带有信号传输装置的自动中心缓冲连接器 |
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| 申请号 | CN200610127113.3 | 申请日 | 2006-09-05 | 公开(公告)号 | CN1929199B | 公开(公告)日 | 2012-08-08 |
| 申请人 | 福伊特涡轮沙尔芬贝格股份有限公司; | 发明人 | 托马斯·普里尔; 赖纳·克劳泽; 卡尔-海因茨·克雷夫特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及多车厢车辆的自动中心缓冲连接器(1、1′)，具有第一连接头(3)以及在第一和第二 车身 之间传输电和/或 电子 信号 的 信号传输 装置(2)。为达到集成信号传输设备(2)至中心缓冲联接器(1)的目的，本发明提供了信号传输装置(2)包括连接元件(5)和反连接元件(5′)，其中连接元件(5)被集成到连接器(1)的连接头(3)的 接触 板(4)中，及反连接元件(5′)被集成到反连接器(1′)的连接头(3′)的接触板(4′)中，因此连接元件(5)的 正面 被排列与反连接元件(5′)的正面相对，并且其中连接元件(5)和反连接元件(5′)每个都有包括盘单极天线(12)的天线部件(6、6′)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于多车厢车辆的自动中心缓冲连接器(1)，具有第一连接头(3)，所述第一连接头(3)与反连接器(1′)的第二连接头(3′)在连接状态下在第一车身和相邻的第二车身之间产生摩擦连接，和在第一和第二车身之间传输电或/和电子信号的信号传输装置(2)，其中信号传输装置(2)包括至少一个连接元件(5)以及至少一个反连接元件(5′)，其中连接元件(5)被集成到第一连接头(3)的接触板(4)中，并且反连接元件(5′)被集成到第二连接头(3′)的接触板(4′)中，从而连接元件(5)的正面被设置在第一和第二连接头(3、3′)共有的接触平面中，该接触平面与反连接元件(5′)的正面相对，其中连接元件(5)和反连接元件(5′)各具有至少一个排列在第一和第二连接头(3、3′)的各自的接触板(4、4′)中的天线部件(6、6′)，从而在连接状态下两者之间生成有间隙，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 带有信号传输装置的自动中心缓冲连接器技术领域[0001] 本发明涉及用于多车厢车辆，尤其是有轨(rail-borne)车辆的自动中心缓冲连接器，其具有第一连接头，该第一连接头可在第一车身和具有反连接器的第二连接头的相邻的第二车身之间的连接状态下产生摩擦连接，以及在第一和第二车身之间传输电和/或电子信号的信号传输装置，其中信号传输装置包括至少一个连接元件和至少一个反连接元件，其中连接元件被集成到第一连接头的接触板中，并且反连接元件被集成到第二连接头的接触板中，因此在第一和第二连接头共有的接触平面中的连接元件的正面被设置在反连接元件正面的对面，并且其中各连接元件和反连接元件具有至少一个排列在各自的第一和第二连接头的接触板内的天线部件，因此在连接状态下于两者之间产生空隙。 背景技术[0002] 自动中心缓冲连接器的一个电接触连接器的例子可以从印刷出版物EP 0 982215 B1中得知，其提供了在机械中心缓冲连接器中以纵向可替换方式设置的电缆连接器。 该已知的电缆连接器包括至少一个插销(plug-and-socket)连接，其通过排列在用于可连接的有轨车辆的分离的连接点的各自边的连接线被连接。为了避免对称于连接杆的垂直中心纵向面布置的接触排列的冗余，并且为了能够在总体上以更简单、更轻便的方式配置电缆连接器，按照现有技术的电缆连接器进一步包括纵向可替换的适配盒，其被排列在连接状态下的有轨车辆的各自的插销连接之间和非连接状态下的各自的插销连接中仅仅一个上。该适配盒包含用于连接将被连接的有轨车辆的连接线所必需的电连接线。 [0003] 此外，从印刷出版物DE 199 26 085 A1中可知，例如，具有接触板的自动中心或中心缓冲连接器的电接触连接器，该接触板包括用于附于连接头并且在中心缓冲连接器的纵向方向可替换的电连接的接触。为了最大可能程度地保护电连接的接触，有轨车辆技术领域公知的现有技术提供了可从尾部、未连接位置被替换到前部、准备连接位置的接触板，其中接触板在尾部位置被保护盖覆盖，在前部位置由于保护盖被旋开而未被覆盖。 [0004] 这些公知的传输离散控制信号和数据信号的系统的基本问题是被使用的电接触要承受带来的强大的机械负荷，尤其在连接时。不仅由于通常是自动的连接过程，而且还由于操作中的振动和摩擦以及大气作用，通常用于连接的传统的信号传输系统遭受了累进的接触破坏。