EP3872937A1 - Elektrischer steckverbinder und verfahren zur herstellung eines elektrischen steckverbinders - Google Patents

Elektrischer steckverbinder und verfahren zur herstellung eines elektrischen steckverbinders Download PDF

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EP3872937A1
EP3872937A1 EP20160092.1A EP20160092A EP3872937A1 EP 3872937 A1 EP3872937 A1 EP 3872937A1 EP 20160092 A EP20160092 A EP 20160092A EP 3872937 A1 EP3872937 A1 EP 3872937A1
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outer conductor
dielectric
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Georg Christoph Michael Lochner
Martin Arthur Kositza
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Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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    • H01R24/568—Twisted pair cables

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector for differential signal transmission, having an outer conductor contact element, a dielectric and at least one inner conductor contact element pair for differential signal transmission, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical connector for differential signal transmission, the electrical connector having an outer conductor contact element, a dielectric and at least one inner conductor contact element pair for differential signal transmission, according to the preamble of claim 14.
  • a plug connector or mating plug connector can be a plug, a built-in plug, a socket, a coupling, a printed circuit board plug connector or an adapter.
  • the term "connector” or “mating connector” used in the context of the invention is representative of all variants.
  • connectors for high-frequency technology place high demands on the electrical properties of the connectors.
  • a vehicle is operated autonomously or when assistance systems are used, large amounts of data from several cameras, various sensors and navigation sources have to be combined and transported, usually in real time.
  • the operation of many devices, screens and cameras therefore requires a high-performance infrastructure in the vehicle electronics.
  • the requirements for the plug-in connectors and the cable connections within a vehicle with regard to the required data rate are now very high.
  • differential signal transmission also known as “symmetrical signal transmission”
  • asymmetrical signal transmission also known as “asymmetrical signal transmission” or “single -ended signal transmission "known) to be preferred.
  • inner conductor contact elements with a symmetrical cross-sectional profile are arranged within an outer conductor contact element with a likewise symmetrical cross-sectional profile.
  • the symmetry of the connector is necessary because the electromagnetic wave is increasingly transmitted in the so-called "common mode" with increasing asymmetry and, finally, common-mode interference signals can negatively affect the signal transmission.
  • the highest field line density of the electromagnetic field is between the two inner conductor contact elements, which form a common differential inner conductor contact element pair.
  • the signal energy of the high-frequency electromagnetic wave is thus bundled in the area between the two inner conductor contact elements. In the best case, this means that no signal energy is lost to the outside world.
  • the electromagnetic field lines of the electromagnetic wave run in a parabolic manner from the connecting line between the two inner conductor contact elements to the outside.
  • electromagnetic field lines can extend to surrounding housing components, for example a motor vehicle body.
  • signal energy can be lost, which affects or worsens the electromagnetic compatibility (EMC) of the entire system and the signal-to-noise ratio ("signal-to-noise ratio", SNR).
  • the object of the present invention is to provide an electrical connector which can be advantageously suitable for differential signal transmission, in particular in high-frequency technology, and which can preferably be produced inexpensively.
  • the present invention is also based on the object of providing an improved method for producing an electrical plug connector for differential signal transmission, in particular for differential signal transmission in high-frequency technology.
  • the object is achieved for the electrical connector with the features listed in claim 1. With regard to the method, the object is achieved by the features of claim 14.
  • An electrical connector for differential signal transmission.
  • the electrical connector has at least one outer conductor contact element, at least one dielectric and at least one inner conductor contact element pair for differential signal transmission.
  • the dielectric extends along a longitudinal axis through the outer conductor contact element.
  • the inner conductor contact element pair comprises a first inner conductor contact element and a second inner conductor contact element, which extend along the longitudinal axis through the dielectric.
  • the longitudinal axis is preferably a central axis or axis of symmetry.
  • An inner conductor contact element within the scope of the invention can be designed, for example, as a pin contact or as a socket contact.
  • any desired inner conductor contact elements can be provided, for example also end contacts such as flat contacts or spring contact pins (so-called pogo pins).
  • the electrical connector can also have further connector components, for example an outer housing assembly, for example an outer housing assembly made of plastic, in order to accommodate an outer conductor contact element or to accommodate a plurality of outer conductor contact elements.
  • an outer housing assembly for example an outer housing assembly made of plastic
  • the outer conductor contact element and / or the dielectric have a compensation geometry in order to compensate for an asymmetry (e.g. an asymmetrical arrangement and / or an asymmetrical cross-sectional profile) of the inner conductor contact element pair in relation to the longitudinal axis.
  • an asymmetry e.g. an asymmetrical arrangement and / or an asymmetrical cross-sectional profile
  • an asymmetry of the outer conductor contact element and / or the dielectric can also be compensated for by a compensation geometry of the inner conductor contact element pair and / or the dielectric.
  • the pair of inner conductor contact elements has a compensating geometry in order to avoid an asymmetry (e.g. an asymmetrical arrangement and / or an asymmetrical cross-sectional profile) of the outer conductor contact element and / or the dielectric with respect to the Compensate for the longitudinal axis.
  • an asymmetry e.g. an asymmetrical arrangement and / or an asymmetrical cross-sectional profile
  • An asymmetrical cross-sectional profile of the outer conductor contact element can be given, for example, by recesses (e.g. windows), spring elements (e.g. spring tabs) or latching elements (e.g. latching lugs).
  • asymmetry in the context of the invention can be understood to mean an asymmetrical geometry or an asymmetrical cross-sectional profile of at least one inner conductor contact element, the outer conductor contact element and / or the dielectric.
  • An “asymmetry” can, however, also be understood to mean an uneven distribution or arrangement, for example an uneven distribution or arrangement of at least one inner conductor contact element within the outer conductor contact element.
  • a rotation for example a relative rotation of the inner conductor contact elements of a common inner conductor contact element pair, can also be understood as “asymmetry” within the scope of the invention.
  • asymmetrical inner conductor contact elements that can be produced inexpensively can be used for differential signal transmission, although the asymmetry generally excludes the suitability of such inner conductor contact elements for high-frequency technology.
  • a differential electrical plug connector can thus be equipped with cost-effective and easy-to-manufacture standard inner conductor contact elements.
  • the compensation geometry can be determined by taking into account two hypothetical single-pole grounded or asymmetrical transmission systems formed on the basis of the pair of inner conductor contact elements.
  • a differential transmission system for example the electrical connector for transmitting a differential signal, in which two inner conductor contact elements are fed by a differential signal, can be broken down into two single-ended transmission systems.
  • a differential transmission system for example the electrical connector for transmitting a differential signal, in which two inner conductor contact elements are fed by a differential signal, can be broken down into two single-ended transmission systems.
  • only a single inner conductor contact element is fed by the high-frequency signal, while the other inner conductor contact element has a floating potential or is not connected to a fixed potential, while the outer conductor contact element serves as a reference line.
  • the compensation geometry is designed to match the impedance of a first (hypothetical) asymmetrical transmission system and a second (hypothetical) asymmetrical transmission system to one another.
  • the first asymmetrical transmission system can only have the first inner conductor contact element for the signal line and the outer conductor contact element for the reference line.
  • the second asymmetrical transmission system can exclusively have the second inner conductor contact element for the signal line and the outer conductor contact element for the reference line.
  • a suitable compensation geometry can advantageously be determined or verified by calculations and / or simulations.
  • the compensation geometry extends parallel to the longitudinal axis.
  • the compensation geometry extends completely or only along a partial area of the asymmetry to be compensated along the longitudinal axis.
  • the compensation geometry is spaced along the longitudinal axis from the asymmetry to be compensated.
  • the axial area along the longitudinal axis along which the compensating geometry extends is shorter, of the same length or is longer than the axial area along the longitudinal axis along which the asymmetry extends.
  • the axial region along which the compensating geometry extends can completely, partially or not overlap with the axial region along which the asymmetry extends.
  • the compensation geometry can preferably extend over the entire axial path parallel to the asymmetry of the outer conductor contact element, the dielectric and / or the inner conductor contact element pair to be compensated.
  • the compensation geometry can, however, also extend only along an axial section parallel to the asymmetry to be compensated.
  • the compensation geometry is designed as a material recess and / or as a material additive and / or as a material deformation and / or as a material composite of different materials or materials, in particular materials with different permittivities.
  • the compensation geometry is particularly preferably designed as a material recess.
  • the material recess can be formed, for example, by holes, windows or other ablations in the outer conductor contact element and / or in the dielectric.
  • Deformation of the material can also be advantageously suitable for forming the compensation geometry.
  • a curvature or a material deformation of the outer conductor contact element that widens the cross-section can be well suited for forming a compensation geometry instead of or in addition to a material recess.
  • a deformation of the material that tapers in cross section, for example of the outer conductor contact element, can also be provided to form the compensation geometry.
  • a compensation geometry as a composite of different materials can be particularly suitable for compensating for the asymmetry through the dielectric.
  • sections of the dielectric can be formed from different dielectric materials with different permittivities.
  • the dielectric is formed from at least one solid body.
  • the dielectric is preferably formed from at least one solid body, for example from a plastic.
  • the dielectric can, however, also be a gas, for example air.
  • the electrical connector does not have a dielectric.
  • first inner conductor contact element and the second inner conductor contact element have an identical, symmetrical cross-sectional geometry.
  • the inner conductor contact elements are then preferably arranged asymmetrically within the outer conductor contact element and / or within the dielectric, which can cause an asymmetry to be compensated.
  • the inner conductor contact elements can, for example, be completely round.
  • the inner conductor contact elements are each designed to be completely symmetrical, they can nevertheless be arranged asymmetrically within the outer conductor contact element and / or within the dielectric. The resulting, uneven spacing of the inner conductor contact elements from an inner surface of the outer conductor contact element can finally be compensated according to the invention.
  • first inner conductor contact element and the second inner conductor contact element have an identical, asymmetrical cross-sectional geometry.
  • Both inner conductor contact elements are preferably identical, but designed asymmetrically. In order to save costs, two identical inner conductor contact elements can thus be used for the electrical plug connector, which in this combination would basically not be suitable for differential signal transmission. Due to the inventive compensation of the asymmetry by the compensation geometry, an inner conductor contact element pair formed from two identical, asymmetrical inner conductor contact elements can nevertheless be used for differential signal transmission.
  • the invention can be particularly advantageously suitable, for example, for the use of inner conductor contact elements according to the MQS standard (“Micro Quadlok System”).
  • inner conductor contact elements according to the MQS standard (“Micro Quadlok System”).
  • MQS Micro Quadlok System
  • Such inner conductor contact elements have an asymmetrical cross-sectional profile.
