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Aus Streifenleitern und Isolierstoffplatten aufgebauter RichtungskopPler
Die Erfindung bezieht sich auf einen Richtungskoppler, insbesondere für Antennensteckdosen
in Gemeinschaftsantennenanlagen, bestehend aus einem aus zwei Isolierstoffplatten
zusammengesetzten Träger und aus streifenförmigen Leiterbahnen, die sich mit ihren
Flachseiten gegenüberliegen und zwischen denen eine weitere Isolierstoffplatte als
Zwischenlage angeordnet ist, wobei die Leiterbahnen und die Zwischenlage in einer
Vertiefung an einer Flachseite mindestens einer der beiden Isolierstoffplatten aufgenommen
sind.
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Richtungskoppler mit einem eingangs genannten Aufbau sind bereits
vorgeschlagen worden. Bei den vorgeschlagenen Anordnungen verlaufen die Leiterbahnen
mäander- bzw. bogenförmig und sind in wannenförmig gestaltete Vertiefungen an gegenüberliegenden
Flachseiten der beiden Isolierstoffplatten oder nur in eine derartige Vertiefung
an einer Flachseite einer einzigen Isolierstoffplatte eingelegt. In beiden Fällen
wurde zwischen den Leiterbahnen eine weitere Isolierstoffplatte als Zwischenlage
angeordnet. Bei den vorgeschlagenen Ausführungsformen derartiger Richtungskoppler
ist für die zum Anschluß an entsprechende Bauteile aus den Isolierstoffplatten herausragenden
Enden der Leiterbahnen an jeder-Stirnseite der die Leiterbahnen aufnehmenden Isolierstoffplatte(n)
jeweils eine Aussparung vorgeaehen, in die die Enden der Leiterbahnen passen. Soll
nun eine Leiterbahn in die Vertiefung einer Platte eingelegt werden1
so
ist dies nur möglich, wenn vor der Montage beide Leiterbahnen und Isolierstoffplatten
einander so zugeordnet sind, daß jedes Ende einer Leiterbahn in der dafür vorgesehenen
Aussparung an der entsprechenden Stirnseite der Isolierstoffplatte(n) zu liegen
kommt. Auf diese Weise wird immer gewährleistet, daß die z.B. mäanderförmig gebogenen
Leiterbahnen deckungsgleich bezüglich des Verlaufes jeder einzelnen Leiterbahn -
durch die Zwischenlage getrennt - einander gegenüber liegen. Dadurch wird eine Änderung
der Koppelverhältnisse vermieden, die sich ergeben würde, wenn die beiden Leiterbahnen
bei der Montage verkehrt, d.h. mit unterschiedlicher wechselseitiger Lage in die
Vertiefung eingelegt werden könnten.
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Aufgrund der Ausbildung der Isolierstoffplatte(n) kann auch die Zwischenlage
- die an ihren entsprechenden Stirnseiten jeweils einen in die Aussparung an der
Stirnseite der Isolierstoffplatte(n) passenden Steg aufweist, damit die herausgeführten
Enden der Leiterbahnen auch in diesem Bereich kurzschlußsicher fixiert sind - nur
in die Isolierstoffplatt(n) eingelegt werden, wenn die Isolierstoffplatte und die
Zwischenlage vor der Montage entsprechend einander zugeordnet sind und richtig liegen.
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Nun soll aber d-ie Montage von Richtungskopplern mit einem derartigen
Aufbau möglichst einfach durchzuführen sein. Eine Vereinfachung der Montage der
Richtungskopplerbauteile wurde bei einer der vorgeschlagenen Lösungen bereits dadurch
erzielt, daß die einzelnen Bauteile aufeinandergestapelt sind, d.h.