尤其是接触终端常遭受相当大程度的磨损和腐蚀。在其它情况中，这其中一个结果是在信号传输期间电接触中的电阻增大而降低了将要传输的信号的质量，在极限情况下，甚至导致信号连接的全部损失。 [0005] 为了确保无问题信号传输，传统信号传输系统因此需要定期维护和检查电连接器中提供的接触。特别需要的是定期清洗和更换电或机械连接器中使用的电接触终端。 [0006] 避开这些与离散控制信号和数据信号的传统的传输有关的问题的一个可能性可以包含，例如，大量减少在电接触连接器中使用的单个信号接触终端的数量，其可以通过例如大量单个信号接触终端捆绑或通过使用本身公知的复合操作完成。虽然这样的方案使得用于单独的电接触连接器布线的必须费用减少，因此电接触连接器本身在需要时也可以被配置得更小，但是并没有消除在连接过程中产生的被使用的电接触要承受带来的极端的机械负荷的基本问题。这里，同样的，电接触常遭受的是主要的机械负荷和摩擦，尤其在被连接时。 [0007] 进一步可从印刷出版物DE 10 2004 037 849 A1得知的是轨道连接装置，其具有第一火车连接和第二火车连接，每个都通过汽车附加装置连接到有轨车辆各自的车身上。在第一有轨车辆和第二有轨车辆之间提供了用于无接触地传输音频信号、视频信号、操作数据、命令和/或其它总线数据的传输系统。特别地，传输系统由第一HF元件、第二HF元件、第一传输/接收装置以及第二传输/接收装置组成。HF元件被附于火车连接器处或其中，优选地在连接器被放置的一侧。本领域公知的每个在信号传输装置中提供的天线部件被配置为接线天线(patchantenna)，特别地配置为表面可安装小型陶瓷天线。 [0008] 然而，此已知方案尤其明显的缺点是数据传输的质量低。特别地，传统方案建议的接线天线仅仅有条件地适用于自动中心缓冲连接器中的无接触数据传输，因为信号传输系统的全部衰减相对较高。这使得为各自的接线天线选择相应较高的传输水平成为势在必行。然而，由于接线天线的不宜的辐射模式，相对较高的传输水平导致了高天线部件干扰发射。 [0009] 现有技术中已知方案的另一个缺点是接线天线的噪声抗扰性，即，在被提议的接线天线配置中对外部的背景辐射的辐射模式也是不适当的。在实际应用中，使用这类信号传输系统的情况有时只能进行不可靠和有干扰倾向的数据传输。 发明内容[0010] 基于列举的与连接器的传统的信号传输系统有关的缺点和问题，本发明致力于依据DE 10 2004 037 849 A1优化自动中心缓冲连接器的目标，因此具有信号传输装置的数据传输运行更可靠并且尤其不易于受干扰，而且特别地通过利用天线部件使传输功率降低。 [0011] 这个目标由在本文开始引用的那类自动中心缓冲连接器解决，因为本发明的中心缓冲连接器使用的每个天线部件包括设计用于以GHz频率范围传输数据的盘单极天线。 [0012] 根据本发明的解决方案提供了胜于现有技术已知的和前面描述的中心缓冲连接器的大量的实质性优点。 [0013] 由于依照本发明的解决方案，信号传输装置的连接元件和反连接元件被放置或集成到机械或者电连接头的各自的接触板中，因此这些部件能被很好地保护而抵御机械损害。根据情况需要，也可以在中心缓冲连接器中通常提供的电连接器的外壳之内或之上安装或分别地集成连接元件和反连接元件。这里使用的术语“接触板”指的是那些允许装配或集成连接器元件的电或机械连接头的支持元件。 [0014] 出于同样的原因，在接触板中集成连接元件和反连接元件成为设计用于无线信号传输的信号传输装置的良好保护。因此以非常简单和有效的方式避免了在连接元件的直接的附近区的讨厌的背景辐射以及外部辐射干扰源(EMC)的辐射的可能性。术语“无线信号传输”用在这里指的是不使用传统的有线信号数据线作为其信号传输介质，即，在联接元件和反联接元件之间的任何传输机制。这里尤其包括无线电广播、光传输和基于电磁原理的其它类型的传输。 [0015] 在中心缓冲连接器中使用设计用于无线信号传输的信号传输装置具有在连接接口处不再需要导电的接触终端的特殊优点，即，为了相互连接大量处于连接状态的有线信号线，在连接和反连接的连接头之间的共用的接触板。 [0016] 根据本发明，在各自的连接头的接触板中集成连接元件和反连接元件被视为另一个优点，如果需要，连接元件和反连接元件也可以被埋入(counter-sunk)各自的接触板中。这种可能性是因为本发明的方案使用无线信号传输，因此不再需要(如前述的情况)大量在连接头的接触板中连接在一起为了在连接过程中产生有线信号传输的机械互连的导电接触终端。特别地，可以在所有空间轴中的两个连接元件之间架起空气隙。在各自连接头的接触板中埋入集成连接元件和反连接元件最大可能地保护了信号传输装置抵御机械损害，尤其在连接过程中。 [0017] 因为根据本发明的方案，在连接过程中无需导电接触的机械相互连接，所以传统信号传输系统的固有的接触磨擦问题被有利地消除了。 [0018] 依照本发明的中心缓冲连接器完全避免了基于导电连接原理的信号传输系统，而改为使用设计用于中心缓冲连接器的无线信号传输的信号传输装置，进一步的优点是无需确保相互通讯的信号传输终端的精确居中。在现有技术中，为确保各个接触终端在连接过程被精确地相互排列成一行以避免损害单独的终端是必要的。然而根据本发明，很容易实现对连接元件和反连接元件的相应设计，因此未受损害的信号传输甚至在其各自的正面在连接状态没有完全重叠的情况下仍是可能的。这通过例如配置连接元件和反连接元件以使它们以一定的空间散射横截面传输/接收将被传输的信号而达到。换句话说，这意味着在无线电波信号传输的情况下，如在依照本发明的无线信号传输中，连接元件以及各自的反连接元件能被配置，所以即使当连接头的连接元件的正面与集成在接触平面中的反连接的连接头内的反连接元件的正面不完全正对排列时，被传输信号也不会被损害。在传统的解决方案中，通过电接触的导电连接来确保信号传输，这将导致在被使用的接触之上的非常强的机械负荷，所以它们将被损害或甚至可能被摧毁。根据本发明的方案，值得注意的是连接元件和反连接元件承担传统(有线)信号传输装置中接触终端的功能。 [0019] 因为连接元件以及反连接元件在连接状态被紧密排列在一起，所以在邻接的理想情况中，用于以极低传输功率进行近域信号传输的信号传输装置的配置是足够的。 [0020] 根据本发明的天线部件，每个都包括设计用来以GHz频率范围传输数据的盘单极天线，这允许在多车厢车辆的单独的车身之间进行非接触数据传输，由此允许最优地接收即使是有关的互补配置天线部件给出的单独盘单极天线的较低的传输功率。特别产生的是在信号传输装置的相邻天线部件之间的极低干扰。通过被配置成为盘单极天线，各个天线部件只显示出可忽略的低辐射进入到环境中。换句话说，这意味着根据本发明的方案在数据传输路径中产生出最小化的总衰减。该盘单极天线也适合于单独的信号传输(通过时分多路复用信号绑定的信号)以及带宽信号传输(数据总线、列车总线、现场总线)。 [0021] 根据中心缓冲连接器所必需的极性和衰减模式，使用盘单极天线是特别有利的。相对其它的天线配置，盘单极天线显示出最优辐射模式，尤其使用于中心缓冲连接器的小尺寸的信号传输装置。因此盘单极天线使用的被提供的信号传输系统实现了非常可靠的数据传输，即使在较低传输功率下，特别不易产生干扰。 [0022] 根据本发明的方案尤其优越的是天线部件中使用的盘单极天线“固有地”提供极好的方向性，以用于无线电信号传输中在中心缓冲连接器中的辐射电磁波。已经表明该特定的天线配置显示了在前进方向特别有效的辐射模式。这尤其通过特别配置为辐射的极性模式被优化的盘单极天线达到。不能从可比维度的传统天线系统中得到等价结果。 [0023] 使用根据本发明的方案的特殊盘单极天线显示了，尤其在绝对近域，域强度/功率通量密度特征在前进方向的辐射特别有效。 [0025] 根据本发明的中心缓冲连接器的一个优选实施例提供了连接/反连接元件的各个天线部件被配置既用于接收又用于传输信号。换句话说，这意味着在该实施例中，连接元件和反连接元件各自的活跃的传输/接收区域通过各自的盘单极天线形成。这因此在无线电传输中无需由于空间多样性和极化多样性而提供特殊天线排列以防止干扰。 [0026] 为了实现按照本发明的尤其用于抑制干扰的集成信号传输装置至中心缓冲连接器的配置，根据本发明的中心缓冲连接器的另一个优选实施例提供了各自的天线部件进一步包括具有电缆连接装置的优选的管状插座连接器部件，特别的是N-型插座，放置在所述插座连接器部件的末端，面对车身，其中各个盘单极天线被放置在联合插座连接器部件内，所以盘单极天线的辐射/接收表面的正面位于所述插座连接器部件的接触平面末端。这是配置各个天线部件的非常容易实现并且有效的方案，盘单极天线被集成到中心缓冲连接器的信号传输装置，一方面坚固而且紧凑，当使用在中心缓冲连接器中是必要的。另一方面，也允许天线部件被极其简单地安装备或集成于中心缓冲连接器的连接头的接触板中。该有利的实施例由于在连接头的接触板内埋入集成天线部件不需要很多努力而特别优越。 [0027] 在目前为止的一个可能的实施中，可以想象，例如插座连接器部件具有用于插入各个盘单极天线的金属管状排列。又例如，中间适配器和接线插座可被提供作为面向车身的管状排列的末端的插座连接器部件。特别地，有电缆连接装置的插座连接器部件的总尺寸与适合集成于自动中心缓冲连接器的同轴的或多信号的接触的总尺寸具有可比性。换句话说，这意味着天线部件的尺寸本质上符合用于电列车连接器的传统同轴接触的尺寸。这实际上主要由于实际的天线部件是基于盘单极天线使用的优异的辐射模式而能非常紧凑地被配置。 [0028] 此外，为了阻止在天线部件内的外部干扰辐射，以及因此增加信号传输装置的总体抗干扰性，一个特别优选的实施例提供了各个天线部件进一步包括的屏蔽管，其中各个盘单极天线被以盘单极天线的辐射/接收区域的正面没有突出于屏蔽管的接触板一侧的终端区域以外的方式被放置在有关的屏蔽管中。