EP4191806A1 - Elektrischer steckverbinder, elektrischer gegensteckverbinder und elektrische steckverbindung - Google Patents

Elektrischer steckverbinder, elektrischer gegensteckverbinder und elektrische steckverbindung Download PDF

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EP4191806A1
EP4191806A1 EP21212536.3A EP21212536A EP4191806A1 EP 4191806 A1 EP4191806 A1 EP 4191806A1 EP 21212536 A EP21212536 A EP 21212536A EP 4191806 A1 EP4191806 A1 EP 4191806A1
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EP
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contact
connector
inner conductor
mating
electrical
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Pending
Application number
EP21212536.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Wild
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Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to US18/075,780 priority patent/US20230178944A1/en
Priority to CN202211559438.4A priority patent/CN116315890A/zh
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    • H01R24/542—Adapters

Definitions

  • the present invention relates to an electrical plug connector having the features of patent claim 1.
  • the present invention also relates to an electrical mating connector having the features of patent claim 8.
  • the present invention relates to an electrical plug connector having the features of patent claim 15.
  • Electrical connectors are used in particular for the transmission of data signals and supply voltages to corresponding mating connectors. If a high volume of data has to be transmitted in a data signal, the data to be transmitted is modulated onto a high-frequency carrier signal. Electrical high-frequency plug connectors have become established for the transmission of such a high-frequency signal.
  • An electrical high-frequency plug-in connection is characterized above all by good electrical transmission properties, the simplest possible plugging and unplugging of the connection, good shielding of electromagnetic fields and a connection that is as low-reflection as possible between two high-frequency lines, each with an identical characteristic impedance.
  • the electrical contact between the inner and the outer conductor contact elements of the electrical connector and the electrical mating connector takes place in the most commonly used electrical connector, namely the polarized electrical connector, via a pin-socket contact or a socket-socket contact.
  • the pin-socket or socket-socket contact is functionally associated with a change in the diameter between the two contact partners and thus with a point of discontinuity in the transmission link on the inner and outer conductor side.
  • a radial offset between the electrical connector and the electrical mating connector can lead to a point of discontinuity in the transmission path, at least on the inner-conductor side.
  • Each inner conductor-side and/or outer conductor-side discontinuity within the electrical plug-in connection disadvantageously causes a reflection of the high-frequency signal to be transmitted via the electrical plug-in connection and thus disadvantageously impairs the high-frequency transmission properties of the electrical high-frequency plug-in connector.
  • the present invention is based on the object of specifying an electrical high-frequency plug-in connection that is optimized with regard to its high-frequency transmission behavior.
  • a surface vector or normal vector of the named contact planes is preferably oriented in each case parallel to the insertion direction.
  • the finding/idea on which the present invention is based is to position the contact plane on the inner conductor side and the contact plane on the outer conductor side between the connector and the mating connector in such an axial manner relative to one another that the high-frequency signal reflected in the contact plane on the inner conductor side and the high-frequency signal reflected in the contact plane on the outer conductor side each have a phase offset each other that a superimposition of the two reflected and mutually phase-shifted high-frequency signals ideally leads to mutual complete compensation.
  • a contact plane is understood here and below to mean a plane which is preferably oriented orthogonally to the longitudinal axis of the electrical plug connection.
  • the contact plane is spanned by the individual common contact points of the respective contact area, in which the inner conductor contact element and the associated inner conductor mating contact element or the outer conductor contact element and the associated outer conductor mating contact element make contact when the electrical plug connection is plugged in.
  • these common contact points preferably lie on a circular line which is preferably aligned coaxially to the longitudinal axis of the electrical plug connection.
  • contact is also made on the inner or outer conductor side via a number of contact points in each case.
  • these common contact points preferably lie within an annular area (and thus also on at least one circular line) and in the case of an inner conductor contacting, they lie within a circular area or within an annular area.
  • the ring-shaped area or the circular area is preferably aligned orthogonally to the longitudinal axis of the electrical plug connection.
  • the contact level contains at least three, but preferably the sum of all contact points between the two contact partners in the plugged-in state of the electrical plug connection
  • the contact area of a contact element in the case of radial contact is the outer lateral surface of a pin-shaped contact element, the outer or inner lateral surface of a socket-shaped contact element or the contact points of all spring tabs of a contact element designed as a spring contact sleeve and, in the case of end contacting, the end face of a contact element.
  • the contact area on the inner conductor side/outer conductor side and/or the counter-contact area on the inner conductor side/outer conductor side can optionally have an axial extension or an extension in the insertion direction exhibit.
  • all contact areas of the plug connector have no axial extension and all mating contact areas of the mating connector have an axial extension—or vice versa.
  • a mixed variant according to which, for example, the contact area on the inner conductor side has no axial extension and the counter-contact area on the inner conductor has an axial extension, and the contact area on the outer conductor side has an axial extension and the counter-contact area on the outer conductor side has no axial extension, can be provided (or vice versa). If at least one of the contact partners has a contact area or mating contact area with an axial extent, tolerances in the direction of insertion can be compensated particularly well.
  • a plugged-in state of the electrical connector and the electrical mating connector is understood below to mean a state in which a contact area of the inner conductor contact element of the electrical connector is a mating contact area of the inner conductor mating contact element of the electrical mating connector and a contact area of the outer conductor contact element of the electrical connector is a mating contact area of the outer conductor mating contact element of the electrical mating connector contacted.
  • the electrical connector and the mating electrical connector are each preferably a coaxial connector, e.g. H. a connector with an outer conductor contact element, the longitudinal axis of which is positioned and oriented identically to the longitudinal axis of the single inner conductor contact element (coaxial).
  • the invention also covers an electrical plug connection with more than one inner conductor contact element, for example two inner conductor contact elements, three inner conductor contact elements, four inner conductor contact elements or more than four inner conductor contact elements.
  • the individual inner conductor contact elements are preferably each formed identically and are each oriented identically within the outer conductor contact element.
  • the inner conductor contact element and the outer conductor contact element of the electrical connector are each socket-shaped and the inner conductor mating contact element of the electrical Mating connector corresponding pin-shaped and the outer conductor mating contact element of the electrical mating connector corresponding socket-shaped.
  • the inner conductor contact element of the electrical plug connector is pin-shaped and the inner conductor mating contact element of the electrical mating connector is correspondingly socket-shaped.
  • the electrical connector or the mating electrical connector can be a cable connector, a printed circuit board connector, a housing connector or an adapter between two of the connector types mentioned.
  • it can be an adapter that is plugged into a so-called board-to-board connection between two circuit board connectors, or an adapter that is in a so-called board-to-filter connection between a circuit board connector and a housing connector of a filter module is inserted.
  • the idea according to the invention can be used in an electrical connector and in an electrical mating connector, which are each designed as a straight connector or as an angled connector.
  • the inner and outer conductor contact elements and the inner conductor and outer conductor mating contact elements can each be manufactured using machining technology (turning technology), stamping and bending technology, deep-drawing technology, embossing technology or other production technologies.
  • the outer conductor contact element preferably encloses each inner conductor contact element over the entire axial longitudinal extent of the inner conductor contact element.
  • the plug-side end of the outer conductor contact element can protrude beyond the plug-side end of each inner conductor contact element in the axial direction, so that during a plugging process the outer conductor contact element contacts the outer conductor mating contact element before the inner conductor mating contact element makes contact with the inner conductor contact element.
  • the electrical connector in the plugging process is typically first on the associated connector housing, then on the associated outer conductor contact elements and finally on the associated inner conductor contact elements to the mating electrical connector aligned.
  • Such a geometric arrangement between the outer and the inner conductor contact element also protects the inner conductor contact element from the more robust outer conductor contact element during transport of the electrical plug connector.
  • the distal end of the inner conductor contact element can protrude beyond the distal end of the outer conductor contact element in the axial direction. This is particularly conceivable with adapters for a board-to-board connection or for a board-to-filter connection, also known as a bullet. Damage to the inner conductor contact element is prevented in this case, since such connections are generally not plugged in by hand, but in automated assembly lines.
  • the axial distance between the contact plane on the inner conductor side and the contact plane on the outer conductor side in the electrical connectors or in the electrical mating connector corresponds approximately (especially within tolerances) or exactly to a quarter of the wavelength of the electrical signal that is transmitted via the plug connection .
  • the electrical signal reflected at the contact plane on the inner conductor side due to the point of discontinuity there and the electrical signal reflected at the contact plane on the outer conductor side due to the point of discontinuity there have a phase shift of half the wavelength of the electrical signal.
  • This compensation condition relates to a transmission frequency of the electrical signal.
  • a data signal modulated onto a high-frequency carrier signal requires a certain bandwidth relative to the carrier frequency.
  • a narrow-band transmission signal is therefore preferably used for the transmission via the electrical plug connection according to the invention.
  • the axial spacing between the contact plane on the inner conductor side and the contact plane on the outer conductor side is preferably designed for the frequency that corresponds to the frequency of the spectral component of the narrow-band transmission signal with the highest amplitude. In this way, the spectral component of the narrow-band transmission signal with the highest amplitude can be completely compensated and is therefore not reflected.
  • the respective adjacent spectral components of the narrow-band transmission signal are at least partially compensated by the measure according to the invention and can be completely compensated by additional technical compensation measures.
  • the axial distance between the contact level on the inner conductor side and the contact level on the outer conductor side in the electrical connector or in the electrical mating connector can also be in a range between 0 .2 times and 0.3 times a wavelength of the electrical signal, preferably in the range between 0.22 times and 0.28 times the wavelength of the electrical signal, particularly preferably in the range between 0.24 and times and 0.26 times the wavelength of the electrical signal.
  • the inner conductor contact element and/or the outer conductor contact element is preferably designed as a radially contacting contact element. But it can also be provided a frontal contact.
  • the contact element or alternatively the mating contact element is designed as a spring contact sleeve with at least two spring tabs on the inner conductor side and the outer conductor side.
  • the spring contact sleeve causes sufficient contact pressure between the two contact partners.
  • contacting by means of a spring contact sleeve avoids multiple contacts that are axially spaced apart from the contact partner and thus undesired passive intermodulation.
  • the contact to the contact partner is made solely via contact points on the individual spring shackles, which lie on a circular line of the contact level.
  • an insulator element encloses the at least one inner conductor contact element between the inner conductor-side contact plane and the outer conductor-side contact plane.
  • the insulator element which is referred to below as an additional insulator element, is set up to fill a space between an outer conductor mating contact element of the mating connector and the at least one inner conductor contact element of the connector when the connector and the mating connector are in a plugged-in state.
  • the additional insulator element can serve as transport protection.
  • the additional isolator element enables mechanical stabilization of the connector in the mating connector and stronger centering, i. H. erecting or parallelizing the connector to the mating connector.
  • the connector is used as an adapter in a board-to-board connection or in a board-to-filter connection, there may be a misalignment between the two printed circuit boards or between the printed circuit board and the filter module position in a direction transverse to the longitudinal axis of the adapter.
  • a radial offset between the two circuit board connectors or between a circuit board connector and a housing connector of the filter module should be balanced by the adapter.
  • a further elasticity is formed in the inner conductor contact element, which bridges the radial offset that occurs between the two axial ends of the adapter.
  • the additional elasticity of the inner conductor contact element is preferably a slot-shaped recess in the inner conductor contact element.
  • the slot-shaped recess is a slot formed on the lateral surface of the inner conductor contact element, the longitudinal extension of which runs transversely to the longitudinal axis of the inner conductor contact element.
  • Four slot-shaped recesses are preferably formed, which each run in one of four mutually orthogonal directions, starting from the lateral surface of the inner conductor contact element. With recesses shaped and oriented in this way in the inner conductor contact element, a radial offset in all four radial directions in the adapter can thus be compensated for.
