[0001] Die Erfindung betrifft eine an einer Leiterplatine elektrisch angeschlossene koaxiale
HF-Steckverbindungs-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine zugehörige
Steckverbindereinheit.
[0002] Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik werden heute häufig Kraftfahrzeug-Dachantennen
verwendet, die beispielsweise zum Empfang in einer oder mehreren Mobilfunkbereichen
zum einen und zum Empfang von Radioprogrammen zum anderen geeignet sind. Ferner sind
in diesen Kraftfahrzeug-Dachantennen in der Regel auch Empfangssysteme zur Kfz-Positionsbestimmung
untergebracht, die entsprechend dem heutigen Standard aus sogenannten GPS-Empfängern
bestehen.
[0003] Derartige Kraftfahrzeugantennen sind üblicherweise in einem am Kraftfahrzeug montierbaren
Antennengehäuse untergebracht, welches eine Antennenhaube umfasst, welche auf einem
entsprechenden Sockel montiert ist. Auf dem Sockel wird in der Regel parallel dazu
eine Leiterplatine untergebracht, auf der dann die einzelnen Antennenelemente positioniert
und elektrisch angeschlossen sind.
[0004] In der Regel durch geeignete mechanische von unten, d.h. vom Kraftfahrzeuginnenraum
her einbaubare Halteelemente kann die Kraftfahrzeugantenne an geeigneter Stelle montiert
und verankert werden. Üblich ist es dabei ferner, einen entsprechenden Kabelbaum durch
eine vorgesehene Öffnung hindurchzuführen und im Bereich der Leiterplatine anzuschließen.
Pro Antenne ist dabei in der Regel zumindest ein Kabel, häufig ein Koaxialkabel vorgesehen.
[0005] Um den Montage- und Verkabelungsaufwand zu verringern, sind ebenfalls Kraftfahrzeug-Dachantennen
bekannt geworden, bei welchen das Antennengehäuse mit einer entsprechenden Anzahl
von Koaxialsteckverbindern ausgestattet ist, wobei an der so gebildeten Schnittstelle
eine entsprechende Anzahl von weiteren Steckverbindern kontaktierbar sind, die an
einem Kabelbaum endseitig vorgesehenen sind.
[0006] Gemäß der gattungsbildenden
DE 20 2005 004 658 U1 ist auch schon vorgeschlagen worden, dass eine entsprechende Anzahl von sogenannten
ersten koaxialen Steckverbindern in einem sogenannten Steckinterface am Antennengehäuse
befestigt sind, und dass ferner zweite Koaxialsteckverbinder vorgesehen sind, die
an einem weiteren Steckverbinderteil gehalten sind, so dass beide Steckverbinder unter
Herstellung einer elektrischen Verbindung aller Koaxialleitungen ineinander gesteckt
werden können.
[0007] Da naturgegebenermaßen Toleranzprobleme auftreten und das Zusammenstecken von zwei
oder mehreren koaxialen Steckverbindern dann stets Probleme aufwerfen würde, ist gemäß
der gattungsbildenden
DE 20 2005 004 658 U1 vorgeschlagen worden, die an dem sogenannten Steckinterface gehaltenen und positionierten
Steckverbinder elastisch federnd einzubauen und zu positionieren, und zwar unter Zuhilfenahme
elastischer Federelemente. Diese sind so angeordnet und ausgebildet, dass die zweiten
Koaxialsteckverbinder an der jeweiligen vorbestimmten Position bis auf Toleranzabweichungen
vor positioniert und von dieser Stelle in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung elastisch
federnd auslenkbar sind.
[0008] Schließlich sind auch Mehrfach-Koaxialstecker bekannt geworden, beispielsweise Zweifach-Koaxialstecker,
die eine feste Baueinheit darstellen. Sie weisen Anschlusspins auf, worüber ihr Außenleiter
mit einer Leiterplatine mechanisch und elektrisch verbunden werden kann. Ein derartiger
bekannter Zweifach-Steckverbinder kann dabei als SMD-Bauteil nach dem Pin-in-paste
Verfahren auf einer Leiterplatine bestückt werden. Die erwähnten mit der Leiterplatine
mechanisch und elektrisch zu verbindenden Pins sind bei den bekannten Mehrfach-Koaxialsteckern
senkrecht zur Axialrichtung der Koaxialstecker ausgerichtet, so dass die Koaxialstecker
parallel zur Ebene der Leiterplatine zu liegen kommen.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber ein verbessertes Stecksystem
für eine koaxiale Steckverbinder-Einrichtung zu schaffen.
[0010] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich der Steckverbindungseinrichtung entsprechend
den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw. bezüglich der Steckverbinder-Einheit
gemäß den im Anspruch 34 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0011] Die Erfindung ist vom Grundsatz her für ein sogenanntes FAKRA-Steckverbindersystem,
insbesondere für Dachantennen ausgelegt und geeignet, mittels dessen beispielsweise
bis zu vier koaxiale Stecker in entsprechende koaxialen Buchsen oder Kuppler gesteckt
werden können. Durch dieses sogenannte FAKRA-Steckverbindersystem können herstellerseitig
die Hochfrequenz-Kontaktstellen exakt in ihrer relativen Position zueinander definiert
werden, wobei dann am Kabelbaum ein entsprechender Vierfachkoppler mit identischem
Rastermaß vorgesehen sein kann, um an der so gebildeten Schnittstelle den Kuppler
an dem Steckverbinder problemlos anschließen zu können.
[0012] Erfindungsgemäß wird eine Steckverbinder-Einheit verbessert, die zumindest zwei und
vorzugsweise mehrere koaxiale Steckverbinder umfasst, die aus einer einteiligen oder
einstückigen, d.h. zumindest fest verbundenen Einheit bestehen oder zu einer derartigen
festen Einheit zusammengefügt und verbunden sind. Die einzelnen in dieser Einheit
miteinander verbundenen koaxialen Steckverbinder sind dabei achsparallel zueinander
ausgerichtet und in dem vorgebbaren Rastermaß mit Seitenabstand zueinander positioniert.
[0013] Die erfindungsgemäße Steckverbinder-Einheit zeichnet sich zum einen dadurch aus,
dass der zumindest eine Vorsprung und die vorzugsweise mehreren mit dem jeweiligen
Außenleiter eines Steckverbinders verbundenen Vorsprünge parallel zur Axialausrichtung
der Steckverbinder vorgesehen sind, so dass die gesamte Steckverbinder-Einheit senkrecht
zur Ebene der Leiterplatine zu liegen kommt.
[0014] Als wesentliches Merkmal ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass die Steckverbinder-Einheit
auf der der Leiterplatine zugewandt liegenden Seite zumindest abschnittsweise mit
einem Freiraum ausgestattet ist, der zum Routen und /oder Bestücken der Leiterplatine
dient.
[0015] Dieser Freiraum oder diese Ausnehmungen sind so vorgesehen, dass beispielsweise Anlageflächen
oder Schultern an der Steckverbinder-Einheit vorgesehen sind, worüber die Steckverbinder-Einheit
an der betreffenden benachbarten Ebene der Leiterplatine anliegt. Von diesen Anlageschultern
versetzt liegende Abschnitte sind jedoch mit den erwähnten Ausnehmungen oder Freiräumen
versehen, die so dimensioniert sind, dass auch im Bereich der Gehäuseverbindung oder
des die einzelnen Steckverbinder verbindenden Tragrahmens ein ausreichender Abstandsraum
zur Ebene der Leiterplatine geschaffen ist, so dass hier die Leiterplatine mit entsprechenden
Bauteilen bestückt sein kann. Ein Abstandsraum von zumindest 0,5 mm oder beispielsweise
1 mm ist häufig schon ausreichend.
[0016] Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Steckverbinder
in ihrer Parallelausrichtung so mit Seitenversatz zueinander angeordnet sind, dass
zwischen ihnen ebenfalls ein ausreichender Freiraum zum Routen und/oder Bestücken
der Leiterplatine geschaffen ist.
[0017] Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass diese Steckverbinder-Einheit nicht nur eine
elektrische Verbindung der Innen- und Außenleiter der koaxialen Steckverbinder zu
den entsprechenden Anschlussstellen an der Leiterplatine gewährleistet, sondern vor
allem auch mit der Leiterplatine mechanisch fest verbunden ist.