  • the first inner conductor contact element is arranged closer to an adjoining inner surface of the outer conductor contact element than the second inner conductor contact element. It can then be provided that the compensation geometry in the outer conductor contact element runs along the inner surface of the outer conductor contact element adjoining the first inner conductor contact element, the compensation geometry preferably being designed as a material recess and / or as a cross-section expanding material deformation.
  • the impedance of the first (hypothetical) asymmetrical transmission system is more capacitive than the impedance of the second (hypothetical) asymmetrical transmission system. This can result in a one-dimensional optimization problem for determining the compensation geometry, in particular if both inner conductor contact elements have an identical and symmetrical cross section.
  • a capacitive asymmetry of the first asymmetrical transmission system can be compensated with an inductively acting countermeasure or with an inductively acting compensation geometry.
  • a material recess can be formed in the outer conductor contact element in the area of the first inner conductor contact element.
  • a material deformation or bulge / bulge that widens the cross-section can also be provided in the outer conductor contact element in the region of the first inner conductor contact element.
  • the compensation geometry in the dielectric runs between the first inner conductor contact element and the adjoining inner surface of the outer conductor contact element when the first inner conductor contact element is arranged closer to an adjoining inner surface of the outer conductor contact element than the second inner conductor contact element.
  • the compensation geometry can then in particular be designed as a material recess in the dielectric.
  • an inductively acting compensating geometry by forming material recesses, for example holes, in the dielectric, in particular in the area of the first inner conductor contact element arranged closer to the inner surface of the outer conductor contact element. Since the permittivity of air is smaller than the permittivity of a dielectric solid, for example a plastic forming the dielectric, the effective permittivity of the dielectric in the area of the first inner conductor contact element can finally be reduced.
  • the second inner conductor contact element is further away from an adjoining inner surface of the outer conductor contact element runs away as the first inner conductor contact element. It can then be provided that the compensation geometry in the outer conductor contact element runs along the inner surface of the outer conductor contact element adjoining the second inner conductor contact element, the compensation geometry preferably being designed as a material additive and / or as a cross-section tapering material deformation.
  • a cross-sectionally tapering material deformation is to be understood as meaning that the cross-section of the outer conductor contact element is reduced in the direction of the longitudinal axis.
  • the outer conductor contact element can thus arch inward, in the direction of the longitudinal axis.
  • a total symmetry of the electrical connector can therefore also be achieved by a capacitively acting countermeasure or compensating geometry.
  • the distance between the second inner conductor contact element and the adjoining inner surface of the outer conductor contact element can be reduced, preferably by the aforementioned cross-section-tapering material deformation or a material additive within the outer conductor contact element.
  • a capacitively acting compensation geometry can alternatively or additionally also be implemented in the dielectric, in that the compensation geometry is formed in the dielectric by using different materials with different permittivities.
  • the permittivity in the dielectric can be increased adjacent to the second inner conductor contact element.
  • the compensation geometry is designed to reduce the distance between the inner conductor contact elements of the inner conductor contact element pair.
  • a reduction in the distance between the two inner conductor contact elements of a common inner conductor contact element pair can be particularly suitable for compensating for a complex asymmetry of the electrical connector.
  • the field lines between the two inner conductor contact elements are more strongly bundled and thus the radiation in the direction of the outer conductor contact element is reduced. This weakens the influence of the asymmetry of the inner conductor contact elements. The differential impedance can thus become more stable, since the influence of the outer conductor contact element decreases.
  • a reduction in the distance between the two inner conductor contact elements can be advantageous, for example, if both inner conductor contact elements have the same rectangular cross section and are rotated by 90 ° or another angle to one another.
  • a reduction in the distance between the two inner conductor contact elements can, however, also be suitable if both inner conductor contact elements each have the same asymmetrical cross section and are not twisted with respect to one another.
  • a shield element electrically connected to the outer conductor contact element extends along the longitudinal axis between at least two pairs of inner conductor contact elements.
  • the shield element can be, for example, one or more metallic pins and / or spikes, in particular in the center of the connector.
  • any number of pairs of inner conductor contact elements can be provided.
  • the connector according to the invention can be used particularly advantageously within a vehicle, in particular within a motor vehicle.
  • Possible areas of application are autonomous driving, driver assistance systems, navigation systems, "infotainment” systems, rear entertainment systems, Internet connections and wireless gigabit (IEEE 802.11ad standard).
  • Possible applications relate to high-resolution cameras, for example 4K and 8K cameras, sensors, onboard computers, high-resolution screens, high-resolution dashboards, 3D navigation devices and mobile phones.
  • the connector according to the invention is suitable for any applications within the entire electrical engineering sector and is not to be understood as being restricted to use in vehicle technology.
  • the electrical connector is not restricted to a specific connector type, the invention being particularly suitable for connectors for high-frequency technology.
  • the compensation of the asymmetry according to the invention can in particular be transferable to all differential connector types.
  • the invention can for example - but not exclusively - for connectors of the type AMEC ("Automotive Modular Ethernet Connection"), MTD (“Modular Twisted-Pair Data”), H-MTD ("High Speed Modular Twisted-Pair Data”) or HSD (“High-Speed Data””) are advantageous.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical connector for differential signal transmission, the electrical connector having an outer conductor contact element, a dielectric and at least one inner conductor contact element pair for differential signal transmission.
  • the dielectric extends along a longitudinal axis through the outer conductor contact element.
  • the inner conductor contact element pair comprises a first inner conductor contact element and a second inner conductor contact element, which extend along the longitudinal axis through the dielectric.
  • a compensation geometry is determined for the outer conductor contact element and / or for the dielectric in order to compensate for an asymmetry of the inner conductor contact element pair with respect to the longitudinal axis.
  • inner conductor contact elements with an asymmetrical cross-sectional profile can be compensated for by a defined compensation geometry of the outer conductor contact element and / or the dielectric.
  • a compensation geometry is determined for the inner conductor contact element pair in order to compensate for an asymmetry of the outer conductor contact element and / or the dielectric relative to the longitudinal axis.
  • the compensating geometry can prevent a transition from the differential signal transmission to the "common mode" taking place during the transmission of the electromagnetic wave.
  • the compensating geometry according to the invention can thus achieve an improved electromagnetic compatibility (EMC) and an improved signal-to-noise ratio (SNR).
  • a differential signal transmission in particular for high-frequency technology, can advantageously be ensured despite the use of asymmetrical structures.
  • the construction or the production of the electrical plug connector can be simplified and thus more cost-effective.
  • the compensation geometry is determined in that the impedance of a first (hypothetical) asymmetrical transmission system is matched to the impedance of a second (hypothetical) asymmetrical transmission system.
  • first asymmetrical transmission system only the first inner conductor contact element for the signal line and the outer conductor contact element for the reference line can be defined.
  • second asymmetrical transmission system only the second inner conductor contact element for the signal line and the outer conductor contact element for the reference line can be defined.
  • the compensation geometry is determined by iterative simulations in order to minimize a direct component in the differential signal transmission.
  • the size of the area or the angular segment of the inner conductor contact element to the outer conductor contact element can also be taken into account.
  • the determining equation for the capacitance of a plate capacitor can be used approximately to optimize or determine the compensation geometry.
  • an inner conductor contact element with a larger surface area or angle range and with a smaller distance from the respectively adjoining inner surface of the outer conductor contact element has a higher capacitive impedance of the associated (hypothetical) asymmetrical transmission system.
  • a capacitively acting geometry of the first asymmetrical transmission system can be compensated by an inductively acting compensating geometry of the first asymmetrical transmission system.
  • a correspondingly inductively acting compensating geometry can be implemented, for example, by forming a material recess in the outer conductor contact element.
  • an inductively acting compensating geometry can be implemented through holes in the dielectric.
  • a capacitively acting geometry of the first asymmetrical transmission system can alternatively or additionally by a capacitively acting compensating geometry in the second asymmetrical transmission system can be compensated.
  • a corresponding compensation geometry can be formed, for example, by reducing the distance between the second inner conductor contact element and the inner surface of the outer conductor contact element adjacent to the second inner conductor contact element by a material tapering or indentation of the outer conductor contact element or a further material layer within the outer conductor contact element.
  • a capacitively acting countermeasure can be implemented in the second asymmetrical transmission system by using sections of different permittivity in the dielectric.
  • the values and parameters described here have deviations or fluctuations of ⁇ 10% or less, preferably ⁇ 5% or less, more preferably ⁇ 1% or less, and very particularly preferably ⁇ 0.1% or less of the respectively named Include value or parameter, provided that these deviations are not excluded when implementing the invention in practice.
  • the indication of ranges by starting and ending values also includes all those values and fractions that depend on the respectively named Range are included, in particular the start and end values and a respective mean value.
  • Figure 1 shows an assembled electrical cable 1 according to the prior art, equipped with several connector components of an electrical connector.
  • the cable 1 is provided with an outer conductor contact element 2, a dielectric 3 and an inner conductor contact element pair 4 (cf. Fig. 3 ) equipped for differential signal transmission.
  • Said connector components 2, 3, 4 are part of one in the Figures 1 to 3 not shown, differential electrical connector.
  • Figure 2 shows the connector components 2, 3, 4 in a longitudinal section and Figure 3 in a cross section.
  • the dielectric 3 extends along a longitudinal axis L through the outer conductor contact element 2.
  • the inner conductor contact element pair 4 comprises a first inner conductor contact element 5 and a second inner conductor contact element 6, which extend along the longitudinal axis L through the dielectric 3.
  • the connector components 2, 3, 4 are only highly schematized in all figures and indicated by way of example. Insofar as a subsequent exemplary embodiment of the invention is described without a dielectric 3 (or at least without a dielectric 3 formed from a solid), this is not to be understood as restrictive. In principle, a dielectric 3 or a dielectric 3 formed from a solid body may or may not be provided for each exemplary embodiment.
  • the inner conductor contact elements 5, 6 of a common inner conductor contact element pair 4 are symmetrical and identical and are evenly distributed within the outer conductor contact element 2 or the dielectric 3 are. This is intended to ensure that electrical signal transmission takes place completely in "differential mode".
  • an asymmetry of a connector component 2, 3, 4 is compensated for by a suitable compensation geometry 8, 9, 11, 12 in the same or in another connector component 2, 3, 4.
  • the outer conductor contact element 2 and / or the dielectric 3 has a compensation geometry 8, 9, 11, 12 in order to compensate for an asymmetry of the inner conductor contact element pair 4 with respect to the longitudinal axis L.
  • the pair of inner conductor contact elements 4 has a compensating geometry 8, 9, 11, 12 in order to compensate for an asymmetry of the outer conductor contact element 2 and / or the dielectric 3 with respect to the longitudinal axis L.