  • the slit-shaped recesses are preferably formed in an axial section of the inner conductor contact element, which directly adjoins the axial end of the inner conductor contact element, which is designed as a spring contact sleeve. In this axial section, no insulator element is arranged between the inner conductor contact element and the outer conductor contact element, so that a radial displacement between the axial end and the middle section of the inner conductor contact element is possible.
  • the slot-shaped recesses in the inner conductor contact element can also compensate for a lack of centricity between the inner conductor and the outer conductor contact element of the connector.
  • At least one slit-shaped recess can also be formed in the inner conductor mating contact element in order to compensate for a radial offset or a lack of centricity between the inner conductor and the outer conductor mating contact element of the mating connector.
  • slot-shaped recesses should preferably also be formed in the axial vicinity in the insulator element with regard to an elastic deformation possibility of the inner conductor mating contact element in the radial direction.
  • a free space is preferably formed axially adjacent to the insulator element to the slot-shaped recesses in the inner conductor contact element or in the insulator element, which allows the radial mobility of the inner conductor mating contact element with or without the insulator element.
  • An electrical plug-in connection equipped according to the invention for the transmission of a high-frequency signal ultimately has a minimized reflection behavior, preferably no reflection behavior, along its entire transmission path.
  • the course of the characteristic impedance or the impedance thus has minimized points of discontinuity, preferably no points of discontinuity, along the entire transmission path.
  • a first axial longitudinal section of the plug connector between the contact plane on the inner conductor side and the outer conductor side thus has a different characteristic impedance than a second axial longitudinal section of the plug connector, which adjoins the first axial longitudinal section.
  • a fourth axial longitudinal section of the mating connector between the outgoing end of the inner conductor-side mating contact area and the mating end of the outer conductor-side mating contact area has a different characteristic impedance than a third axial longitudinal section of the mating connector, which adjoins the fourth axial longitudinal section.
  • the course of the characteristic impedance is preferably constant within the first, second, third and fourth longitudinal sections.
  • the characteristic impedance in the second longitudinal section of the connector preferably corresponds to the characteristic impedance of the third longitudinal section of the mating connector and is adapted to the characteristic impedance of the other transmission components and is, for example, 50 ⁇ .
  • the contact areas on the outer and inner conductor side of at least one of the contact partners each have an axial distance corresponding to the distance interval expansion on.
  • the contact areas on the outer and inner conductor side of one contact partner can make electrical contact with different contact positions within the contact areas of the other contact partner, depending on the axial distance.
  • a variable axial offset i. H. a variable distance between a printed circuit board and another printed circuit board or alternatively a filter module.
  • the contact areas of the adapter formed in the outer and inner conductor contact elements each make contact with different contact positions within the mating contact area of the printed circuit board connector or the housing connector belonging to the filter module on the outer or inner conductor side.
  • the mating contact areas of the mating connector on the inner conductor and outer conductor side preferably have a sufficient axial extent.
  • the axial extension includes a contact at the widest distance and at the narrowest distance between the connector and the mating connector.
  • a recess is preferably formed in the outer conductor mating contact element and in the insulator element of the mating connector, which extends along the mating contact area on the outer conductor side or along the mating contact area on the inner conductor side.
  • This recess in the outer conductor mating contact element and in the insulator element of the mating connector each form a step and thus a point of discontinuity in the course of the outer conductor mating contact element or in the insulator element of the mating connector.
  • the point of discontinuity is located at an outgoing end of the counter-contact area on the outer conductor side or at an outgoing end of the counter-contact area on the inner conductor side.
  • the procedure is analogous to the compensation of the signal reflected at the inner conductor and at the outer conductor side contact level of the connector.
  • An axial distance between an outgoing end of the inner conductor-side counter-contact area and an outgoing-side end of the outer conductor-side counter-contact area is to be set up in such a way that when the plug connector and the mating connector are plugged in, there is compensation for the reflected contact area at the outgoing-side end of the inner-conductor-side counter-contact area and at the outgoing-side end of the outer-conductor-side counter-contact area electrical signal can be achieved.
  • the axial distance between an electrical signal reflected at the outgoing end of the inner conductor-side mating contact area and an electrical signal reflected at the outgoing end of the outer conductor-side mating contact area of the mating connector preferably corresponds to a quarter of the wavelength of the electrical signal.
  • an axial distance can be formed between a plug-in end and an outgoing end of the mating contact area on the inner conductor side that is at least as large as the specified maximum axial offset between the connector and the mating connector.
  • the axial distance between the plug-side end and the output-side end of the counter-contact area on the inner conductor side can preferably correspond to the predetermined maximum axial offset between the plug connector and the counter-connector. In this way, inner-conductor-side contacting between the inner-conductor contact element and the inner-conductor mating contact element can be implemented for any desired axial distance within a predetermined maximum axial offset between the connector and the associated mating connector.
  • an axial distance between a plug-side end and an outlet-side end of the outer conductor-side counter-contact area of the counter-connector can be formed that is at least as large as a predetermined maximum axial offset between the plug connector and the Mating connector is.
  • the axial distance between the plug-side end and the output-side end of the mating contact area on the outer conductor side can preferably correspond to the predetermined maximum axial offset between the plug connector and the mating plug connector.
  • an axial distance between the plug-side end of the outer conductor-side mating contact area and the plug-side end of the inner conductor-side mating contact area of the mating connector is preferably set up in such a way that it is greater than an axial distance between an inner conductor and an outer conductor-side contact plane of the connector to be.
  • the inner conductor mating contact element of the mating connector can also be at least partially along the mating contact area on the inner conductor side, preferably along the entire mating contact area on the inner conductor side be encased in an insulator element.
  • a space between the outer conductor mating contact element and the inner conductor mating contact element is filled at least in sections along the inner conductor mating contact area, preferably along the entire inner conductor mating contact area, by an insulator element of the electrical mating connector in such a way that the inner conductor contact element of the connector can be inserted between the insulator element and the inner conductor mating contact element.
  • no air gap is formed between the insulator element of the mating connector and the inner conductor contact element.
  • the space that is delimited axially by the contact plane on the inner conductor side and the contact plane on the outer conductor side and radially by the outer conductor contact element or the outer conductor mating contact element and the inner conductor contact element or the inner conductor mating contact element is defined by the insulator element of the connector or by the insulator element of the mating connector is at least partially filled.
  • the axial spacing between the connector and the mating connector is between the two extreme positions, i. H. between the narrowest possible and the widest possible axial spacing, there is no reflection of a high-frequency electrical signal within the plug connection, since the axial distance between the plug-side end of the outer conductor contact element and the outgoing end of the outer conductor-side mating contact area corresponds to the axial distance between the plug-side end of the inner conductor contact element and corresponds to the outgoing end of the counter-contact area on the inner conductor side.
  • the invention also covers an electrical expansion connection with an electrical plug connector according to the above and following statements and an associated electrical mating connector.
  • the mating connector is preferably (but not necessarily) the mating connector described above and below.
  • FIG. 1A to 1C shows a first variant of an electrical connector 1 with an electrical connector 2 and an associated electrical mating connector 3.
  • the electrical plug connection 2 is designed in particular to compensate for a variable distance between the printed circuit board and the filter module or between two printed circuit boards, ie an axial offset.
  • the electrical connector 2 has an inner conductor contact element 4 which is coaxially encased by an outer conductor contact element 5 at least in a central axial longitudinal section.
  • an insulator element 6 is arranged between the inner conductor contact element 4 and the outer conductor contact element 5 at least in the central axial longitudinal section.
  • An inner-conductor-side contact area 7 of the inner-conductor contact element 4 and an outer-conductor-side contact area 8 of the outer-conductor contact element 5 are provided, which are each formed, for example, on the plug-side end 9 of the stretch connector 2 .
  • the contact areas 7, 8 are each elastic, ie formed as a spring contact sleeve with a plurality of spring tabs 10.
  • the inner-conductor-side contacting between the spring shackles 10 of the inner-conductor-side contact area 7 of the connector 2 and an inner-conductor mating contact element 11 of the mating connector 3 takes place via individual contact points on the spring shackles 10, which lie on a circular line in a contact plane 13 on the inner-conductor side.
  • the contacting on the outer conductor side takes place between the spring shackles 10 of the outer conductor side Contact area 8 of the connector 2 and an outer conductor mating contact element 12 of the mating connector 3 via individual contact points on the spring tabs 10, which lie on a circular line in a contact plane 14 on the outer conductor side.
  • the variants of the plug connection 1 or of the plug connector 2 shown in the exemplary embodiments, in which the contact planes 13, 14 are located at the distal end of the inner conductor contact element 4 or of the outer conductor contact element 4, are not to be understood as limiting.
  • the contact planes 13, 14 are axially offset relative to the respective distal end.
  • spring shackles 10 with conically curved contact areas 7, 8 are often used, the contact points of which are spaced apart from the distal end.
  • the axial distance between the contact level 13 on the inner conductor side and the contact level 14 on the outer conductor side preferably corresponds to a quarter of the wavelength (ie ⁇ /4) of the electrical signal to be transmitted via the connector 1, in particular the high-frequency signal to be transmitted.
  • a plurality of slit-shaped recesses 15 are formed in the inner conductor contact element 4, preferably four slit-shaped recesses 15, which in terms of their longitudinal extent extend from the lateral surface of the inner conductor contact element 4 in mutually orthogonal directions to the longitudinal axis of the inner conductor contact element 4 .
  • an elasticity realized by the slot-shaped recesses 15 in the inner conductor contact element 4 an asymmetry between the inner conductor contact element 4 and the outer conductor contact element 5 can be compensated for.
  • the slit-shaped recesses 15 in the inner conductor contact element 4 and the spring shackles 10 of the outer conductor contact element 5 allow elasticity on the inner conductor and outer conductor side to compensate for a radial offset between a printed circuit board and a filter module or between two printed circuit boards via the adapter arranged in between and the one with the Realize circuit board connected circuit board connector or connected to the filter module housing connector.
  • a free space 16, d. H. an area freed from the insulator element 6 is formed.
  • the diameter of the inner conductor contact element 4 in the axial section of the free space 16 is larger than the diameter in the axial section with the insulator element 6 .
  • the mating connector 3 has a pin-shaped inner conductor mating contact element 11, a socket-shaped outer conductor mating contact element 12 and an insulator element 17 arranged between them.
  • the mating connector 3 can also be designed as a housing connector in a passage of the housing belonging to the filter module. If the plug connection is used in a board-to-board connection or in a board-to-filter connection, to compensate for an axial offset between a printed circuit board and another printed circuit board or a filter module, the counter-contact area 18 on the inner-conductor side of the inner-conductor counter-contact element 12 and the counter-contact area 19 of the outer-conductor counter-contact element 11 on the outer conductor side has a specific axial extent in each case. The axial extension of the contact area 18 on the inner conductor side and of the contact area 19 on the outer conductor side corresponds at least to the permissible maximum axial offset in each case.
  • Out of Figure 1B shows a plug-in connection 1 in an exemplary first plug-in position, in which the contact level on the inner conductor side is located 13 is located in a central area of the counter-contact area 18 on the inner conductor side, and the contact plane 14 on the outer conductor side is also located in a central area of the counter-contact area 19 on the outer conductor side.
  • the connector 2 is only partially inserted in the mating connector 3 in the first insertion position in the axial direction.
  • a second plug-in position of the plug-in connection 1 is shown, in which the inner-conductor-side contact level 13 is in an end position of the inner-conductor-side counter-contact area 18 facing away from the plug-in side and the outer-conductor-side contact level 14 is also in an end position of the outer-conductor-side counter-contact area 19 facing away from the plug-in side.
  • the plug connector 2 is inserted in the mating plug connector 3 as far as possible.
  • the axial distance between the outgoing end 20 of the counter-contact area 18 on the inner conductor side and the outgoing-side end 21 of the counter-contact area 19 on the outer conductor side preferably corresponds to a quarter of a wavelength ⁇ /4 of the electrical signal to be transmitted via plug connection 1.
