EP2062333B1 - Koaxiales verbindungselement für den mikrowellenbereich - Google Patents

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EP2062333B1
EP2062333B1 EP07785071A EP07785071A EP2062333B1 EP 2062333 B1 EP2062333 B1 EP 2062333B1 EP 07785071 A EP07785071 A EP 07785071A EP 07785071 A EP07785071 A EP 07785071A EP 2062333 B1 EP2062333 B1 EP 2062333B1
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EP
European Patent Office
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supporting element
connecting element
insert
element according
outer conductor
Prior art date
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EP07785071A
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EP2062333A1 (de
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Adjan Kretz
Josef Fuchs
Yann Blavette
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Huber and Suhner AG
Original Assignee
Huber and Suhner AG
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49204—Contact or terminal manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to the field of microwave technology. It relates to a coaxial connecting element for the microwave range according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a connecting element.
  • Coaxial components or connectors for the microwave range usually comprise an outer conductor extending along an axis, in which an inner conductor is concentrically arranged and held.
  • an inner conductor For holding the inner conductor in the outer conductor one or more dielectric support element (s) are used. Training and the installation of the support elements affect both the electrical and the mechanical properties of the coaxial connection element.
  • the supporting elements should have as little influence as possible on the wave propagation in the connecting element in relation to the air line which is the reference.
  • the mechanical support must be designed so permanently and precisely that many connection cycles can be run through with consistent accuracy.
  • a connecting element of the type mentioned is known from US 4,456,324 known. Further examples of supporting elements may be, for example, the publications US-A-4,718,864 . US-A-4,867,703 . US-A-4,981,445 or US-A-5,269,702 be removed. Also known is the technology of hermetically sealed glass bushings, in which an inner conductor is held in a concentric metal ring by means of glass, which fills the annular space between the metal ring and inner conductor and is introduced by a melting process.
  • the object is solved by the entirety of the features of claims 1 and 16.
  • the essence of the invention is to form the support element in one piece and in particular to directly mold or inject to the outer conductor.
  • the support element is integrally formed on the outer conductor, in particular molded, wherein preferably the support element is non-detachably connected to the outer conductor.
  • the outer conductor comprises a housing in which a substantially hollow cylindrical insert is concentrically arranged and held, that the support element is integrally formed on the insert, and that the slots are arranged in the insert, wherein in particular the support element for Fixation of the support element on the insert in the circumferential direction fills the slots in use.
  • a further embodiment is characterized in that the insert has an annular groove on the outside, and that the support element for fixing the support element on the insert in the axial direction fills the annular groove.
  • the housing of the outer conductor comprises two in the axial direction successively arranged, screwed together housing parts which receive the insert with the molded support member and fix it in the axial direction, wherein in both housing parts in each case an axial through hole is provided, through which extends the inner conductor, and that both through holes have a shoulder on which the insert is supported in the axial direction with the molded-on support element.
  • the insert has a third through-hole, and the inner diameter of the three through-holes are the same.
  • the support element is arranged seen in the axial direction in the central region of the connecting element.
  • the support element comprises two hollow cylinders arranged concentrically with one another, preferably by radial webs, the inner hollow cylinder receiving the inner conductor and the outer hollow cylinder being connected to the insert, and the preferably radial webs being formed by walls of blind holes , which alternate in the axial direction of both
  • the blind holes are tapered toward the bottom, wherein the inner conductor in the region of the support member has a portion which receives the inner hollow cylinder of the support member in the axial direction and / or securing against rotation about the axis.
  • This section may be knurled or have a groove (round or triangular or polygonal) or other shape suitable for retention.
  • two or more slots (26) are provided uniformly distributed over the circumference of the outer conductor of the insert.
  • the support element (15) consists of a liquid-crystalline polymer (LCP) or a thermoplastic PTFE.
  • LCP liquid-crystalline polymer
  • thermoplastic PTFE thermoplastic PTFE
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a coaxial connecting element according to a preferred embodiment of the invention.