除了向各个天线部件提供最优化的屏蔽，用于屏蔽可能来自信号传输装置的天线部件上的各种干扰源的干扰辐射，屏蔽管进一步用于-另外的盘单极天线的特殊配置-以优化盘单极天线在环境中的辐射模式。因此特别达到了盘单极天线在前进方向上的优化极化模式。当然，有关屏蔽管的不同方案也是可想像得到的。例如，屏蔽管也可能被配置为角横截面的空圆柱体。 [0029] 在后一个天线部件进一步包括屏蔽管的实施例的进一步优选的发展中，提供了屏蔽管包括至少一个连接元件是有利的，所述连接元件能与至少一个在各个天线部件提供的相应的互补配置连接元件接合。因此获得了分别对连接元件、反连接元件尤其紧凑和坚固的配置。 [0030] 在后一个天线部件进一步包括屏蔽管的实施例的另一个优选的进一步发展中，提供了屏蔽管包括一个空圆柱体，至少部分提供填充物质于所述空圆柱体中，所以分别面向连接元件、反连接元件的侧面的处于屏蔽管的接触平面末端的各个盘单极天线被该填充物质覆盖。其中填充物质当使用于数据传输的GHz频率范围时尽可能透明。这里可想像的是配置屏蔽管成为空圆柱插座，其至少部分被填充物质填充以保护在连接或反连接元件的正面的天线部件的各个盘单极天线，使其不受大气影响，例如湿度、污垢和/或尘土。该填充物为单独的元件尤其是信号传输装置产生对天气的抵御能力，这在有轨车辆的操作中是非常有必要的。填充物质应选择光谱吸收响应在用于数据传输的GHz频率范围吸收率最小，有利地确保对信号传输装置、盘单极天线各自的传输相关的属性没有负作用。 [0031] 在根据本发明的中心缓冲连接器中，根据各个盘单极天线的尺寸，根据在连接状态的天线部件之间的空隙，以及根据各个盘单极天线可获得的功率来有利地配置天线元件，因此在数据传输过程中发生的全部衰减优选地不会超过77dB。这里指的最大允许衰减值是在考虑了连接元件和反连接元件之间的距离，以及信号传输装置的环境属性后需要遵守的，以确保可靠和无干扰的数据传输，甚至给予天线部件使用的低传输功率。在此过程中，已经提供了足够的衰减储备来补偿在连接元件和反连接元件之间的空气隙中的轻微改变，以及补偿集成到连接元件和反连接元件的天线元件的辐射面的不纯，以便能够确保即使在这样的环境下的可靠的信号传输。 [0032] 一个优选实施例进一步提供了配置连接元件和反连接元件，所以在连接状态的连接元件和反连接元件有全部外表封装。该类型的全部封装有利地允许信号传输装置的活性元件，即连接元件和反连接元件，对干扰发射和辐射(EMC)有额外屏蔽。在这点上可以想到的是，例如，为了确保中心缓冲连接器中处于连接状态的连接元件的全部封装，在连接元件和反连接元件各自的正面提供相应的额外屏蔽或密封装置。 [0033] 根据本发明的尤其优选的实现方案提供了连接元件和反连接元件每个包括至少一个天线部件。集成到连接器的连接头的天线部件的正面被有利地排列到连接头的接触平面中，其与集成到反连接元件的连接头的天线部件的正面正对。也可以想到排列各个天线部件到各个连接头的接触板中，所以于连接状态的天线部件之间会有一定空隙。同样地，该优选实施例针对各个天线部件的正面，即，相互远离并且因此位置正对而不接触的连接元件和反连接元件的活性辐射区域，达到了尤其有效并且因此容易实现的保护信号传输装置抵御尤其来自在连接过程中产生的摇晃和碰撞的机械损害。自然也可以想到以无空隙(空气隙)来排列处于连接状态的连接元件和反连接元件各自的活性辐射区域。 [0034] 连接元件和反连接元件具有至少一个天线部件以及天线部件因此被密封地封装于所述连接元件和反连接元件是尤其优选的。这样的天线密封封装确保任何潜在的环境影响，例如湿气、露水形成物或杂质对各个天线部件的磁场强度的影响可忽略。因此，可能生产出尤其坚固配置的信号传输装置，其不仅可以抵御机械影响而且可以抵御污染等。 [0035] 根据本发明的中心缓冲连接器的一个尤其优选的实现提供了在中心缓冲连接器中使用的信号传输装置进一步包括指派给连接元件的电子单元和指派给反连接元件的电子单元，用于控制信号传输。连接元件的电子单元因此被连接到指派给连接元件的天线部件，而反连接元件的电子单元被连接到指派给反连接元件的天线部件。通过这些完成信号传输装置的传输/接收功能的电子单元提供的空间分离确保了非常简单并且有效的能单独适用于信号传输装置的特殊应用的方法，上述信号传输装置的传输/接收功能是电子单元和天线部件用于控制信号传输所必需的。信号传输装置特别地能通过替换各个电子单元被修改，而无需替换在各个连接头的接触板中的传输/接收元件。根据本发明的在中心缓冲连接器中使用的信号传输装置的有利的进一步的发展是由于信号传输装置能被使用在自动中心缓冲连接器中增加的适应性而导致较低维护费用。