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daß auf eine Flachseite einer Isolierstoffplatte eine Leiterbahn in
eine Vertiefung gelegt, darauf dieZwischenlage, hierauf die zweite Leiterbahn und
hierauf die zweite Isolierstoffplatte aufgelegt oder aufgestapelt wird, wobei die
so gestapelten Leiterbahnen und die Zwischenlage durch die zweite Isolierstoffplatte
in dieser Lage in der Vertiefung an der Flachseite einer Isolierstoffplatte fixiert
sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Montage von Richtungskopplern
mit einem eingangs genannten Aufbau weiter zu vereinfachen.
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Gemäß der Erfindung, die sich auf einen Richtungskoppler der eingangs
genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an jeder Stirnseite
der Isolierstoffplatte, an der die Enden der Leiterbahnen herausgeführt sind, jeweils
zwei in die Vertiefung der Isolierstoffplatte einmündende, zu den gegenüberliegenden
Aussparungen fluchtend verlaufende Aussparungen derart angeordnet sind, daß die
Enden der Leiterbahnen in diese Aussparungen sowohl in einer ersten als auch in
einer hierzu um 1800 gedrehten Lage der Isolierstoffplatte(n) passen und daß die
plattenförmige Zwischenlage an ihren entsprechenden Stirnseiten jeweils zwei in
die Aussparungen passende Stege aufweist.
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Durch diese Ausbildung der Isolierstoffplatte(n) können die Leiterbahnen
ohne vorherige Zuordnung der Lage der Isolierstoffplatte(n) zu den Leiterbahnen
in die Isolierstoffplatten auch dann eingelegt werden, wenn die Isolierstoffplatte(n)
eine um 1800 zu einer ersten Lage gedrehte Lage einnimmt bzw. einnehmen. Auch die
Zuordnung zwischen Isolierstoffplatte(n) und Zwischenlage ist somit nicht mehr erforderlich.
Dadurch läßt sich die Montage des Richtungskopplers wesentlich vereinfachen.
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Andererseits sollen die Leiterbahnen häufig aber auch nur so in die
Isolierstoffplatte(n) eingelegt werden, daß sie im eingelegten Zustand deckungsgleich
bezüglich des Verlaufes jeder einzelnen Leiterbahn angeordnet sind. Diese Forderung
kann bei der Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Richtungskopplerbauteile
unter gleichzeitiger weiterer Vereinfachung der Montage leicht erfüllt werden.
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Eine zusätzliche Montagevereinfachung läßt sich z.B. dadurch erzielen,
daß zumindest einelne Bauteile des Richtungskopplers in einem Magazin aufgenommen
und bei der Montage daraus entnommen werden. Für eine Magazinaufbereitung eignen
sich beim erfindungsgemäßen Rlchtungskoppler besonders gut
die streifenförmigen
Leiterbahnen, da diese aus Stanzteilen hergestellt werden können und außerdem eine
geringe Dicke aufweisen. Derartige dünne Stanzteile können unmittelbar vom Stanzwerkzeug
aus in einem Magazin aufgestapelt werden und befinden sich somit bereits in vorgegebener
richtiger Lage. Beim Herausnehmen aus dem Magazin zur Montage weisen die Leiterbahnen
dann die richtige Lage auf, während die Lage der übrigen Bauteile, nämlich der Isolierstoffplatten
und der Zwischenlage, sowohl eine erste als auch eine dazu um 1800 gedrehte Lage
einnehmen können. Auf diese Weise wird sowohl eine zusätzliche Montagevereinfachung
erzielt und gleichzeitig erreicht, daß die Leiterbahnen im in die Isolierstoffplatte
eingelegten Zustand deckungsgleich angeordnet sind.