  • the coaxial connecting element 10 which may be, for example, a cable connector, comprises a housing consisting of two cylindrical metallic housing parts 11, 12 which extends along an axis 24 and forms the outer conductor of the connecting element 10 together with a cylindrical insert 14 housed in the housing.
  • the two housing parts 11, 12 are screwed together by means of a screw thread 21.
  • the two housing parts 11, 12 and the metallic insert 14 each have a central through hole 16, 17 and 17 'of the same inner diameter, which in the assembled state of the connecting element 10 to a through the entire connecting element 10 reaching through through hole 16, 17, 17' complete.
  • the insert 14 which is a dielectric support member 15 is formed for supporting a concentric inner conductor 13 is held between two paragraphs 18 and 19 in the through holes 16 and 17 of the two housing parts 11, 12.
  • the mounted in the support member 15 inner conductor 13 extends at a sufficient distance from the wall through the through hole 16, 17, 17 '. It is for example designed as a metallic pin which ends at one end in a slotted socket 22, and at the other end in a plug pin 23.
  • Other configurations of the inner conductor 13 are also conceivable within the scope of the invention. The same applies to the configuration of the housing 11, 12. At the left end is in in Fig.
  • FIG. 1 embodiment shown a rotatable relative to the housing 11, 12 union nut 20 is provided, which allows a releasable connection of the connecting element with a correspondingly shaped connector.
  • the outside view of the connecting element 10 Fig. 1 is in Fig. 2 reproduced, a cross section in the plane III-III, which goes through the support member 15, in Fig. 3 ,
  • the connecting element 10 is intended for use at frequencies in the two- to three-digit GHz range. Special importance is therefore on the one hand to the precision and mechanical stability, with which the inner conductor 13, which has an outer diameter ⁇ 1 mm, in the outer conductor 11, 12, 14 is mounted. On the other hand, the excitation of unwanted modes, in particular the TE11 mode, must be suppressed as far as possible in the region of the support element 15 in order to achieve optimum transmission properties for the connection element. Finally, the manufacture and assembly should be so simple that even larger quantities can be provided with high quality and at a reasonable cost.
  • slits 26 are provided offset by 90 °. But there are only two slots offset by 180 °, three or more than four slots conceivable.
  • the slits 26 can also serve as channels for forwarding the injected material during injection of the support member 15 and can be filled with the material of the support member 15 during injection molding (see, eg Fig. 4 .).
  • the slots 26 interrupted the present in TE11 mode ring currents on the outer conductor and thus prevent the excitation of this mode.
  • the cylindrical support member 15 comprises in concentric arrangement an inner hollow cylinder 30 with a through hole 31 and an outer hollow cylinder 29.
  • the inner hollow cylinder 30 tightly surrounds the inner conductor 13 in the region of a special embodiment, for example in the form of an annular groove 25 with reduced outer diameter.
  • the outer hollow cylinder 29 abuts the inner wall of the through hole 17 'of the insert 14.
  • the two hollow cylinders 29 and 30 are interconnected by preferably radial webs 34.
  • the preferably radial webs 34 are formed by walls of blind holes 32, 33, which extend into the support element 15 alternately in a preferably axial direction from both sides between the two hollow cylinders 29, 30.
  • the blind holes 32, 33 are preferably tapered towards the bottom.
  • each blind offset by 120 ° offset from each side are provided by 3, but there are also other numbers and arrangements of blind holes conceivable. In particular, it is also conceivable to carry out all blind holes starting from one side.
  • helical blind holes with corresponding helical ridges are conceivable.
  • the insert 14 has an annular bead 37 in the region of the slots 26, which is cut through by the slots 26. Behind the annular bead 37, an annular groove 27 is provided with a reduced diameter.
  • the injection mold is designed so that the molded support member 15 in front of the annular bead 37 has a first ring 28, and the annular groove 27 is filled by a second ring 36. Both rings 28, 36 are connected by webs 35, which arise by filling the slots 26, with each other and with the outer hollow cylinder 29 fixed.