  • the axial distance L between the plug-side end 22 and the plug-side end 23 of the counter-contact region 18 on the inner conductor side is preferably greater than the axial distance between the contact plane 13 on the inner conductor side and the contact plane 14 on the outer conductor side, preferably amounting to a quarter of a wavelength ⁇ / 4 of the electrical signal to be transmitted via the connector 1. This guarantees that in a plugging process, the contacting on the outer conductor side precedes the contacting on the inner conductor side between the connector 2 and the mating connector 3 .
  • the axial extent LA of the counter-contact area 19 on the outer conductor side between the plug-side end 22 and the outgoing end 21 of the counter-contact area 19 on the outer conductor side and the axial extent L I of the counter-contact area 18 on the inner conductor side between the plug-side end 23 and the outgoing end 20 of the inner conductor side Mating contact area 18 correspond to at least the maximum allowable axial offset, as well as from Figure 1A emerges.
  • the insulator element 17 of the mating connector has a sleeve-shaped recess 24 on its inner lateral surface over the axial extension of the inner conductor-side mating contact region 18 .
  • the sleeve-shaped recess 24 is preferably formed in such a way that the insulator element 17 completely fills the axial area between the outer conductor mating contact element 12 and the inner conductor contact element 4 when the plug connection 1 is fully plugged in.
  • the sleeve-shaped recess 24 of the insulator element 17 forms a step at the outgoing end 20 of the inner conductor-side mating contact area 18, which according to an axial stop for the inner conductor contact element 4 of the connector 2 in the fully plugged-in state Figure 1C forms.
  • the outer conductor mating contact element 12 has a step at the outgoing end of the mating contact region 19 on the outer conductor side, which forms an axial stop for the outer conductor contact element 5 of the plug connector 2 in the fully plugged-in state.
  • the plug connector 2 has a first axial longitudinal section I, which extends between the contact level 13 on the inner conductor side and the contact level 14 on the outer conductor side. This is followed by a second axial longitudinal section II of the connector 2, as in the Figures 1A to 1C is recognizable.
  • the mating connector 3 has a third axial longitudinal section III and a fourth axial longitudinal section IV. It is provided that the characteristic impedance in the second axial longitudinal section II of the connector 2 and in the third axial longitudinal section III of the mating connector 3 is identical.
  • a different characteristic impedance in particular a higher one Wave resistance than in the second and in the third axial longitudinal section II and III.
  • FIG. 2A to 2C is in each case a preferred extension of the Figures 1A to 1C already disclosed first variant of a connector according to the invention 1 shown.
  • the axial section of the inner conductor contact element 4 between the contact plane 13 on the inner conductor and the contact plane 14 on the outer conductor is surrounded by an additional insulator element 25.
  • the additional insulator element 25 of the connector 2 preferably has an outside diameter that corresponds to the outside diameter of the insulator element 17 arranged in the mating connector 3 .
  • the axial extent of the insulator element 17 arranged in the mating connector 3 is designed to be reduced by the axial extent of the additional insulator element 25 . Both geometric conditions allow the connector 2 to be inserted into the mating connector 3 on the one hand and the space between the outer conductor mating contact element 12 and the inner conductor contact element 4 to be completely filled via the first axial longitudinal section I of the connector 2 when the connector 2 is fully inserted into the mating connector 3 on the other.
  • an elasticity of the outer conductor contact element 5 belonging to the plug-in connector 2 i. H. the spring contact sleeve on the outer conductor side, and an elasticity of the inner conductor mating contact element 11 belonging to the mating connector 3 .
  • slot-shaped recesses 15 are formed in the pin-shaped inner conductor counter-contact element 11, the longitudinal extent of which extends from the lateral surface of the inner conductor counter-contact element 11 in mutually orthogonal directions in the direction of the longitudinal axis of the inner conductor counter-contact element 11.
  • slot-shaped recesses 27 are formed axially adjacent in the insulator element 17 of the mating connector 3 and are equivalently arranged and shaped.
  • slot-shaped recesses 15 in the inner conductor mating contact element 11 and slot-shaped recesses 27 in the insulator element 17 are each formed in an axial section in which a free space 28 is provided in the outer conductor mating contact element 12 of the mating connector.
  • a third variant of a plug connection 1 is shown in each case, which has no possibility for axial offset compensation.
  • the axial spacing between the contact level 13 on the inner conductor side and the contact level 14 on the outer conductor side, preferably at the level of a quarter of a wavelength ⁇ /4 of the electrical signal to be transmitted, is realized by an additional axial fixation between the connector 2 and the mating connector 3 .
  • the axial fixation takes place, for example, via an axial stop 29 formed in the outer conductor contact element 5, against which the outer conductor mating contact element 12 strikes axially in the plugged-in state, and a union nut 30.
  • the union nut 30 is connected to the plug connector 2 so that it can rotate and can be rotated via an internal thread to a contact element on the outer conductor 12 trained external thread screwed.
  • other technical solutions for an axial fixation between the connector 2 and the mating connector 3 are also conceivable, such as, for example, latching between the connector housing and the mating connector housing.
  • the connector 2 in the third variant has a pin-shaped inner conductor contact element 4 with a contact area 7 on the inner conductor side and an outer conductor contact element 5 designed as a spring contact sleeve with a contact area 8 on the outer conductor side, which forms a contact plane 14 on the outer conductor side.
  • the mating connector 3 has a corresponding inner conductor mating contact element 11 designed as a spring contact sleeve with a mating contact area 18 on the inner conductor side, which forms a contact plane 13 on the inner conductor side, and a socket-shaped outer conductor mating contact element 12 with a mating contact area 19 on the outer conductor side.
  • the plug-in connection 1 is dimensioned such that the axial distance between the contact level 13 on the inner conductor side and the contact level 14 on the outer conductor side preferably corresponds to a quarter of a wavelength ⁇ /4 of the electrical signal.
  • the wave impedance in the second axial longitudinal section II of the connector 2 corresponds to the wave impedance in the third axial longitudinal section III of the mating connector 3.
  • the wave impedance in a fifth longitudinal section V of the connector 1, which is in the plugged-in state of the connector 1 between the second axial longitudinal section II and third axial longitudinal section III is different from the wave resistance in the second and in the third axial longitudinal section II and III, in particular smaller than in the second and in the third axial longitudinal section II and III.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder und einen elektrischen Gegensteckverbinder. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine elektrische Steckverbindung.Ein elektrischer Steckverbinder (2) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem elektrischen Gegensteckverbinder (3) weist ein Außenleiterkontaktelement (5) und wenigstens ein Innenleiterkontaktelement (4) auf, das sich wenigstens abschnittsweise durch das Außenleiterkontaktelement (5) erstreckt. Das Innenleiterkontaktelement (4) weist einen innenleiterseitigen Kontaktbereich (7) und das Außenleiterkontaktelement (5) weist einen außenleiterseitigen Kontaktbereich (8) auf. Eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, innenleitertseitige Kontaktebene (13) ist durch Kontaktpunkte des innenleiterseitigen Kontaktbereichs (7) aufgespannt, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Innenleitergegenkontaktelements (11) zu kontaktieren. Eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, außenleiterseitige Kontaktebene (14) ist durch Kontaktpunkte des außenleiterseitigen Kontaktbereichs (8) aufgespannt, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Außenleitergegenkontaktelements (12) zu kontaktieren. Die innenleitertseitige Kontaktebene (13) und die außenleiterseitige Kontaktebene (14) sind in Steckrichtung derart zueinander beabstandet, dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders (2) und des Gegensteckverbinders (3) eine Kompensation eines in der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) reflektierten elektrischen Signals durch ein in der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Gegensteckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine elektrische Steckverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
    • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Elektrische Steckverbinder dienen insbesondere zur Übertragung von Datensignalen und Versorgungsspannungen an korrespondierende Gegensteckverbinder. Muss ein hohes Datenvolumen in einem Datensignal übertragen werden, so werden die zu übertragenden Daten auf ein hochfrequentes Trägersignal moduliert. Für die Übertragung eines derartigen Hochfrequenzsignals haben sich elektrische Hochfrequenz-Steckverbinder etabliert. Eine elektrische Hochfrequenz-Steckverbindung zeichnet sich vor allem durch gute elektrische Übertragungseigenschaften, ein möglichst einfaches Stecken und Lösen der Verbindung, eine gute Schirmung von elektromagnetischen Feldern und eine möglichst reflexionsarme Verbindung zwischen zwei Hochfrequenz-Leitungen mit jeweils identischem Wellenwiderstand aus.
  • Die elektrische Kontaktierung zwischen den Innen- bzw. den Außenleiterkontaktelementen des elektrischen Steckverbinders und des elektrischen Gegensteckverbinders erfolgt bei der am häufigsten verwendeten elektrischen Steckverbindung, nämlich der polarisierten elektrischen Steckverbindung, über einen Stift-Buchse-Kontakt oder einen Buchse-Buchse-Kontakt. Die Stift-Buchse- bzw. die Buchse-Buchse-Kontaktierung ist funktionsbedingt mit einer Änderung des Durchmessers zwischen den beiden Kontaktpartnern und damit mit einer innen- und außenleiterseitigen Unstetigkeitsstelle in der Übertragungsstrecke verbunden.
  • Bei der nicht polarisierten elektrischen Steckverbindung, bei der zumindest die innenleiterseitige Kontaktierung über einen Stirnkontakt erfolgt, kann es aufgrund eines radialen Versatzes zwischen dem elektrischen Steckverbinder und dem elektrischen Gegensteckverbinder zu einer zumindest innenleiterseitigen Unstetigkeitsstelle in der Übertragungsstrecke kommen.
  • Jede innenleiterseitige und/oder außenleiterseitige Unstetigkeitsstelle innerhalb der elektrischen Steckverbindung bewirkt nachteilig eine Reflexion des über die elektrische Steckverbindung zu übertragenden Hochfrequenzsignals und verschlechtert somit nachteilig die Hochfrequenz-Übertragungseigenschaft des elektrischen Hochfrequenz-Steckverbinders .
  • Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Hochfrequenz-Steckverbindung anzugeben, die hinsichtlich ihres Hochfrequenz-Übertragungsverhaltens optimiert ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch einen elektrischen Gegensteckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
  • Demgemäß ist vorgesehen:
    • Ein elektrischer Steckverbinder zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem elektrischen Gegensteckverbinder, aufweisend
      • wenigstens ein Innenleiterkontaktelement und
      • ein Außenleiterkontaktelement, durch das sich das Innenleiterkontaktelement zumindest abschnittsweise erstreckt,
      • wobei das Innenleiterkontaktelement einen innenleiterseitigen Kontaktbereich und
      • das Außenleiterkontaktelement einen außenleiterseitigen Kontaktbereich aufweist,
      • wobei eine quer (insbesondere orthogonal bzw. senkrecht oder zumindest im Wesentlichen orthogonal bzw. senkrecht) zur Steckrichtung ausgerichtete, innenleitertseitige Kontaktebene durch Kontaktpunkte des innenleiterseitigen Kontaktbereichs aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Innenleitergegenkontaktelements des Gegensteckverbinders zu kontaktieren, und
      • eine quer (insbesondere orthogonal bzw. senkrecht oder zumindest im Wesentlichen orthogonal bzw. senkrecht) zur Steckrichtung ausgerichtete, außenleiterseitige Kontaktebene durch Kontaktpunkte des außenleiterseitigen Kontaktbereichs aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Außenleitergegenkontaktelements des Gegensteckverbinders zu kontaktieren,
      • wobei die innenleitertseitige Kontaktebene und die außenleiterseitige Kontaktebene derart zueinander in Steckrichtung bzw. axial beabstandet sind,
      • dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders eine Kompensation eines in der innenleiterseitigen Kontaktebene reflektierten elektrischen Signals durch ein in der außenleiterseitigen Kontaktebene reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.