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Bei den Ausführungsformen der vorgeschlagenen Richtungskoppler ist
die Zwischenlage mit Aussparungen versehen und z.B. gitterförmig gestaltet, so daß
die Zwischenlage nur an wenigen Stellen mit dünnen Rippen die Leiterbahnen voneinander
trennt und in den übrigen Bereichen das Dielektrikum zwischen den Leiterbahnen aus
Luft besteht. Um die oben beschriebenen Vorteile auch bei einer Zwischenlage mit
Aussparungen zu erreichen, sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Richtungskopplers
nach der Erfindung die in der plattenförmigen Zwischenlage vorgesehenen Aussparu-ngen
derart angeordnet, daß sie dem Verlauf der Leiterbahnen sowohl in einer ersten als
auch in einer hierzu um 180° gedrehten oder umgeklappten Lage der Zwischenlage folgen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten sind
anhand von Zeichnungen näher bescfirieben.
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In Fig. 1 sind die einzelnen Bauteile eines Richtungskopplers, insbesondere
für Antennensteckdosen in Gemeinschaftsantennenanlagen, jeweils für sich in Perspektive
gezeigt.
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Dabei sind die einzelnen Bauteile entsprechend den einzelnen Montageschritten
übereinanderliegend dargestellt, so daß anhand von Fig. 1 gleichzeitig die Ausbildung
der einzelnen Bauteile und die Montage beschrieben werden kann.
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Der erfindungsgemäße Richtungskoppler besteht aus zwei zu einem Träger
zusammenlegbaren Isolierstoffplatten 1, 2, aus streifenförmigen, Durchgangs- und
Koppelleiter bildenden Leiterbahnen 3a und 3b und einer weiteren Isolierstoffplatte
4, die als Zwischenlage dient und zwischen den beiden Leiterbahnen 3a und 3b angeordnet
ist. Außerdem werden an den Außenflächen der Isolierstoffplatten 1, 2 nicht näher
dargestellte Masseplatten vorgesehen.
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Die Isolierstoffplatten 1 und 2 sowie die Zwischenlage 4 bestehen
vorzugsweise aus Kunststoffspritzteilen. Die streifenförtigen Leiterbahnen 3a und
3b sind aus dünnem, etwa 0,2 mm dicken Blech gestanzt und verlaufen hier bogen-oder
mäanderförmig, können aber auch einen zickzackförmigen Verlauf aufweisen. Die Leiterbahnen
3a und 3b liegen sich im montierten Zustand des Richtungskopplers mit ihren Flachseiten
parallel gegenüber und sind dann in bezug auf den Verlauf der Mäanderform deckungsgleich
angeordnet. An ihren Enden weisen die Leiterbahnen 3a und 3b Streifen 5a und 6a
bzw. 5b und 6b auf, die im montierten Zustand des Richtungskopplers aus der Isolierstoffplatte
1 herausragen und als Lötfahnen für den Anschluß an entsprechende Bauteile oder
dgl.
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geeignet sind.
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Die nähere Ausbildung der übrigen Richtungskopplerbauteile sowie die
Montage des Richtungskopplers wird im folgenden beschrieben, Die Montage erfolgt
in der Weise, daß die einzelnen Teile entsprechend der Darstellung in Fig. 1 nacheinander
lageunabhängig in eine Vorrichturgeingelegt und somit aufeinandergestapelt werden.
Dabei werden die plattenförmigen
Teile 1, 2 und 4 von Hand in eine
Vorrichtung eingeiegt und die lagerichtig in einem Magazin aufbereiteten Leiterbahnen
3a und 3b von Hand dem Magazin entnommen und in die Isolierstoffplatte 1 eingelegt.
Zur Aufnahme der Weitere bahnen 3a und 3b und der Zwischenlage 4 weist bei der dargestellten
Ausführungsform eines Richtungskopplers die eine untere Isolierstoffplatte 1 eine
wannenförmig ausgebildete Vertiefung 7 an einer Flachseite auf. Es ist - wie bei
einer der vorgeschlagenen Anordnungen - auch möglich, beide Isolierstoffplatten
1 und 2 mit einer Vertiefung auszubilden.