[0018] Es hat sich dabei als weiterhin positiv im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass es
bei einer derartigen Konstruktion möglich wird, die Innenleiter auf der Seite der
Leiterplatine elektrisch zu kontaktieren, auf der die Steckverbinder-Einheit positioniert
ist. Mit anderen Worten eröffnet die erfindungsgemäße Lösung, dass die Steckverbinder-Einheit
als SMD-Bauteil ausgeführt sein kann. Dies eröffnet eine kostengünstige Montage, beispielsweise
im Rahmen eines sogenannten Reflow-Lötvorganges.
[0019] Ein weiterer wesentlicher Vorteil, insbesondere im Gegensatz zum Stand der Technik
ist dabei ferner, dass durch diese SMD-Ausführung die HF-führenden Innenleiter auf
der der Steckverbinder-Einheit zugewandt liegenden Seite (die nachfolgend teilweise
auch als Leiterplatinenunterseite oder zweite Leiterplatinenseite bezeichnet wird)
geschirmt enden, da nämlich die gegenüberliegende Leiterplatinenseite (die nachfolgend
teilweise auch als Leiterplatinen-Oberseite oder erste Leiterplatinenseite bezeichnet
wird) beispielsweise mit einer großflächigen elektrisch leitfähigen Schicht, einer
sogenannte Potential- oder Massefläche versehen sein kann (die gegebenenfalls nochmals
mit einer Isolierschicht überdeckt ist).
[0020] Im Gegensatz dazu war es im Stand der Technik bisher notwendig, die Innenleiter durch
entsprechende Bohrungen durch die Leiterplatine hindurchzuführen und auf der die Antennenelemente
tragenden Oberseite der Leiterplatine zu kontaktieren.
[0021] Es hat sich also im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße
Bauweise eine wesentliche Verbesserung der Hochfrequenz-Entkopplung (HF-Entkopplung)
möglich ist.
[0022] Eine mechanisch gute Befestigung der Steckverbinder-Einheit lässt sich dadurch realisieren,
dass zumindest einige koaxiale Steckverbinder mit in Steckrichtung vorstehenden Vorsprüngen
oder mit einem entsprechenden elektrisch leitfähigen Zusatzteil mit entsprechenden
Vorsprüngen versehen sind, wobei diese Vorsprünge in entsprechende Durchbrüche oder
Bohrungen in der Leiterplatine ragen, wobei diese Durchbrüche oder Bohrungen vorzugsweise
auch durchkontaktiert sein können. Die Enden dieser Vorsprünge werden mit der Leiterplatine
elektrisch verlötet, d.h. in der Regel mit der dort ausgebildeten großflächigen Potential-
oder Massefläche, wodurch die Schirmung erzielt wird. Dadurch wird nicht nur eine
elektrische Massenverbindung, sondern eine feste mechanische Verbindung der Steckverbinder-Einheit
mit den integrierten koaxialen Steckverbindern mit der Leiterplatine gewährleistet.
[0023] Da die HF-Innenleiter nicht mehr durch in der Leiterplatine eingebrachte Bohrungen
bis zur Leiterplatinen-Oberseite hindurch ragen oder über diese Leiterplatinen-Oberseite
hinausragen, sondern stumpf mit der Leiterplatinenunterseite mittels Reflow verlötet
werden, ist es nunmehr im Rahmen der Erfindung sogar möglich, z.B. eine Standard-Keramik-Patch-Antenne
oberhalb der Steckerverbinder-Einheit zu positionieren, also in einem Bereich, in
welchem auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatine die Enden der Innenleiter
der Steckverbinder zu liegen kämen und dort verlötet würden.
[0024] In einer besonders kostengünstigen und bevorzugten Lösung im Rahmen der Erfindung
kann die Steckverbinder-Einheit als Druckgussteil ausgeführt sein, d.h. zumindest
der den wesentlichen Teil der Steckverbinder-Einheit ausmachende Massekörper, der
entsprechende achsparallele Ausnehmungen aufweist, in welche durch ein Dielektrikum
getrennt die Innenleiter der so gebildeten Steckverbinder positioniert sind.
[0025] Der Massekörper selbst kann aber auch aus einem Kunststoffgerüst oder einem Kunststoffrahmen
bestehen, durch welchen die mehreren Steckverbinder in fester paralleler Ausrichtung
in einem fest vorgegebenen Axialabstand zueinander positioniert sind, um Toleranzprobleme
zu vermeiden. In diesem Falle können entsprechende Kontaktstifte, beispielsweise an
den einzelnen koaxialen Steckverbindern, ausgebildet oder damit verbunden sein, die
zur Kontaktierung mit der Leiterplatine verwendet werden können.
[0026] Schließlich sind aber auch weitere Abwandlungen möglich, beispielsweise dergestalt,
dass trotz Verwendung eines aus nicht leitendem dielektrischen Material bestehenden
Halterahmens für die einzelnen koaxialen Steckverbinder zusätzlich noch ein elektrisch
leitfähiges Einzelblech verwendet wird, worüber die Außenleiter der einzelnen Steckerverbinder
bevorzugt gemeinsam elektrisch miteinander verbunden sind. An diesem Einzelblech können
dann die entsprechenden Vorsprünge bevorzugt senkrecht zur Leiterplatinenebene verlaufend
ausgebildet sein, die dann in entsprechende Bohrungen oder Durchbrüche in der Leiterplatine
gesteckt und mit der der Steckverbinder-Einheit gegenüberliegenden Seite bevorzugt
an der Leiterplatine und der bevorzugt dort ausgebildeten Massefläche verlötet sein
können.
[0027] Die Steckverbinder-Einheit kann so ausgebildet sein, dass sie mehrere Stecker umfasst,
oder aber auch dass sie als sogenanntes "Female-Teil" nur aus Buchsen besteht. Möglich
ist es aber ebenso, dass der Steckverbinder teilweise Stecker und teilweise Buchsen
aufweist, die mit einem entsprechenden Gegensteckverbinder-Teil zusammenfügbar sind.
[0028] Darüber hinaus kann die erfindungsgemäß Steckverbinder-Einheit aber auch zusätzlich
eine Kombination von ein- oder mehrpoligen geschirmten und ungeschirmten Steckverbindern
darstellen. Die erfindungsgemäß Steckverbinder-Einheit umfasst also von daher bevorzugt
zumindest zwei geschirmte koaxiale Steckverbinder und daneben beispielsweise zumindest
eine weitere ein- oder mehrpolige ungeschirmte Steckverbindung oder beispielsweise
zumindest eine weitere zwei- oder mehrpolige geschirmte Steckverbindung.
[0029] Insbesondere die zusätzlichen zwei- oder mehrpoligen geschirmten Leitungen können
beispielsweise für die Stromversorgung oder für andere Funkdienste wie die FahrzeugZentralverriegelung
etc. herangezogen werden. Bei anderen anspruchsvolleren oder aufwendigeren durch Fremdfrequenzen
störanfälligeren Diensten kann aber auch die Notwendigkeit zur Schirmung dieser Signalleitung
gegeben sein.