    • Ein elektrischer Gegensteckverbinder zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem elektrischen Steckverbinder, aufweisend
      • wenigstens ein Innenleitergegenkontaktelement und
      • ein Außenleitergegenkontaktelement, durch das sich das Innenleitergegenkontaktelement zumindest abschnittsweise erstreckt,
      • wobei das Innenleitergegenkontaktelement einen innenleiterseitigen Gegenkontaktbereich und
      • das Außenleitergegenkontaktelement einen außenleiterseitigen Gegenkontaktbereich aufweist,
      • wobei eine quer (insbesondere orthogonal bzw. senkrecht oder zumindest im Wesentlichen orthogonal bzw. senkrecht) zur Steckrichtung ausgerichtete, innenleitertseitige Kontaktebene durch Kontaktpunkte des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Innenleiterkontaktelements des Steckverbinders zu kontaktieren, und
      • eine quer (insbesondere orthogonal bzw. senkrecht oder zumindest im Wesentlichen orthogonal bzw. senkrecht) zur Steckrichtung ausgerichtete, außenleiterseitige Kontaktebene durch Kontaktpunkte des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Außenleiterkontaktelements des Steckverbinders zu kontaktieren,
      • wobei die innenleitertseitige Kontaktebene und die außenleiterseitige Kontaktebene derart zueinander in Steckrichtung bzw. axial beabstandet sind,
      • dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders eine Kompensation eines in der innenleiterseitigen Kontaktebene reflektierten elektrischen Signals durch ein in der außenleiterseitigen Kontaktebene reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.
  • Vorzugsweise sind die Kontaktpunkte, die die jeweilige Kontaktebene aufspannen, jeweils in Umfangsrichtung des jeweiligen Kontaktelements umlaufend verteilt, besonders bevorzugt auf einer gemeinsamen Kreislinie verteilt. Die Kontaktpunkte können aber insbesondere auch auf einer gemeinsamen Stirnfläche des jeweiligen Kontaktelements verteilt sein, insbesondere auf einer ringförmigen Stirnfläche.
  • Ein Flächenvektor bzw. Normalenvektor der genannten Kontaktebenen ist vorzugsweise jeweils parallel zur Steckrichtung orientiert.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis/Idee besteht darin, die innerleiterseitige Kontaktebene und die außenleiterseitige Kontaktebene zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder derart axial zueinander zu positionieren, dass das in der innenleiterseitigen Kontaktebene reflektierte Hochfrequenzsignal und das in der außenleiterseitigen Kontaktebene reflektierte Hochfrequenzsignal jeweils einen Phasenversatz zueinander aufweisen, dass eine Überlagerung der beiden reflektierten und zueinander phasenversetzten Hochfrequenzsignale im Idealfall zu einer gegenseitigen vollständigen Kompensation führt.
  • Im Idealfall einer gegenseitigen vollständigen Kompensation ist somit eine Reflexion des Hochfrequenzsignals in der elektrischen Steckverbindung verhindert. Die Signalenergie des Hochfrequenzsignals wird somit in der Übertragungsrichtung nicht vermindert. Da die axiale Positionierung der außerleiterseitigen Kontaktebene und der innenleiterseitigen Kontaktebene zueinander jeweils in beiden Übertragungsrichtungen des Hochfrequenzsignals identisch ist, kann in beiden Übertragungsrichtungen jeweils eine vollständige Kompensation der beiden reflektierten Hochfrequenzsignale verwirklicht werden.
  • Unter einer Kontaktebene wird hierbei und im Folgenden eine Ebene verstanden, die vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der elektrischen Steckverbindung orientiert ist. Die Kontaktebene wird bei einer radialen Kontaktierung durch die einzelnen gemeinsamen Kontaktpunkte des jeweiligen Kontaktbereichs aufgespannt, in denen sich das Innenleiterkontaktelement und das zugehörige Innenleitergegenkontaktelement bzw. das Außenleiterkontaktelement und das zugehörige Außenleitergegenkontaktelement im gesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung kontaktieren. Diese gemeinsamen Kontaktpunkte liegen bei einer radialen Kontaktierung vorzugsweise auf einer Kreislinie, welche bevorzugt koaxial zur Längsachse der elektrischen Steckverbindung ausgerichtet ist. Bei einer realen Stirnkontaktierung kommt es ebenfalls zu einer innen- bzw. außenleiterseitigen Kontaktierung über jeweils mehrere Kontaktpunkte. Diese gemeinsamen Kontaktpunkte liegen bei einer Außenleiterkontaktierung vorzugsweise innerhalb einer ringförmigen Fläche (und damit auch auf zumindest einer Kreislinie) und bei einer Innenleiterkontaktierung innerhalb einer Kreisfläche bzw. innerhalb einer ringförmigen Fläche. Die ringförmige Fläche bzw. die Kreisfläche ist vorzugsweise orthogonal zur Längsachse der elektrischen Steckverbindung ausgerichtet.
  • Während die Kontaktebene zumindest drei, vorzugsweise aber die Summe aller Kontaktpunkte zwischen den beiden Kontaktpartnern im gesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung enthält, ist der Kontaktbereich eines Kontaktelements bei einer radialen Kontaktierung die Außenmantelfläche eines stiftförmigen Kontaktelements, die Außen- oder Innenmantelfläche eines buchsenförmigen Kontaktelements oder die Kontaktpunkte aller Federlaschen eines als Federkontakthülse ausgebildeten Kontaktelements und im Fall einer Stirnkontaktierung die Stirnfläche eines Kontaktelements.
  • Der innenleiterseitige/außenleiterseitige Kontaktbereich und/oder der innenleiterseitige/außenleiterseitige Gegenkontaktbereich kann optional eine axiale Erstreckung bzw. eine Erstreckung in Steckrichtung aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass alle Kontaktbereiche des Steckverbinders keine axiale Erstreckung und alle Gegenkontaktebereiche des Gegensteckverbinders eine axiale Erstreckung aufweisen - oder umgekehrt. Auch eine gemischte Variante, wonach beispielsweise der innenleiterseitige Kontaktbereich keine axiale Erstreckung und der innenleiterseitige Gegenkontaktbereich eine axiale Erstreckung, sowie der außenleiterseitige Kontaktbereich eine axiale Erstreckung und der außenleiterseitige Gegenkontaktbereich keine axiale Erstreckung aufweist, kann vorgesehen sein (oder umgekehrt). Wenn zumindest einer der Kontaktpartner einen Kontaktbereich bzw. Gegenkontaktbereich mit einer axialen Erstreckung aufweist, können Toleranzen in Steckrichtung besonders gut ausgeglichen werden.
  • Unter einem gesteckten Zustand des elektrischen Steckverbinders und des elektrischen Gegensteckverbinders wird im Folgenden ein Zustand verstanden, bei dem ein Kontaktbereich des Innenleiterkontaktelements des elektrischen Steckverbinders einen Gegenkontaktbereich des Innenleitergegenkontaktelements des elektrischen Gegensteckverbinders und ein Kontaktbereich des Außenleiterkontaktelements des elektrischen Steckverbinders einen Gegenkontaktbereich des Außenleitergegenkontaktelements des elektrischen Gegensteckverbinders elektrisch kontaktiert.
  • Beim elektrischen Steckverbinder und beim elektrischen Gegensteckverbinder handelt es sich vorzugsweise jeweils um einen koaxialen Steckverbinder, d. h. um einen Steckverbinder mit einem Außenleiterkontaktelement, dessen Längsachse zur Längsachse des einzigen Innenleiterkontaktelements identisch positioniert und orientiert ist (koaxial). Von der Erfindung ist aber auch eine elektrische Steckverbindung mit mehr als einem Innenleiterkontaktelement, beispielsweise zwei Innenleiterkontaktelemente, drei Innenleiterkontaktelemente, vier Innenleiterkontaktelemente oder mehr als vier Innenleiterkontaktelemente, mit abgedeckt. Die einzelnen Innenleiterkontaktelemente sind hierbei vorzugsweise jeweils identisch ausgeformt und jeweils innerhalb des Außenleiterkontaktelements identisch orientiert.
  • Vorzugsweise ist das Innenleiterkontaktelement und das Außenleiterkontaktelement des elektrischen Steckverbinders jeweils buchsenförmig ausgebildet und das Innenleitergegenkontaktelement des elektrischen Gegensteckverbinders korrespondierend stiftförmig und das Außenleitergegenkontaktelement des elektrischen Gegensteckverbinders korrespondierend buchsenförmig ausgebildet. Denkbar ist auch eine Variante, bei der das Innenleiterkontaktelement des elektrischen Steckverbinders stiftförmig und das Innenleitergegenkontaktelement des elektrischen Gegensteckverbinders korrespondierend buchsenförmig ausgebildet ist.
  • Bei dem elektrischen Steckverbinder bzw. bei dem elektrischen Gegensteckverbinder kann es jeweils um einen Kabelsteckverbinder, einen Leiterplattensteckverbinder, einen Gehäusesteckverbinder oder um einen Adapter zwischen zwei der genannten Steckverbindertypen handeln. Insbesondere kann es sich um einen Adapter, der in einer so genannten Board-to-Board-Verbindung zwischen zwei Leiterplattensteckverbindern gesteckt ist, oder um einen Adapter handeln, der in einer so genannten Board-to-Filter-Verbindung zwischen einem Leiterplattensteckverbinder und einem Gehäusesteckverbinder eines Filtermoduls gesteckt ist. Schließlich kann die erfindungsgemäße Idee bei einem elektrischen Steckverbinder und bei einem elektrischen Gegensteckverbinder zum Einsatz kommen, die jeweils als ein gerader Steckverbinder oder als ein gewinkelter Steckverbinder ausgebildet sind.
  • Die Innen- und Außenleiterkontaktelemente sowie die Innenleiter- und Außenleitergegenkontaktelemente können jeweils in spanabhebender Technik (Drehtechnik), in Stanz-Biege-Technik, in Tiefziehtechnik, in Prägetechnik oder in anderen Fertigungstechnologien gefertigt sein.
  • Bei einem elektrischen Steckverbinder und bei einem elektrischen Gegensteckverbinder umschließt jeweils das Außenleiterkontaktelement vorzugsweise jedes Innenleiterkontaktelement über die gesamte axiale Längserstreckung des Innenleiterkontaktelements. Insbesondere kann das steckseitige Ende des Außenleiterkontaktelements das steckseitige Ende jedes Innenleiterkontaktelements in axialer Richtung überragen, so dass bei einem Steckvorgang das Außenleiterkontaktelement das Außenleitergegenkontaktelement vor der Kontaktierung des Innenleitergegenkontaktelements durch das Innenleiterkontaktelement kontaktiert. Auf diese Weise wird der elektrische Steckverbinder im Steckvorgang typischerweise zuerst über die zugehörigen Steckverbindergehäuse, anschließend über die zugehörigen Außenleiterkontaktelemente und abschließend über die zugehörigen Innenleiterkontaktelemente an den elektrischen Gegensteckverbinder ausgerichtet. Auch wird durch eine derartige geometrische Anordnung zwischen dem Außen- und dem Innenleiterkontaktelement das Innenleiterkontaktelement durch das robustere Außenleiterkontaktelement beim Transport des elektrischen Steckverbinders geschützt.