  • the two rings 28, 36 with the intermediate annular bead 37 fix the support member in the axial direction, the webs 35 fix the support member 15 in the circumferential direction.
  • the insert 14 is inserted together with the molded support member 15 and the inner conductor 13 held therein to paragraph 19 in the one housing part 12 and the assembly then screwed to the other housing part 11.
  • the support element 15 preferably consists of a liquid-crystalline polymer (liquid crystal polymer LCP) which has a relative dielectric constant ⁇ r of about 3. Likewise, however, it is also possible to use thermoplastically processable PTFE or another material.
  • the support member 15 has an axial length in the range of about 2-3 mm at a more than 7 times greater overall length of the connecting element 10th

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Ein koaxiales Verbindungselement (10) für den Mikrowellenbereich umfasst einen sich entlang einer Achse (24) erstreckenden, vorzugsweise stabförmigen Innenleiter (13), welcher mittels wenigstens eines dielektrischen Stützelements (15) konzentrisch in einem Aussenleiter (11, 12, 14) gehalten wird, wobei der Aussenleiter (11, 12, 14) im Bereich des wenigstens einen Stützelements (15) um den Umfang herum verteilt eine Mehrzahl von sich in axialer Richtung erstreckenden radialen Schlitzen aufweist. Bei einem solchen Verbindungselement werden eine erhöhte Stabilität und Präzision sowie eine vereinfachte Herstellung und Montage dadurch erreicht, dass das Stützelement (15) einstückig ausgebildet ist.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mikrowellentechnik. Sie betrifft ein koaxiales Verbindungselement für den Mikrowellenbereich gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbindungselements.
    • STAND DER TECHNIK
  • Koaxiale Komponenten bzw. Verbindungselemente für den Mikrowellenbereich (von einigen GHz bis hin zu 250 GHz) umfassen in der Regel einen sich entlang einer Achse erstreckenden Aussenleiter, in dem konzentrisch ein Innenleiter angeordnet und gehalten ist. Für die Halterung des Innenleiters im Aussenleiter werden ein oder mehrere dielektrische Stützelement(e) eingesetzt. Die Ausbildung und der Einbau der Stützelemente beeinflussen sowohl die elektrischen als auch die mechanischen Eigenschaften des koaxialen Verbindungselements. Zum einen sollen die Stützelemente gegenüber der als Referenz geltenden Luftleitung möglichst wenig Einfluss auf die Wellenausbreitung im Verbindungselement ausüben. Zum anderen muss die mechanische Halterung so dauerhaft und präzise ausgestaltet sein, dass viele Verbindungszyklen mit gleichbleibender Genauigkeit durchlaufen werden können.
  • Ein Verbindungselement der genannten Art ist aus der US-4,456,324 bekannt geworden. Weitere Beispiele für Stützelemente können beispielsweise den Druckschriften US-A-4,718,864 , US-A-4,867,703 , US-A-4,981,445 oder US-A-5,269,702 entnommen werden. Bekannt ist auch die Technologie der hermetisch dichten Glasdurchführungen, bei denen ein Innenleiter in einem konzentrischen Metallring mittels Glas gehalten wird, das den ringförmigen Zwischenraum zwischen Metallring und Innenleiter ausfüllt und durch einen Schmelzvorgang eingebracht wird.
  • Ein anderes, durch die Stützelemente hervorgerufenes Problem ist die Anregung von höheren transversalen Moden (insbesondere TE11) im Bereich der Stützelemente, die zu einer Verzerrung der übertragenen Signale führt und den Einsatzbereich des Verbindungselementes auf tiefere Frequenzen limitiert.
  • In dem Artikel von R. Fuks, "New Dielectric Bead for Millimeter-wave Coaxial Components", Microwave Journal No. 5, p.318 ff (2001) wird diese Problematik erläutert und zur Lösung eine neue Art von Stützelementen vorgeschlagen, die in der radialen Ebene vollkommen symmetrisch sind und bezüglich der Achse schrägstehende Flächen aufweist. Die Stützelemente werden jedoch als separate Bauteile hergestellt und dann eingebaut, was zu Lasten der Präzision der Anordnung geht.