  • the Figures 4 to 27 show advantageous exemplary embodiments or exemplary compensation geometries 8, 9, 11, 12.
  • the features of the exemplary embodiments shown can also be combined with one another.
  • many other compensation geometries are also possible for compensating for any desired symmetries of any desired connector components 2, 3, 4.
  • the exemplary embodiments are only intended to illustrate some advantageous measures for producing the symmetry of an electrical plug connector by means of one or more compensating geometries according to the invention.
  • Figures 4 to 6 show a first embodiment of the invention.
  • no dielectric 3 is present or only a gaseous dielectric (usually air) is present.
  • a dielectric 3 composed of at least one solid body can also be provided, for example in FIG Figures 1 to 3 or the Figures 10 to 12 shown.
  • the inner conductor contact elements 5, 6 of the inner conductor contact element pair 4 are each designed differently and asymmetrically and rotated relative to one another in the first exemplary embodiment. Due to the asymmetrical cross-sectional geometry of the inner conductor contact elements 5, 6 and their relative rotation to one another, the second inner conductor contact element 6 offers an adjacent inner surface 7 of the outer conductor contact element 2 in the area of a central axial section along the longitudinal axis L a larger, more capacitively acting surface than the first inner conductor contact element 5 a compensation geometry is provided in the outer conductor contact element 2 as a material recess 8.
  • the outer conductor contact element 2 has a corresponding window parallel to the longitudinal axis L and along the axial extent of the asymmetry of the inner conductor contact elements 5, 6.
  • the impedances of a first (hypothetical) asymmetrical transmission system and a second (hypothetical) asymmetrical transmission system can be matched to one another.
  • the first asymmetrical transmission system can be defined as a transmission system in which only the first inner conductor contact element 5 is used for the signal line and the outer conductor contact element 2 is used for the reference line.
  • the second asymmetrical transmission system can be defined as a transmission system in which only the second inner conductor contact element 6 is used for the signal line and the outer conductor contact element 2 is used for the reference line.
  • the Figures 7 to 9 show a second embodiment of the invention.
  • the first inner conductor contact element 5 and the second inner conductor contact element 6 have an identical, symmetrical cross-sectional geometry.
  • the inner conductor contact element pair 4 of Figures 7 to 9 is, however, offset within the outer conductor contact element 2 to the axis of symmetry of the outer conductor contact element 2 in such a way that the first inner conductor contact element 5 is arranged closer to the inner surface 7 of the outer conductor contact element 2 than the second inner conductor contact element 6.
  • the first hypothetical asymmetrical transmission system is therefore more capacitive than the second hypothetical asymmetrical transmission system .
  • the compensation geometry is determined in such a way that the impedances of the two transmission systems are matched to one another.
  • the compensation geometry runs in the outer conductor contact element 2 adjacent to the first inner conductor contact element 5 and is similar to that in FIG Figures 4 to 6 , designed as a material recess 8.
  • a cross-section-widening material deformation 9 of the outer conductor contact element 2 can also be provided (dashed lines in Fig. 9 indicated).
  • no dielectric 3 or no dielectric 3 formed from a solid is provided.
  • a compensating geometry can also be formed in the dielectric 3, the dielectric 3, for example, having a material recess 8 between the first inner conductor contact element 5 and the inner surface 7 of the outer conductor contact element 2.
  • a third embodiment of the invention is shown.
  • the inner conductor contact elements 5, 6, in turn, are different, configured asymmetrically and with respect to one another twisted.
  • a dielectric 3 formed from a solid body is also provided.
  • the compensation geometry is formed in the dielectric 3 by suitable material recesses 8 or by two longitudinal slots / grooves.
  • a compensation geometry in the outer conductor contact element 2 can thus be omitted.
  • a compensation geometry can also be provided in the outer conductor contact element 2.
  • FIGS Figures 13 to 15 show an inner conductor contact element pair 4 in which the first inner conductor contact element 5 and the second inner conductor contact element 6 have an identical but asymmetrical cross-sectional geometry.
  • This variant is to form an electrical connector according to the invention (for example the one in the following Fig. 27 connector 10) shown particularly preferred.
  • the outer conductor contact element 2 has different compensation geometries along the longitudinal axis L, each of which is designed as a material recess 8.
  • a cross-section-widening material deformation 9 can also be provided, as in FIG Fig. 9 indicated.
  • the asymmetry is compensated, for example, by the four material recesses 8 in the outer conductor contact element 2 in the area of the asymmetry of the inner conductor contact elements 5, 6.
  • the axial length of the material recesses 8 is different on both sides of the outer conductor contact element 2.
  • the Figures 16 to 18 show a fifth embodiment of the invention, one being the embodiment of FIG Figures 4 to 6 comparable configurations of the inner conductor contact elements 5, 6 are provided.
  • a capacitively acting compensation geometry adjacent to the more capacitively acting inner conductor contact element
  • the corresponding compensating geometry can run in the outer conductor contact element 2 along the inner surface 7 of the outer conductor contact element 2 adjoining the second inner conductor contact element 6 and be designed as a cross-sectionally tapering material deformation 11.
  • the Figures 19 to 21 show a sixth embodiment of the invention.
  • a compensating geometry can also be implemented by a composite of different materials.
  • the dielectric 3 is designed as a composite of two materials 3.1, 3.2, each with a different permittivity.
  • FIGS Figures 22 to 24 Another embodiment of the invention is shown in FIGS Figures 22 to 24 shown. Based on Figures 22 to 24 should be made clear that a compensation geometry for a configuration of an inner conductor contact element pair in the manner as already in the Figures 16 to 18 shown by a material additive 12, that is, for example, a further metal layer within the outer conductor contact element 2, can be realized.
  • a material additive 12 that is, for example, a further metal layer within the outer conductor contact element 2
  • FIGS. 25 and 26 show an outer conductor contact element 2 and two inner conductor contact element pairs 4 for a further electrical connector.
  • the arrangement of the two inner conductor contact element pairs 4 corresponds to a so-called star quad.
  • a connector according to the invention can basically have exactly one inner conductor contact element pair 4, as in FIG Figures 1 to 24 and in Fig. 27 shown. In principle, however, any number of inner conductor contact element pairs 4 can be provided. For example, two, three, four or even more pairs of inner conductor contact elements 4 can be provided.
  • the inner conductor contact elements 5, 6 shown are each identical, but formed asymmetrically, and are arranged distributed around the longitudinal axis L or around the axis of symmetry of the outer conductor contact element 2.
  • the outer conductor contact element 2 has a suitable compensation geometry (material recesses 8 and material additive 12 in order to ensure overall symmetrical operation.
  • a material additive 12 can also be formed in one piece in the outer conductor contact element 2.
  • a shielding element that is galvanically connected to the outer conductor contact element 2 can run along the longitudinal axis L (not shown).
  • Fig. 27 shows an electrical connector 10 with an outer conductor contact element 2, a dielectric 3 and an inner conductor contact element pair 4 according to a preferred embodiment of the invention in a cross section.
  • the connector components 2, 3, 4 can also be referred to as electrical connectors per se within the scope of the invention.
  • the electrical connector 10 has Fig. 27 a single pair of inner conductor contact elements 4. As already stated, however, a plurality of inner conductor contact element pairs 4 can also be provided.
  • the in Fig. 27 The connector 10 shown, the inner conductor contact elements 5, 6 of the common inner conductor contact element pair 4 are each identical, but asymmetrical.
  • the electrical plug connector 10 shown can be advantageously suitable for use in high-frequency technology solely through the compensating geometry according to the invention.
  • the dielectric 3 and the outer conductor contact element 2 have, for example, corresponding compensation geometries (material recesses 8 and material additions 12) in order to ensure overall symmetrical signal transmission through the electrical connector 10.
  • FIG Fig. 28 An exemplary process sequence for an iterative simulation or for an iterative determination of a compensation geometry 8, 9, 11, 12 is shown in FIG Fig. 28 shown.
  • a first method step S1 the impedance of the first (hypothetical) asymmetrical transmission system can be determined, which uses the first inner conductor contact element 5 for signal transmission and the outer conductor contact element 2 for reference transmission, while the second inner conductor contact element 6 is not assigned a fixed potential and thus has a floating potential.
  • a second (hypothetical) asymmetrical transmission system can be determined, which uses the second inner conductor contact element 6 for the signal line and the outer conductor contact element 2 for the reference line, while the first inner conductor contact element 5 is not assigned a fixed potential and thus has a floating potential.
  • a compensation geometry 8, 9, 11, 12 in the outer conductor contact element 2, in the dielectric 3 and / or in the inner conductor contact element pair 4 can be determined and / or modified with the aim of matching the impedances of the two asymmetrical transmission systems.
  • the method steps S1, S2, S3 can then be repeated or the impedances of the asymmetrical transmission systems can be redetermined and the compensation geometry (s) 8, 9, 11, 12 can be further modified if necessary.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (10) zur differentiellen Signalübertragung, aufweisend ein Außenleiterkontaktelement (2), ein Dielektrikum (3) und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar (4) zur differentiellen Signalübertragung. Das Dielektrikum (3) erstreckt sich entlang einer Längsachse (L) durch das Außenleiterkontaktelement (2). Das Innenleiterkontaktelementpaar (4) weist ein erstes Innenleiterkontaktelement (5) und ein zweites Innenleiterkontaktelement (6) auf, die sich entlang der Längsachse (L) durch das Dielektrikum (3) erstrecken. Es ist vorgesehen, dass das Außenleiterkontaktelement (2) und/oder das Dielektrikum (3) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) aufweisen, um eine Asymmetrie des Innenleiterkontaktelementpaars (4) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Innenleiterkontaktelementpaar (4) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) aufweist, um eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements (2) und/oder des Dielektrikums (3) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur differentiellen Signalübertragung, aufweisend ein Außenleiterkontaktelement, ein Dielektrikum und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen Signalübertragung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckverbinders zur differentiellen Signalübertragung, wobei der elektrische Steckverbinder ein Außenleiterkontaktelement, ein Dielektrikum und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen Signalübertragung aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
  • Elektrische Steckverbinder dienen bekanntermaßen dazu, elektrische Versorgungssignale und/oder Datensignale an korrespondierende Gegensteckverbinder zu übertragen. Bei einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich um einen Stecker, um einen Einbaustecker, um eine Buchse, um eine Kupplung, um einen Leiterplattensteckverbinder oder um einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder" bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
  • Insbesondere an Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik, beispielsweise für die Datenübertragung in Fahrzeugen, werden hohe Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften der Steckverbindungen gestellt. Mitunter müssen beim autonomen Betrieb eines Fahrzeugs oder bei der Verwendung von Assistenzsystemen hohe Datenmengen von mehreren Kameras, diversen Sensoren und Navigationsquellen miteinander kombiniert und transportiert werden, üblicherweise in Echtzeit. Der Betrieb vieler Geräte, Bildschirme und Kameras erfordert demnach eine leistungsfähige Infrastruktur in der Fahrzeugelektronik. Demnach sind die Anforderungen an die Steckverbinder und die Kabelverbindungen innerhalb eines Fahrzeugs bezüglich der erforderlichen Datenrate mittlerweile sehr hoch. Gleichzeitig ist es, zur Einsparung von Bauraum und Gewicht wichtig, die Steckverbinder möglichst kompakt auszubilden.