[0030] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend
erörterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
- Figur 1:
- eine schematische dreidimensionale Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles
einer Kraftfahrzeugantenne mit einem Sockel, einer Leiterplatine, einer Patchantenne
und einer an der Unterseite über den Sockel überstehenden SteckverbinderEinheit;
- Figur 2:
- eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1;
- Figur 3:
- eine zu Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch in explosionsartiger Wiedergabe
der wesentlichen Teile;
- Figur 4:
- eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugantenne vergleichbar der Draufsicht von Figur
2, jedoch mit einer davon abweichenden Anordnung einer Patchantenne;
- Figur 5:
- eine zu Figur 4 entsprechende räumliche Darstellung vergleichbar dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1;
- Figur 6:
- eine räumliche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Steckverbinder-Einheit unter Ausbildung von vier achsparallelen koaxialen Steckverbindern;
- Figur 7:
- eine vergleichbare Darstellung zu Figur 6, jedoch nur unter Wiedergabe des elektrisch
leitfähigen Steckverbindergehäuses ohne darin eingesetzte Innenleiter unter Verwendung
von entsprechenden Dielektrika;
- Figur 8:
- eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Figur 6;
- Figur 9:
- eine Ansicht von der gegenüberliegenden Seite auf die Steckverbinder-Einheit gemäß
Figur 6;
- Figur 10:
- ein zu Figur 6 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Steckverbinder-Einheit mit
unterschiedlich gestalteten Verbindungsstegen;
- Figur 11:
- ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Einheit
mit einem Halte- und Fixierrahmen für vier achsparallele koaxiale Steckverbinder;
- Figur 12:
- eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels nach Figur 11;
- Figur 13:
- ein zu den vorausgegangenen Figuren nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit
einem Halte- und Fixierrahmen für die koaxialen Steckverbinder aus nicht leitendem
(dielektrischem) Material und einem zusätzlichen, die Außenleiter der Steckverbinder
elektrisch verbindenden Blech;
- Figur 14:
- eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels nach Figur 13;
- Figur 15:
- eine schematische Draufsicht auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Steckverbinder-Einheit,
deren koaxiale Steckverbinder in Draufsicht längs einer Linie nebeneinander im Abstand
voneinander angeordnet sind;
- Figur 16:
- ein zu Figur 15 nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei der die die Verbindungsstege
umfassende Verbindungseinrichtung offen gestaltet ist, wobei nicht alle Zentralachsen
der Steckverbinder in einer Ebene liegen;
- Figuren 17a bis 17c :
- eine räumliche Draufsicht auf eine mit einem zusätzlichen Gehäuse als Schutzfunktion
ausgestatteten, vier koaxiale Steckverbinder umfassende Steckverbinder-Einheit, sowie
das erwähnte Gehäuse in räumlicher Alleindarstellung und die Steckverbinder-Einheit
bei abgenommenen Gehäuse;
- Figuren 18a bis 18c :
- ein zu den Figuren 17a bis 17c vergleichbares Ausführungsbeispiel, bei dem jedoch
anstelle eines koaxialen Steckverbinders 19 ein geschirmter Steckverbinder mit vier
Innenleitern versehen ist;
- Figuren 19a bis 19e :
- eine räumliche Draufsicht auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle
eines koaxialen geschirmten Steckverbinders eine vierpolige ungeschirmte Steckverbindung
an der Steckverbinder-Einheit ausgebildet ist, sowie zwei Darstellungen um 180 gedreht
bezüglich des abgenommenen Gehäuses sowie der ohne Gehäuse wiedergegebenen Steckverbinder-Einheit;
- Figuren 20a bis 20c :
- ein bezüglich den Figuren 19a bis 19e insoweit abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
als hier eine geschirmte Verbindung für einen vierpoligen Steckverbinder vorgesehen
ist;
- Figuren 21a bis 21e :
- ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zu den Figuren 19a bis 19e, bei dem an vier
Eckpunkten der Steckverbinder-Einheit sitzend vier geschirmte koaxiale Steckverbinder
vorgesehen sind und zwischen zwei koaxialen Steckverbindern ein zusätzlicher ungeschirmter
mehrpoliger Steckverbinder angeordnet ist, und
- Figuren 22a bis 22c :
- ein zu den Figuren 21a bis 21e abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem der
zusätzlich vorgesehene mehrpolige Steckverbinder als geschirmter Steckverbinder ausgebildet
ist.
[0031] Nachfolgend wird zunächst auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 Bezug
genommen.
[0032] In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Antenne 1, insbesondere eine Kfz-Antenne 1
gezeigt, wie sie üblicherweise an einem Kraftfahrzeugdach montiert werden kann, häufig
unmittelbar benachbart des oben liegenden Randes der Heckscheibe.
[0033] Diese Antenne 1 umfasst einen auch in der Explosionsdarstellung gemäß Figur 3 erkennbaren
Sockel 3, der üblicherweise aus Metall besteht. Der Sockel weist eine Sockelbasis
3a auf, auf welcher zu dem Außenrand 3b nach innen versetzt liegend ein im gezeigten
Ausführungsbeispiel umlaufender und sich quer oder senkrecht zur Ebene der Sockelbasis
3a erstreckender Steg 3c unter Zurücklassung eines Randstreifens 3d ausgebildet ist.
[0034] Der Sockel oder das Chassis 3 kann aus geeignetem Material bestehen. Üblicherweise
wird hierfür ein Druckgussteil verwendet, beispielsweise ein Zinkdruckgussteil. Auf
dem so gebildeten Sockel ist dann eine für elektromagnetische Strahlen durchlässige
Schutzhaube angebracht, die die darunter befindlichen elektrischen Schaltungen einschließlich
der Antennenelemente, der Leiterplatine und der betreffenden Anschlüsse nach außen
hin schützt. Zur besseren Darstellung ist diese Schutzhaube, die in weiten Bereichen
beliebig ausgestaltet sein kann, in den Zeichnungen nicht dargestellt worden.
[0035] Auf diesem Steg oder innerhalb des Steges 3c ist in dem so gebildeten Innenraum 3e
eine Leiterplatine 9 positionier- und verankerbar (beispielsweise durch Eindrehen
von Fixierschrauben an geeigneter Stelle, die mit ihrem Gewinde an entsprechenden
Gegenabstützeinrichtungen an dem Sockel 3 eingedreht werden können).
[0036] Die Leiterplatine weist eine erste Seite oder Oberseite 9a und eine zweite oder Unterseite
9b auf.
[0037] Auf der ersten oder Oberseite 9a sind üblicherweise mehrere unterschiedliche Strahler-
oder Antenneneinrichtungen vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich
eine patchförmige Antenne 13 gezeigt, die in Draufsicht beispielsweise quadratisch
gestaltet ist und üblicherweise als Antenneneinrichtung zum Empfang von Satellitensignalen
verwendet wird. Die weiteren Antennen auf der Leiterplatine 9 sind nicht dargestellt.
Beliebige Antennenkonstruktionen kommen in Betracht.
[0038] Die erste oder Oberseite 9a der Leiterplatine 9 kann großflächig mit einer elektrisch
leitfähigen Masse- oder Potentialfläche 15 überdeckt sein, die gegebenenfalls noch
mit einer isolierenden Kunststoffschicht überzogen ist. An geeigneten Stellen, wo
Lötungen vorzusehen sind, kann diese, in der Zeichnung nicht näher dargestellte, isolierende
Schicht oberhalb der Masse- oder Potentialfläche 15 entfernt oder weggelassen sein.
[0039] Schließlich ist in den Figuren 1 bis 3 eine auf der Leiterplatinenunterseite 9b positionierte
Steckverbinder-Einheit 17 zu sehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel vier achsparallele
koaxiale Steckverbinder 19 umfasst.
[0040] Bevor auf den weiteren Aufbau der so gebildeten Antenne und der Steckverbinder-Einheit
eingegangen wird, soll anhand der Figuren 4 und 5 schon im Vorgriff erläutert werden,
dass beispielsweise die erwähnte Patchantenne 13 auch in einer, um 45' (oder einem
beliebigen anderen Winkel) gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis
3 verdrehten Anordnung auf der Leiterplatine 9 positioniert sein kann, so dass also
die Diagonalen in der Draufsicht der quadratisch ausgebildeten Patchantenne parallel
zur Längs- und Querrichtung des Sockels 3 der so gebildeten Antenne 1 verlaufen.
[0041] Üblicherweise sind auf der Leiterplatine 9 noch weitere Strahler- und Antenneneinrichtungen
vorgesehen, im gezeigten Ausführungsbeispiel üblicherweise noch drei weitere Antenneneinrichtungen
oder Antennenelemente, so dass über vier koaxiale Steckverbinder vier getrennte Signale
von vier Diensten empfangen und gesendet werden können.
[0042] Nachfolgend wird auf Figur 6 Bezug genommen, in welcher nunmehr eine erfindungsgemäße
Steckverbinder-Einheit 17 in räumlicher Darstellung wiedergegeben ist, wie sie bei
dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 - 5 verwendet wird.
[0043] Es handelt sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine Steckverbinder-Einheit 17,
die vier achsparallel zueinander verlaufende Steckverbinder 19 jeweils mit einem Außenleiter
21, einem Innenleiter 23 und einem Dielektrikum 25 umfasst, welches zwischen Innen-
und Außenleiter zumindest in einer Teillänge der so gebildeten Steckverbinder 19 vorgesehenen
ist.
[0044] Die vier Steckverbinder 19 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem fest vorgegebenen
Rastermaß räumlich zueinander angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegen
dazu die Achsen der HF-Kontakte an den Ecken eines Quadrates mit einer vorgegebenen
Kantenlänge, beispielsweise entsprechend den genormten Vorgaben des sogenannten FAKRA-Stecksystems.