  • Eine andere Art der Halterung des Innenleiters im Aussenleiter ist in der Druckschrift US-A-4,456,324 vorgeschlagen worden. Bei dieser bekannten Lösung wird der Innenleiter durch vier gebogene dielektrische Plättchen zentriert und gehalten, die in einem geschlitzten Hohlzylinder des Aussenleiters gehalten werden und die Konfiguration eines Malteserkreuzes bilden, durch dessen Zentrum der Innenleiter führt. Diese Art der Halterung hat den Vorteil, dass zur Stützung nur sehr wenig dielektrisches Material eingesetzt werden muss. Von erheblichem Nachteil ist jedoch der komplizierte und aufwändige Zusammenbau der Anordnung, der insbesondere bei Koaxialanordnungen mit Durchmessern im Millimeterbereich zu erheblichen Schwierigkeiten führt. Darüber hinaus lassen sich durch den Zusammenbau aus vielen Einzelteilen nur schwer die gewünschten Genauigkeiten erreichen. Die Schlitze im Aussenleiter dienen der Aufnahme der dielektrischen Plättchen. Eine weitergehende Funktion wird ihnen nicht zuerkannt.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein koaxiales Verbindungselement für den Mikrowellenbereich zu schaffen, welches die Nachteile bekannter Lösungen vermeidet, und sich bei gleichzeitig hoher Präzision und mechanischer Stabilität durch einen vereinfachten Einbau und ausgezeichnet elektrische Eigenschaften auszeichnet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbindungselements anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, das Stützelement einstückig auszubilden und insbesondere an den Aussenleiter direkt anzuformen bzw. anzuspritzen. Hierdurch wird bei hoher Präzision eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig vereinfachter Herstellung und Montage erreicht, ohne Abstriche bzgl. der elektrischen Eigenschaften machen zu müssen.
  • Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Stützelement an den Aussenleiter angeformt, insbesondere angespritzt, wobei vorzugsweise das Stützelement mit dem Aussenleiter unlösbar verbunden ist.
  • Eine andere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Aussenleiter ein Gehäuse umfasst, in dem ein im wesentlichen hohlzylindrischer Einsatz konzentrisch angeordnet und gehalten ist, dass das Stützelement am Einsatz angeformt ist, und dass die Schlitze im Einsatz angeordnet sind, wobei insbesondere das Stützelement zur Fixierung des Stützelements am Einsatz in Umfangsrichtung die Schlitze im Einsatz ausfüllt.
  • Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz auf der Aussenseite eine Ringnut aufweist, und dass das Stützelement zur Fixierung des Stützelements am Einsatz in axialer Richtung die Ringnut ausfüllt.
  • Vorzugsweise umfasst das Gehäuse des Aussenleiters zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete, miteinander verschraubbare Gehäuseteile, welche den Einsatz mit dem angeformten Stützelement aufnehmen und in axialer Richtung fixieren, wobei in beiden Gehäuseteilen jeweils eine axiale Durchgangsbohrung vorgesehen ist, durch welche hindurch der Innenleiter verläuft, und dass beide Durchgangsbohrungen einen Absatz aufweisen, an welchem sich der Einsatz mit dem angeformten Stützelement in axialer Richtung abstützt.
  • Insbesondere weist der Einsatz eine dritte Durchgangsbohrung auf, und die Innendurchmesser der drei Durchgangsbohrungen sind gleich.
  • Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Stützelement in axialer Richtung gesehen im Mittelbereich des Verbindungselements angeordnet.
  • Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass das Stützelement zwei konzentrisch ineinander angeordnete, durch vorzugsweise radiale Stege untereinander verbundene Hohlzylinder umfasst, wobei der innere Hohlzylinder den Innenleiter aufnimmt und der äussere Hohlzylinder mit dem Einsatz verbunden ist, und dass die vorzugsweise radialen Stege durch Wände von Sacklöchern gebildet werden, welche in axialer Richtung alternierend von beiden
  • Seiten zwischen den beiden Hohlzylindern in das Stützelement hineinreichen. Insbesondere sind die Sacklöcher sich zum Boden hin verjüngend ausgebildet, wobei der Innenleiter im Bereich des Stützelements einen Abschnitt aufweist, welcher den inneren Hohlzylinder des Stützelements in axialer Richtung fixierend und/oder gegen ein Verdrehen um die Achse sichernd aufnimmt. Dieser Abschnitt kann gerändelt sein oder eine Nut (rund oder drei- oder vieleckig) oder eine andere zur Festhaltung geeignete Form aufweisen.
  • Gemäss einer weiteren Ausgestaltung sind zwei oder mehr Schlitze (26) gleichmässig über den Umfang des Aussenleiters des Einsatzes verteilt vorgesehen.
  • Vorzugsweise besteht das Stützelement (15) aus einem flüssigkristallinen Polymer (LCP) oder einem thermoplastischen PTFE.
    • KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch ein koaxiales Verbindungselement gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 2
    die perspektivische Seitenansicht des Verbindungselements aus Fig. 1;
    Fig. 3
    den Querschnitt durch das Verbindungselement aus Fig. 1 in der dort gezeigten Ebene III-III;
    Fig. 4
    eine perspektivische Seitenansicht des Einsatzes mit angespritztem Stützelement und Innenleiter aus Fig. 1;
    Fig. 5
    in einer Explosionsdarstellung die einzelnen Elemente der Konfiguration aus Fig. 4;
    Fig. 6
    in perspektivischer Darstellung einen Längsschnitt durch das Stützelement aus Fig. 5; und
    Fig. 7
    in einer zu Fig. 5 vergleichbaren Darstellung die einzelnen Elemente aus einer entgegengesetzten Blickrichtung.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein koaxiales Verbindungselement gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das koaxiale Verbindungselement 10, das beispielsweise ein Kabelverbinder sein kann, umfasst eine aus zwei zylindrischen, metallische Gehäuseteilen 11, 12 bestehendes Gehäuse, das sich entlang einer Achse 24 erstreckt und zusammen mit einem im Gehäuse untergebrachten zylindrischen Einsatz 14 den Aussenleiter des Verbindungselements 10 bildet. Die beiden Gehäuseteile 11, 12 sind mittels eines Schraubgewindes 21 miteinander verschraubbar. Die beiden Gehäuseteile 11, 12 und der metallische Einsatz 14 haben jeweils eine zentrale Durchgangsbohrung 16, 17 und 17' gleichen Innendurchmessers, die sich im zusammengebauten Zustand des Verbindungselements 10 zu einer durch das ganze Verbindungselement 10 hindurchreichenden Durchgangsbohrung 16, 17, 17' ergänzen. Es ist aber auch denkbar, dass diese Durchgangsbohrungen 16, 17, 17' unterschiedliche Durchmesser aufweisen und so eine Anpassung zwischen Verbinderserien erreicht wird. Der Einsatz 14, dem ein dielektrisches Stützelement 15 zur Halterung eines konzentrischen Innenleiters 13 angeformt ist, ist zwischen zwei Absätzen 18 und 19 in den Durchgangsbohrungen 16 und 17 der beiden Gehäuseteile 11, 12 gehalten. Der im Stützelement 15 gelagerte Innenleiter 13 erstreckt sich mit ausreichendem Abstand zur Wand durch die Durchgangsbohrung 16, 17, 17'. Er ist beispielsweise als metallischer Stift ausgebildet, der am einen Ende in einer geschlitzten Buchse 22, und am anderen Ende in einem Steckerstift 23 endet. Andere Konfigurationen des Innenleiters 13 sind aber im Rahmen der Erfindung auch denkbar. Dasselbe gilt auch für die Konfiguration des Gehäuses 11, 12. Am linken Ende ist beim in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine gegenüber dem Gehäuse 11, 12 drehbare Überwurfmutter 20 vorgesehen, die eine lösbare Verbindung des Verbindungselements mit einem entsprechend gestalteten Anschlussteil ermöglicht. Die Aussenansicht des Verbindungselements 10 aus Fig. 1 ist in Fig. 2 wiedergegeben, ein Querschnitt in der Ebene III-III, der durch das Stützelement 15 geht, in Fig. 3.