  • In manchen Fällen kann das distale Ende des Innenleiterkontaktelements das distale Ende des Außenleiterkontaktelements in axialer Richtung überragen. Dies ist vor allem bei Adaptern für eine Board-to-Board-Verbindung oder für eine Board-to-Filter-Verbindung, auch Bullet genannt, denkbar. Eine Beschädigung des Innenleiterkontaktelements wird hierbei verhindert, da derartige Verbindungen in der Regel nicht in einer Handmontage, sondern in automatisierten Montagelinien gesteckt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • In einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung entspricht der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene und der außenleiterseitigen Kontaktebene im elektrischen Steckverbindern bzw. im elektrischen Gegensteckverbinder näherungsweise (insbesondere im Rahmen von Toleranzen) oder exakt einem Viertel der Wellenlänge des elektrischen Signals, das über die Steckverbindung übertragen wird. Auf diese Weise weist das an der innenleiterseitigen Kontaktebene aufgrund der dortigen Unstetigkeitsstelle reflektierte elektrische Signal und das an der außenleiterseitigen Kontaktebene aufgrund der dortigen Unstetigkeitsstelle reflektierte elektrische Signal eine Phasenverschiebung in Höhe der halben Wellenlänge des elektrischen Signals auf. Sofern die Amplituden der an der innenleiterseitigen und an der außenleiterseitigen Kontaktebene jeweils reflektierten elektrischen Signale nahezu gleich groß sind, kommt es zu einer vollständigen Kompensation zwischen den beiden reflektierten elektrischen Signalen und damit zu keiner Reflexion eines über die Steckverbindung übertragenen elektrischen Signals in beiden Übertragungsrichtungen.
  • Diese Kompensationsbedingung bezieht sich auf eine Übertragungsfrequenz des elektrischen Signals. Ein auf ein hochfrequentes Trägersignal moduliertes Datensignal benötigt eine gewisse Bandbreite relativ zur Trägerfrequenz. Für die Übertragung über die erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung wird deshalb vorzugsweise ein schmalbandiges Übertragungssignal verwendet. Außerdem wird die axiale Beabstandung zwischen der innenleiterseitigen und der außenleiterseitigen Kontaktebene bevorzugt auf die Frequenz ausgelegt, die der Frequenz des Spektralanteils des schmalbandigen Übertragungssignals mit der höchsten Amplitude entspricht. Somit kann der Spektralanteil des schmalbandigen Übertragungssignals mit der höchsten Amplitude vollständig kompensiert werden und wird damit nicht reflektiert. Die jeweils benachbarten Spektralanteile des schmalbandigen Übertragungssignals werden durch die erfindungsgemäße Maßnahme zumindest teilweise kompensiert und können durch zusätzliche technische Kompensationsmaßnahmen vollständig kompensiert werden.
  • Für den Fall, dass die applikationsspezifischen Anforderungen an das Reflexionsverhalten ("return loss") der elektrischen Steckverbindung geringer sind, kann der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene und der außenleiterseitigen Kontaktebene im elektrischen Steckverbinder bzw. im elektrischen Gegensteckverbinder auch in einem Bereich zwischen dem 0,2-fachen und dem 0,3-fachen einer Wellenlänge des elektrischen Signals, vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,22-fachen und dem 0,28-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals, besonders vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,24-fachen und dem 0,26-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals liegen.
  • Vorzugsweise ist das Innenleiterkontaktelement und/oder das Außenleiterkontaktelement als radial kontaktierendes Kontaktelement ausgebildet. Es kann aber auch eine stirnseitige Kontaktierung vorgesehen sein.
  • In der bevorzugten Realisierung einer radialen Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders ist innenleiterseitig und außenleiterseitig jeweils das Kontaktelement oder alternativ das Gegenkontaktelement als eine Federkontakthülse mit wenigstens zwei Federlaschen ausgebildet. Die Federkontakthülse bewirkt einen ausreichenden Kontaktdruck zwischen den beiden Kontaktpartnern. Außerdem vermeidet die Kontaktierung mittels einer Federkontakthülse axial beabstandete Mehrfachkontaktierungen zum Kontaktpartner und damit unerwünschte passive Intermodulationen. Die Kontaktierung zum Kontaktpartner erfolgt einzig über Kontaktpunkte auf den einzelnen Federlaschen, die auf einer Kreislinie der Kontaktebene liegen.
  • Für den Fall, dass das steckseitige Ende des wenigstens einen Innenleiterkontaktelements in axialer Richtung über das steckseitige Ende des Außenleiterkontaktelements des Steckverbinders hinausragt, umschließt in einer weiteren vorzugsweisen Ausprägung der Erfindung ein Isolatorelement das wenigstens eine Innenleiterkontaktelement zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene und der außenleiterseitigen Kontaktebene. Das Isolatorelement, das im Folgenden als zusätzliches Isolatorelement bezeichnet wird, ist eingerichtet, in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders einen Raum zwischen einem Außenleitergegenkontaktelement des Gegensteckverbinders und dem wenigstens einen Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders auszufüllen.
  • Insbesondere für ein Innenleiterkontaktelement, das als eine Federkontakthülse ausgebildet ist und somit leichter zu beschädigen ist, kann das zusätzliche Isolatorelement als Transportschutz dienen. Zusätzlich ermöglicht das zusätzliche Isolatorelement eine mechanische Stabilisierung des Steckverbinders im Gegensteckverbinder und eine stärkere Zentrierung, d. h. ein Aufrichten bzw. ein Parallelisieren des Steckverbinders zum Gegensteckverbinder.
  • Kommt der Steckverbinder als Adapter in einer Board-to-Board-Verbindung oder in einer Board-to-Filter-Verbindung zum Einsatz, so kann es zwischen den beiden Leiterplatten bzw. zwischen der Leiterplatte und dem Filtermodul zu einer Verschiebung aus einer korrekt zueinander ausgerichteten Position in einer Richtung quer zur Längsachse des Adapters kommen. Ein derartiger radialer Versatz zwischen den beiden Leiterplattensteckverbindern bzw. zwischen einem Leiterplattensteckverbinder und einem Gehäusesteckverbinder des Filtermoduls sollte durch den Adapter ausgeglichen werden. Hierzu ist in einer weiteren vorzugsweisen Ausprägung des Steckverbinders im Innenleiterkontaktelement eine weitere Elastizität ausgebildet, die den radialen Versatz, der zwischen den beiden axialen Enden des Adapters auftritt, überbrückt. Die weitere Elastizität des Innenleiterkontaktelements ist vorzugsweise eine schlitzförmig ausgeformte Ausnehmung im Innenleiterkontaktelement.
  • Die schlitzförmig ausgeformte Ausnehmung ist eine an der Mantelfläche des Innenleiterkontaktelements ausgebildete Einschlitzung, deren Längserstreckung quer zur Längsachse des Innenleiterkontaktelements verläuft. Vorzugsweise sind vier schlitzförmig ausgeformte Ausnehmungen ausgebildet, die ausgehend von der Mantelfläche des Innenleiterkontaktelements jeweils in einer von vier zueinander orthogonalen Richtungen verlaufen. Mit derart ausgeformten und orientierten Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement lässt sich somit ein radialer Versatz in allen vier radialen Richtungen im Adapter ausgleichen. Bevorzugt sind die schlitzförmigen Ausnehmungen in einem axialen Abschnitt des Innenleiterkontaktelements ausgebildet, der sich unmittelbar an das als Federkontakthülse ausgebildete axiale Ende des Innenleiterkontaktelements anschließt. In diesem axialen Abschnitt ist zwischen dem Innenleiterkontaktelement und dem Außenleiterkontaktelement kein Isolatorelement angeordnet, so dass eine radiale Verschiebung zwischen dem axialen Ende und dem mittleren Abschnitt des Innenleiterkontaktelements möglich ist.
  • Die schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement können neben dem Ausgleich eines radialen Versatzes auch eine fehlende Zentrizität zwischen dem Innenleiter- und dem Außenleiterkontaktelement des Steckverbinders ausgleichen.
  • Alternativ oder ergänzend zu den schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement kann auch im Innenleitergegenkontaktelement wenigstens eine schlitzförmige Ausnehmung ausgebildet sein, um einen radialen Versatz oder eine fehlende Zentrizität zwischen dem Innenleiter- und dem Außenleitergegenkontaktelement des Gegensteckverbinders ausgleichen. Für die Anordnung und die Ausformung der einzelnen schlitzförmigen Ausnehmung im Innenleitergegenkontaktelement gilt analog dasselbe wie bei den einzelnen schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement. Falls axial benachbart zu den schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleitergegenkontaktelement ein Isolatorelement im Gegensteckverbinder ausgebildet ist, so sind im Hinblick auf eine elastische Verformungsmöglichkeit des Innenleitergegenkontaktelements in radialer Richtung im Isolatorelement vorzugsweise ebenfalls schlitzförmige Ausnehmungen vorzugsweise in axialer Nachbarschaft auszubilden. Zusätzlich ist zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement und dem Innenleitergegenkontaktelement resp. dem Isolatorelement axial benachbart zu den schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement bzw. im Isolatorelement vorzugsweise ein Freiraum ausgebildet, der die radiale Beweglichkeit des Innenleitergegenkontaktelements mit oder ohne dem Isolatorelement ermöglicht.
  • Eine erfindungsgemäß ausgestattete elektrische Steckverbindung zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals weist entlang ihres gesamten Übertragungspfades schließlich ein minimiertes Reflexionsverhalten, vorzugsweise kein Reflexionsverhalten, auf. Der Verlauf des Wellenwiderstands bzw. der Impedanz weist somit entlang des gesamten Übertragungspfades minimierte Unstetigkeitsstellen, vorzugsweise keine Unstetigkeitsstellen, auf.
  • Einzig beim erfindungsgemäßen Steckverbinder bzw. bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung liegen in der innenleiter- und in der außenleiterseitigen Kontaktebene jeweils eine Unstetigkeitsstelle im Verlauf des Wellenwidertands vor. Ein erster axialer Längsabschnitt des Steckverbinders zwischen der innenleiter- und der außenleiterseitigen Kontaktebene weist somit einen anderen Wellenwiderstand als ein zweiter axialer Längsabschnitt des Steckverbinders auf, der sich an den ersten axialen Längsabschnitt anschließt. Analog weist ein vierter axialer Längsabschnitt des Gegensteckverbinders zwischen dem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs und dem steckseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs einen anderen Wellenwiderstand als ein dritter axialer Längsabschnitt des Gegensteckverbinders auf, der sich an den vierten axialen Längsabschnitt anschließt.
  • Zur Minimierung von Unstetigkeitsstellen im Verlauf des Wellenwiderstandes innerhalb der Steckverbindung und im Übergang zu weiteren Übertragungskomponenten, die mit der Steckverbindung mechanisch und elektrisch verbunden sind, beispielsweise weitere Steckverbinder, Kabel oder Leiterplatten mit elektrischen Leitern, ist der Verlauf des Wellenwiderstands innerhalb des ersten, zweiten, dritten und vierten Längsabschnitts jeweils vorzugsweise konstant ausgebildet. Außerdem entspricht der Wellenwiderstand im zweiten Längsabschnitt des Steckverbinders vorzugsweise dem Wellenwiderstand des dritten Längsabschnitts des Gegensteckverbinders und ist an den Wellenwiderstand der weiteren Übertragungskomponenten angepasst und beträgt beispielsweise 50 Q.
  • Um eine außen- und innenleiterseitige elektrische Kontaktierung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder auch für unterschiedliche axiale Abstände zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Abstandsintervalls zu ermöglichen, weisen die außen- und innenleiterseitigen Kontaktbereiche zumindest eines der Kontaktpartner jeweils eine dem Abstandsintervall entsprechende axiale Ausdehnung auf. Somit können die außen- und innenleiterseitigen Kontaktbereiche des einen Kontaktpartners in Abhängigkeit des axialen Abstands unterschiedliche Kontaktpositionen innerhalb der Kontaktbereiche des anderen Kontaktpartners elektrisch kontaktieren. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein variabler axialer Versatz, d. h. ein variabler Abstand, zwischen einer Leiterplatte und einer weiteren Leiterplatte oder alternativ eines Filtermoduls elektrisch überbrücken. Hierzu kontaktieren die im Außen- und Innenleiterkontaktelement jeweils ausgebildeten Kontaktbereiche des Adapters jeweils unterschiedliche Kontaktpositionen innerhalb des außen- bzw. innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs des Leiterplattensteckverbinders bzw. des zum Filtermodul gehörigen Gehäusesteckverbinders.