  • Zur Übertragung von elektrischen Signalen mit einer hohen Datenrate, beispielsweise mit einer Datenrate von 1,0 Gbit/s oder mehr, ist eine differenzielle Signalübertragung (auch als "symmetrische Signalübertragung" bekannt) einer asymmetrischen Signalübertragung (auch als "unsymmetrische Signalübertragung" oder "single-ended Signalübertragung" bekannt) vorzuziehen.
  • Zur Gewährleistung eines möglichst reinen symmetrischen Betriebs werden in der Praxis Innenleiterkontaktelemente mit symmetrischem Querschnittsprofil innerhalb eines Außenleiterkontaktelements mit ebenfalls symmetrischem Querschnittsprofil angeordnet. Die Symmetrie des Steckverbinders ist erforderlich, da die elektromagnetische Welle mit zunehmender Asymmetrie verstärkt im sog. "common mode" übertragen wird und schließlich Gleichtaktstörsignale die Signalübertragung negativ beeinflussen können. Bei einem rein symmetrischen bzw. differentiellen Betrieb befindet sich die höchste Feldliniendichte des elektromagnetischen Feldes zwischen den beiden Innenleiterkontaktelementen, die ein gemeinsames differentielles Innenleiterkontaktelementpaar bilden. Die Signalenergie der hochfrequenten elektromagnetischen Welle ist somit im Bereich zwischen den beiden Innenleiterkontaktelementen gebündelt. Hierdurch geht im besten Fall keine Signalenergie nach außen verloren. Im "common mode" verlaufen die elektromagnetischen Feldlinien der elektromagnetischen Welle hingegen parabelförmig von der Verbindungslinie zwischen den beiden Innenleiterkontaktelementen nach außen. Insbesondere bei einer nicht optimalen elektromagnetischen Abschirmung können dadurch elektromagnetische Feldlinien bis zu umgebenden Gehäusebauteilen, beispielsweise einer Kraftfahrzeugkarosserie, verlaufen. Hierdurch kann Signalenergie verlorengehen, was die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des gesamten Systems und das Signal-Rausch-Verhältnis ("Signal-to-Noise Ratio", SNR) beeinflusst bzw. verschlechtert.
  • Aufgrund der hohen Anforderungen an Steckverbinder zur Übertragung differenzieller Signale in der Hochfrequenztechnik ist deren Herstellungsaufwand vergleichsweise hoch. Insbesondere im Hinblick auf eine wirtschaftliche Massenproduktion der Steckverbinder ist dies ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
  • In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der sich zur differentiellen Signalübertragung, insbesondere in der Hochfrequenztechnik, vorteilhaft eignen kann und der vorzugsweise kostengünstig herstellbar ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckverbinders zur differentiellen Signalübertragung bereitzustellen, insbesondere zur differentiellen Signalübertragung in der Hochfrequenztechnik.
  • Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
  • Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Es ist ein elektrischer Steckverbinder zur differentiellen Signalübertragung vorgesehen. Der elektrische Steckverbinder weist wenigstens ein Außenleiterkontaktelement, wenigstens ein Dielektrikum und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen Signalübertragung auf. Das Dielektrikum erstreckt sich entlang einer Längsachse durch das Außenleiterkontaktelement. Das Innenleiterkontaktelementpaar umfasst ein erstes Innenleiterkontaktelement und ein zweites Innenleiterkontaktelement, die sich entlang der Längsachse durch das Dielektrikum erstrecken.
  • Bei der Längsachse handelt es sich vorzugsweise um eine Mittelachse bzw. Symmetrieachse.
  • Ein Innenleiterkontaktelement im Rahmen der Erfindung kann beispielsweise als Stiftkontakt oder als Buchsenkontakt ausgebildet sein. Grundsätzlich können beliebige Innenleiterkontaktelemente vorgesehen sein, beispielsweise auch Stirnkontakte wie Flachkontakte oder Federkontaktstifte (sog. Pogo-Pins).
  • Der elektrische Steckverbinder kann auch noch weitere Steckverbinderkomponenten aufweisen, beispielsweise eine äußere Gehäusebaugruppe, beispielsweise eine äußere Gehäusebaugruppe aus Kunststoff, um ein Außenleiterkontaktelement oder um mehrere Außenleiterkontaktelemente aufzunehmen.
  • Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Außenleiterkontaktelement und/oder das Dielektrikum eine Ausgleichsgeometrie aufweisen, um eine Asymmetrie (z. B. eine asymmetrische Anordnung und/oder ein asymmetrisches Querschnittsprofil) des Innenleiterkontaktelementpaars bezogen auf die Längsachse auszugleichen.
  • Im Rahmen der Erfindung können auch mehrere Ausgleichsgeometrien vorgesehen sein. Aus Gründen der Anschaulichkeit ist die Erfindung nachfolgend allerdings im Wesentlichen anhand einer einzigen Ausgleichsgeometrie beschrieben.
  • Neben der Kompensation einer Asymmetrie eines Innenleiterkontaktelementpaars kann aber auch eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements und/oder des Dielektrikums durch eine Ausgleichsgeometrie des Innenleiterkontaktelementpaars und/oder des Dielektrikums kompensiert werden.
  • Es ist somit gemäß einer zweiten, optionalen oder alternativen Variante der Erfindung vorgesehen, dass das Innenleiterkontaktelementpaar eine Ausgleichsgeometrie aufweist, um eine Asymmetrie (z. B. eine asymmetrische Anordnung und/oder ein asymmetrisches Querschnittsprofil) des Außenleiterkontaktelements und/oder des Dielektrikums bezogen auf die Längsachse auszugleichen.
  • Ein asymmetrisches Querschnittsprofil des Außenleiterkontaktelements kann beispielsweise durch Ausnehmungen (z. B. Fenster), Federelemente (z. B. Federlaschen) oder Rastelemente (z. B. Rastnasen) gegeben sein.
  • Allgemein kann unter einer "Asymmetrie" im Rahmen der Erfindung eine asymmetrische Geometrie bzw. ein asymmetrisches Querschnittsprofil zumindest eines Innenleiterkontaktelements, des Außenleiterkontaktelements und/oder des Dielektrikums verstanden werden. Unter einer "Asymmetrie" kann allerdings auch eine ungleichmäßige Verteilung bzw. Anordnung verstanden werden, beispielsweise eine ungleichmäßige Verteilung bzw. Anordnung zumindest eines Innenleiterkontaktelements innerhalb des Außenleiterkontaktelements. Auch eine Verdrehung, beispielsweise eine relative Verdrehung der Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars, kann im Rahmen der Erfindung als "Asymmetrie" verstanden werden.
  • Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass eine bestehende Asymmetrie in dem elektrischen Steckverbinder vorteilhaft ausgeglichen werden kann.
  • Hierdurch können beispielsweise kostengünstig herstellbare, asymmetrische Innenleiterkontaktelemente für eine differentielle Signalübertragung verwendet werden, obwohl die Asymmetrie in der Regel die Eignung derartiger Innenleiterkontaktelemente für die Hochfrequenztechnik ausschließt. In vorteilhafter Weise kann somit ein differentieller elektrischer Steckverbinder mit kostengünstigen und einfach herzustellenden Standard-Innenleiterkontaktelementen bestückt werden.
  • Die Ausgleichsgeometrie kann durch Berücksichtigung zweier auf Grundlage des Innenleiterkontaktelementpaars gebildeter, hypothetischer einpolig geerdeter bzw. asymmetrischer Übertragungssysteme bestimmt werden.
  • Ein differenzielles Übertragungssystem, also beispielsweise der elektrische Steckverbinder zur Übertragung eines differenziellen Signals, bei dem zwei Innenleiterkontaktelemente von einem differenziellen Signal gespeist werden, kann in zwei einpolig geerdete Übertragungssysteme ("single-ended" Übertragungssysteme) zerlegt werden. In einem solchen hypothetischen, einpolig geerdeten Übertragungssystem wird nur ein einziges Innenleiterkontaktelement von dem hochfrequenten Signal gespeist, während das andere Innenleiterkontaktelement ein Schwebepotential aufweist bzw. mit keinem festen Potential verbunden ist, während das Außenleiterkontaktelement als Referenzleitung dient.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie ausgebildet ist, um die Impedanz eines ersten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems und eines zweiten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems aneinander anzugleichen. Das erste asymmetrische Übertragungssystem kann ausschließlich das erste Innenleiterkontaktelement zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement zur Referenzleitung aufweisen. Das zweite asymmetrische Übertragungssystem kann ausschließlich das zweite Innenleiterkontaktelement zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement zur Referenzleitung aufweisen.
  • Unter Berücksichtigung der asymmetrischen Übertragungssysteme kann eine geeignete Ausgleichsgeometrie vorteilhaft durch Berechnungen und/oder Simulationen ermittelt oder verifiziert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichsgeometrie parallel zu der Längsachse erstreckt.
  • Es kann außerdem vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichsgeometrie vollständig oder nur entlang eines Teilbereichs der zu kompensierenden Asymmetrie entlang der Längsachse erstreckt. Es kann alternativ oder ergänzend auch vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie entlang der Längsachse von der zu kompensierenden Asymmetrie beabstandet ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der axiale Bereich entlang der Längsachse, entlang dem sich die Ausgleichsgeometrie erstreckt, kürzer ist, gleichlang ist oder länger ist als der axiale Bereich entlang der Längsachse, entlang dem sich die Asymmetrie erstreckt. Der axiale Bereich, entlang dem sich die Ausgleichsgeometrie erstreckt, kann sich vollständig, teilweise oder nicht mit dem axialen Bereich, entlang dem sich die Asymmetrie erstreckt, überlappen.
  • Die Ausgleichsgeometrie kann sich vorzugsweise über die gesamte axiale Wegstrecke parallel zu der zu kompensierenden Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements, des Dielektrikums und/oder des Innenleiterkontaktelementpaars erstrecken.