[0045] Zur Ausbildung einer einheitlich handhabbaren Steckverbinder-Einheit sind dazu die
Außenleiter 21 der vier Steckverbinder 19 mit Verbindungsstegen 27 verbunden. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel erstrecken sich diese Verbindungsstege 27 senkrecht zu den parallelen
Achsen der einzelnen Steckverbinder 19. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die
Verbindungsstege 27 nicht über die gesamte Axiallänge der Steckverbinder 19, sondern
nur in einer Teillänge und bevorzugt auf der in Figur 6 oben liegenden Leiterplatinen-Kontaktseite
19a vorgesehen bzw. ausgebildet. Die Verbindungsstege 27 greifen dabei an einem Außenleiterabschnitt
21a an dem jeweiligen Außenleiter der Steckverbinder 19 an, die gegenüber dem verbleibendem
AußenleiterDurchmesser einen größeren Außenleiterdurchmesser aufweisen.
[0046] In Figur 7 ist dabei eine zu Figur 6 vergleichbare Darstellung eines sogenannten
Steckverbinder-Gehäuses 17a wiedergegeben, welches nämlich die Außenleiter 21, die
damit verbundenen Verbindungsstege 27 und die nachfolgend noch erörterten Masseverbindungsansätze
29 umfasst, also ohne die in den Außenleiter 21 eingefügten Innenleiter, die durch
das jeweils erwähnte Dielektrikum 25 gegenüber dem zugehörigen Außenleiter 21 gehalten
werden.
[0047] Wie aus Figur 6 und 7 unter anderem auch zu ersehen ist, ist die der Leiterplatinen-Kontaktseite
19a zugewandt liegende Begrenzungsseite 27a der Verbindungsstege gegenüber der stirnseitigen
Begrenzungsebene 21b der Außenleiter 21 tiefer liegend ausgebildet, so dass hierdurch
ein Abstandsraum X1 unter der Leiterplatine zum Routen und Bestücken mit Bauteilen
geschaffen wird.
[0048] Im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils in Diagonalrichtung nach außen weisend (also
in einem 135° Winkel jeweils zur Längsrichtung des Verbindungssteges 27) ist ein nach
außen vorstehender Masseverbindungsansatz 29 vorgesehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel
jeweils mit einem in Steck- oder Verbindungsrichtung 31 (Figur 7) und damit senkrecht
zur Leiterplatine vorstehenden Vorsprung, d.h. Pin oder Stift 33 versehen oder damit
ausgebildet ist. Der Stift oder Pin 33 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist
als das dazu parallele Dickenmaß des den Stift oder Pin 33 haltenden Masseverbindungsansatzes
29. Dadurch wird eine im gezeigten Ausführungsbeispiel ringförmige Auflagefläche oder
Begrenzungsebene 35 geschaffen.
[0049] Aus den Zeichnungen ist auch zu ersehen, dass diese der Masseverbindung dienenden
Pins 33 sich von einer Begrenzungsebene 35 aus erheben, die in ihrem Niveau nochmals
um eine geringfügige Stufe höher liegt als die stirnseitige Begrenzungsfläche 21b
der Außenleiter 21 der Steckverbinder 19. Dadurch entspricht der Abstandsraum X1 zwischen
der Stirnseite 27a der Verbindungsstege 27 und der benachbart liegenden Leiterplatine
19 (in der endgültig bestückten Position) dem Abstand zwischen der Stirnseite 27a
und der Begrenzungsebene 35 an den Massenverbindungsansätzen 29. Beträgt dieser Abstandsraum
beispielsweise mehr als 0,5 mm, insbesondere 1 mm, oder gegebenenfalls auch 1,5 mm
oder 2 mm und mehr, so kann hier problemlos eine Bestückung auf der Leiterplatine
in diesem Freiraum X1 vorgenommen werden. Bei der heutigen Dimension der Bestückungsteile
ist häufig ein Abstandsraum von 0,5 mm oder 1 mm schon ausreichend.
[0050] Schließlich soll der Vollständigkeit halber angemerkt werden, dass die Stirnseiten
21 b abweichend von der Darstellung nach den Figuren 6 und 7 zumindest in einem Teilumfangsbereich
auch mit radialen, die Materialwand durchsetzenden Ausnehmungen versehen sein können,
die zumindest so tief bemessen sind, dass die nutförmige Vertiefung in Höhe der Stirnfläche
27a der Verbindungsstege 27 enden. Diese Ausnehmungen können ebenfalls zum Routen,
d.h. zum Anschluss der Innenleiter verwendet werden. Dadurch kommt der Außenleiter
19 bzw. die Außenleiterabschnitte 21a in diesem Bereich in einem etwas größeren Abstand
zu einer auf der angrenzenden Unterseite der Leiterplatine verlaufenden Anschlussleitung
zu liegen, worüber ein zugehöriger Innenleiter des Steckverbinders 19 angeschlossen
ist.
[0051] Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 auch, dass zwischen
den koaxialen Steckverbindern 19 durch den umlaufenden, die Verbindungsstege 27 umfassenden
Halterahmen in der Mitte liegend ein weiterer Freiraum X2 geschaffen ist, so dass
hier problemlos sogar größer dimensionierte SMD-Teile auf der Leiterplatine bestückt
sein können, ohne mit diesem Mehrfach-Koaxialstecker zu kollidieren (siehe Figuren
6 und 7).
[0052] Bevorzugt umfasst die so gebildete Steckverbinder-Einheit (Figur 7) die Außenleiter
21 der Steckverbinder 19 sowie die Verbindungsstege 27 und die mit größerem Durchmesser
ausgestatteten Außenleiter-Abschnitte 21a sowie die Masseverbindungsansätze 29 und
die davon vorstehenden Pins oder Stifte 33, die ein elektrisch leitfähiges SteckverbinderGehäuse
17a mit einem die Verbindungsstege 27 umfassenden Verbindungsrahmen bzw. Verbindungseinrichtung
127 bilden. Diese Einheit kann bevorzugt unter Verwendung von elektrisch leitfähigem
Material als Gussteil mit leitfähiger und lötbarer Oberfläche hergestellt sein, z.B.
in Form eines Zinkdruckguss-Teiles.
[0053] Aus Figur 8 ist die Draufsicht auf die Steckverbinder-Einheit 17 von der Leiterplatinenanschlussseite
her und in Figur 9 von der gegenüberliegenden Unterseite her zu ersehen. Die hier
ersichtlichen Enden der Innenleiter 23 enden üblicherweise kegelförmig verjüngend,
wodurch Innenleiterspitzen 23a in Figur 9 sichtbar sind. Angrenzend an die Innenleiter
ist dann ein Freiraum 37 ausgebildet, um hier ein Kopplergegenstück einstecken zu
können.
[0054] Das so gebildete Steckverbindergehäuse, welches zusätzlich noch mit den Innenleitern
23 und einem jeweiligen die Innenleiter 23 tragenden Dielektrikum 25 versehen ist,
kann dann auf der Leiterplatine 9 als SMD-Bauteil angebaut werden. Die Steckverbinder-Einheit
17 wird z.B. als Mehrfachstecker auf der Leiterplatinenunterseite 9b nach dem Pin-in-paste-Verfahren
bestückt, wobei die erwähnten Pins oder Stifte 33 in entsprechende durchkontaktierte
Ausnehmungen 39 (Bohrungen) gesteckt und mit der Leiterplatine 9 verlötet werden (Figuren
1 bis 5). Die Dimensionierung ist also derart gewählt, dass die Axiallänge der Pins
oder Stifte 33 zumindest bis in die Nähe der Ebene der Oberseite der Leiterplatine
9 im montierten Zustand ragt.
[0055] In dieser Position liegt dann die ringförmige Auflage- oder Begrenzungsfläche 35
der Masseverbindungsansätze 29 an der Unterseite 9b der Leiterplatine 9 an. In dieser
Ebene oder in etwa in dieser Ebene enden auch die Anschlussenden 23b der Innenleiter
23, die auf der Leiterplatinenunterseite 9b beispielsweise in einem Reflow-Lötverfahren
an entsprechenden Lötstellen an der Leiterplatine angelötet sind.
[0056] Die Leiterplatinen-Unterseite 9b weist dabei auch die entsprechend ausgebildeten
Leitungsverbindungen auf und ist in der Regel als Bestückungsseite auch mit den weiteren
elektrischen Bauteilen bestückt, die der Einfachheit halber in den Zeichnungen nicht
näher dargestellt sind.
[0057] Durch die insgesamt elektrisch leitfähige Ausbildung des einteiligen Steckverbinder-Gehäuses
der Steckverbinder-Einheit 17 wird über die Stifte oder Pins 33 der Masseverbindungs-Ansätze
29 nicht nur eine elektrische, sondern auch eine mechanisch feste Verbindung mit der
Leiterplatine gewährleistet.
