插接连接器、插接连接器系统和传输方法与流程

本发明涉及一种插接连接器，尤其是用于同轴插接连接的插接连接器，一种插接连接器系统以及一种传输方法，所有这些都优选地适用于同轴电缆供电连接或传输。

背景技术：

1、现有技术中用于同轴插接连接的插接连接器被设计用于最大至15ghz的传输频率。信号传输速率可达6gbit/s至12gbit/s。这些数值在未来的应用中还应提高。

2、此外，同轴电缆供电(poc)是指通过连接的同轴插接连接为负载供电。然而，poc可能会导致电磁兼容性(emc)问题，即负载可能会干扰其他设备或被其他设备干扰。之所以会出现这些emc问题，是因为在同轴电缆供电poc的情况下，外导体作为电流导体运行，并且不能用于屏蔽。在使用poc时，数据和功率通过频率分离，电流通过内导体和外导体传输。在现有技术中，由至少两条同轴导线组成的同轴插接连接可用作差分同轴连接或屏蔽双绞线(shielded twisted pair-stp)连接，但绝对不能同时用作上述两种连接。

3、出版文献de 10 2021 103 224 a1涉及一种多极同轴插接连接器。其中，外导体分别以电气上相互隔离的方式固定在壳体中，因此分配给不同内导体的外导体无需处于共同的电势。因此，每条外导体都能够单独作为被其围绕的内导体的屏蔽，并例如能够独立于其他外导体地与印刷电路板连接，以便能被设置为单独的电势。对于特定应用，相互间电隔离的外导体还可用于传输电力，其中，每个外导体都能独立于相邻的外导体通电。然而给外导体通电可能会导致上述电磁兼容问题。

4、总之，现有技术中存在无法实现15ghz以上高频连接的问题。由于电磁兼容(emc)问题，使用poc不切实际。因为同轴插接连接的外导体被用作电流导体(负极)，由此产生的电磁效应导致辐射(相当于电磁兼容问题)增加。尤其在安全至关重要的系统中，如在汽车领域，必须排除电磁兼容问题。此外，poc还会导致在较大电流通过导线时，出现电压下降。最后，所使用的每种连接技术(stp或同轴)都需要单独的插头类型。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种能够实现更高频率和数据传输速率、普遍适用并防止出现电磁兼容问题的传输方法。

2、上述发明目的通过根据权利要求1的插接连接器，根据权利要求5的插接连接器系统以及根据权利要求6的传输方法实现。本发明进一步有利的实施方案能够参见从属权利要求、说明书和附图。

3、上述发明目的尤其通过一种插接连接器实现，该插接连接器具有至少两个独立的内导体接触部；至少两个独立的外导体接触部，该外导体接触部各自围绕内导体接触部并分别通过绝缘体与相应的内导体接触部绝缘；用于保持至少两个外导体接触部的保持件；屏蔽壳体，保持件、外导体接触部、绝缘体和内导体接触部在装配状态下布置在该屏蔽壳体中，其中，屏蔽壳体沿外导体接触部的传导方向完全围绕外导体接触部，并起到屏蔽作用。

4、插接连接器尤其通过至少两条屏蔽导线针对同轴电缆供电连接进行设计。优选地，该插接连接器为汽车插接连接器，其可连接到印刷电路板和/或线缆侧。通过该插接连接器可用于与1至n条同轴导线和覆盖所有1至n条同轴导线的附加的外屏蔽件建立连接。这一附加的外屏蔽件改进了屏蔽效果，并使得在不增加emc辐射的情况下能够实现poc。尤其是在间歇性电流消耗时，可能会出现不必要的尖峰，这会导致emc辐射增加。这一增加的emc辐射会被本发明中(附加的)外屏蔽件拦截。在双同轴导线的情况下，用于供电而使用的两个同轴导体可将最大电流负载增加一倍或将电压下降减半。插接连接器提供一种适用于同轴导线、“差分同轴导线”和差分导线的通用插接系统。通过双屏蔽同轴导体可实现传输速率的提高。

5、传导方向是信号和/或电流沿其通过外导体传导的方向。传导方向在例如弯曲的外导体的情况下，也能够是非线性的，或者更确切地说是成角度的。

6、优选地，屏蔽壳体具有屏蔽部，该屏蔽部围绕外导体接触部的接触区域。屏蔽部具有导电性，并且优选地与屏蔽壳体牢固连接或与屏蔽壳体构成一体式。插接连接器一侧的外导体接触部通过屏蔽部完全屏蔽。与现有技术相比，插接连接器和配合插接连接器之间的接触区域在插接状态下也被(附加地)屏蔽，并因此改进了信号传输。屏蔽部围绕外导体接触部的接触区域意味着，接触区域的外导体接触部沿插接方向被屏蔽部完全围绕，其中，无障碍地插入插接连接器和配合插接连接器是可行的。