  • Die Ausgleichsgeometrie kann sich aber auch nur entlang eines axialen Abschnitts parallel zu der zu kompensierenden Asymmetrie erstrecken.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie als Materialausnehmung und/oder als Materialzusatz und/oder als Materialverformung und/oder als Materialverbund unterschiedlicher Werkstoffe bzw. Materialien, insbesondere Materialien mit verschiedenen Permittivitäten, ausgebildet ist.
  • Besonders bevorzugt ist die Ausgleichsgeometrie als Materialausnehmung ausgebildet. Die Materialausnehmung kann beispielsweise durch Löcher, Fenster oder sonstige Abtragungen in dem Außenleiterkontaktelement und/oder in dem Dielektrikum gebildet sein.
  • Auch eine Materialverformung kann sich vorteilhaft zur Ausbildung der Ausgleichsgeometrie eignen. Beispielsweise kann sich eine Wölbung bzw. eine querschnittserweiternde Materialverformung des Außenleiterkontaktelements anstelle oder zusätzlich zu einer Materialausnehmung gut zur Ausbildung einer Ausgleichsgeometrie eignen. Auch eine querschnittsverjüngende Materialverformung, beispielsweise des Außenleiterkontaktelements, kann zur Bildung der Ausgleichsgeometrie vorgesehen sein.
  • Eine Ausgleichsgeometrie als Materialverbund unterschiedlicher Materialien kann sich insbesondere zur Kompensation der Asymmetrie durch das Dielektrikum gut eignen. Beispielsweise können Abschnitte des Dielektrikums aus verschiedenen dielektrischen Materialien mit verschiedenen Permittivitäten ausgebildet sein.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Dielektrikum aus zumindest einem Festkörper ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise ist das Dielektrikum aus zumindest einem Festkörper ausgebildet, beispielsweise aus einem Kunststoff. Bei dem Dielektrikum kann es sich allerdings auch um ein Gas, beispielsweise um Luft, handeln.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder kein Dielektrikum aufweist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Innenleiterkontaktelement und das zweite Innenleiterkontaktelement eine identische, symmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen. Vorzugsweise sind die Innenleiterkontaktelemente dann asymmetrisch innerhalb des Außenleiterkontaktelements und/oder innerhalb des Dielektrikums angeordnet, was eine zu kompensierende Asymmetrie bedingen kann.
  • Die Innenleiterkontaktelemente können beispielsweise vollständig rund ausgebildet sein.
  • Auch wenn die Innenleiterkontaktelemente jeweils vollständig symmetrisch ausgebildet sind, können diese dennoch asymmetrisch innerhalb des Außenleiterkontaktelements und/oder innerhalb des Dielektrikums angeordnet sein. Die dadurch entstehende, ungleichmäßige Beabstandung der Innenleiterkontaktelemente von einer Innenfläche des Außenleiterkontaktelements kann schließlich erfindungsgemäß kompensiert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Innenleiterkontaktelement und das zweite Innenleiterkontaktelement eine identische, asymmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen.
  • Bevorzugt sind beide Innenleiterkontaktelemente identisch, allerdings asymmetrisch ausgebildet. Zur Kosteneinsparung können dadurch zwei identische Innenleiterkontaktelemente für den elektrischen Steckverbinder verwendbar sein, die in dieser Kombination im Grunde nicht für eine differenzielle Signalübertragung geeignet wären. Aufgrund der erfindungsgemäßen Kompensation der Asymmetrie durch die Ausgleichsgeometrie kann ein aus zwei identischen, asymmetrischen Innenleiterkontaktelementen gebildetes Innenleiterkontaktelementpaar allerdings dennoch zur differentiellen Signalübertragung verwendbar sein.
  • Besonders vorteilhaft kann sich die Erfindung beispielsweise zur Verwendung von Innenleiterkontaktelementen nach dem MQS-Standard ("Micro Quadlok System") eignen. Derartige Innenleiterkontaktelemente weisen ein asymmetrisches Querschnittsprofil auf.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Innenleiterkontaktelement näher an einer angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements angeordnet ist als das zweite Innenleiterkontaktelement. Es kann dann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement entlang der an das erste Innenleiterkontaktelement angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements verläuft, wobei die Ausgleichsgeometrie vorzugsweise als Materialausnehmung und/oder als querschnittserweiternde Materialverformung ausgebildet ist.
  • Insofern das erste Innenleiterkontaktelement einen kleineren Abstand zum Außenleiterkontaktelement aufweist als das zweite Innenleiterkontaktelement, ist die Impedanz des ersten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems kapazitiver als die Impedanz des zweiten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems. Hieraus kann sich ein eindimensionales Optimierungsproblem für die Ermittlung der Ausgleichsgeometrie ergeben, insbesondere wenn beide Innenleiterkontaktelemente einen identischen und symmetrischen Querschnitt aufweisen.
  • Eine kapazitive Asymmetrie des ersten asymmetrischen Übertragungssystems kann mit einer induktiv wirkenden Gegenmaßnahme bzw. mit einer induktiv wirkenden Ausgleichsgeometrie kompensiert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Materialausnehmung in dem Außenleiterkontaktelement in dem Bereich des ersten Innenleiterkontaktelements ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch eine querschnittserweiternde Materialverformung bzw. Ausbuchtung / Wölbung in dem Außenleiterkontaktelement im Bereich des ersten Innenleiterkontaktelements vorgesehen sein.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie in dem Dielektrikum zwischen dem ersten Innenleiterkontaktelement und der angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements verläuft, wenn das erste Innenleiterkontaktelement näher an einer angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements angeordnet ist als das zweite Innenleiterkontaktelement. Die Ausgleichsgeometrie kann dann insbesondere als Materialausnehmung in dem Dielektrikum ausgebildet sein.
  • Es kann somit auch vorgesehen sein, eine induktiv wirkende Ausgleichsgeometrie durch Ausbildung von Materialausnehmungen, beispielsweise Löchern, im Dielektrikum zu realisieren, insbesondere im Bereich des näher an der Innenfläche des Außenleiterkontaktelements angeordneten ersten Innenleiterkontaktelements. Da die Permittivität von Luft kleiner ist als die Permittivität eines dielektrischen Festkörpers, beispielsweise eines das Dielektrikum ausbildenden Kunststoffs, kann schließlich die effektive Permittivität des Dielektrikums im Bereich des ersten Innenleiterkontaktelements verringert sein.
  • An dieser Stelle sei betont, dass die vorstehenden Bezugnahmen auf ein spezielles Innenleiterkontaktelement lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass das zweite Innenleiterkontaktelement näher an der Innenfläche des Außenleiterkontaktelements angeordnet ist als das erste Innenleiterkontaktelement. Sofern sich die vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen speziell auf eines der Innenleiterkontaktelemente beziehen so ist dies grundsätzlich nur der einfacheren Erläuterung geschuldet und nicht einschränkend zu verstehen. Sofern dies technisch nicht ausgeschlossen ist, können die Innenleiterkontaktelemente in der vorstehenden und nachfolgenden Beschreibung beliebig austauschbar sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zweite Innenleiterkontaktelement weiter von einer angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements entfernt verläuft als das erste Innenleiterkontaktelement. Es kann dann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement entlang der an das zweite Innenleiterkontaktelement angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements verläuft, wobei die Ausgleichsgeometrie vorzugsweise als Materialzusatz und/oder als querschnittsverjüngende Materialverformung ausgebildet ist.
  • Unter einer querschnittsverjüngenden Materialverformung ist zu verstehen, dass der Querschnitt des Außenleiterkontaktelements in Richtung auf die Längsachse verringert wird. Das Außenleiterkontaktelement kann sich somit nach innen, in Richtung auf die Längsachse wölben.
  • Auch durch eine kapazitiv wirkende Gegenmaßnahme bzw. Ausgleichsgeometrie kann also insgesamt eine Symmetrie des elektrischen Steckverbinders erzielt werden. Hierzu kann beispielsweise der Abstand zwischen dem zweiten Innenleiterkontaktelement und der angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements verringert werden, vorzugsweise durch die genannte querschnittsverjüngende Materialverformung oder einen Materialzusatz innerhalb des Außenleiterkontaktelements.
  • Eine kapazitiv wirkende Ausgleichsgeometrie kann alternativ oder zusätzlich auch in dem Dielektrikum realisiert werden, indem die Ausgleichsgeometrie in dem Dielektrikum durch Verwendung verschiedener Materialien mit unterschiedlichen Permittivitäten ausgebildet wird. Insbesondere kann die Permittivität in dem Dielektrikum angrenzend an das zweite Innenleiterkontaktelement erhöht sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie ausgebildet ist, um den Abstand zwischen den Innenleiterkontaktelementen des Innenleiterkontaktelementpaars zu verkleinern.
  • Eine Verkleinerung des Abstands der beiden Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars kann sich insbesondere zur Kompensation einer komplexen Asymmetrie des elektrischen Steckverbinders eignen.
  • Dadurch, dass der Abstand zwischen den Innenleiterkontaktelementen verkleinert wird, werden die Feldlinien zwischen den beiden Innenleiterkontaktelementen stärker gebündelt und damit die Abstrahlung in Richtung auf das Außenleiterkontaktelement reduziert. Hierdurch wird der Einfluss der Asymmetrie der Innenleiterkontaktelemente abgeschwächt. Die differentielle Impedanz kann somit stabiler werden, da der Einfluss des Außenleiterkontaktelements abnimmt.
  • Eine Verkleinerung des Abstands der beiden Innenleiterkontaktelemente kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn beide Innenleiterkontaktelemente denselben rechteckförmigen Querschnitt aufweisen und um 90° oder um einen sonstigen Winkel zueinander verdreht sind. Eine Verkleinerung des Abstands der beiden Innenleiterkontaktelemente kann sich aber auch eignen, wenn beide Innenleiterkontaktelemente jeweils denselben asymmetrischen Querschnitt aufweisen und nicht zueinander verdreht sind.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich ein elektrisch mit dem Außenleiterkontaktelement verbundenes Schirmelement entlang der Längsachse zwischen zumindest zwei Innenleiterkontaktelementpaaren erstreckt.
  • Eine Verbesserung der erfindungsgemäßen Kompensation einer Asymmetrie kann durch die Verwendung eines zusätzlichen Schirmelements erzielt werden. Bei dem Schirmelement kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere metallische Stifte und/oder Dorne handeln, insbesondere im Zentrum des Steckverbinders.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass genau ein Innenleiterkontaktelementpaar, zwei oder mehr Innenleiterkontaktelementpaare, drei oder mehr Innenleiterkontaktelementpaare oder vier oder noch mehr Innenleiterkontaktelementpaare vorgesehen sind.
  • Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Innenleiterkontaktelementpaare vorgesehen sein.
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann besonders vorteilhaft innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Mögliche Einsatzgebiete sind autonomes Fahren, Fahrer-Assistenz-Systeme, Navigationssysteme, "Infotainment"-Systeme, Fond-Entertainment-Systeme, Internetverbindungen und Wireless Gigabit (IEEE 802.11ad Standard). Mögliche Anwendungen betreffen hochaufgelöste Kameras, beispielsweise 4K- und 8K-Kameras, Sensorik, Onboard-Computer, hochauflösende Bildschirme, hochauflösende Armaturenbretter, 3D-Navigationsgeräte und Mobilfunkgeräte.
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder eignet sich für beliebige Anwendungen innerhalb der gesamten Elektrotechnik und ist nicht auf den Einsatz in der Fahrzeugtechnik beschränkt zu verstehen.
  • Der elektrische Steckverbinder ist nicht auf einen spezifischen Steckverbindertyp beschränkt, wobei sich die Erfindung insbesondere für Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik eignet. Die erfindungsgemäße Kompensation der Asymmetrie kann insbesondere auf alle differentiellen Steckverbinderarten übertragbar sein. Die Erfindung kann sich beispielsweise - aber nicht ausschließlich - für Steckverbinder des Typs AMEC ("Automotive Modular Ethernet Connection"), MTD ("Modular Twisted-Pair Data"), H-MTD ("High Speed Modular Twisted-Pair-Data") oder HSD ("High-Speed Data") vorteilhaft eignen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckverbinders zur differentiellen Signalübertragung, wobei der elektrische Steckverbinder ein Außenleiterkontaktelement, ein Dielektrikum und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen Signalübertragung aufweist. Das Dielektrikum erstreckt sich entlang einer Längsachse durch das Außenleiterkontaktelement. Das Innenleiterkontaktelementpaar umfasst ein erstes Innenleiterkontaktelement und ein zweites Innenleiterkontaktelement, die sich entlang der Längsachse durch das Dielektrikum erstrecken.
  • Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass für das Außenleiterkontaktelement und/oder für das Dielektrikum eine Ausgleichsgeometrie bestimmt wird, um eine Asymmetrie des Innenleiterkontaktelementpaars bezogen auf die Längsachse auszugleichen.
  • Um eine gute Symmetrie (Balance) zu erreichen, können beispielsweise Innenleiterkontaktelemente mit asymmetrischem Querschnittsprofil durch eine definiert gewählte Ausgleichsgeometrie des Außenleiterkontaktelements und/oder des Dielektrikums kompensiert werden.
  • Gemäß einer zweiten, optionalen oder alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann aber auch vorgesehen sein, dass für das Innenleiterkontaktelementpaar eine Ausgleichsgeometrie bestimmt wird, um eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements und/oder des Dielektrikums bezogen auf die Längsachse auszugleichen.
  • Durch die Ausgleichsgeometrie kann verhindert werden, dass bei der Übertragung der elektromagnetischen Welle ein Übergang der differenziellen Signalübertragung in den "common mode" stattfindet. Durch die erfindungsgemäße Ausgleichsgeometrie kann somit eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erreicht werden.
  • In vorteilhafter Weise kann schließlich eine differenzielle Signalübertragung, insbesondere für die Hochfrequenztechnik, trotz Verwendung von asymmetrischen Strukturen gewährleistet sein. Hierdurch kann der Aufbau bzw. die Herstellung des elektrischen Steckverbinders vereinfacht und damit kostengünstiger sein.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie dadurch bestimmt wird, dass die Impedanz eines ersten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems an die Impedanz eines zweiten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems angeglichen wird. Für das erste asymmetrische Übertragungssystem kann ausschließlich das erste Innenleiterkontaktelement zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement zur Referenzleitung definiert werden. Für das zweite asymmetrische Übertragungssystem kann ausschließlich das zweite Innenleiterkontaktelement zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement zur Referenzleitung definiert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsgeometrie durch iterative Simulationen ermittelt wird, um einen Gleichanteil bei der differentiellen Signalübertragung zu minimieren.
  • Iterative Simulationen können sich insbesondere im Falle von Steckverbindern mit komplexen Geometrien gut eignen.
  • Insofern sich zur Bestimmung der Ausgleichsgeometrie beispielsweise ein zweidimensionales Optimierungsproblem ergibt, kann neben dem Abstand eines Innenleiterkontaktelements zu der angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements auch die Größe der Fläche bzw. des Winkelsegments des Innenleiterkontaktelements zum Außenleiterkontaktelement berücksichtigt werden.
  • Näherungsweise kann die Bestimmungsgleichung für die Kapazität eines Plattenkondensators zur Optimierung bzw. zur Bestimmung der Ausgleichsgeometrie herangezogen werden. Beispielsweise weist ein Innenleiterkontaktelement mit einem größeren Flächen- bzw. Winkelbereich und mit einem kleineren Abstand zu der jeweils angrenzenden Innenfläche des Außenleiterkontaktelements eine höhere kapazitive Impedanz des zugehörigen (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems auf.
  • Eine kapazitiv wirkende Geometrie des ersten asymmetrischen Übertragungssystems kann durch eine induktiv wirkende Ausgleichsgeometrie des ersten asymmetrischen Übertragungssystems kompensiert werden. Eine entsprechend induktiv wirkende Ausgleichsgeometrie kann beispielsweise durch Ausbildung einer Materialausnehmung im Außenleiterkontaktelement realisiert sein. Alternativ oder ergänzend kann eine induktiv wirkende Ausgleichsgeometrie durch Löcher im Dielektrikum realisiert sein.
  • Eine kapazitiv wirkende Geometrie des ersten asymmetrischen Übertragungssystems kann alternativ oder ergänzend durch eine kapazitiv wirkende Ausgleichsgeometrie in dem zweiten asymmetrischen Übertragungssystem kompensiert werden. Eine entsprechende Ausgleichsgeometrie kann beispielsweise durch Reduzierung des Abstands zwischen dem zweiten Innenleiterkontaktelement und der dem zweiten Innenleiterkontaktelement benachbarten Innenfläche des Außenleiterkontaktelements durch eine Materialverjüngung bzw. Einbuchtung des Außenleiterkontaktelements oder eine weitere Materialschicht innerhalb des Außenleiterkontaktelements ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann eine kapazitiv wirkende Gegenmaßnahme in dem zweiten asymmetrischen Übertragungssystem durch Verwendung von Abschnitten unterschiedlicher Permittivität in dem Dielektrikum ausgebildet sein.
  • Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das Verfahren vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder genannt wurden, auch auf das Verfahren bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
  • In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielswiese ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
  • Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
  • Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement, einem Dielektrikum und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 3
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 1 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie III der Fig. 2;
    Fig. 4
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 5
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 4 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 6
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 4 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie VI der Fig. 5;
    Fig. 7
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 8
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 7 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 9
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie IX der Fig. 8;
    Fig. 10
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement, einem Dielektrikum und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 11
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 10 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 12
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 10 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie XII der Fig. 11;
    Fig. 13
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 14
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 13 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 15
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 13 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie XV der Fig. 14;
    Fig. 16
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 17
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 16 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 18
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 16 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie XVIII der Fig. 17;
    Fig. 19
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement, einem Dielektrikum und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 20
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 19 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 21
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 19 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie XXI der Fig. 20;
    Fig. 22
    ein mit einem Außenleiterkontaktelement und einem Innenleiterkontaktelementpaar eines elektrischen Steckverbinders bestücktes elektrisches Kabel in einer perspektivischen Darstellung, gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 23
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 22 in einer Schnittdarstellung entlang der Längsachse;
    Fig. 24
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 22 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie XXIV der Fig. 23;
    Fig. 25
    ein Außenleiterkontaktelement und zwei Innenleiterkontaktelementpaare eines elektrischen Steckverbinders in einer perspektivischen Darstellung;
    Fig. 26
    die Steckverbinderkomponenten der Fig. 25 in einem Querschnitt;
    Fig. 27
    einen elektrischen Steckverbinder mit einem Außenleiterkontaktelement, einem Dielektrikum und einem Innenleiterkontaktelementpaar in einem Querschnitt; und
    Fig. 28
    ein Verfahren zur Ermittlung einer Ausgleichsgeometrie durch iterative Simulationen.
  • Figur 1 zeigt ein mit mehreren Steckverbinderkomponenten eines elektrischen Steckverbinders bestücktes konfektioniertes elektrisches Kabel 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Kabel 1 ist mit einem Außenleiterkontaktelement 2, einem Dielektrikum 3 und einem Innenleiterkontaktelementpaar 4 (vgl. Fig. 3) zur differenziellen Signalübertragung bestückt. Die genannten Steckverbinderkomponenten 2, 3, 4 sind Teil eines in den Figuren 1 bis 3 nicht näher dargestellten, differenziellen elektrischen Steckverbinders. Figur 2 zeigt die Steckverbinderkomponenten 2, 3, 4 in einem Längsschnitt und Figur 3 in einem Querschnitt.
  • Das Dielektrikum 3 erstreckt sich entlang einer Längsachse L durch das Außenleiterkontaktelement 2. Das Innenleiterkontaktelementpaar 4 umfasst ein erstes Innenleiterkontaktelement 5 und ein zweites Innenleiterkontaktelement 6, die sich entlang der Längsachse L durch das Dielektrikum 3 erstrecken.
  • Die Steckverbinderkomponenten 2, 3, 4 sind in allen Figuren lediglich stark schematisiert und beispielhaft angedeutet. Insofern ein nachfolgendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne ein Dielektrikum 3 (oder zumindest ohne ein aus einem Festkörper ausgebildetes Dielektrikum 3) beschrieben ist, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich kann für jedes Ausführungsbeispiel ein Dielektrikum 3 bzw. ein aus einem Festkörper ausgebildetes Dielektrikum 3 vorgesehen sein oder nicht.
  • Gemäß dem Stand der Technik ist für eine differenzielle Signalübertragung, insbesondere in der Hochfrequenztechnik, vorgesehen, dass die Innenleiterkontaktelemente 5, 6 eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars 4 symmetrisch und identisch ausgebildet sowie innerhalb des Außenleiterkontaktelements 2 bzw. des Dielektrikums 3 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierdurch soll sichergestellt sein, dass eine elektrische Signalübertragung vollständig im "differential mode" erfolgt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Asymmetrie einer Steckverbinderkomponente 2, 3, 4 durch eine geeignete Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 in derselben oder in einer anderen Steckverbinderkomponente 2, 3, 4 kompensiert wird.