  • Um eine innenleiter- und eine außenleiterseitige Kontaktierung für unterschiedliche axiale Abstände zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder zu realisieren, weisen vorzugsweise die innenleiter- und die außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiche des Gegensteckverbinders eine ausreichende axiale Erstreckung auf. Die axiale Erstreckung schließt eine Kontaktierung im weitesten Abstand und im engsten Abstand zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder ein.
  • Um eine innenleiter- und eine außenleiterseitige Kontaktierung für unterschiedliche Abstände zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder zu ermöglichen, ist im Außenleitergegenkontaktelement und im Isolatorelement des Gegensteckverbinders vorzugsweise jeweils eine Ausnehmung ausgebildet, die sich jeweils entlang des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches bzw. entlang des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches erstreckt. Diese Ausnehmung im Außenleitergegenkontaktelement und im Isolatorelement des Gegensteckverbinders bilden jeweils eine Stufe und damit eine Unstetigkeitsstelle im Verlauf des Außenleitergegenkontaktelements bzw. im Isolatorelement des Gegensteckverbinders. Die Unstetigkeitsstelle befindet sich an einem abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs bzw. an einem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs.
  • Um eine gegenseitige Kompensation des an diesen beiden Unstetigkeitsstellen jeweils reflektierten Signals zu verwirklichen, ist in Analogie zur Kompensation des an der innenleiter- und an der außenleiterseitige Kontaktebene des Steckverbinders jeweils reflektierten Signals zu verfahren.
  • Ein axialer Abstand zwischen einem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs und einem abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs ist derart einzurichten, dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders eine Kompensation des am abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs und des am abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs jeweils reflektiertes elektrisches Signals erzielbar ist. Vorzugsweise entspricht der axiale Abstand zwischen einem am abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs und einem am abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs des Gegensteckverbinders jeweils reflektierten elektrischen Signals einem Viertel der Wellenlänge des elektrischen Signals. Unter einem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen oder des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs wird hierbei und im Folgenden das dem steckseitigen Ende axial gegenüberliegende Ende des innenleiterseitigen bzw. des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs verstanden.
  • Um einen axialen Abstand zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder innerhalb eines maximal realisierbaren axialen Versatzes verwirklichen zu können, kann ein axialer Abstand zwischen einem steckseitigen Ende und einem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs ausgebildet werden, der wenigstens so groß wie der vorgegebene maximale axiale Versatz zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder ist. Vorzugsweise kann der axiale Abstand zwischen dem steckseitigen Ende und dem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs dem vorgegebenen maximal axialen Versatz zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder entsprechen. Auf diese Weise ist eine innenleiterseitige Kontaktierung zwischen dem Innenleiterkontaktelement und dem Innenleitergegenkontaktelement für jeden beliebigen axialen Abstand innerhalb eines vorgegebenen maximal axialen Versatzes zwischen dem Steckverbinder und dem zugehörigen Gegensteckverbinder realisierbar.
  • Analog zum axialen Abstand zwischen einem steckseitigen Ende und einem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs kann ein axialer Abstand zwischen einem steckseitigen Ende und einem abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs des Gegensteckverbinders ausgebildet sein, der wenigstens so groß wie ein vorgegebener maximaler axialer Versatz zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder ist. Vorzugsweise kann der axiale Abstand zwischen dem steckseitigen Ende und dem abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs dem vorgegebenen maximalen axialen Versatz zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder entsprechen.
  • Um im Steckvorgang die außenleiterseitige Kontaktierung vor der innenleiterseitigen Kontaktierung zu realisieren, ist ein axialer Abstand zwischen dem steckseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs und dem steckseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs des Gegensteckverbinders vorzugsweise derart eingerichtet, größer als ein axialer Abstand zwischen einer innenleiter- und einer außenleiterseitigen Kontaktebene des Steckverbinders zu sein. Die gegenüber der außenleiterseitigen Kontaktierung verzögerte innenleiterseitige Kontaktierung ermöglicht vorteilhaft ein vorzeitiges Ausrichten bzw. Zentrierung vom Außenleiterkontaktelement zum Außenleitergegenkontaktelement gegenüber dem Ausrichten bzw. dem Zentrieren des Innenleiterkontaktelements zum Innenleitergegenkontaktelement.
  • Die sich zeitlich anschließende Zentrierung des Innenleiterkontaktelements zum Innenleitergegenkontaktelement insbesondere infolge einer fehlenden Zentrizität zwischen dem Außenleiterkontaktelement und dem Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders und/oder einer fehlenden Zentrizität zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement und dem Innenleitergegenkontaktelement des Gegensteckverbinders wird durch die weiter oben bereits beschriebenen schlitzförmigen Ausnehmungen im Innenleiterkontaktelement ermöglicht.
  • In Analogie zum Steckverbinder, bei dem das Innenleiterkontaktelement insbesondere im ersten axialen Längsabschnitt zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene und der außenleiterseitigen Kontaktebene entweder von einem Isolatorelement umgeben ist, kann auch das Innenleitergegenkontaktelement des Gegensteckverbinders wenigstens abschnittsweise entlang des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches, vorzugsweise entlang des gesamten innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches, von einem Isolatorelement umhüllt sein.
  • Hierzu ist ein Raum zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement und dem Innenleitergegenkontaktelement wenigstens abschnittsweise entlang des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches, vorzugsweise entlang des gesamten innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs, derart durch ein Isolatorelement des elektrischen Gegensteckverbinders ausgefüllt, dass das Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders zwischen dem Isolatorelement und dem Innenleitergegenkontaktelement einfügbar ist. Ganz besonders bevorzugt ist zwischen dem Isolatorelement des Gegensteckverbinders und dem Innenleiterkontaktelement kein Luftspalt ausgebildet.
  • Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass im gesteckten Zustand der Steckverbindung der Raum, welcher axial durch die innenleiterseitige Kontaktebene und die außenleiterseitige Kontaktebene und radial durch das Außenleiterkontaktelement bzw. das Außenleitergegenkontaktelement und das Innenleiterkontaktelement bzw. das Innenleitergegenkontaktelement jeweils begrenzt ist, durch das Isolatorelement des Steckverbinders oder durch das Isolatorelement des Gegensteckverbinders zumindest abschnittsweise ausgefüllt ist.
  • Liegt im gesteckten Zustand die axiale Beabstandung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder zwischen den beiden Extrempositionen, d. h. zwischen der engst möglichen und der weitest möglichen axialen Beabstandung, so erfolgt keine Reflexion eines hochfrequenten elektrischen Signals innerhalb der Steckverbindung, da der axiale Abstand zwischen dem steckseitigen Ende des Außenleiterkontaktelements und dem abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs dem axialen Abstand zwischen dem steckseitigen Ende des Innenleiterkontaktelements und dem abgangsseitigen Ende des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs entspricht.
  • Von der Erfindung ist schließlich auch eine elektrische Streckverbindung mit einem elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen und einem zugehörigen elektrischen Gegensteckverbinder abgedeckt. Bei dem Gegensteckverbinder handelt es sich vorzugsweise (aber nicht zwingend) um den vorstehend und nachfolgend beschriebenen Gegensteckverbinder.
  • Die bereits und im Folgenden beschriebenen technischen Merkmale, technischen Maßnahmen, technischen Wirkungen und technischen Vorteile des elektrischen Steckverbinders und des elektrischen Gegensteckverbinders gelten analog auch für die elektrische Steckverbindung und umgekehrt.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
    • INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • Fig. 1A,1B,1C
    eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung im nicht gesteckten Zustand, in einem ersten, teilweise gesteckten Steckzustand und in einem zweiten, vollständig gesteckten Steckzustand,
    Fig. 2A,2B,2C
    eine Querschnittsdarstellung einer vorzugsweisen Erweiterung der erfindungsgemäßen Steckverbindung im nicht gesteckten Zustand, in einem ersten, teilweise gesteckten Steckzustand und in einem zweiten, vollständig gesteckten Steckzustand,
    Fig. 3A,3B,3C
    eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Steckverbindung im nicht gesteckten Zustand, in einem ersten, teilweise gesteckten Steckzustand und in einem zweiten, vollständig gesteckten Steckzustand und
    Fig. 4A,4B
    eine Querschnittsdarstellung einer dritten Variante der erfindungsgemäßen Steckverbindung im nicht gesteckten Zustand und in einem vollständig gesteckten Steckzustand.
  • Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.
    • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Aus den Figuren 1A bis 1C geht eine erste Variante einer elektrischen Steckverbindung 1 mit einem elektrischen Steckverbinder 2 und einem zugehörigen elektrischen Gegensteckverbinder 3 hervor. Die in den Fig. 1A bis 1C dargestellte elektrische Steckverbindung 1 bezieht sich auf einen als Adapter (= Bullet) ausgebildeten Steckverbinder 2 und einen als Gehäusesteckverbinder eines Filtermoduls ausgebildeten Gegensteckverbinder 3, wie sie in einer Leiterplatte-zu-Filter-Verbindung (Board-to-Filter-Verbindung) oder alternativ in einer Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Verbindung (Board-to-Board-Verbindung) zum Einsatz kommt. Die elektrische Steckverbindung 2 ist insbesondere ausgebildet, einen veränderlichen Abstand zwischen der Leiterplatte und dem Filtermodul bzw. zwischen zwei Leiterplatten, d. h. einen axialen Versatz, auszugleichen.
  • Der elektrische Steckverbinder 2 weist ein Innenleiterkontaktelement 4 auf, welches zumindest in einem mittleren axialen Längsabschnitt von einem Außenleiterkontaktelement 5 koaxial umhüllt ist. Zur mechanischen Beabstandung und zur elektrischen Isolierung des Innenleiterkontaktelements 4 vom Außenleiterkontaktelement 5 ist zwischen dem Innenleiterkontaktelement 4 und dem Außenleiterkontaktelement 5 zumindest im mittleren axialen Längsabschnitt ein Isolatorelement 6 angeordnet.
  • Es sind ein innenleiterseitiger Kontaktbereich 7 des Innenleiterkontaktelements 4 und ein außenleiterseitiger Kontaktbereich 8 des Außenleiterkontaktelements 5 vorgesehen, welche beispielhaft jeweils am steckseitigen Ende 9 des Streckverbinders 2 ausgebildet sind. Die Kontaktbereiche 7, 8 sind jeweils elastisch, d. h. als eine Federkontakthülse mit mehreren Federlaschen 10, ausgeformt. Die innenleiterseitige Kontaktierung zwischen den Federlaschen 10 des innenleiterseitigen Kontaktbereichs 7 des Steckverbinders 2 und einem Innenleitergegenkontaktelement 11 des Gegensteckverbinders 3 erfolgt über einzelne Kontaktpunkte auf den Federlaschen 10, welche auf einer Kreislinie in einer innenleiterseitigen Kontaktebene 13 liegen. Äquivalent erfolgt die außenleiterseitige Kontaktierung zwischen den Federlaschen 10 des außenleiterseitigen Kontaktbereichs 8 des Steckverbinders 2 und einem Außenleitergegenkontaktelement 12 des Gegensteckverbinders 3 über einzelne Kontaktpunkte auf den Federlaschen 10, welche auf einer Kreislinie in einer außenleiterseitigen Kontaktebene 14 liegen.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Varianten der Steckverbindung 1 bzw. des Steckverbinders 2, bei der sich die Kontaktebenen 13, 14 jeweils am distalen Ende des Innenleiterkontaktelements 4 bzw. des Außenleiterkontaktelements 4 befinden, nicht einschränkend zu verstehen sind. Im Rahmen der beanspruchten Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Kontaktebenen 13, 14 gegenüber dem jeweiligen distalen Ende axial versetzt sind. Beispielsweise werden häufig Federlaschen 10 mit konisch gewölbten Kontaktbereichen 7, 8 eingesetzt, deren Kontaktpunkte vom distalen Ende beabstandet sind.