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Die Isolierstoffplatte 1 wird nun als erstens Bauteil von Hand in
eine nicht näher-dargestellte Vorrichtung eingelegt. Diese Vorrichtung erleichtert
das Zusammenlegen der einzelnen Bauteile sehr, vor allem im Hinblick auf-die relativ
kleinen äußeren Abmessungen des Richtungskopplers von etwa 13 . 27 mm bei der dargestellten
Ausführungsform. Bei der serienmäßigen Montage von Richtungskopplern ist es beim
Einlegen einer Isolierstoffplatte 1 in die Vorrichtung nun gleichgültig, ob die
erste Isolierstoffplatte 1 für den zweiten zu montierenden Richtungskoppler in derselben
ersten Lage, wie in Fig. 1 dargestellt, in die Vorrichtung eingelegt wird oder ob
die Lage dieser Isolierstoffplatte 1 beim Zusammensetzen jedes eingelnen Richtungskopplers
jeweils um 1800 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Lage oder gegenüber der Lage
der vorhergehenden Isolierstoffplatte 1 gedreht wird. Nach der Erfindung weist nämlich
jede Stirneeite 8 bzw. 9 der die Leiterbahnen da und 3b aufnehmenden Isolierstoffplatte
1, an welcher die Enden der Leiterbahnen herausgeführt werden, jeweils zwei in die
Vertiefung 7 einmündende Aussparungen 10, 11 bzw. 12, 13 etwa von der Breite der
Leiterbahnen 3a und 3b auf. Diee Aussparungen liegen sich fluchtend gegenhuber,
d.h. die iue.parung 10 an der Stirnseite 8 der Isolierstoffplatte 1 verläuft fluchtend
mit der gegenüberliegenden Aussparung 12 an der gegenüberliegenden Stirnseite 9
der
Isolierstoffplatte 1. Die Enden 5a, 6a bzw. 5b, 6b der Leiterbahnen
3a und 3b passen daher in diese Aussparungen 10 bis 13 sowohl in einer ersten als
auch in einer hierzu um 1800 gedrehten Lage der Isolierstoffplatte 1. Als zweites
Bauteil wird nunmehr die erste Leiterbahn 3a dem Magazin entnommen und von Hand
in die Vertiefung 7 der in der Vorrichtung aufgenommenen Isolierstoffplatte 1 eingelegt.
Da die inneren Abmessungen der Vertiefung 7 der Isolierstoffplatte 1 sowie die äußeren
Abmessungen der Leiterbahnen 3a und 3b mit kleinen Toleranzen zu fertigen sind,
werden somit die Leiterbahnen in der Vertiefung fixiert. Es ist zweckmäßig, wenn
in der Vorrichtung für jedes Ende der einzulegenden Leiterbahnen eine Aussparung
vorgesehen ist, so daß die Leiterbahnen nur in ihrer vorgegebenen richtigen Lage
in die Isolierstoffplatte deckungsgleich eingelegt werden können. Ohne Aussparung
in der Vorrichtung ist es auch möglich, die Leiterbahnen nicht deckungsgleich einzulegen,
wenn dies gewünscht sein sollte.
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Auf die zuerst eingelegb Beiterbahn3a wird nun von Hand die plattenföraige
Zwischenlage 4 gelegt, d.h. gestapelt und ist damit ebenfalls in der Vertiefung
7 der Isolierstoffplatte 1 aufgenommen. Die Zwischenlage 4 legt den Abstand zwischen
der bereits eingelegten Leiterbahn 3a undder später einzulegenden Leiterbahn 3b
fest. Die nähere Ausbildung der Zwischenlage 4 geht ebenfalls aus Fig. 1 hervor.
Die Zwischenlage 4 ist nämlich - wie die Isolierstoffplatte 1 - so gestaltet, daß
sie in jeder Lage, d.h. in einer ersten und in einer hierzu um 1800 gedrehten oder
geklappten Lage in die Isolierstoffplatte 1 eingebracht werden kann. Hierzu ist
die Zwischenlage 4 an ihren entsprechenden Stirnseiten 14 bzw. 15 mit jeweils zwei
in die Aussparungen 10, 11 bzw.