  • Einerseits kann vorgesehen sein, dass das Außenleiterkontaktelement 2 und/oder das Dielektrikum 3 eine Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 aufweist, um eine Asymmetrie des Innenleiterkontaktelementpaars 4 bezogen auf die Längsachse L auszugleichen. Andererseits kann aber auch vorgesehen sein, dass das Innenleiterkontaktelementpaar 4 eine Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 aufweist, um eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements 2 und/oder des Dielektrikums 3 bezogen auf die Längsachse L auszugleichen.
  • Die Figuren 4 bis 27 zeigen vorteilhafte Ausführungsbeispiele bzw. beispielhafte Ausgleichsgeometrien 8, 9, 11, 12. Die Merkmale der dargestellten Ausführungsbeispiele können auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere sind außerdem viele weitere Ausgleichsgeometrien zur Kompensation beliebiger Symmetrien beliebiger Steckverbinderkomponenten 2, 3, 4 möglich. Die Ausführungsbeispiele sollen nur dazu dienen, einige vorteilhafte Maßnahmen zur Herstellung der Symmetrie eines elektrischen Steckverbinders durch eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausgleichsgeometrien darzustellen.
  • Figuren 4 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 ist kein Dielektrikum 3 vorhanden bzw. nur ein gasförmiges Dielektrikum (in der Regel Luft) vorhanden. Es kann allerdings auch ein Dielektrikum 3 aus zumindest einem Festkörper vorgesehen sein, wie beispielsweise in den Figuren 1 bis 3 oder den Figuren 10 bis 12 dargestellt.
  • Die Innenleiterkontaktelemente 5, 6 des Innenleiterkontaktelementpaars 4 sind in dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils unterschiedlich und asymmetrisch ausgebildet sowie relativ zueinander verdreht. Durch die asymmetrische Querschnittsgeometrie der Innenleiterkontaktelemente 5, 6 und deren relative Verdrehung zueinander bietet das zweite Innenleiterkontaktelement 6 einer angrenzende Innenfläche 7 des Außenleiterkontaktelements 2 im Bereich eines mittleren axialen Abschnitts entlang der Längsachse L eine größere, kapazitiver wirkende Fläche als das erste Innenleiterkontaktelement 5. Zum Ausgleich ist eine Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement 2 als Materialausnehmung 8 vorgesehen. Das Außenleiterkontaktelement 2 weist parallel zu der Längsachse L und entlang der axialen Erstreckung der Asymmetrie der Innenleiterkontaktelemente 5, 6 ein entsprechendes Fenster auf.
  • Generell können zur Bestimmung der Ausgleichsgeometrie(n) 8, 9, 11, 12 die Impedanzen eines ersten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems und eines zweiten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems aneinander angeglichen werden. Das erste asymmetrische Übertragungssystem kann dabei als ein Übertragungssystem definiert sein, bei dem ausschließlich das erste Innenleiterkontaktelement 5 zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement 2 zur Referenzleitung verwendet wird. Das zweite asymmetrische Übertragungssystem kann als ein Übertragungssystem definiert sein, bei dem ausschließlich das zweite Innenleiterkontaktelement 6 zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement 2 zur Referenzleitung verwendet wird.
  • Die Figuren 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei weisen das erste Innenleiterkontaktelement 5 und das zweite Innenleiterkontaktelement 6 eine identisch, symmetrische Querschnittsgeometrie auf. Das Innenleiterkontaktelementpaar 4 der Figuren 7 bis 9 ist allerdings innerhalb des Außenleiterkontaktelements 2 zu der Symmetrieachse des Außenleiterkontaktelements 2 derart versetzt, dass das erste Innenleiterkontaktelement 5 näher an der Innenfläche 7 des Außenleiterkontaktelements 2 angeordnet ist als das zweite Innenleiterkontaktelement 6. Das erste hypothetische asymmetrische Übertragungssystem ist damit kapazitiver als das zweite hypothetische asymmetrische Übertragungssystem. Die Ausgleichsgeometrie ist erfindungsgemäß derart bestimmt, dass die Impedanzen der beiden Übertragungssysteme aneinander angeglichen werden. Hierzu verläuft die Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement 2 angrenzend an das erste Innenleiterkontaktelement 5 und ist, ähnlich wie in den Figuren 4 bis 6, als Materialausnehmung 8 ausgebildet.
  • Alternativ zu der Materialausnehmung 8 kann beispielsweise auch eine querschnittserweiternde Materialverformung 9 des Außenleiterkontaktelements 2 vorgesehen sein (strichliniert in Fig. 9 angedeutet).
  • Auch in dem in den Figuren 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist kein Dielektrikum 3 bzw. kein aus einem Festkörper ausgebildetes Dielektrikum 3 vorgesehen. Insofern ein Dielektrikum 3 vorgesehen ist, kann eine Ausgleichsgeometrie auch in dem Dielektrikum 3 ausgebildet sein, wobei das Dielektrikum 3 beispielsweise zwischen dem ersten Innenleiterkontaktelement 5 und der Innenfläche 7 des Außenleiterkontaktelements 2 eine Materialausnehmung 8 aufweisen kann.
  • In den Figuren 10 bis 12 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Innenleiterkontaktelemente 5, 6 sind wiederum unterschiedlich, asymmetrisch ausgebildet und zueinander verdreht. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 10 bis 12 ist außerdem ein aus einem Festkörper ausgebildetes Dielektrikum 3 vorgesehen.
  • Die Ausgleichsgeometrie ist in dem Dielektrikum 3 durch geeignete Materialausnehmungen 8 bzw. durch zwei Längsschlitze / Nuten ausgebildet. Eine Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement 2 kann dadurch entfallen. Es kann allerdings auch zusätzlich noch eine Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement 2 vorgesehen sein.
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 13 bis 15 dargestellt. Die Figuren 13 bis 15 zeigen ein Innenleiterkontaktelementpaar 4, bei dem das erste Innenleiterkontaktelement 5 und das zweite Innenleiterkontaktelement 6 eine identische, jedoch asymmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen. Diese Variante ist zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders (beispielsweise des in der nachfolgenden Fig. 27 dargestellten Steckverbinders 10) besonders bevorzugt.
  • Zur Kompensation der Asymmetrie weist das Außenleiterkontaktelement 2 entlang der Längsachse L verschiedene Ausgleichsgeometrien auf, die jeweils als Materialausnehmung 8 ausgebildet sind. Wie bereits erwähnt, kann alternativ oder zusätzlich zu einer Materialausnehmung 8 auch eine querschnittserweiternde Materialverformung 9 vorgesehen sein, wie in Fig. 9 angedeutet.
  • Eine Kompensation der Asymmetrie erfolgt dabei beispielhaft durch die vier Materialausnehmungen 8 in dem Außenleiterkontaktelement 2 im Bereich der Asymmetrie der Innenleiterkontaktelemente 5, 6. Die axiale Länge der Materialausnehmungen 8 ist dabei auf beiden Seiten des Außenleiterkontaktelements 2 verschieden.
  • Die Figuren 16 bis 18 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei eine dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 vergleichbare Konfigurationen der Innenleiterkontaktelemente 5, 6 vorgesehen ist. Anhand des fünften Ausführungsbeispiels soll verdeutlicht werden, dass anstelle einer induktiv wirkenden Ausgleichsgeometrie (beispielsweise einer Materialausnehmung 8) angrenzend an das kapazitiver wirkende Innenleiterkontaktelement auch eine kapazitiv wirkende Ausgleichsgeometrie angrenzend an das induktiver wirkende Innenleiterkontaktelements (in den Figuren 16 bis 18 das zweite Innenleiterkontaktelement 6) vorgesehen sein kann. Die entsprechende Ausgleichsgeometrie kann in dem Außenleiterkontaktelement 2 entlang der an das zweite Innenleiterkontaktelement 6 angrenzenden Innenfläche 7 des Außenleiterkontaktelements 2 verlaufen und als querschnittsverjüngende Materialverformung 11 ausgebildet sein.
  • Die Figuren 19 bis 21 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anhand der Figuren 19 bis 21 soll verdeutlicht werden, dass eine Ausgleichsgeometrie auch durch einen Materialverbund unterschiedlicher Materialien realisiert sein kann. Das Dielektrikum 3 ist in den Figuren 19 bis 21 hierzu als Materialverbund zweier Materialien 3.1, 3.2 mit jeweils unterschiedlicher Permittivität ausgebildet.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 22 bis 24 dargestellt. Anhand der Figuren 22 bis 24 soll verdeutlicht werden, dass eine Ausgleichsgeometrie für eine Konfiguration eines Innenleiterkontaktelementpaars in der Art wie bereits in den Figuren 16 bis 18 dargestellt auch durch einen Materialzusatz 12, also beispielsweise eine weitere Metallschicht innerhalb des Außenleiterkontaktelements 2, realisiert sein kann.
  • Ergänzend oder alternativ zu den beschriebenen Varianten der Erfindung kann auch vorgesehen sein, den Abstand zwischen den Innenleiterkontaktelementen 5, 6 des Innenleiterkontaktelementpaars 4 zu verkleinern. Hierdurch kann in vorteilhafterweise eine Bündelung der elektromagnetischen Feldlinien erfolgen.
  • Die Figuren 25 und 26 zeigen ein Außenleiterkontaktelement 2 und zwei Innenleiterkontaktelementpaare 4 für einen weiteren elektrischen Steckverbinder. Die Anordnung der beiden Innenleiterkontaktelementpaare 4 entspricht einem sog. Sternvierer. Diese Anordnung ist allerdings nur beispielhaft. Ein erfindungsgemäßer Steckverbinder kann grundsätzlich genau ein Innenleiterkontaktelementpaar 4 aufweist, wie in den Figuren 1 bis 24 und in Fig. 27 dargestellt. Grundsätzlich kann allerdings eine beliebige Anzahl Innenleiterkontaktelementpaare 4 vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei, drei, vier oder noch mehr Innenleiterkontaktelementpaare 4 vorgesehen sein.
  • Die beispielhaft in den Figuren 25 und 26 dargestellten Innenleiterkontaktelemente 5, 6 sind jeweils identisch, jedoch asymmetrisch ausgebildet und um die Längsachse L bzw. um die Symmetrieachse des Außenleiterkontaktelements 2 verteilt angeordnet. Das Außenleiterkontaktelement 2 weist eine geeignete Ausgleichsgeometrie auf (Materialausnehmungen 8 sowie Materialzusatz 12, um insgesamt einen symmetrischen Betrieb zu gewährleisten.