7、优选地，屏蔽壳体、外导体接触部和内导体接触部相互间电隔离。通过电隔离，每条通路都能实现电源电压，在有两个通路时，就能够施加或使用两个电压。

8、优选地，保持件将外导体接触部间隔开，并使外导体接触部相互绝缘以及与屏蔽壳体绝缘。绝缘或隔离既包括空间隔离，也包括电隔离。

9、上述发明目的尤其还通过一种插接连接器系统实现，该插接连接器系统具有插接连接器和互补的配合插接连接器。

10、上述发明目的尤其又通过一种传输方法实现，尤其用于同轴电缆供电传输的传输方法，该方法借助至少两条屏蔽导线和至少一个共同的插接连接器，其中，该方法具有如下步骤：通过至少两条屏蔽导线中的一条或多条进行数据和/或电流的双向传输，或通过至少两条屏蔽导线中的一条或多条进行数据和/或电流的单向传输，其中，至少两条屏蔽导线中的每一条都分别进行传输，或通过至少两条屏蔽导线进行数据和/或电流的双向差分传输，其中，至少两条屏蔽导线能够引入两种不同的电源电压进行传输。

11、通过使用附加的外屏蔽件扩展同轴插接连接器系统，可极大地扩展应用范围。这就产生了多种可能的传输方法。

12、在使用两条同轴数据通路时，两条独立的信道能够双向同时使用，或者也能够单向使用。双向使用时，两个信号(即在两个信号方向上)的数据传输速率可达现有技术水平(开头提到的)的两倍。在单向使用时，可将控制信道与数据信道分开。控制信道就能够根据现有技术以全带宽或全数据传输速率运行，并发送指令。数据信道也能够利用全带宽，从而以比现有技术中运行的更高的数据传输速率运行。高频信号传输可在插接连接器和线缆内得以实现。

13、此外，像目前一样，将两条单独的同轴导线，例如作为两个负载的星形点实现也是可行的。

14、此外，首次能够实现利用两条同轴线路进行双向差分数据传输。单条导线或线路(正和负)通过同轴屏蔽相互间屏蔽。通过屏蔽能够提高数据质量，并使更高的数据传输速率成为可能。使用同轴连接而不是stp连接尤其能够提高数据传输速率。当扩展到四条信道时，又能够使用全数据传输速率，即两个信号方向上的数据传输速率能够高至现有技术中数据传输速率的两倍。这尤其意味着两倍的tx线和两倍的rx线，以及每种情况下的差分信号。

15、此外，用相应的配合插接器能够连接传统的、尤其是屏蔽的仪表产品以进行差分数据传输。

16、在使用同轴导线进行可选的差分数据传输时，信号能够高至两倍于现有技术中的数据传输速率传输。在使用差分导线进行可选的差分数据传输时，信号能够高至一倍于现有技术中的数据传输速率传输。

17、在应用中，采用本发明中的插接连接器、插接连接器系统或传输方法(如ieee802.3cy)，汽车中的高性能汽车电子控制单元(ecu)之间的通信速度在区域架构下可超过25gbit/s。此外，车辆中的同轴电缆供电传输还可减少电磁兼容(emc)问题。由于插接连接的绝缘屏蔽，用户能够在印刷电路板上自由决定最适合其设计的接地拓扑结构。用于同轴导线、“差分同轴导线”和差分导线的传输是可行的。

18、在poc应用中，电源电压的正极可通过内导体施加，负极可通过外导体施加。此外，信号还可在内导体上传输，而外导体代表配属的接地电位。附加的屏蔽可防止负极产生的干扰尖峰向外辐射。在使用两个同轴信道时，则能够使用两种不同的电源电压。

19、优选地，能够将特征，即为了进行传输，能够将至少两个不同的电源电压施加至至少两条屏蔽的导线，替换成，为了进行传输，能够施加具有两倍最大电流的电源电压。在使用两个同轴信道时，能够施加具有两倍最大电流的电源电压。

20、优选地，能够将特征，即为了进行传输，能够将至少两个不同的电源电压施加至至少两条屏蔽的导线，替换成，为了进行传输，能够施加具有一半电压降的电源电压。在使用两个同轴信道时，能够施加具有一半电压降(双倍横截面)的电源电压。