[0058] Die Leiterplatine kann dann, wie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt, auf dem Sockel
3 der Antenne 1 montiert werden, wobei dann die zylinderförmigen Steckverbinder 19
durch entsprechende Bohrungen 41 (Figur 3) in der Sockelbasis 3a hindurchgesteckt
werden. Dabei ist der Durchmesser der Bohrungen 41 in der Regel größer als der Außendurchmesser
der Steckverbinder 19, so dass hier eine Berührung zwischen den Steckverbindern und
der Sockelbasis nicht besteht. Durch die in der Leiterplatine 9 mechanisch verankerten
und elektrisch angeschlossenen Stifte oder Pins 33 ist jedoch der so gebildete Steckverbinder
17 über die Leiterplatine auch mechanisch fest mit dem Sockel 3 verbunden.
[0059] Im endgültig montierten Zustand ragen dabei dann die zylinderförmigen Steckverbinder
ausreichend weit über die Ebene des Sockels über, so dass hier ein Gegenkoppler aufgesteckt
werden kann, dessen Koppelabschnitte im gleichen Axialmaß zu liegen kommen, wie die
Zentralachsen der Steckverbinder 17.
[0060] Da im gezeigten Ausführungsbeispiel die Innenleiter auf der Leiterplatinen-Unterseite
enden und angelötet sind, und auf der Leiterplatinen-Oberseite vorzugsweise großflächige
Masseflächen ausgebildet sind, ergibt sich eine optimale Schirmung der in die Innenleiter
eingespeisten HF-Signale. Die großflächigen Masseflächen auf der Leiterplatinen-Oberseite
sind in der Regel nur dort mit Aussparungen versehen, wo beispielsweise weitere, im
Detail nicht gezeigte Antennen mechanisch verankert oder elektrisch angeschlossen
werden, wobei deren Signale dann durch entsprechende Durchkontaktierungen zur Leiterplatinen-Unterseite
weitergeleitet werden.
[0061] Da vor allem die Innenleiterenden 23b auf der Leiterplatinen-Unterseite 9b enden
und nicht auf die gegenüberliegende Oberseite überstehen, kann nunmehr genau an jener
Stelle sogar eine Patchantenne 13 auf der Leiterplatinen-Oberseite 9a vorgesehen sein,
da diese Antennen dann nicht mit den Innenleiterenden 23b kollidieren oder elektrisch
verkoppeln. Ferner kann durch die um 45° verdrehte Anordnung der Patchantenne 13 gemäß
dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 gewährleistet werden, dass jeweils
zur Längsseite dieser verdreht angeordneten Patchantenne die Pins oder Stifte 33 durch
die entsprechenden Bohrungen oder Ausnehmungen 39 in der Leiterplatine überstehen
dürfen und dort angelötet werden können, ohne mit der Patchantenne zu kollidieren.
[0062] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis 3 ist die Patchantenne so angeordnet,
dass ihre quadratischen Längsseiten parallel zur Längsrichtung der Antennenanordnung
verlaufen. In diesem Falle überdeckt die Patchantenne zwei Pins oder Stifte 33 (die
bevorzugt in der Ebene der Oberseite der Leiterplatine enden), wobei die zwei weiteren
versetzt liegenden Enden der Pins oder Stifte 33 benachbart zu der einen quer verlaufenden
Seite auf der Patchantenne zu liegen kommen. Diese Anordnung gemäß den Figuren 1 bis
3 bietet also den Vorteil, dass beispielsweise eine Keramik-Patchantenne über den
Massepins 33 platziert werden kann, wobei lediglich sichergestellt werden muss, dass
die Massepins 33 nicht über die Leiterplatine 9 nach oben hin überstehen. Diese Einschränkung
ist bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 4 bis 5 nicht gegeben, da hier ausreichend
Platz für die Massepins 33 aufgrund der verdrehten Anordnung der Patchantenne gegeben
ist.
[0063] Anhand von Figur 10 ist eine Ausführungsvariante beschrieben, bei der die Verbindungsstege
27 eine veränderte Geometrie aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsstege
in Draufsicht jeweils einem Viertelkreis angenähert. Aber auch beliebige andere Abwandlungen
sind möglich, beispielsweise eine eher kreuzförmige Verbindung der vier Steckverbinder
oder eine Anordnung, bei der die in Figur 9 wiedergegebenen viertelkreisförmigen Verbindungsstege
27 mit ihren konvexen Bogenseiten nicht nach außen weisen, sondern nach innen gerichtet
sind. Weitere beliebige Abwandlungen sind hier denkbar.
[0064] Anhand von Figur 11 und 12 ist eine weitere Abwandlung gezeigt, bei der die einzelnen
Steckverbinder 19 als kombinierte Fräs- oder Drehteile ausgeführt sind, und dann durch
ein separates Bauteil, nämlich einen Verbindungsrahmen 127 miteinander verbunden sind.
Dieser Verbindungsrahmen 127 kann ebenfalls wieder aus einem Fräs- oder Druckgussteil
bestehen, also z.B. elektrisch leitfähig sein. Er kann aber auch aus einem dielektrischen
und somit nicht leitenden Material bestehen, beispielsweise Kunststoff.
[0065] Damit der Verbindungsrahmen 127 ausreichend fest und verbindungssteif ist, ist er
im gezeigten Ausführungsbeispiel noch mit internen, kreuzförmig oder diagonal verlaufenden
Versteifungsstegen 127a ausgestattet.
[0066] Die erwähnten, hier getrennt ausgebildeten Steckverbinder 19 weisen ebenfalls wiederum
den bereits in den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Masse-Verbindungs-Ansatz
29 (Figur 12) auf, der mit dem jeweiligen Außenleiter 21 mechanisch und elektrisch
fest verbunden ist. Dadurch wird eine, mit den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen
vergleichbare Positionierung und mechanische Verbindung mit der Leiterplatine sowie
eine entsprechende elektrische Anschlussverbindung mit der Leiterplatine gewährleistet.
[0067] In Figur 12 ist dabei in explosionsartiger Darstellung gezeigt, wie der Kunststoffrahmen
127 mit entsprechenden zylindrischen Ausnehmungen 127b für die zylinderförmigen Steckverbinder
19 und mit einer entsprechenden taschenförmigen Erweiterung 127c zur Aufnahme der
MasseverbindungsAnsätze 29 ausgestaltet ist. Dieser Verbindungsrahmen 127 kann auf
alle geeigneten Weisen hergestellt werden, beispielsweise auch als Guss- oder Frästeil.
[0068] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 13 und 14 ist ebenfalls wiederum ein
Verbindungsrahmen 127 zur mechanischen Halterung der vier Steckverbinder 19 verwendet
worden. Die Steckverbinder 19 sind in diesem Ausführungsbeispiel jedoch nicht mit
separaten Masseverankerungs-Ansätzen 29 ausgestattet. Die Steckverbinder sind vielmehr
als rotationssymmetrische Teile, beispielsweise Drehteile ausgebildet. Um hier eine
Außenleiterkontaktierung mit der Massefläche auf der Leiterplatine zu gewährleisten,
wird nunmehr ergänzend zu dem elektrisch nicht-leitenden Verbindungsrahmen 127 noch
ein separates, elektrisch leitfähiges Blechteil 227 verwendet. Dieses Blechteil 227
weist konzentrisch zu den Zentralachsen der Steckverbinder 19 entsprechende Ausnehmungen
227a auf, durch die die Außenleiter 21 bzw. die mit größeren Außendurchmesser versehenen
Außenleiter-Abschnitte 21a hindurchgesteckt werden und mechanisch-/elektrisch mit
dem Blechteil 227 kontaktiert sind. Dieses Blechteil 227 ist ansonsten ebenfalls wieder
rahmenförmig gestaltet, weist neben den Materialabschnitten 227b und den darin eingebrachten
Ausnehmungen 227a und den diese Abschnitte verbindenden Verbindungsstegen 227c noch
dazu senkrecht abgewinkelte Paare von Versteifungsabschnitten 227d auf, worüber das
so gebildete Blechteil dann auf den aus Kunststoff bestehenden Verbindungsrahmen 127
aufgesetzt werden kann. An den außenliegenden Abschnitten 227a sind hier dann die
Pins oder stiftförmigen Vorsprünge 233 ausgebildet, die dann wieder durch entsprechende
Ausnehmungen der Leiterplatine gesteckt und beispielsweise in dem Pin-in-paste-Verfahren
mechanisch/elektrisch mit der Leiterplatine kontaktiert werden.