  • Ein Materialzusatz 12 kann auch einteilig in dem Außenleiterkontaktelement 2 ausgebildet sein.
  • Optional kann zwischen den Innenleiterkontaktelementpaaren 4 ein mit dem Außenleiterkontaktelement 2 galvanisch verbundenes Schirmelement entlang der Längsachse L verlaufen (nicht dargestellt).
  • Fig. 27 zeigt einen elektrischen Steckverbinder 10 mit einem Außenleiterkontaktelement 2, einem Dielektrikum 3 und einem Innenleiterkontaktelementpaar 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Querschnitt. Grundsätzlich können die Steckverbinderkomponenten 2, 3, 4 im Rahmen der Erfindung aber auch bereits für sich genommen als elektrischer Steckverbinder bezeichnet werden. Beispielhaft weist der elektrische Steckverbinder 10 der Fig. 27 ein einziges Innenleiterkontaktelementpaar 4 auf. Wie bereits ausgeführt, können allerdings auch mehrere Innenleiterkontaktelementpaare 4 vorgesehen sein.
  • Bei dem in Fig. 27 dargestellten Steckverbinder 10 sind die Innenleiterkontaktelemente 5, 6 des gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars 4 jeweils identisch, jedoch asymmetrisch ausgebildet. Einzig durch die erfindungsgemäße Ausgleichsgeometrie kann sich der dargestellte elektrische Steckverbinder 10 vorteilhaft zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik eignen.
  • Das Dielektrikum 3 und das Außenleiterkontaktelement 2 weisen beispielhaft entsprechende Ausgleichsgeometrien auf (Materialausnehmungen 8 und Materialzusätze 12), um insgesamt eine symmetrische Signalübertragung durch den elektrischen Steckverbinder 10 zu gewährleisten.
  • Insbesondere wenn der elektrische Steckverbinder 10 bzw. das Außenleiterkontaktelement 2, das Dielektrikum 3 und/oder das Innenleiterkontaktelementpaar 4 eine vergleichsweise komplexe Geometrie aufweisen, können iterative Simulationen vorgesehen sein, um einen Gleichanteil bei der differenziellen Signalübertragung zu minimieren und eine geeignete Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 zu ermitteln.
  • Ein beispielhafter Verfahrensablauf für eine iterative Simulation bzw. für eine iterative Ermittlung einer Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 ist in Fig. 28 dargestellt.
  • In einem ersten Verfahrensschritt S1 kann die Impedanz des ersten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems bestimmt werden, das das erste Innenleiterkontaktelement 5 zur Signalübertragung und das Außenleiterkontaktelement 2 zur Referenzübertragung verwendet, während das zweite Innenleiterkontaktelement 6 keinem festen Potential zugewiesen wird und damit ein Schwebepotential aufweist.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt S2 kann die Impedanz eines zweiten (hypothetischen) asymmetrischen Übertragungssystems ermittelt werden, das das zweite Innenleiterkontaktelement 6 zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement 2 zur Referenzleitung verwendet, während das erste Innenleiterkontaktelement 5 keinem festen Potential zugewiesen wird und damit ein Schwebepotential aufweist.
  • In einem dritten Verfahrensschritt S3 kann eine Ausgleichsgeometrie 8, 9, 11, 12 in dem Außenleiterkontaktelement 2, in dem Dielektrikum 3 und/oder in dem Innenleiterkontaktelementpaar 4 bestimmt und/oder modifiziert werden mit dem Ziel, die Impedanzen der beiden asymmetrischen Übertragungssysteme aneinander anzugleichen.
  • Anschließend können die Verfahrensschritte S1, S2, S3 wiederholt bzw. die Impedanzen der asymmetrischen Übertragungssysteme neu bestimmt und die Ausgleichsgeometrie(n) 8, 9, 11, 12 gegebenenfalls weiter modifiziert werden.

Claims (15)

  1. Elektrischer Steckverbinder (10) zur differentiellen Signalübertragung, aufweisend ein Außenleiterkontaktelement (2), ein Dielektrikum (3) und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar (4) zur differentiellen Signalübertragung, wobei sich das Dielektrikum (3) entlang einer Längsachse (L) durch das Außenleiterkontaktelement (2) erstreckt, und wobei das Innenleiterkontaktelementpaar (4) ein erstes Innenleiterkontaktelement (5) und ein zweites Innenleiterkontaktelement (6) umfasst, die sich entlang der Längsachse (L) durch das Dielektrikum (3) erstrecken,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) das Außenleiterkontaktelement (2) und/oder das Dielektrikum (3) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) aufweisen, um eine Asymmetrie des Innenleiterkontaktelementpaars (4) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen; und/oder
    b) das Innenleiterkontaktelementpaar (4) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) aufweist, um eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements (2) und/oder des Dielektrikums (3) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen.
  2. Elektrischer Steckverbinder (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) ausgebildet ist, um die Impedanz eines ersten asymmetrischen Übertragungssystems und eines zweiten asymmetrischen Übertragungssystems aneinander anzugleichen, wobei für das erste asymmetrische Übertragungssystem ausschließlich das erste Innenleiterkontaktelement (5) zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement (2) zur Referenzleitung vorgesehen ist, und wobei für das zweite asymmetrische Übertragungssystem ausschließlich das zweite Innenleiterkontaktelement (6) zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement (2) zur Referenzleitung vorgesehen ist.
  3. Elektrischer Steckverbinder (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) parallel zu der Längsachse (L) erstreckt.
  4. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der axiale Bereich entlang der Längsachse (L), entlang dem sich die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) erstreckt, kürzer ist, gleichlang ist oder länger ist als der axiale Bereich entlang der Längsachse (L), entlang dem sich die Asymmetrie erstreckt, und wobei sich der axiale Bereich, entlang dem sich die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) erstreckt, vollständig, teilweise oder nicht mit dem axialen Bereich, entlang dem sich die Asymmetrie erstreckt, überlappt.
  5. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausgleichsgeometrie als Materialausnehmung (8) und/oder als Materialzusatz (12) und/oder als Materialverformung (9, 11) und/oder als Materialverbund unterschiedlicher Materialien (3.1, 3.2) ausgebildet ist.
  6. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Dielektrikum (3) aus zumindest einem Festkörper ausgebildet ist.
  7. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Innenleiterkontaktelement (5) und das zweite Innenleiterkontaktelement (6) eine identische, symmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen, wobei die Innenleiterkontaktelemente (5, 6) asymmetrisch innerhalb des Außenleiterkontaktelements (2) und/oder innerhalb des Dielektrikums (3) angeordnet sind.
  8. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Innenleiterkontaktelement (5) und das zweite Innenleiterkontaktelement (6) eine identische, asymmetrische Querschnittsgeometrie aufweisen.
  9. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Innenleiterkontaktelement (5) näher an einer angrenzenden Innenfläche (7) des Außenleiterkontaktelements (2) angeordnet ist als das zweite Innenleiterkontaktelement (6), wobei die Ausgleichsgeometrie
    a) in dem Außenleiterkontaktelement (2) entlang der an das erste Innenleiterkontaktelement (5) angrenzenden Innenfläche (7) des Außenleiterkontaktelements (2) verläuft und als Materialausnehmung (8) und/oder als querschnittserweiternde Materialverformung (9) ausgebildet ist; und/oder
    b) in dem Dielektrikum (3) zwischen dem ersten Innenleiterkontaktelement (5) und der angrenzenden Innenfläche (7) des Außenleiterkontaktelements (2) verläuft und als Materialausnehmung (8) ausgebildet ist.
  10. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Innenleiterkontaktelement (6) weiter von einer angrenzenden Innenfläche (7) des Außenleiterkontaktelements (2) entfernt verläuft als das erste Innenleiterkontaktelement (5), wobei die Ausgleichsgeometrie in dem Außenleiterkontaktelement (2) entlang der an das zweite Innenleiterkontaktelement (6) angrenzenden Innenfläche (7) des Außenleiterkontaktelements (2) verläuft und als Materialzusatz (12) und/oder als querschnittsverjüngende Materialverformung (11) ausgebildet ist.
  11. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) ausgebildet ist, um den Abstand zwischen den Innenleiterkontaktelementen (5, 6) des Innenleiterkontaktelementpaars (4) zu verkleinern.
  12. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich ein elektrisch mit dem Außenleiterkontaktelement (2) verbundenes Schirmelement entlang der Längsachse (L) zwischen zumindest zwei Innenleiterkontaktelementpaaren (4) erstreckt.
  13. Elektrischer Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    genau ein Innenleiterkontaktelementpaar (4), zwei oder mehr Innenleiterkontaktelementpaare (4), drei oder mehr Innenleiterkontaktelementpaare (4) oder vier oder noch mehr Innenleiterkontaktelementpaare (4) vorgesehen sind.
  14. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckverbinders (10) zur differentiellen Signalübertragung, wobei der elektrische Steckverbinder (10) ein Außenleiterkontaktelement (2), ein Dielektrikum (3) und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar (4) zur differentiellen Signalübertragung aufweist, wobei sich das Dielektrikum (3) entlang einer Längsachse (L) durch das Außenleiterkontaktelement (2) erstreckt, und wobei das Innenleiterkontaktelementpaar (4) ein erstes Innenleiterkontaktelement (5) und ein zweites Innenleiterkontaktelement (6) umfasst, die sich entlang der Längsachse (L) durch das Dielektrikum (3) erstrecken,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) für das Außenleiterkontaktelement (2) und/oder für das Dielektrikum (3) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) bestimmt wird, um Asymmetrie des Innenleiterkontaktelementpaars (4) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen; und/oder
    b) für das Innenleiterkontaktelementpaar (4) eine Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) bestimmt wird, um eine Asymmetrie des Außenleiterkontaktelements (2) und/oder des Dielektrikums (3) bezogen auf die Längsachse (L) auszugleichen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausgleichsgeometrie (8, 9, 11, 12) dadurch bestimmt wird, dass die Impedanz eines ersten asymmetrischen Übertragungssystems an die Impedanz eines zweiten asymmetrischen Übertragungssystems angeglichen wird, wobei für das erste asymmetrische Übertragungssystem ausschließlich das erste Innenleiterkontaktelement (5) zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement (2) zur Referenzleitung herangezogen werden, und wobei für das zweite asymmetrische Übertragungssystem ausschließlich das zweite Innenleiterkontaktelement (6) zur Signalleitung und das Außenleiterkontaktelement (2) zur Referenzleitung herangezogen werden.
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