  • Das Verbindungselement 10 ist für den Einsatz bei Frequenzen im zwei- bis dreistelligen GHz-Bereich vorgesehen. Besondere Bedeutung kommt daher einerseits der Präzision und mechanischen Stabilität zu, mit welchen der Innenleiter 13, der einen Aussendurchmesser < 1 mm aufweist, im Aussenleiter 11, 12, 14 gelagert ist. Andererseits muss die Anregung von unerwünschten Moden, insbesondere dem TE11-Mode, im Bereich des Stützelements 15 möglichst unterdrückt werden, um für das Verbindungselement optimale Übertragungseigenschaften zu erreichen. Schliesslich soll die Herstellung und Montage so einfach sein, dass auch grössere Stückzahlen mit hoher Qualität und zu annehmbaren Kosten bereitgestellt werden können.
  • Dies wird erreicht durch ein Anformen bzw. Anspritzen des Stützelements 15 an den in Fig. 5 und 7 separat gezeigten Einsatz, sowie das Anordnen von sich vorzugsweise in axialer Richtung erstreckenden, insbesondere radialen Schlitzen 26 am Umfang des Einsatzes 14 im Bereich des Stützelements 15. Im Beispiel der Fig. 1-7 sind um jeweils 90° versetzt vier Schlitze 26 vorgesehen. Es sind aber auch nur zwei um 180° versetzte Schlitze, drei oder mehr als vier Schlitze denkbar. Die Schlitze 26 können beim Anspritzen des Stützelements 15 zugleich als Kanäle zur Weiterleitung des eingespritzten Materials dienen und können beim Anspritzen mit dem Material des Stützelements 15 ausgefüllt werden (siehe z.B. Fig. 4.). Die Schlitze 26 unterbrochen die im TE11-Mode vorhandenen Ringströme auf dem Aussenleiter und verhindern so die Anregung dieser Mode.
  • Zum Anspritzen des Stützelements 15 wird der Einsatz 14 in eine entsprechende Spritzgussform eingesetzt, die dem Stützelement 15 die in Fig. 6 dargestellte Form gibt. Der Innenleiter 13 kann in den Anspritzprozess mit einbezogen werden. Es ist aber auch denkbar, den Innenleiter 13 erst später im Stützelement 15 zu montieren. Das zylindrische Stützelement 15 umfasst in konzentrischer Anordnung einen inneren Hohlzylinder 30 mit einer Durchgangsöffnung 31 und einen äusseren Hohlzylinder 29. Der innere Hohlzylinder 30 umschliesst fest den Innenleiter 13 im Bereich einer speziellen Ausgestaltung, beispielsweise in Form einer Ringnut 25 mit reduziertem Aussendurchmesser. Der äussere Hohlzylinder 29 liegt an der Innenwand der Durchgangsbohrung 17' des Einsatzes 14 an. Die beiden Hohlzylinder 29 und 30 sind durch vorzugsweise radiale Stege 34 untereinander verbunden. Die vorzugsweise radialen Stege 34 werden durch Wände von Sacklöchern 32, 33 gebildet, welche in vorzugsweise axialer Richtung alternierend von beiden Seiten zwischen den beiden Hohlzylindern 29, 30 in das Stützelement 15 hineinreichen. Zur besseren Entformbarkeit nach dem Anspritzen sind die Sacklöcher 32, 33 vorzugsweise sich zum Boden hin verjüngend ausgebildet. Im dargestellten Beispiel sind jeweils 3 um 120° versetzte Sacklöcher von jeder Seite her vorgesehen, es sind aber auch andere Anzahlen und Anordnungen von Sacklöchern denkbar. Insbesondere ist es auch denkbar, alle Sacklöcher von einer Seite ausgehend auszuführen. Ebenso sind auch schraubenförmige Sacklöcher mit entsprechenden schraubenförmigen Stegen vorstellbar.
