具有集成的无线局域网以太网数据接口的模块的制作方法

本发明涉及一种模块载体的设有wlan(无线局域网)以太网数据接口的模块。本发明同时尤其还涉及一种适用于该模块的天线以及适用于插接连接器和/或电动离合器的模块。需要插接连接器模块来构建模块化的插接连接器。在此，插接连接器模块容纳模块化的触头嵌件并且多个具有相同或不同的触头嵌件的插接连接器模块被组合成一个插接连接器。由此插接连接器可以高度灵活性组装和配置。插接连接器模块在此要么直接地装入到插接连接器壳体中要么首先装入到模块框架中并固定在模块框架中。然后将模块框架与容纳在其中的插接连接器模块安装到插接连接器壳体中。用于模块化插接连接器的插接连接器模块在现有技术中已知有很多。其在大小、容纳的接触件的数量、接触件的尺寸设计和接触件的类型方面有所变化。依据插接连接器模块的设计，其能用于传输例如数字、模拟、电气、气动、机械、光学或液压类型的信号和电流。随着数字化的提高需要传输持续增加的信息量。用于高频信号和数据传输的接口可通过插接连接实现，例如由以太网电缆所已知的。但是这种插接连接器并不适合许多尤其工业领域和户外领域，因为这种插接连接器在其应用时由于不可避免的污染会非常快速地变得无法工作。因此，现有技术中例如在用于铁路的电动离合器中已知借助无线电链路从一节车厢至下一节车厢或从一列车部分的机动车至第二列车部分的机动车建立高频数据传输。

背景技术：

1、例如在ep 3 011 643 b1中描述了一种用于插接连接器模块的保持框架，多个不同的插接连接器模块能任意组合地装入该保持框架中，以能够提供模块化构造的插接连接器。保持框架将插接连接器模块保持在一起并且将其相互固定。接着可将保持框架装入插接连接器壳体中并且在其中固定。插接连接器可与匹配的同样为模块化的配对插接连接器连接。替代地，保持框架可用作所谓的附接框架安装在壳体或设备壁上的并且紧固在其上。

2、这种类型的模块化的插接连接器能组合并且能组装多个单个的插接连接器。为此需要各种的标准化的插接连接器模块。

3、由ep 2 616 304 b1已知用于铁路的电动离合器，该电动离合器具有第一离合器部件和第二离合器部件，第一离合器部件和第二离合器部件分别具有载体，多个耦合部件布置在载体中，借助耦合部件能够建立一离合器部件与另一离合器部件的电气、气动和/或液压耦合，其中设有高频耦合件。该高频耦合件通过该一离合器部件中的天线和另一离合器部件中的天线形成，其中高频耦合件具有两个彼此共同作用的高频耦合部件，高频耦合部件分别实施成塑料体，该塑料体完全地包围天线。

4、实施成环形天线的已知高频耦合件尤其在用于铁路的电动离合器中作为借助插接连接进行高频信号和数据传输的现有接口的替代只能以不利的方式进行改装和扩展。

5、德国专利和商标局在本技术的优先申请中引用了如下现有技术：us 2016/0 149305a1。

技术实现思路

1、本发明的目的是，提供适用于多种应用的wlan以太网数据接口，该wlan以太网数据接口尤其能简单地安装和改装。在此目的还尤其是提供适用于该wlan以太网数据接口的天线。

2、所述目的通过独立权利要求的特征实现。

3、本发明的有利的实施方式在从属权利要求和/或下面的描述中给出。

4、本发明尤其涉及用于wlan以太网数据接口的具有印刷电路板的天线，在该印刷电路板上构造有近场天线的元件作为印制导线，并且所述印刷电路板构造成，使得其与结构相同的第二天线按规定地协作来提供高速数据传输。

5、印刷电路板尤其也可成本有利地大批量地制造。借助两个结构相同的彼此协作的接口提供无线数据接口在制造技术方面同样是有利的并且能够在多种应用中简单安装。

6、在印刷电路板上提供的天线由于其基本上二维的构造还特别节省空间并且其应用灵活。

7、在天线的印刷电路板的第一侧上在第一区域中分别借助合适构造的印制导线提供信号线路和第一参考接地线和第二参考接地线。紧接第一区域，信号线路以合适的方式在印刷电路板的第二区域中构造成平面线圈。