[0069] Die einzelnen Steckverbinder 19 können mit dem Verbindungsrahmen 27 beispielsweise
unter Verwendung eines Presssitzes fest miteinander verbunden werden. Dazu können
beispielsweise die Steckverbinder 19 an einem entsprechend umlaufenden Abschnitt gerändelt
ausgebildet sein und/oder der Verbindungsrahmen ist innen in der Ausnehmung zur Aufnahme
der Steckverbinder gerändelt, wodurch durch Einpressen der gewünschte Presssitz realisierbar
ist. Genauso können aber auch die Steckverbinder 19 beispielsweise mittels Kunststoff
umspritzt werden, um einen festen Verbund zu realisieren. Einschränkungen auf bestimmte
Herstellungsmethoden oder Verfahren sind nicht gegeben.
[0070] Die verschiedenen Ausführungsvarianten sind für den Fall beschrieben worden, dass
die Steckverbindungen 19 zylinderförmig oder im Wesentlichen zylinderförmig gestaltet
sind. Die Außenleiter können aber auch beliebige andere Querschnittsformen aufweisen,
beispielsweise einen n-polygonalen Querschnitt, quadratisch etc.
[0071] Wird eine Antenne mit einer, im entsprechenden Ausführungsbeispiel vier Steckverbinder
umfassenden Steckverbinder-Einheit im Kraftfahrzeug verbaut, so kann hieran ein entsprechender
Kuppler mit einer entsprechenden Anzahl von Steckverbinder-Gegenstücken problemlos
aufgesteckt und elektrisch angeschlossen werden, von dem dann die entsprechenden Koaxialkabel
ins Fahrzeuginnere verlaufen.
[0072] Der erläuterte Steckverbinder ist in Form eines Mehrfach-Steckers beschrieben worden.
Anstelle eines nach Art eines Female-Teiles gebildeten Steckers ist es aber genauso
möglich, hierfür in Form eines Female-Teiles Buchsen zu verwenden. Genauso kann der
Mehrfach-Steckverbinder auch so ausgebildet sein, dass zum einen Teil Stecker und
zum anderen Teil Buchsen verwendet werden. Der damit zusammensteckbare Gegenstecker
oder Kuppler wäre stets entsprechend umgekehrt auszugestalten.
[0073] Anhand der Figuren 15 und 16 ist nur in schematischer Draufsicht gezeigt, dass der
erwähnte die Verbindungsstege 27 umfassende Verbindungsrahmen 127, der mit den Außenleitern
21 der Koaxialverbinder 19 auch eine fest verbundene Einheit oder ein davon getrenntes
Bauteil darstellen kann, nicht zwangsläufig als umlaufender geschlossener Rahmen ausgebildet
sein muss. In der schematischen Draufsicht gemäß Figuren 15 und 16 ist gezeigt, dass
dieser Verbindungsrahmen oder diese Verbindungseinrichtung 127 gerade verlaufen kann,
bogenförmig in Draufsicht gestaltet sein kann etc. Es kann also auch eine nicht geschlossene
offene kettenartige Verbindung zwischen den einzelnen Koaxialsteckern vorgesehen sein,
bei denen ebenfalls ein zum Routen und/oder Bestücken ausreichender Abstandsraum X1
und/oder ein weiterer Abstandsraum X2 vorgesehen sein kann.
[0074] Der erläuterte Steckverbinder kann in unterschiedlicher Größenausbildung gestaltet
sein. Insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 aber auch
beispielsweise nach dem Ausführungsbeispiel nach Figur 10 oder nach den Figuren 14
und 15 sind die, jeweils zwei benachbarte Koaxialstecker 19 verbindenden Verbindungsstege
27 in ihrer Länge (und damit im Hinblick auf den Seitenabstand zweier benachbarter
Koaxialstecker) so dimensioniert, dass diese Länge beispielsweise größer als der Außendurchmesser
der einzelnen Steckverbinder 19 und kleiner als das drei- oder vierfache Durchmessermaß
der koaxialen Steckverbinder 19 ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht dieses
Abstandsmaß etwa dem doppelten Außendurchmesser der einzelnen Steckverbinder 19.
[0075] Schließlich wird abschließend auch noch angemerkt, dass bevorzugt die gesamte Steckverbinder-Einheit
mit einer Codierung versehen sein kann. Die Codierung kann darin bestehen, dass eine
asymmetrische eine Rotationssymmetrie verhindernde Einrichtung oder Maßnahme vorgesehen
ist, beispielsweise dergestalt, dass der Querschnitt oder die Querschnittsform zumindest
eines koaxialen Steckverbinders 19 von der Querschnittsform oder der Querschnittsgröße
der anderen Steckverbinder 19 abweicht, so dass eine Verbindung mit einem Stecker
nur in einer eindeutigen Zuordnung zueinander vorgenommen werden kann. Dies ist beispielsweise
auch dadurch möglich, dass zumindest an einem Steckverbinder 19 außen liegend im Steckbereich
beispielsweise ein Vorsprung vorgesehen ist, und ein in den Zeichnungen nicht näher
gezeigter Gegenstecker oder Kuppler an dieser Stelle eine entsprechende Ausnehmung
aufweist.
[0076] Anhand der Figuren 17a bis 17c wird nunmehr eine erfindungsgemäße HF-Steckverbindungs-Einrichtung
in räumlicher Darstellung gezeigt, nämlich in Figur 17a in einer Ausführungsform vergleichbar
den Ausführungsformen der Figuren 6 bis 12 oder auch den Figuren 13, 14, wobei auf
die so gebildete HF-Steckverbindungs-Einrichtung noch ein entsprechendes Gehäuse 51
aus elektrisch nicht leitfähigem Material, vorzugsweise Kunststoff aufgesetzt ist.
In Figur 17b ist dabei das Gehäuse 51 alleine gezeigt, wobei in Figur 17c die entsprechende
Steckverbinder-Einheit 17 mit den vier geschirmten koaxialen Steckverbindern 19 ohne
Gehäuse wiedergegeben ist. Mit anderen Worten umfasst das Gehäuse 51 entsprechende,
im gezeigten Ausführungsbeispiel eher zylinderförmige Gehäuseabschnitte 51a, die die
jeweiligen koaxialen Steckverbinder 19 schützend umgeben und die oben liegend eine
Öffnung 51b aufweisen, um hier einen Koaxialstecker anzuschließen. Das Gehäuse 51
ist ebenfalls einstückig gebildet und überdeckt dabei auch den mittleren Raum mit
den Verbindungsstegen 27 durch einen entsprechenden Gehäuseabschnitt 51c.
[0077] Die erläuterte Steckverbinder-Einheit muss aber nicht zwangsläufig - wie in den bisherigen
Ausführungsbeispielen besprochen - als Mehrfach-Koaxialsteckverbinder ausgebildet
sein. Es gibt durchaus Anwendungsfälle, beispielsweise auch im Falle einer Dachantenne,
wo die integrierten Dienste und/oder unvorgesehene Spannungsversorgung zusätzlich
auch ein- oder mehrpolige ungeschirmte Steckverbinder oder beispielsweise auch mehrpolige
geschirmte Steckverbinder erfordern oder zumindest insoweit Vorteile aufweisen.
[0078] So können beispielsweise, wenn die Steckverbinder-Einheit 17 im Zusammenhang mit
einer Kfz-Antenne verwendet werden soll, Anwendungsfälle möglich sein, bei denen beispielsweise
einige in die oder aus der Antenne führende Signale oder Ströme (z.B. Wege der Stromversorgung)
keine aufwendigen koaxialen Übertragungssysteme benötigen. Vielfach reicht eine einpolige
ungeschirmte Leitung (beispielsweise für die Stromversorgung). Funkdienste wie beispielsweise
die FZV (Fahrzeugzentralverriegelung) benötigen zwei- oder mehrpolige, meist ungeschirmte
Leitungen.
[0079] Bei anderen aufwendigeren und anspruchsvolleren oder durch Fremdfrequenzen (beispielsweise
bezüglich der Ein- und Abstrahlung von EMV) störanfälligen Diensten kann die Notwendigkeit
zur Schirmung der Signalleitung gegeben sein.
[0080] Von daher wird anhand der nachfolgend noch weiter beschriebenen Ausführungsform gezeigt,
dass die in Form einer kompakten SMD-bestückbaren Steckerbaugruppe/Steckereinheit
17 neben den koaxialen Steckverbindern 19 auch noch mit ein- oder mehrpoligen ungeschirmten
oder auch mehrpoligen geschirmten Steckverbindern ausgestattet sein kann. Dabei soll
der im Sprachgebrauch oftmals nicht differenzierte Begriff "Stecker" nicht nur für
den Begriff "Stecker" im eingeschränkten Sinne (male), sondern auch für den Anwendungsfall
einer Buchse (female) gelten.