  • Der Einsatz 14 hat im Bereich der Schlitze 26 eine Ringwulst 37, die von den Schlitzen 26 durchschnitten wird. Hinter der Ringwulst 37 ist eine Ringnut 27 mit reduziertem Durchmesser vorgesehen. Die Spritzgussform ist so ausgebildet, dass das angespritzte Stützelement 15 vor der Ringwulst 37 einen ersten Ring 28 aufweist, und die Ringnut 27 durch einen zweiten Ring 36 aufgefüllt wird. Beide Ringe 28, 36 sind durch Stege 35, die durch Auffüllen der Schlitze 26 entstehen, untereinander und mit dem äusseren Hohlzylinder 29 fest verbunden. Die beiden Ringe 28, 36 mit der dazwischenliegenden Ringwulst 37 fixieren das Stützelement in axialer Richtung, die Stege 35 fixieren das Stützelement 15 in Umfangsrichtung.
  • Nach dem Anspritzen des Stützelements 15 wird der Einsatz 14 zusammen mit dem angespritzten Stützelement 15 und dem darin gehaltenen Innenleiter 13 bis zum Absatz 19 in das eine Gehäuseteil 12 eingeschoben und die Anordnung anschliessend mit dem anderen Gehäuseteil 11 verschraubt.
  • Das Stützelement 15 besteht vorzugsweise aus einem flüssigkristallinen Polymer (Liquid Crystal Polymer LCP), das eine relative Dielektrizitätskonstante εr von etwa 3 aufweist. Ebenso kann aber auch thermoplastisch verarbeitbares PTFE oder ein anderes Material verwendet werden. Das Stützelement 15 hat eine axiale Länge im Bereich von etwa 2-3 mm bei einer mehr als 7 mal grösseren Gesamtlänge des Verbindungselementes 10.
  • Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein koaxiales Verbindungselement, welches für Frequenzen bis zu 65 GHz geeignet ist und sich durch gute elektrische bzw. Übertragungseigenschaften bei gleichzeitig einfacher Herstellbarkeit und grosser mechanischer Stabilität auszeichnet. Es versteht sich von selbst, dass im Rahmen der Erfindung und ausgehend vom hier erläuterten Ausführungsbeispiel zahlreiche Modifikationen möglich sind. Insbesondere kann durch Anpassen der Dimensionen der Frequenzbereich bis auf 250 GHz und mehr erweitert werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    koaxiales Verbindungselement
    11,12
    Gehäuseteil (Aussenleiter)
    13
    Innenleiter
    14
    Einsatz
    15
    Stützelement
    16,17,17'
    Durchgangsbohrung
    18,19
    Absatz
    20
    Überwurfmutter
    21
    Schraubgewinde
    22
    Buchse (geschlitzt)
    23
    Steckerstift
    24
    Achse
    25
    Ringnut
    26
    Schlitz
    27
    Ringnut
    28
    Ring
    29,30
    Hohlzylinder
    31
    Durchgangsöffnung
    32,33
    Sackloch
    34
    Wand (Steg)
    35
    Steg
    36
    Ring
    37
    Ringwulst

Claims (17)

  1. Koaxiales Verbindungselement (10) für den Mikrowellenbereich mit einem sich entlang einer Achse (24) erstreckenden, vorzugsweise stabförmigen Innenleiter (13), welcher mittels wenigstens eines dielektrischen Stützelements (15) konzentrisch in einem Aussenleiter (11, 12, 14) gehalten wird, wobei der Aussenleiter (11, 12, 14) im Bereich des wenigstens einen Stützelements (15) um den Umfang herum verteilt eine Mehrzahl von Schlitzen (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) einstückig ausgebildet ist, dass das Stützelement (15) zwei konzentrisch ineinander angeordnete, durch radiale Stege (34) untereinander verbundene Hohlzylinder (29, 30) umfasst, wobei der innere Hohlzylinder (30) den Innenleiter (13) aufnimmt und der äussere Hohlzylinder (29) mit einem Einsatz (14) verbunden ist, und dass die radialen Stege (34) durch Wände von Sacklöchern (32, 33) gebildet werden, welche in axialer Richtung alternierend von beiden Seiten zwischen den beiden Hohlzylindern (29, 30) in das Stützelement (15) hineinreichen.