例如，可以想到电子单元与相关的连接元件在空间被分隔排列，例如与相关的车身中的连接头分隔一段距离，以便以最具保护性的方式放置提供信号传输的电子单元。 [0036] 根据本发明的具有集成的信号传输装置的中心缓冲连接器的后者引用的优选实施例的特别优选的实现提供了每个电子单元具有至少一个RF单元、一个调节器/解调器单元、一个基带处理器、一个媒介访问控制器(medium access controller)和/或一个应用处理器。这里的优点是所有信号传输需要的电子部件都包含在各个电子单元之内。在一个优选实施例中，根据WLAN IEEE 802.11b标准以2.4GHz范围工作的RF单元，例如，能够负责为接收器和传输/接收点产生高频能量(载流子能量)。当然，这里可以想到其它同样的标准，包括实现更大的总数据速率的更高频率。有关的调制/解调后的载波上的信息运载信号(基带)被安排在调制器/解调器单元的上行(upstream)或下行(downstream)的RF单元中。该功能组件能作为基带处理器的元件实现，所述基带处理器也能够承担其它的功能，如编码和/或解码将被传输的信息以及媒介访问的控制。该基带处理器进一步承担和/或提供参考数据。可选的被提供的基于硬件的应用处理器能构成实际被传输的信号/数据和传输介质之间的接口。因此应用处理器也有利地呈现了网关/桥功能。可适当选择的硬件扩展能被提供在根据本发明的中心缓冲连接器的信号传输装置中，以与标准总线系统如CAN、MVB/WTB、FIP或者LON以及离散控制信号连接。然而，提供给每个电子单元以引用的元件不是必要的。 [0037] 在后面引用的实施例的特别优选的进一步发展中，各个电子单元中的至少一个具有至少一个额外数据接口，尤其是连接额外硬件的中心串行总线接口。这使得硬件扩展与电子元件连接以＜1Mbit/s的位速率获得数据成为可能。较高带宽的应用的需要可以直接通过串行高速接口或直接通过同样在各个电子单元被提供的平行总线接口可选择地连接。当然，各个电子元件的其它实施例在这里也是可以想到的。 [0038] 在自动中心缓冲连接器的有利的另一个发展中进一步包括带有连接元件、反连接元件、各个天线部件和各个电子单元的信号传输装置，虽然已知电子化达到一定程度，但是连接元件和反连接元件有至少一个电缆连接区域。该电缆连接区域能够(虽然是非强制的)通过适配器件连接到各个天线部件。在某些情况下，适配器件也不是必要的。另一方面，电缆连接区域进一步被有利地通过电缆连接，特别的通过同轴馈线连接到各个电子单元。该电缆连接应该具有高质量，其因此同样地消除在连接或反连接元件之后的发射/辐射影响。此外，该技术实现获得了坚固并且安全的连接“附件”(同轴电缆)。因此该优选实施例提供特别有效且可靠的信号传输装置。特别可以想到的是天线部件的各个盘单极天线具有尽可能最低衰减的同轴电缆，优选地RG213，其包括分别连接到各个电子单元的N型插头、N型插座。 [0039] 最后，为了实现根据本发明的集成到中心缓冲连接器的信号传输装置，其具有特殊的紧凑配置和免受机械损害的保护，天线部件和电缆连接区域被提供给每个连接元件和反连接元件，由此连接元件和反连接元件被作为在相关的连接头的接触板内的包装而实现，所述相关的连接头至少容纳相关的天线部件和相关的电缆连接区域。当然，也可以想到集成更多的信号传输装置的元件在这样的包装内。 [0040] 根据本发明的中心缓冲连接器的一个特殊优选实现提供了使用WLAN信号传输系统作为信号传输装置。在信号传输装置的连接元件和反连接元件之间提供这种WLAN传输路径类型允许数据连接在总带宽最高达11Mbit/s，且由于近域连接而接收场强度波动为最小时被实现。当然，可以想到为了达到更高总带宽的其它标准。期望的近域连接同时解决了使用WLAN的问题，即给定带宽依赖于通讯各方之间的距离。因为这个原因，在该发明方案中使用WLAN信号传输装置是有利的。 [0041] 简单扼要地，本发明的解决方案产生以下属性和优点： [0042] a)根据本发明使用在中心缓冲连接器1的信号传输装置2有利地使用了具有足够的传输信道带宽的频带以(初始)1到10Mbit/s的范围传输数字信号。 [0043] b)根据本发明，传输标准被用于具有如传输质量、干扰抑制以及容错的独特性质的信号的传输。 [0044] c)发明的解决方案使得低传输功率的无线近域信号传输成为可能。 [0045] d)发明的解决方案使用了分别集成到机械连接头3、3′和已有的电连接外壳内的坚固并且紧凑的连接元件5、5′。这样做，连接元件5、5′的活性元件因此优选的具有埋入集成来尽最大可能保护不受损害。因此这也实现了需要好的屏蔽效果来避免在直接附近的不适当的干扰辐射以及来自外部干扰源的辐射(EMC)。 [0046] e)使用无线信号传输装置2保证了轴向、水平以及垂直的每个方向高达5mm的连接器的公差。即，信号传输的三维适应性。 [0047] f)同样的连接元件5、5′被用于信号传输装置2的两个连接部件1、1′(连接器1和反连接器1′)中以最小化系统成本以及增加系统集成的适应性。 [0048] g)具有可标准化的串行数据源(总线系统)或者离散信号(复式开关)接口的电子单元10、10′被提供，尤其集成于车辆的前部(如果需要，可以在系统柜中)。因此适当的电缆连接9、9′，尤其是HF同轴电缆，确保了连接元件5、5′以及电子单元10、10′之间的连接。 [0049] h)活性和/或去活性信号传输装置2通过正常并入到自动中心缓冲连接器的“电动/机械连接”信号被优选地被激活。 [0052] 下面将利用附图详细描述根据本发明的中心缓冲连接器的优选实施例。 [0053] 所示为： [0054] 图1是优选实施例中的集成到发明的中心缓冲连接器的信号传输装置的示意性表示图； [0055] 图2是在图1的信号传输装置中的WLAN传输路径的示意性表示图； [0056] 图3是使用在根据图1的信号传输装置中的电子WLAN单元的示意性表示图； [0057] 图4a，b是使用在根据图1的信号传输装置的添加部件中的特殊盘单极天线的侧剖视图或透视图； [0058] 图5a，b是使用在根据图1的信号传输装置的天线部件中的屏蔽管的侧剖视图或透视图； [0059] 图6是根据图1的信号传输装置的天线部件的侧剖视图，由根据图4a的特殊盘单极天线和图5a的屏蔽管组成； [0060] 图7是与其它天线配置相比，根据图6的特殊的天线配置可得到的电接收电压与根据图1的信号传输装置中的各个天线对之间的距离的对应关系的图形标图；以及[0061] 图8是与其它天线配置相比，根据图6的特殊的天线配置可得到的接收功率与根据图1的信号传输装置中的各个天线对之间的距离的对应关系的的图形标图。 具体实施方式[0062] 图1是根据集成了信号传输装置2的本发明的中心缓冲连接器的一个可能实施例的示意性表示图。尤其地，图1表示了集成到连接的中心缓冲连接器1的信号传输装置2的侧剖视图。 [0063] 图1描述的中心缓冲连接器1由与处于图示状态的反连接1′的连接头3′(同样未能明确图示出)连接的连接头3(未能明确图示出)组成。连接头3和3′都具有接触板4、4′，它们各自的正面在连接状态下的连接平面中是邻接的。信号传输装置2被集成到连接器1的连接头3的接触板4以及反连接器1′的连接头3′的接触板4′中。 [0064] 信号传输装置2包括连接元件5和反连接元件5′，其中，连接元件5被集成到连接器1的连接头3的接触板4中，而反连接元件5′被集成到连接器1′的连接头3′的接触板4′中。因此这提供了设置在连接头3的接触平面中的连接元件5的正面与排列在反连接器1′的连接头3′的反连接元件5′的正面相对。 [0065] 集成到电连接器或二者择一的机械连接器中的连接元件5、5′，概念上每个由具有集成的天线部件6、6′，适配器件7、7′和电缆连接区域8、8′的管排列(金属的)组成。天线部件6、6′能同样的具有额外的自适应网络。如所描述的，连接元件5和反连接元件 5′分别的总尺寸与适合并入如有轨车辆连接器的传统同轴接触是可比的。 [0066] 在连接状态，连接元件5和反连接元件5′被完全封装以产生在连接状态抵御辐射泄漏的保护。因此，获得了针对干扰放射/辐射(EMC)的额外的屏蔽效果。 [0067] 集成到连接元件5和反连接元件5′中的具有无线信号传输的活性辐射区域的天线部件6、6′在所述实施例中被互相非接触且密封相对放置，以避免连接过程的损害及保护不受碰撞。在各个接触板4、4′的正面和各个天线部件6、6′之间有相应的空气隙。任何可能发生的例如潮湿的凝结、露珠的形成或污染等的潜在作用对于作用于天线部件6、6′的各个磁场强度的影响可以被忽略。 [0068] 连接元件5和反连接元件5′各自的电缆连接区域8、8′具有优选的高质量。同样的，这用于避免在各个连接元件5、5′之后的放射/辐射影响且另外地使电缆具有更安全和坚固的“连接”。该电缆优选的是同轴电缆，虽然其它有线连接也自然是可以想到的。 [0069] 图2是配置在连接元件5和反连接元件5′之间的信号传输路径的示意性表示图。建立一条完全的传输路径需要连接元件5、5′，两条同轴馈线9、9′以及两个电子单元10、 10′。信号传输装置2的优选实施例利用近域WLAN信号传输。使用IEEE 802.11b WLAN部件能实现总带宽最高达11Mbit/s，且由于近域连接而接收场强度波动最小时的数据连接。 [0070] 根据本发明集成到中心缓冲连接器1的信号传输装置2自然也能以将在未来进一步发展的标准设计。这些将被发展的更进一步的标准对应具有明显的更高带宽(高达100Mbit/s)的信号传输装置。本发明优选地利用基于自组织网络的点对点概念进行无线电连接。该配置目前在WLAN应用中还不普遍并且在IEEE 802标准化环境中被术语化为IBSS(独立的基本服务集)。 [0071] 高质量电缆9、9′被优选地用于连接元件5和/或反连接元件5′的天线部件6、6′与各自的电子单元10、10′的连接，虽然操作频率很高，所述电缆9、9′仍能一方面产生低性能损失，另一方面产生极好的屏蔽属性。这样的电缆已经在中心缓冲连接器的应用领域中被确立并且在商业上可获得。在实际的实现中，每个天线部件6、6′的引线长度(lead length)在8和10米之间是必需的。 [0072] 根据本发明的解决方案，进一步优选的是能够完全切断处于连接状态的利用相对安全可可靠设计的机制的连接元件5、5′(即，并入其中的WLAN收发器)。例如，已经提供的身份信号在连接控制领域，如“机械连接”或“电连接”于此是适合的。 [0073] 图3是根据本发明的在中心缓冲连接器中使用的信号传输装置2的示意性表示图。电子单元10被提供用来操作WLAN信号传输，其可以由RF单元10a、调制器/解调器单元10b、基带处理器10c或媒介访问控制器以及至少一个应用处理器10d组成。RF单元10a可以被配置成为承担传送/接收功能的高频收发器。 [0074] RF单元10a因此是负责为接收器和传输/接收点生成高频能量(载波的)，优选地以2.4GHz波段依照WLAN IEEE802.11b标准工作。然而也可以想到标准的进一步发展将使用更高频率来实现更大总带宽。 [0075] RF单元10a被排列在调制器/解调器单元10b的上行或下行，以用来调制/解调在基带上的信息运载信号。这些功能组件是基带处理器10c的组成部分，在其它情况下，所述基带处理器也承担将被传输信息的编码/解码以及媒介访问的控制。基带处理器10c承担和/或提供参考数据。 [0076] 在硬件方面，应用处理器10d形成实际将被传输的数据和WLAN传输媒介之间的接口。应用处理器10d因此有利地承担了网关/桥的功能。可选地，适当的硬件扩展能以所谓物理层连接如CAN、MVB/WTB、FIP或者LON的标准总线系统及离散信号的形式被提供。简单串行数据接口例如RS-232或者SPI已经被有利地集成到微处理器中。 [0077] 原则上，额外的硬件扩展能通过例如CAN的中心标准总线接口与电子单元10连接。需要更高的宽带，即需要大于大约1MBit/s的应用应该直接通过例如SPI或者USB的串行高速接口或者直接通过平行μC/μP总线被连接。 [0078] 被用于按照IEEE 802.11b的信号传输的WLAN技术在最好的情况下提供总数据速率为11Mbit/s，并且与相对小的天线部件6、6′共同作用。天线尺寸通常是λ/4的整倍数。至于硬件，各种经济型的WLAN连接也可以获得标准尺寸的商品。 [0079] 在其它情况下，展布频谱技术减少了窄带和宽带干扰的影响。WLAN传输技术使用在2.4GHz波段的全部79个信道在传输器和接收器之间传输。DSSS处理束(bundles)13(在欧洲)和11(在美国)信道。伪噪声代码将要传播的信号倍增传播至必要的带宽。该伪噪声代码在传送器和接收器之间被保证先于传输。接收器通过重倍增(解展频)以及过滤(低通)恢复原始信号。这些属性是WLAN传输技术固有的，当然也被提供在根据本发明的中心缓冲连接器1中。 [0080] 由于例如与GSM相比较低的传输水平及使用的展布频谱，利用WLAN传输技术使在附近的直接地域产生的干扰磁场的强度相当低，该磁场通过适当的合并和屏蔽能被减少至实质可被忽略。通过在近域使用本发明的连接器，在为天线部件6、6′相应选择和适配足够的磁场强度储备后，与远域(标准应用)相比可得到较高平均数据传输速率。 [0081] 在较低协议层(层2，ISO/OSI的数据链路层)的LCC(逻辑连接控制)保护现有的数据链路。附加的传输可靠性可以通过合适的协议，例如TCP来达到。 [0082] 图4a、b表示了在根据图1的信号传输装置2的天线部件6、6′中使用的特殊盘单极天线12的局部剖视图或者透视图。图5a、b表示了在根据图1的信号传输装置2的天线部件6、6′中使用的屏蔽管的侧剖视图或者透视图。图6是根据图1的信号传输装置2的天线部件6、6′的剖面图，由根据图4a的特殊盘单极天线12以及图5a的屏蔽管13组成。 [0083] 图4a进一步表示了-除盘单极天线12之外-插座连接器部件11(如局部剖视图所示)被利用作为在图1描述的信号传输装置2的各个天线部件6、6′的适配器件7、7′。 [0084] 正如所述，盘单极天线12由构成盘单极天线12的活性发射/接收元件的盘状发射/接收区域12a及各自的天线部件6、6′组成。发射/接收区域12a通过沿着盘状发射/接收区域12a的对称轴延伸的天线轴12b保持。天线轴12b在其面对车身的端部与天线连接区域12c相连。该天线连接区域12c通过图1所示的电缆连接区域8、8′与信号传输装置的相应的同轴连接线9、9′，及必要的适配器件7、7′(通过用作适配器件的插座连接器部件11)连接。 [0085] 如图4a的局部剖视示意图所示的插座连接器部件11，其在功能上对应于图1的适配器件7、7′，例如是N型插座并且包括了管状体11a以及配置成电缆连接装置的车身末端区域11b。盘单极天线12被容纳在插座连接器部件11中，所以所述盘单极天线12的发射和接收区域12a的正面被放置在接触平面一侧的插座连接器部件11的终端区域11c内。特别地，活性区域，即，单极天线12的发射/接收区域12a延伸至接触平面一侧的插座连接器部件11的终端区域11c以外。 [0086] 盘单极天线12被插入插座连接器部件11中，并且尤其在插座连接器部件11的管状体11a内，由此在盘单极天线12的天线轴12b和插座连接器部件11的管状体11a之间优选地有摩擦连接。 [0087] 如图4a所示的由盘单极天线12和插座连接器部件11组成的排列，其总尺寸大致等于传统同轴接触终端的总尺寸。因此插座连接器部件11支持盘单极天线12，由此与传统的接触终端兼容的插座连接器被有利地配置在车身末端处的插座连接物部件11的终端区域11c上，因此图4a所示的盘单极天线排列能以简单的方式被连接到同轴接触终端。插座连接器具有有利的高质量以便于一方面避免盘单极天线之后的放射/辐射的影响，另一方面为使合适的同轴或信号电缆有安全并且坚固的“连接”。 [0088] 图5a表示了使用于根据图1的信号传输装置2中的屏蔽管13，其用于减少干扰发射以及分别地增加天线部件6、6′、盘单极天线12的抗噪声性。本质上，屏蔽管13由管状屏蔽体13a和优选地完整地配置在屏蔽体13a内的连接元件13b组成。 [0089] 图6所示的为处于装配状态的天线部件6、6′，盘单极天线排列如图4a所示，由盘单极天线12以及用作适配器件7、7′的插座连接器部件11组成，其由屏蔽管13围绕，因此盘单极天线12的发射和接收区域12a的正面不会延伸出接触平面一侧的屏蔽管13的终端区域13c以外。 [0090] 特别地，图6表示了使用在根据本发明的中心缓冲连接器1、1′的根据图1的优选实施例中的天线部件6、6′，其中天线部件6、6′包括图4a所示的盘单极天线12、同样在图4a中所示的插座连接器部件11(这里承担如图1所示的适配器件7、7′的功能和任务)以及在图5a中所示的屏蔽管13。 [0091] 如所述，盘单极天线12被容纳在屏蔽管13内，因此盘单极天线12的发射和接收区域12a的正面不会延伸出至接触平面一侧的屏蔽管13的终端区域13c之外。屏蔽管13本身通过连接元件13b与提供在插座连接器部件11的对应的互补配置的连接元件11d啮合在一起，因此图6所示的排列是非常坚固和稳定的。该排列此外还达到了盘单极天线12的全向外屏蔽和封装一直到接触平面一侧的屏蔽管13的终端区域13c的正面。 [0092] 在盘单极天线12的发射和接收区域12a的正面的直接前面的区域，填充物质14被进一步填充到屏蔽管13内，因此填充物质14覆盖了朝向连接元件、反连接元件5、 5′(未明确示出)分别的正面的屏蔽管13的接触平面一侧的末端13c上的盘单极天线 12。填充物质14主要用于分别保护活性区域12a、整个的盘单极天线12，抵御大气影响，尤其是尘土和潮湿。 [0093] 为了确保利用盘单极天线12的数据传输不受到负面影响，填充物质14被配置为尽可能透明以便被用于千兆赫频率范围的数据传输。盘单极天线12的盘单极12a进一步被排列在连接元件7、7′有效方向的径向，由此除了对环境有好的屏蔽效果之外，屏蔽管13还确保了发射的电磁波的极好的方向性。 [0094] 被填充到屏蔽管13的终端区域13c和盘单极12a之间的空间内以分别保护天线部件6、6′、盘单极天线12的填充物质14优选的是具有低电介质渗透性的聚氨酯。因此这导致天线连接器7、7′的单一的(flat)活性表面。 [0095] 图7是与其它天线配置相比，根据图6的特殊的天线配置可得到的电接收电压与根据图1的信号传输装置2中的各个天线对6，6′之间的距离的依赖关系的图形标图。而图8是特别地与其它天线配置相比，根据图6的特殊的天线配置可得到的接收功率与根据图1的信号传输装置2中的各个天线对6，6′之间的距离的依赖关系的图形标图。 [0096] 详细地，图7表示了在传输期间，在不同天线对之间用厘米表示的距离(r)与电接收电压(μV)的依赖关系，尤其是交叉单极天线，在屏蔽管内的交叉单极天线、具有盘的单极天线、具有盘的单极天线以及在连接头具有盘的单极天线。如所述，根据本发明被利用在解决方案中的特殊的盘单极天线12的电接收电压明显高于其它天线配置的接收电压。 [0097] 图8描述了在传输期间，接收功率(nW)作为图7中提到的天线对之间的距离(r)的函数。这里根据本发明的盘单极天线12的接收功率也明显高于可比的传统单极天线的情况。 |
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