  • Der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 entspricht vorzugsweise einem Viertel der Wellenlänge (d. h. λ/4) des über die Steckverbindung 1 zu übertragenden elektrischen Signals, insbesondere des zu übertragenden Hochfrequenzsignals. Mit dieser geometrischen Ausbildung des Steckverbinders ist eine optimale Unterdrückung einer Reflexion eines elektrischen Signals an der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und an der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 möglich, sofern die Amplituden der an der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und an der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 jeweils reflektierten elektrischen Signale jeweils gleich groß sind. Letztere Bedingung ist typischerweise gegeben. In der in den Figuren 1A bis 1C dargestellten Variante der Steckverbindung 1 ragt die innenleiterseitige Kontaktebene 13 über die außenleiterseitige Kontaktebene 14 axial hinaus.
  • In einem sich an die Federhülse anschließenden axialen Abschnitt des Innenleiterkontaktelements 4 sind im Innenleiterkontaktelement 4 mehrere schlitzförmige Ausnehmungen 15 ausgebildet, vorzugsweise vier schlitzförmige Ausnehmungen 15, welche sich hinsichtlich ihrer Längserstreckung von der Mantelfläche des Innenleiterkontaktelements 4 in jeweils zueinander orthogonalen Richtungen zur Längsachse des Innenleiterkontaktelements 4 erstrecken. Mit einer durch die schlitzförmigen Ausnehmungen 15 realisierten Elastizität im Innenleiterkontaktelement 4 lässt sich eine Asymmetrie zwischen dem Innenleiterkontaktelement 4 und dem Außenleiterkontaktelement 5 ausgleichen.
  • Andererseits lässt sich mit den schlitzförmigen Ausnehmungen 15 im Innenleiterkontaktelement 4 und den Federlaschen 10 des Außenleiterkontaktelements 5 eine innenleiter- und eine außenleiterseitige Elastizität zur Kompensation eines radialen Versatzes zwischen einer Leiterplatte und einem Filtermodul bzw. zwischen zwei Leiterplatten über den dazwischen angeordneten Adapter und den mit der Leiterplatte verbundenen Leiterplattensteckverbinder bzw. dem mit dem Filtermodul verbundenen Gehäusesteckverbinder verwirklichen. Um eine vorhandene Asymmetrie bzw. einen vorhandenen radialen Versatz somit über die Elastizität der schlitzförmigen Ausnehmungen 15 zu kompensieren, ist zwischen dem Innenleiterkontaktelement 4 und dem Außenleiterkontaktelement 5 im axialen Bereich der schlitzförmigen Ausnehmungen 15 ein Freiraum 16, d. h. ein vom Isolatorelement 6 befreiter Bereich, ausgebildet. Im Hinblick auf eine Impedanzanpassung weist das Innenleiterkontaktelement 4 im axialen Abschnitt des Freiraums 16 einen Durchmesser auf, der gegenüber dem Durchmesser im axialen Abschnitt mit dem Isolatorelement 6 vergrößert ist.
  • Der Gegensteckverbinder 3 weist ein stiftförmiges Innenleitergegenkontaktelement 11, ein buchsenförmiges Außenleitergegenkontaktelement 12 und ein dazwischen angeordnetes Isolatorelement 17 auf. Im Fall eines Filtermoduls kann der Gegensteckverbinder 3 auch in einer Durchführung des zum Filtermodul gehörigen Gehäuses als Gehäusesteckverbinder ausgeführt sein. Wird die Steckverbindung in einer Board-to-Board-Verbindung oder in einer Board-to-Filter-Verbindung eingesetzt, so weist zum Ausgleich eines axialen Versatzes zwischen einer Leiterplatte und einer weiteren Leiterplatte bzw. einem Filtermodul der innenleiterseitige Gegenkontaktbereich 18 des Innenleitergegenkontaktelements 12 und der außenleiterseitige Gegenkontaktbereich 19 des Außenleitergegenkontaktelements 11 jeweils eine bestimmte axiale Erstreckung auf. Die axiale Erstreckung des innenleiterseitigen Kontaktbereiches 18 und des außenleiterseitigen Kontaktbereichs 19 entspricht jeweils mindestens dem zulässigen maximalen axialen Versatz.
  • Aus Fig. 1B geht eine Steckverbindung 1 in einer beispielhaften ersten Steckposition hervor, in der sich die innenleiterseitige Kontaktebene 13 in einem Mittenbereich des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 und die außenleiterseitige Kontaktebene 14 ebenfalls in einem Mittenbereich des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 befindet.
  • Der Steckverbinder 2 ist in der ersten Steckposition in axialer Richtung nur teilweise im Gegensteckverbinder 3 eingefügt. In Fig. 1C ist eine zweite Steckposition der Steckverbindung 1 dargestellt, in der sich die innenleiterseitige Kontaktebene 13 in einer von der Steckseite abgewandten Endposition des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 und die außenleiterseitige Kontaktebene 14 ebenfalls in einer von der Steckseite abgewandten Endposition des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 befindet. Der Steckverbinder 2 ist in der zweiten Steckposition in axialer Richtung maximal möglich im Gegensteckverbinder 3 eingefügt.
  • Damit eine Reflexion des elektrischen Signals auch bei der zweiten Steckposition der Steckverbindung 1 minimiert ist, vorzugsweise vollständig kompensiert ist, entspricht der axiale Abstand zwischen dem abgangsseitigen Ende 20 des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 und dem abgangsseitigen Ende 21 des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 vorzugsweise einem Viertel einer Wellenlänge λ/4 des über die Steckverbindung 1 zu übertragenden elektrischen Signals.
  • Aus Fig. 1A ist ferner zu erkennen, dass der axiale Abstand L zwischen dem steckseitigen Ende 22 und dem steckseitigen Ende 23 des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs 18 vorzugsweise größer als der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 in Höhe von vorzugsweise einem Viertel einer Wellenlänge λ/4 des über die Steckverbindung 1 zu übertragenden elektrischen Signals ist. Somit ist garantiert, dass in einem Steckvorgang die außenleiterseitige Kontaktierung der innenleiterseitigen Kontaktierung zwischen dem Steckverbinder 2 und dem Gegensteckverbinder 3 vorauseilt.
  • Die axiale Erstreckung LA des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 zwischen dem steckseitigen Ende 22 und dem abgangsseitigen Ende 21 des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 und die axiale Erstreckung LI des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 zwischen dem steckseitigen Ende 23 und dem abgangsseitigen Ende 20 des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 entsprechen mindestens dem maximal zulässigen axialen Versatz, wie ebenfalls aus Fig. 1A hervorgeht.
  • Um ein Fügen des Innenleiterkontaktelements 4 des Steckverbinders 2 bis an das abgangsseitige Ende 20 des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 des Innenleitergegenkontaktelements 17 des Gegensteckverbinders 3 zu ermöglichen, weist das Isolatorelement 17 des Gegensteckverbinders an seiner Innenmantelfläche über die axiale Erstreckung des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 eine hülsenförmige Ausnehmung 24 auf. Die hülsenförmige Ausnehmung 24 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass im vollständig gesteckten Zustand der Steckverbindung 1 das Isolatorelement 17 den axialen Bereich zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement 12 und dem Innenleiterkontaktelement 4 vollständig ausfüllt.
  • Die hülsenförmige Ausnehmung 24 des Isolatorelements 17 bildet am abgangsseitigen Ende 20 des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 18 eine Stufe, welche einen axialen Anschlag für das Innenleiterkontaktelement 4 des Steckverbinders 2 im vollständig gesteckten Zustand gemäß Fig. 1C bildet. Äquivalent weist das Außenleitergegenkontaktelement 12 am abgangsseitigen Ende des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches 19 eine Stufe auf, das einen axialen Anschlag für das Außenleiterkontaktelement 5 des Steckverbinders 2 im vollständig gesteckten Zustand bildet.
  • Der Steckerbinder 2 weist einen ersten axialen Längsabschnitt I auf, der sich zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 erstreckt. Hieran schließt sich ein zweiter axialer Längsabschnitt II des Steckverbinders 2, wie in den Figuren 1A bis 1C erkennbar ist. Analog weist der Gegensteckverbinder 3 einen dritten axialen Längsabschnitt III und einen vierten axialen Längsabschnitt IV auf. Es ist vorgesehen, dass der Wellenwiderstand in dem zweiten axialen Längsabschnitt II des Steckverbinders 2 und in dem dritten axialen Längsabschnitt III des Gegensteckverbinders 3 identisch ist. In einem fünften axialen Längsabschnitt V der Steckverbindung 1, welcher sich im gesteckten Zustand der Steckverbindung 1 zwischen dem zweiten und dem dritten axialen Längsabschnitt befindet, liegt ein davon verschiedener Wellenwiderstand, insbesondere ein höherer Wellenwiderstand als im zweiten und im dritten axialen Längsabschnitt II und III, vor.
  • In den Figuren 2A bis 2C ist jeweils eine bevorzugte Erweiterung der in den Figuren 1A bis 1C bereits offenbarten erste Variante einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 1 dargestellt. Zum Transportschutz des elastisch ausgeformten Innenleiterkontaktelements 4, welches einen axialen Überstandgegenüber dem Außenleiterkontaktelement 5 aufweist, ist der axiale Abschnitt des Innenleiterkontaktelements 4 zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 von einem zusätzlichen Isolatorelement 25 umgeben. Das zusätzliche Isolatorelement 25 des Steckverbinders 2 weist vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der dem Außendurchmesser des im Gegensteckverbinder 3 angeordneten Isolatorelements 17 entspricht. Die axiale Erstreckung des im Gegensteckverbinder 3 angeordneten Isolatorelements 17 ist um die axiale Erstreckung des zusätzlichen Isolatorelements 25 reduziert ausgebildet. Beide geometrischen Bedingungen ermöglichen einerseits ein Fügen des Steckverbinders 2 in den Gegensteckverbinder 3 und anderseits ein vollständiges Ausfüllen des Raumes zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement 12 und dem Innenleiterkontaktelement 4 über den ersten axialen Längsabschnitt I des Steckverbinders 2 bei vollständigen Stecken des Steckverbinders 2 in den Gegensteckverbinder 3.
  • In den Figuren 3A bis 3C ist eine zweite Variante einer Steckverbindung 1 dargestellt, in der das Außenleiterkontaktelement 5 das Innenleiterkontaktelement 4 axial überragt. Konsequenterweise überragt das Innenleitergegenkontaktelement 11 das Außenleitergegenkontaktelement 12 des Gegensteckverbinders 3.
  • Um einen radialen Versatz bei einer Board-to-Board-Verbindung bzw. bei einer Board-to-Filter-Verbindung bei der zweiten Variante einer Steckverbindung 1 auszugleichen, wird eine Elastizität des zum Steckverbinder 2 gehörigen Außenleiterkontaktelements 5, d. h. die außenleiterseitige Federkontakthülse, und eine Elastizität des zum Gegensteckverbinder 3 gehörigen Innenleitergegenkontaktelements 11 genutzt.
  • Dies ist in der Tatsache begründet, dass in der zweiten Variante das Innenleitergegenkontaktelement 11 des Gegensteckverbinders 3 das hervorragende und somit längere Kontaktelement darstellt, während in der ersten Variante das Innenleiterkontaktelement 4 des Steckverbinders 2 das hervorragende und somit längere Kontaktelement bildet.