8、印刷电路板的第二区域在此包括用于提供第一天线与结构相同的第二天线的适用于数据传输的磁性耦合状态的第三区域，该第三区域特别有利地构造成，使得借助结构相同的第一天线和第二天线的第三区域的相邻布置提供磁性耦合状态。

9、为此天线以合适的方式构造成，在两个相邻的第三区域以1至10mm，有利地约2.5mm的小间距布置且同时没有触碰时，提供该磁性耦合状态。

10、印刷电路板上的印制导线在此尤其与信号线路有利地构造成，使得两个天线在耦合状态中分别相对彼此转动180°。天线的该布置特别节省空间。

11、信号线路的线圈对此以合适的方式构造为具有至少一匝的平面的螺旋形的矩形线圈并且为了提供期望可靠且性能良好的耦合优选具有三匝至五匝。

12、线圈构造成矩形线圈使得尤其借助两个天线的线圈的仅分别选出的区域的相邻布置实现期望的磁性耦合状态。以这种方式能够节省空间且简单地提供磁性耦合状态。

13、针对耦合设置的第三区域为此以合适的方式设置在印刷电路板的边缘上并且在此包括线圈的设置用于提供磁性耦合的预定区域。

14、线圈为此以合适的方式构造成，线圈的匝分别具有平行于印刷电路板的纵向方向的至少一个第一区段和横向于第一区段的至少一个第二区段，其中设置在印刷电路板的边缘上的第三区域包括线圈的至少一个第二区段和优选两个或三个第二区段。

15、对于wlan/以太网兼容性期望的在天线的电缆接头的50ω范围中的阻抗而言，信号线路从布置在印刷电路板的一边缘处的电缆接头开始在印刷电路板的第一区域中在第一参考接地线和第二参考接地线之间居中地延伸，第一参考接地线和第二参考接地线以合适的方式分别与印刷电路板的相对的纵向侧边缘相邻地布置。

16、在此，具有前述边缘的印刷电路板以合适的方式构造为矩形，其中第三区域和电缆接头分别设置在印刷电路板的相对的宽侧边缘上。电缆接头以合适的方式适用于连接同轴电缆。

17、在印刷电路板的第一侧上，为了提供天线的电缆接头的合适的阻抗，在印刷电路板的第一区域中信号线路的第一宽度、信号线路与第一参考接地线和第二参考接地线的间距以及参考接地线的宽度分别构造成使得，第一区域被信号线路和参考接地线占据。

18、以合适的方式，信号线路为此在印刷电路板的第一区域中具有与该信号线路到第一参考接地线和第二参考接地线的间距相应的宽度，其中参考接地线的宽度有利地相应于信号线路的宽度的约1.2至2倍、尤其优选约1.5倍。在此，第一参考接地线和第二参考接地线分别平面地构造成沿印刷电路板的纵向方向延伸的矩形的形状。

19、不同于前面第一区域，信号线路在印刷电路板的第二区域中，借助具有0.3mm至0.8mm、优选约0.5mm宽度的窄的印制导线构造，以形成合适的线圈。

20、线圈的第一区段在此以合适的方式分别以0.1mm至0.5mm、优选0.3mm的第一间距布置。线圈的第二区段分别有利地以为第一间距的2至10倍、优选5倍的第二间距布置以提供期望的磁性耦合。

21、信号线路在第二区域中以合适的方式以其线圈的匝螺旋形地延伸直至线圈的中间并且随后通到印刷电路板的相对的第二侧。信号线路在第二区域中在第二侧上居中地延伸直至印刷电路板的第一区域中，该第一区域在印刷电路板的第二侧上与其第一边缘和电缆接头相邻地平面式地被第三参考接地线占据，以提供期望的阻抗。