  2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) an den Aussenleiter (11, 12, 14) angeformt, insbesondere angespritzt ist.
  3. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) mit dem Aussenleiter (11, 12, 14) unlösbar verbunden ist.
  4. Verbindungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter (11, 12, 14) ein Gehäuse (11, 12) umfasst, in dem ein im wesentlichen hohlzylindrischer Einsatz (14) konzentrisch angeordnet und gehalten ist, dass das Stützelement (15) am Einsatz (14) angeformt ist, und dass die Schlitze (26) im Einsatz (14) angeordnet sind.
  5. Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) zur Fixierung des Stützelements (15) am Einsatz (14) in Umfangsrichtung die Schlitze (26) im Einsatz (14) ausfüllt.
  6. Verbindungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) auf der Aussenseite eine Ringnut (17) aufweist, und dass das Stützelement (15) zur Fixierung des Stützelements (15) am Einsatz (14) in axialer Richtung die Ringnut (27) ausfüllt.
  7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11, 12) des Aussenleiters (11, 12, 14) zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete, miteinander verschraubbare Gehäuseteile (11, 12) umfasst, welche den Einsatz (14) mit dem angeformten Stützelement (15) aufnehmen und in axialer Richtung fixieren.
  8. Verbindungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Gehäuseteilen (11, 12) jeweils eine axiale Durchgangsbohrung (16, 17) vorgesehen ist, durch welche hindurch der Innenleiter (13) verläuft, und dass beide Durchgangsbohrungen (16, 17) einen Absatz (18, 19) aufweisen, an welchem sich der Einsatz (14) mit dem angeformten Stützelement (15) in axialer Richtung abstützt.
  9. Verbindungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) eine dritte Durchgangsbohrung (17') aufweist, und dass die Innendurchmesser der drei Durchgangsbohrungen (16, 17,17) gleich sind.
  10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) in axialer Richtung gesehen im Mittelbereich des Verbindungselements (10) angeordnet ist.
  11. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (32, 33) sich zum Boden hin verjüngend ausgebildet sind.
  12. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (13) im Bereich des Stützelements (15) einen Abschnitt aufweist, welcher den inneren Hohlzylinder (30) des Stützelements (15) in axialer Richtung fixierend und/oder gegen ein Verdrehen um die Achse (24) sichernd aufnimmt.
  13. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Schlitze (26) gleichmässig über den Umfang des Einsatzes (14) verteilt vorgesehen sind.
  14. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) aus einem flüssigkristallinen Polymer (LCP) besteht.
  15. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) aus einem thermoplastischen PTFE besteht.
  16. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15) in einem Spritzgussverfahren an den Aussenleiter (11, 12, 14) angespritzt ist, wobei das Stützelement (15) die Schlitze (26) ausfüllt.
  17. Verbindungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter (11, 12, 14) ein Gehäuse (11, 12) umfasst, in dem ein im wesentlichen hohlzylindrischer Einsatz (14) konzentrisch angeordnet und gehalten ist, dass das Stützelement (15) an den Einsatz (14) angespritzt ist, und dass der Einsatz mit dem angespritzten Stützelement (15) in das Gehäuse (11, 12) eingebaut ist.
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