[0081] Anhand der Figuren 18a bis 18c ist nunmehr eine derartige Steckverbinder-Einheit
17 gezeigt, ebenfalls wieder in räumlicher Darstellung sowie bei abgenommenen Gehäuse,
bei der in Abweichung zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen anstelle einer
der vier Koaxialsteckverbinder 19 nunmehr ein Steckverbinder 19 mit gleich oder vergleichbar
geformten und dimensionierten Außenleiter 21 vorgesehen ist, in welchem allerdings
innenliegend nicht eine einpolige, sondern vier separate Leitungen 123 untergebracht
sind. Es handelt sich hierbei also um einen geschirmten vierpoligen Steckverbinder.
[0082] Abweichend von dieser Zahl können natürlich auch zwei koaxiale Steckverbinder und
zwei weitere mehrpolige geschirmte oder ungeschirmte Steckverbinder vorgesehen sein.
[0083] Anhand von den Figuren 19a bis 19e ist nunmehr ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei
dem in Abweichung zu den Figuren 17a bis 17d, anstelle eines dort gezeigten koaxialen
Steckverbinders 19 an einer Ecke der Steckverbinder-Einheit 17 nunmehr eine ungeschirmte
Steckverbindung mit vier Innenleitern 123 gezeigt ist. In diesem Falle weist auch
das Gehäuse 51 einen entsprechenden Gehäuseabschnitt 51a für diesen mehrpoligen Steckverbinder
119 auf, der in Draufsicht quadratisch oder rechteckförmig gestaltet ist. Da es sich
hier um einen ungeschirmten Anschluss handelt, stehen die Innenleiter 123 über einen
Basisabschnitt 121 über, der vorzugsweise ebenfalls elektrisch leitfähig ist und mit
den anderen Verbindungsstegen 27 und mit den anderen Steckverbindern 19 zu einer festen
Steckverbinder-Einheit 117 verbunden ist. Die Enden der mehrpoligen Leiter 123 sind
im Steckbereich durch den erwähnten Gehäuseabschnitt 51a geschützt, wo ein entsprechender
Gegenstecker aufgesteckt werden kann.
[0084] Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 20a bis 20c ist abweichend zu den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen lediglich gezeigt, dass hier eine über den Basisabschnitt 121
überstehende Verlängerung 121' vorgesehen ist, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
im Querschnitt n-polygonal oder rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet ist und
einen Teil des Außenleiters 21 bildet, wobei die Verlängerung 121' in Höhe der Enden
der Innenleiter 123 endet. Es handelt sich hiermit also um einen geschirmten mehrpoligen
Steckverbinder 119, wobei das Gehäuse wie in dem Ausführungsbeispiel nach Figuren
19a bis 19e ausgebildet ist und ein entsprechender quadratischer oder rechteckförmiger
Gehäuseabschnitt 51a diesen im Querschnitt rechteckförmigen oder quadratischen Außenleiter
21 umgibt.
[0085] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 21a bis 21e wird ein Steckverbinder
mit vier geschirmten koaxialen Steckverbindern 19 gezeigt, vergleichbar dem vorausgegangenen
Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6 bis 14, wobei allerdings der Abstand zwischen
zwei Paaren von koaxialen Steckverbindern 19 in einer Richtung größer dimensioniert
ist als in der Querrichtung. Dies eröffnet die Möglichkeit, in der Mitte liegend beispielsweise
einen mehrpoligen geschirmten oder ungeschirmten Steckverbinder 119 vorzusehen.
[0086] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 21a ist zwischen zwei koaxialen Steckverbindern
ein in Draufsicht quadratischer oder rechteckförmiger Anschluss für einen mehrpoligen
weiteren Steckverbinder 119 gezeigt, der in diesem Ausführungsbeispiel wieder als
ungeschirmter Anschluss ausgebildet ist, bei dem die gezeigten vier Innenleiter 123
über den Basisabschnitt 121 nach oben überstehen. Dabei ist der Basisabschnitt 121
wieder mit einer in Richtung der vier Innenleiter 123 vorstehenden Verlängerung 121'
versehen, die einen Außenleiter 21 bildet, so dass die Verlängerung 121' in Form des
Außenleiters 21 mit den verbleibenden Verbindungsstegen 27 zu einem einheitlichen
Verbindungsrahmen 127 verbunden ist, der leitend ausgestaltet ist.
[0087] Anhand der Figuren 22a bis 22c ist wiederum vergleichbar dem Ausführungsbeispiel
nach den Figuren 20a bis 20e gezeigt, dass der Basisabschnitt 121 als im Querschnitt
rechteckförmiger oder quadratischer Außenleiter 21 verlängert ist und erst etwa in
Höhe der freien Enden der Innenleiter 123 endet, um hier diesen mehrpoligen Anschluss
als geschirmten Anschluss auszugestalten.
[0088] Die erwähnten Innenleiter 123 können in geschirmten und nicht geschirmten Steckverbindern
in unterschiedlicher Anzahl vorhanden sein.
1. An eine Leiterplatine elektrisch angeschlossene, koaxiale HF-Steckverbindungs-Einrichtung,
insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Antenne, mit folgenden Merkmalen:
- Die HF-Steckverbindungs-Einrichtung ist als koaxiale Mehrfach-Steckverbindungs-Einrichtung
ausgebildet und umfasst zumindest zwei koaxiale Steckverbinder (19),
- die zumindest beiden koaxialen Steckverbinder (19) sind achsparallel mit einem vorgegebenen
bzw. vorbestimmten Achsabstand zueinander angeordnet,
- an den so gebildeten und mit der Leiterplatine (9) elektrisch verbundenden Steckverbindern
(19) sind zweite koaxiale Steckverbinder anschließbar,
- die mehreren Steckverbinder (19) bestehen aus einer fest miteinander verbundenen
Steckverbinder-Einheit (17) oder sind zu einer fest miteinander verbundenen Steckverbinder-Einheit
(17) zusammengefügt,
- die Steckverbinder-Einheit (17) und/oder die zur Steckverbinder-Einheit (17) fest
zusammengefügten Steckverbinder (19) sind mit der Leiterplatine (9) mechanisch fest
verbunden,
- die Innenleiter (23) der koaxialen Steckverbinder (19) sind an der der Steckverbinder-Einheit
(17) zugewandt liegenden zweiten Seite oder Unterseite (9b) der Leiterplatine (9)
elektrisch angeschlossen,
- es sind ein oder mehrere Vorsprünge (33, 233) vorgesehen, die elektrisch mit zumindest
einem Außenleiter (21) eines Steckverbinders (19) elektrisch und mechanisch-fest verbunden
oder daran ausgebildet oder daran zumindest mittelbar abgestützt sind, und
- die Vorsprünge (33, 233) tauchen in Ausnehmungen (39) in der Leiterplatine (9) ein,
wodurch sie mit der Leiterplatine (9) mechanisch fest verankert sind,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
- die Vorsprünge (33, 233) sind parallel zur Axialrichtung der Steckverbinder (19)
ausgerichtet, worüber die Steckverbinder-Einheit (17) senkrecht zur Ebene der Leiterplatine
(9) positioniert oder positionierbar ist,
- die Steckverbinder-Einheit (17) weist auf der der Leiterplatine (9) zugewandt liegenden
Seite Einrichtungen unter Bildung einer Auflagefläche und/oder Begrenzungsebene (35)
auf, auf welcher die angrenzende Ebene der Leiterplatine (9) an der Steckverbinder-Einheit
(17) anliegt,
- a) die Steckverbinder-Einheit (17) weist auf der der Leiterplatine (9) zugewandt
liegenden Seite zumindest abschnittsweise einen mit zumindest einer Vertiefung und/oder
Ausnehmungen versehenen Abstandsraum (X1) auf, der im Abstand zur angrenzenden Ebene
der Leiterplatine (9) zu liegen kommt,
und/oder
b) die Außenleiter (21) der Steckverbinder (19) sind mit Querversatz zueinander so
angeordnet, dass zwischen den Steckverbindern (19) ein Abstandsraum (X2) gebildet
ist, und
- der Abstandsraum (X1) und/oder der Abstandsraum (X2) dient als Raum zum Routen und/oder
Bestücken.
2. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Steckverbinder (19) ein Vorsprung (33, 233) vorgesehen ist, der in eine
entsprechende, vorzugsweise durchkontaktierte Ausnehmung (39) in der Leiterplatine
(9) eintaucht und vorzugsweise nicht über die Leiterplatinen-Oberseite (9a) übersteht,
worüber die Vorsprünge (33, 233) mit zumindest einer Masse- oder Potentialfläche oder
entsprechenden Masse oder Potentialbahnen auf der Leiterplatine (9) elektrisch verbunden
sind, die auf der zur zweiten oder Unterseite (9b) der Leiterplatine (9) gegenüberliegenden
ersten oder Oberseite (9a) vorgesehen oder ausgebildet sind.
3. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Vorsprünge (33, 233) vor der Ebene der Oberseite (9a) der Leiterplatine
(9) enden.
4. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (39) in der Leiterplatine (9) so angeordnet sind, dass dazwischen
eine Antenne, vorzugsweise eine Patchantenne (13) positionierbar ist.
5. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (39) in der Leiterplatine (9) so angeordnet sind, dass auf der Leiterplatinen-Oberseite
(9a) eine Patchantenne (13) so positionierbar ist, dass nur ein Teil der Ausnehmungen
(39) und damit ein Teil der hierin befindlichen Vorsprünge (33, 233) durch die auf
der Leiterplatinen-Oberseite (9a) positionierte Patchantenne (13) überdeckt sind.
6. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter (23) leiterplatinenseitig Innenleiterenden (23a) aufweisen, die auf
der Leiterplatinen-Unterseite (9b) elektrisch kontaktiert sind.
7. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Vorsprünge (33, 233) von den Steckverbindern (19) weiter vorragen
als die Innenleiterenden (23a).
8. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (33) in axialer Verlängerung eines Abschnittes der Außenleiter (21)
der Steckverbinder (19) vorgesehen sind.
9. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenleiter (21) der Steckverbinder (19) mit radial überstehenden Masseverbindungs-Ansätzen
(29) versehen sind, an denen parallel zu den Achsen der Steckverbinder (19) verlaufende
Vorsprünge (33, 233) ausgebildet sind.
10. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) über einen Verbindungsrahmen (127) und/oder durch Verbindungsstege
(27) zu einer festen Steckverbinder-Einheit (17) verbunden sind.
11. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder-Einheit (17) auf der der Leiterplatine (9) zugewandt liegenden
Unterseite (9b) mit Vorsprüngen (33, 233) versehen sind, die achsparallel zu den Achsen
der Steckverbinder (19) verlaufen, wobei der Verbindungsrahmen (127) und/oder die
Verbindungsstege (127a) elektrisch leitfähig sind.
12. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) über einen Verbindungsrahmen (127) und/oder Verbindungsstege
(127a) fest miteinander verbunden sind, der bzw. die aus elektrisch nicht leitfähigem
Material bestehen.
13. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein elektrisch leitfähiges Verbindungs- oder Blechteil (227) vorgesehen ist,
welches elektrisch und mechanisch mit den Außenleitern der Steckverbinder (19) verbunden
ist, wobei das Verbindungs- oder Blechteil (227) leiterplatinenseitig auf dem Verbindungsrahmen
(127) und/oder den Verbindungsstegen (127a) aufliegt und/oder abgestützt ist und mit
elektrisch leitfähigen Vorsprüngen (33, 233) versehen ist, die parallel zur Axialrichtung
der Steckverbinder (19) verlaufen.
14. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (33, 233) sich aus einer Auflage- oder Begrenzungsfläche (35) heraus
erheben, die auf der der Leiterplatinen-Unterseite (9b) der Steckverbinder-Einheit
(17), der Masseverbindungs-Ansätze (29) und/oder des Verbindungs- oder Blechteils
(227) ausgebildet ist, wobei die Auflage oder Begrenzungsfläche (35) im montierten
Zustand an der Unterseite (9b) der Leiterplatine (9) anliegt.
15. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die leiterplatinenseitigen Begrenzungsflächen der Steckverbinder (19) im montierten
Zustand in zumindest geringem Abstand zur Unterseite (9b) der Leiterplatine (9) liegen.
16. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsrahmen (127) und/oder die Verbindungsstege (127a) und/oder das elektrisch
leitfähige Verbindungs- oder Blechteil (227) im montierten Zustand im Abstand zur
Unterseite (9b) der Leiterplatine (9) liegen, wodurch ein Raum für Verbindungsleitungen
auf der Leiterplatinen-Unterseite (9b) geschaffen ist.
17. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (9) in einem Sockel oder Chassis (3) einer Kraftfahrzeugantenne
verankerbar ist, wobei in dem Sockel oder Chassis (3) Ausnehmungen (41) ausgebildet
sind, durch welche die Steckverbinder (19) auf die zur Leiterplatine gegenüberliegende
Seite des Sockels oder Chassis (3) zum Anschluss an zweiten Koaxialverbindern überstehen.
18. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) mit dem Sockel oder Chassis (3) mittelbar über die zwischengeschaltete
Leiterplatine (9) mechanisch verbunden sind.
19. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder-Einheit (17) aus einem Gussteil, insbesondere einem Metall-Gussteil
besteht.
20. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) aus einem Dreh- und/oder Frästeil gebildet sind, welche über
einen Verbindungsrahmen (127) mechanisch fest miteinander verbunden sind.
21. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) über die Verbindungsstege (27) und/oder den die Verbindungsstege
(27) umfassenden Verbindungsrahmen oder Verbindungseinrichtung (127) in Form eines
umlaufenden geschlossenen Rahmens gestaltet sind.
22. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19) über die Verbindungsstege (27) und/oder den die Verbindungsstege
(27) umfassenden Verbindungsrahmen oder Verbindungseinrichtung (127) als offene Verbindungseinrichtung
gestaltet ist.
23. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsraum (X1) zwischen der Steckverbinder-Einheit (17) und der angrenzenden
Seite (9b) der Leiterplatine (9) zumindest abschnittsweise mehr als 0,5 mm, insbesondere
mehr als 1 mm aufweist und vorzugsweise weniger als 5 mm, insbesondere weniger als
4 mm, 3 mm oder 2 mm bzw. 1,5 mm.
24. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder-Einheit (17) als SMD-bestückbare Steckerbaugruppe ausgebildet
ist.
25. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder-Einheit (17) ein Gehäuse (21) umfasst, welches auf die Steckverbinder
(19) aufgesetzt ist und die Außenleiter (21) so umgibt, dass die Steckanschlüsse frei
liegen.
26. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei koaxiale Steckverbinder (19) vorgesehen sind, die als geschirmte koaxiale
Steckverbinder (19) mit einem leitenden Außenleiter (21) versehen sind.
27. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Steckverbinder (119) vorgesehen ist, der als ein- oder mehrpoliger
nicht geschirmter Steckverbinder (119) oder als geschirmter zwei- oder mehrpoliger
Steckverbinder (119) ausgebildet ist.
28. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine einpolige ungeschirmte oder mehrpolige geschirmte oder ungeschirmte
Steckverbinder (119) eine von der Form der Außenleiter (21) der geschirmten Steckverbinder
(19) abweichende Außenleiterform und/oder Dimensionierung aufweist.
29. Steckverbindungs-Einrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine einpolige ungeschirmte oder mehrpolige geschirmte oder ungeschirmte
Steckverbinder (119) eine von der Form der Außenleiter (21) der geschirmten Steckverbinder
(19) gleichen Außenleiterform und/oder Dimensionierung aufweist.
30. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinder (19, 119) in den Eckbereichen einer n-polygonalen Steckverbinder-Einheit
(17) angeordnet sind, vorzugsweise an den Eckpunkten eines rechteckförmig oder quadratisch
geformten oder dieser Gestaltung angenäherten Steckverbinder-Einheit (17).
31. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die geschirmten koaxialen Steckverbinder (19) an den Ecken einer n-polygonalen Steckverbinder-Einheit
(17) angeordnet sind und dass der zumindest eine zusätzlich vorgesehene ungeschirmte
Steckverbinder (119) und/oder der zumindest eine zusätzlich vorgesehene mehrpolige
Steckverbinder (119) zwischen zwei geschirmten koaxialen Steckverbindern (19) angeordnet
ist.
32. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Innenleiter (123) eines ein- oder mehrpoligen ungeschirmten Steckverbinders
(119) über einen Basisabschnitt (121) übersteht.
33. Steckverbindungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter (123) eines mehrpoligen geschirmten Steckverbinders (119) von einer
Verlängerung (121') umgeben sind, die sich über den Basisabschnitt (121) erhebt und
Teil des Außenleiters (21) ist.
34. Steckverbinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 33.