22、用于阻抗匹配的第二区域可在不损害功能的情况下改变长度。但是在具有天线的第一区域中大小以及与第二区域的间距对于功能是决定性的。

23、具有前述特征的天线设计为用于在2至3cm范围中耦合的近场天线。该天线通过这些特征在电缆接头处具有有利的50ω的馈电点阻抗并且针对5ghz的频率具有450mbit/s的传输速率。因此该天线适用于提供高速wlan以太网数据接口。

24、为了简单地安装天线，印刷电路板在第一区域中与电缆接头相邻地具有第一连贯孔和第二连贯孔，第一连贯孔和第二连贯孔分别延伸穿过第一参考接地线和第三参考接地线以及第二参考接地线和第三参考接地线。能够清楚的是，设置在印刷电路板上的上述参考接地线与电缆接头的参考接地线电连接。

25、第一孔和第二孔在此分别设有构造成金属套的第一间隔元件和第二间隔元件，以将天线尤其安装在合适的壳体中，根据本发明该壳体有利地可以是模块、尤其例如可以是插接连接器的模块。

26、因此本发明尤其还涉及具有集成的wlan以太网数据接口的模块，该接口具有合适的天线，该模块适用于安装到模块载体中，因此适用于多种应用。

27、天线有利地布置在模块中，使得其从模块的开口中突出预定的量并且借助具有第一天线的第一模块和转动180°的结构相同的具有第二天线的、与第一模块相邻地布置在一个平面中的第二模块，通过第一天线和第二天线的从模块的开口中突出的区域的相邻布置来提供天线的磁性耦合状态。

28、模块的天线能够以合适的方式为平面天线、尤其是上述的根据本发明的在印刷电路板上设置的天线，其中从模块的开口中突出的区域是天线的第三区域。

29、为此，天线以合适的方式以其印刷电路板与开口的中央区域间隔开地布置在模块中，使得模块的天线尤其在其耦合状态中分别平行于模块的平面布置。天线的前述第三区域在此彼此相邻地以1至10mm的间距、有利地约2.5mm的间距无触碰地布置。

30、对于天线在模块中的前述定位而言，模块具有对此合适的壳体和屏蔽元件。

31、屏蔽元件有利地由金属构成。天线以合适的方式经由其通过参考接地线的孔和间隔元件固定在屏蔽元件中，使得天线的参考接地线和天线的电缆接头的参考接地线与屏蔽元件电连接。

32、模块的壳体以合适的方式由塑料构成并且具有内轮廓，内轮廓与屏蔽元件的外轮廓形状锁合地协作，使得屏蔽元件容置在壳体中并且保持在其中。壳体以合适的方式具有外轮廓，该外轮廓与模块载体的轮廓对应。

33、为了天线在模块中的特别精确、可靠和安全的定位以及为了模块也特别可靠地在户外区域使用，模块具有定位元件和/或防护罩，其在下面将参考附图详细描述。

34、前述模块尤其适合与另外的结构相同的模块和/或另外的模块一起应用在插接连接器中，其中模块载体是插接连接器的与模块对应的保持框架。

35、插接连接器的保持框架可设计用于容纳多个模块，由此保持框架也可容纳多于一个的前述模块，该模块具有集成的wlan以太网数据接口。

36、通过设置多于一个的这种模块能以简单的方式扩展高速wlan以太网数据传输的数据传输速率。借助分别设计用于450mbit/s的数据传输速率的模块可以这种方式实现大于1gbit/s的数据传输速率。以合适的方式，模块在此可分别用于频率带的频率信道。

37、前述模块还特别适合与另外的结构相同的模块和/或另外的模块一起应用在离合器的离合器部件的电动离合器中，离合器设置在彼此连接的两个列车区段之间，其中模块载体是电动离合器的组成部分。

38、在电动离合器中也可如同在插接连接器中一样设置多于一个的前述模块，由此借助模块能以简单的方式扩展期望的数据传输速率。

39、前述模块尤其适用于作为在铁路轨道的电动离合器中借助插接连接进行高频的信号和数据传输的现有接口的替代并且同时能够以简单的方式改装和扩展。

40、尤其前述模块的其他特征和优点在下面参考附图进行描述。