das Gegensteckergehäuse 41 ' sind voneinander getrennt.
Weiterhin ist sowohl im Steckergehäuse 41 als auch im
Gegensteckergehäuse 41 ' jeweils die entsprechende Leiterkarte 3, 3' aus Fig. 4 angeordnet.
In der Fig. 5b ist der Steckverbinder 4 im verbundenen Zustand
dargestellt. Das Steckergehäuse 41 und das Gegensteckergehäuse 41 ' sind mit einander verbunden. Dadurch sind die Leiterkarten 3, 3'parallel zueinander ausgerichtet und die darauf befindlichen Transceiver 2, 2' der einzelnen Transceiverpaare sind einander gegenüberliegend angeordnet.
In dem verbundenen Zustand schirmen weiterhin die miteinander verbundenen Gehäuseteile, nämlich das Steckergehäuse 41 und das Gegensteckergehäuse 41 die Signale nach außen hin ab, so dass außerhalb des nun geschlossenen Gehäuses des Steckverbinders 4 kein unberechtigter Zugang zu den übertragenen Daten mehr möglich ist.
In dem in der Fig. 5a dargestellten nicht verbundenen Zustand, in dem sonst ein unberechtigter Zugriff möglich wäre, werden keine Signale abgestrahlt. Dies kann durch einen nicht in der Zeichnung dargestellten Näherungsschalter oder ein RFID-Bauelement oder irgendein anderes Bauelement, dass die Verbindung von Stecker und Gegenstecker detektiert, bewirkt werden.
Kontaktloser Steckverbinder Bezugszeichenliste
1 Multifaceantenne
11, 11' Elementarantenne
12 Richtcharakteristik
2,2' Transponder
21 schirmende Antennenstruktur
3, 3' Leiterkarte 4 Steckverbinder
41, 41' Steckergehäuse, Gegensteckergehäuse
42, 42' Stecker, Gegenstecker
Tx, Rx Transmitter, Receiver

Claims

Kontaktloser Steckverbinder Ansprüche
1 . Steckverbinder (4), umfassend einen Stecker (42) und einen zur drahtlosen Signalübertragung damit verbindbaren Gegenstecker (42'), die jeweils mehrere Transceiver (2, 2') aufweisen, wobei jeder Transceiver (2, 2') einen Transmitter (Tx) zum Senden und einen Receiver (Rx) zum Empfang besitzt, wobei sowohl die Transmitter (Tx) als auch die Receiver (Rx) je eine Multifaceantenne (1 ), bestehend aus mehreren Elementarantennen (1 1 , 1 1 ') mit je einer Antennenfläche, aufweisen.
2. Steckverbinder (4) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenflächen planar ausgeführt sind.
3. Steckverbinder (4) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenflächen der Transceiver (2) des Steckers (42) in einer ersten Ebene angeordnet sind und dass die Antennenflächen der Transceiver (2') des Gegensteckers (42') in einer zweiten Ebene angeordnet sind und dass durch ein Verbinden von Stecker (42) und Gegenstecker (42') die erste und die zweite Ebene parallel zueinander ausgerichtet sind.
4. Steckverbinder (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Multiface-Antenne (1 ) mindestens vier Elementarantennen (1 1 , 1 1 ') aufweist.
5. Steckverbinder (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Stecker (42) als auch der Gegenstecker (42') mindestens vier Transceiver (2) aufweist.
6. Steckverbinder (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker und der Gegenstecker jeweils eine Leiterkarte aufweisen, auf welcher die jeweiligen Transceiver angeordnet sind.
7. Steckverbinder (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Transceiver (2) in einem elektronischen Bauteil („Chip") zusammengefasst sind.
8. Steckverbinder gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Oberfläche des elektronischen Bauteils die Antennenflächen mehrerer Elementarantennen (1 1 , 1 1 ') angeordnet sind.
9. Steckverbinder gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenflächen der Elementarantennen (1 1 , 1 1 ') in ein zusätzliches Plättchen (22) eingebettet sind, welches auf der
Oberfläche des elektronischen Bauteils angeordnet ist, um die Richtwirkung der Multiface-Antennen (1 ) zusätzlich zu verstärken.
10. Steckverbinder gemäß Anspruch 9, wobei die Stärke des Plättchens (22) kleiner ist als 100 μιη.
1 1 . Steckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder Abschaltmittel aufweist, die bei Trennung des Steckers (42) vom Gegenstecker (42') die drahtlose Signalübertragung unterbrechen.
12. Steckverbinder gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gelkennzeichnet, dass die Abschaltmittel einen Näherungsschalter und/oder ein RFID- Bauelement umfassen.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12003045B2 (en) 2021-10-20 2024-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless interconnect for high rate data transfer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005063190A1 (de) 2005-12-30 2007-07-05 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Steckverbindungseinrichtung
DE102010045742A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Elektrokupplung für Eisenbahnen
US20130163483A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Tyco Electronics Corporation Contactless connector
US20140055945A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 Eran Sudak Wireless connector
US20150085903A1 (en) 2012-04-25 2015-03-26 3M Innovative Properties Company Wireless Connectors
US20150111496A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Keyssa, Inc. Contactless communication unit connector assemblies with signal directing structures

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1009033C2 (nl) * 1998-04-29 1999-11-01 Hollandse Signaalapparaten Bv Antennesysteem.
DE102004037849A1 (de) * 2004-08-04 2005-07-07 Siemens Ag Zugkupplung für ein Schienenfahrzeug
DE102007033816B3 (de) * 2007-07-19 2009-02-12 Kathrein-Werke Kg Antenneneinrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005063190A1 (de) 2005-12-30 2007-07-05 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Steckverbindungseinrichtung
DE102010045742A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Elektrokupplung für Eisenbahnen
US20130163483A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Tyco Electronics Corporation Contactless connector
US20150085903A1 (en) 2012-04-25 2015-03-26 3M Innovative Properties Company Wireless Connectors
US20140055945A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 Eran Sudak Wireless connector
US20150111496A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Keyssa, Inc. Contactless communication unit connector assemblies with signal directing structures

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