  • Hierzu sind im stiftförmigen Innenleitergegenkontaktelement 11 vorzugsweise vier schlitzförmige Ausnehmungen 15 ausgebildet, deren Längserstreckung sich jeweils von der Mantelfläche des Innenleitergegenkontaktelements 11 jeweils in zueinander orthogonalen Richtungen in Richtung der Längsachse des Innenleitergegenkontaktelements 11 erstrecken. Um eine radiale Elastizität des Innenleitergegenkontaktelements 11 zu ermöglichen, sind axial benachbart im Isolatorelement 17 des Gegensteckverbinders 3 äquivalent angeordnete und ausgeformte schlitzförmige Ausnehmungen 27 ausgebildet. Schlitzförmige Ausnehmungen 15 im Innenleitergegenkontaktelement 11 und schlitzförmige Ausnehmungen 27 im Isolatorelement 17 sind schließlich jeweils in einem axialen Abschnitt ausgebildet, in dem im Außenleitergegenkontaktelement 12 des Gegensteckverbinders ein Freiraum 28 vorgesehen ist.
  • In den Figuren 4A und 4B ist jeweils eine dritte Variante einer Steckverbindung 1 dargestellt, die keine Möglichkeit zum axialen Versatzausgleich besitzt. Die axiale Beabstandung zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 vorzugsweise in Höhe einem Viertel einer Wellenlänge λ/4 des zu übertragenden elektrischen Signals wird durch eine zusätzliche axiale Fixierung zwischen dem Steckverbinder 2 und dem Gegensteckverbinder 3 realisiert.
  • In der Steckverbindung der Figuren 4A und 4B erfolgt die axiale Fixierung beispielsweise über einen im Außenleiterkontaktelement 5 ausgebildeten axialen Anschlag 29, an den das Außenleitergegenkontaktelement 12 im gesteckten Zustand axial anschlägt, und eine Überwurfmutter 30. Die Überwurfmutter 30 ist rotatorisch beweglich mit dem Steckverbinder 2 verbunden und über ein Innengewinde mit einem am Außenleiterkontaktelement 12 ausgebildeten Außengewinde verschraubbar. Denkbar sind aber auch andere technische Lösungen für eine axiale Fixierung zwischen dem Steckverbinder 2 und dem Gegensteckverbinder 3 wie beispielsweise eine Verrastung zwischen dem Steckverbindergehäuse und dem Gegensteckverbindergehäuse.
  • Im Gegensatz zur ersten und zweiten Variante der Steckverbindung 1 weist der Steckverbinder 2 in der dritten Variante ein stiftförmiges Innenleiterkontaktelement 4 mit einem innenleiterseitigen Kontaktbereich 7 und ein als Federkontakthülse ausgebildetes Außenleiterkontaktelement 5 mit einem außenleiterseitigen Kontaktbereich 8 auf, der eine außenleiterseitige Kontaktebene 14 bildet. Der Gegensteckverbinder 3 weist korrespondierend ein als Federkontakthülse ausgebildetes Innenleitergegenkontaktelement 11 mit einem innenleiterseitigen Gegenkontaktbereich 18, der eine innenleiterseitige Kontaktebene 13 bildet, und ein buchsenförmiges Außenleitergegenkontaktelement 12 mit einem außenleiterseitigen Gegenkontaktbereich 19 auf. Im gesteckten Zustand ist die Steckverbindung 1 derart dimensioniert, dass der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene 13 und der außenleiterseitigen Kontaktebene 14 vorzugsweise einem Viertel einer Wellenlänge λ/4 des elektrischen Signals entspricht.
  • In der dritten Variante der Steckverbindung entspricht der Wellenwiderstand im zweiten axialen Längsabschnitt II des Steckverbinders 2 dem Wellenwiderstand im dritten axialen Längsabschnitt III des Gegensteckverbinders 3. Der Wellenwiderstand in einem fünften Längsabschnitt V der Steckverbindung 1, der sich im gesteckten Zustand der Steckverbindung 1 zwischen dem zweiten axialen Längsabschnitt II und dritten axialen Längsabschnitt III befindet, ist unterschiedlich zum Wellenwiderstand im zweiten und im dritten axialen Längsabschnitt II und III, insbesondere kleiner als im zweiten und im dritten axialen Längsabschnitt II und III.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims (15)

  1. Elektrischer Steckverbinder (2) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem elektrischen Gegensteckverbinder (3), aufweisend ein Außenleiterkontaktelement (5) und wenigstens ein Innenleiterkontaktelement (4), das sich wenigstens abschnittsweise durch das Außenleiterkontaktelement (5) erstreckt, wobei das Innenleiterkontaktelement (4) einen innenleiterseitigen Kontaktbereich (7) und das Außenleiterkontaktelement (5) einen außenleiterseitigen Kontaktbereich (8) aufweist, wobei eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, innenleitertseitige Kontaktebene (13) durch Kontaktpunkte des innenleiterseitigen Kontaktbereichs (7) aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Innenleitergegenkontaktelements (11) des Gegensteckverbinders (3) zu kontaktieren, und eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, außenleiterseitige Kontaktebene (14) durch Kontaktpunkte des außenleiterseitigen Kontaktbereichs (8) aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Außenleitergegenkontaktelements (12) des Gegensteckverbinders (3) zu kontaktieren, wobei die innenleitertseitige Kontaktebene (13) und die außenleiterseitige Kontaktebene (14) derart in Steckrichtung zueinander beabstandet sind, dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders (2) und des Gegensteckverbinders (3) eine Kompensation eines in der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) reflektierten elektrischen Signals durch ein in der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.
  2. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) und der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) in einem Bereich zwischen dem 0,2-fachen und dem 0,3-fachen einer Wellenlänge des elektrischen Signals, vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,22-fachen und dem 0,28-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals, besonders vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,24-fachen und dem 0,26-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals liegt und ganz besonders bevorzugt einem Viertel der Wellenlänge des elektrischen Signals entspricht.
  3. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Innenleiterkontaktelement (4) und das Außenleiterkontaktelement (5) jeweils als radial kontaktierendes Kontaktelement ausgebildet sind.
  4. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Innenleiterkontaktelement (4) und/oder das Außenleiterkontaktelement (5) jeweils als elastisches Kontaktelement ausgebildet sind und vorzugsweise wenigstens zwei Federlaschen (10) aufweisen, deren Kontaktpunkte jeweils die innenleiterseitige Kontaktebene (13) bzw. die außenleiterseitigen Kontaktebene (14) aufspannen.
  5. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Innenleiterkontaktelement (4) in einem Abschnitt zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) und der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) durch ein Isolatorelement (25) erstreckt, welches eingerichtet ist, in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders (2) und des Gegensteckverbinders (3) einen Raum zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement (12) des Gegensteckverbinders (3) und dem Innenleiterkontaktelement (4) auszufüllen.
  6. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Ausgleich eines radialen Versatzes zwischen dem Innenleiterkontaktelement (4) und dem Innenleitergegenkontaktelement (11) am Innenleiterkontaktelement (4) eine weitere Elastizität, vorzugsweise eine schlitzförmig ausgeformte Ausnehmung (15), ausgebildet ist.
  7. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich ein erster axialer Längsabschnitt (I) des Steckverbinders (2) zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) und der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) erstreckt und in einem zweiten axialen Längsabschnitt (II) des Steckverbinders (2), der sich an den ersten axialen Längsabschnitt (I) axial anschließt, der Steckverbinder (2) einen Wellenwiderstand aufweist, der eingerichtet ist, einem Wellenwiderstand in einem dritten axialen Längsabschnitt (III) des Gegensteckverbinders (3) zu entsprechen.
  8. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem elektrischen Steckverbinder (2), aufweisend ein Außenleitergegenkontaktelement (12) und wenigstens ein Innenleitergegenkontaktelement (11), das sich wenigstens abschnittsweise durch das Außenleitergegenkontaktelement (12) erstreckt, wobei das Innenleitergegenkontaktelement (11) einen innenleiterseitigen Gegenkontaktbereich (18) und das Außenleitergegenkontaktelement (12) einen außenleiterseitigen Gegenkontaktbereich (19) aufweist, wobei eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, innenleitertseitige Kontaktebene (13) durch Kontaktpunkte des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Innenleiterkontaktelements (4) des Steckverbinders (2) zu kontaktieren, und eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete, außenleiterseitige Kontaktebene (14) durch Kontaktpunkte des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (19) aufgespannt ist, welche jeweils eingerichtet sind, einen korrespondierenden Kontaktpunkt eines Außenleiterkontaktelements (5) des Steckverbinders (2) zu kontaktieren, wobei die innenleitertseitige Kontaktebene (13) und die außenleiterseitige Kontaktebene (14) derart in Steckrichtung zueinander beabstandet sind, dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders (2) und des Gegensteckverbinders (3) eine Kompensation eines in der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) reflektierten elektrischen Signals durch ein in der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.
  9. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass der axiale Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) und der außerleiterseitigen Kontaktebene (14) in einem Bereich zwischen dem 0,2-fachen und dem 0,3-fachen einer Wellenlänge des elektrischen Signals, vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,22-fachen und dem 0,28-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals, besonders vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,24-fachen und dem 0,26-fachen der Wellenlänge des elektrischen Signals liegt und ganz besonders bevorzugt einem Viertel der Wellenlänge des elektrischen Signals entspricht.
  10. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) nach Patentanspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein axialer Abstand zwischen einem abgangsseitigen Ende (20) des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) und einem abgangsseitigen Ende (21) des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (19) derart eingerichtet ist, dass in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders (2) und des Gegensteckverbinders (3) eine Kompensation eines am abgangsseitigen Ende (20) des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) reflektierten elektrischen Signals durch ein am abgangsseitigen Ende (21) des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (19) reflektiertes elektrisches Signal erzielbar ist.
  11. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein axialer Abstand zwischen einem steckseitigen Ende (23) und dem abgangsseitigen Ende (20) des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) wenigstens einem, im zumindest teilweise gesteckten Zustand maximal realisierbaren axialen Versatz zwischen dem Steckverbinder (2) und dem Gegensteckverbinder (3) entspricht.
  12. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) Patentanspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein axialer Abstand (L) zwischen einem steckseitigen Ende (22) des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (19) und einem steckseitigen Ende (23) des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) größer ist als ein axialer Abstand zwischen der innenleiterseitigen Kontaktebene (13) und der außenleiterseitigen Kontaktebene (14) des Steckverbinders (2).
  13. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) nach einem der Patentansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Raum zwischen dem Außenleitergegenkontaktelement (12) und dem Innenleitergegenkontaktelement (11) wenigstens abschnittsweise entlang des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereiches (18), vorzugsweise entlang des gesamten innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18), derart durch ein Isolatorelement (17) des Gegensteckverbinders (3) ausgefüllt ist, dass das Innenleiterkontaktelement (4) des Steckverbinders (2) zwischen dem Isolatorelement (17) und dem Innenleitergegenkontaktelement (11) einfügbar ist.
  14. Elektrischer Gegensteckverbinder (3) nach einem der Patentansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich ein vierter axialer Längsabschnitt (IV) des Gegensteckverbinders (3) zwischen dem abgangsseitigen Ende (20) des innenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (18) und dem steckseitigen Ende (22) des außenleiterseitigen Gegenkontaktbereichs (19) erstreckt und in einem dritten axialen Längsabschnitt (III) des Gegensteckverbinders (3), der sich an den vierten axialen Längsabschnitt (IV) axial anschließt, der Gegenteckverbinder (3) einen Wellenwiderstand aufweist, der eingerichtet ist, einem Wellenwiderstand in einem zweiten axialen Längsabschnitt (II) des Steckverbinders (2) zu entsprechen.
  15. Elektrische Steckverbindung (1) aufweisend einen elektrischen Steckverbinder (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7 und den elektrischen Gegensteckverbinder (3).
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US20030137372A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-24 Josef Fehrenbach Coaxial line plug-in connection with integratred galvanic separation

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