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72, 13 der.Isolierstoffplatte 1 passenden Stegen 16, 17 bzw.
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18, 19 ausgebildet. Die Zwischenlage 4 weist eine konstante Dicke
längs des Koppelbereiches von etwa 1,0 mm auf, so daß die Leiterbahnen 3a und 3b
im eingelegten Zustand parallel
zueinander verlaufen. Die Zwischenlage
4 kann aber auch zumindest lång-s es Koppelbereiches eine unterschiedliche Dicke
aufweisen. Durch unterschiedliche Dicken der Zwischenlage 4 können längs des Koppelbereiches
auch unterschiedliche Koppelverháltnisse erreicht werden. Ferner ist die Länge der
Stege der pláttenförmigen Zwischenlage mindestens gleich der Länge der Aussparungen
an den Stirnseiten der Isolierstoffplatte gewählt. Dadureh sind die Enden der streifenförmigen
Leiterbahnen in dem in die Aussparungen 10 bis 13 der Isolierstoffplatte 1 aufgenommenen
Bereich gegen Kurzschluß gesichert.
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Außerdem ragen die Stege 16 bis 19 der plattenförmigen Zwiechenlage
aus der Isolierstoffplatte 1 heraus, wobei die Bereite der Stege an den freien Enden
größer gewählt ist als in den übrigen Bereichen der Stege, wobei bei der dargestellten
Ausführungsform an den freien Enden der Stege i6 bis 19 der plattenförmigen Zwischenlage
4 an der inneren Längskante jeweils eine Warzenförmige Rundung 20, 21 bzw.
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22, 23 vorgesehen ist. Außerdem ist die Zwischenlage 4 im Koppelbereich
mit über die ganze Dicke der Zwischenlage sich erstreckendenj d.h. durchgehenden
Aussparungen 24 bzw.
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25, 26 versehen. Hier sind vier zueinander parallele Reihen mit jeweils
drei Bohrungen 24 vorgesehen, so daß die Zwischenlage 4 siebartig gelocht ist, während
an den Stirnseiten 14 und i5 der Zwischenlage an den Rändern jeweils drei offene
etwa Ù-förmige Aussparungen 25 angeordnet sind.
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-An denLängskanten 27, -28 weist die Zwischenlage 4 jeweils fünf ebenfalls
offene, etwa U-förmige Aussparungen 26 auf, die seitlich der Reihen mit den Bohrungen
24 liegen. Die Bohrungen 24 und die Aussparungen 25 liegen über bzw. unter dem geradlinigen
Verlauf der mäanderförmigen Leiterbahnen, während die Aussparungen 26 Über bzw.
unter dem Érümmungsbogen der Leiterbahnen liegen. Im Koppelbereich besteht somit
das Dielektrikum zwischen den Leiterbahnen aus Isoliermaterial und Luft. Diese siebartige
Konstruktion der Zwischenlage 4 ist besonders'in elektrischer Hinsicht von
Vorteil.
Die in der beschriebenen Weise angeordneten Bohrungen 24 und Aussparungen 25, 26
der Zwischenlage 4 sind somit so angeordnet, daß sie dem Verlauf der-Leiterbahnen
sowohl in einer ersten als auch in einer hierzu um 1800. gedrehten- oder umgeklappten
Lage der Zwischenlage 4 folgen.
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Nunmehr wird die zweite Leiterbahn 3b, die in vorgegebener richtiger
Lage, d.h. in derselben Lage wie die Leiterbahn- 3a und weitere Leiterbahnen für
andere Richtungskoppler in dem Magazin aufbereitet ist, dem Magazin entnommen und
von Hand auf die Zwischenlage -4 aufgelegt bzw. gestapelt, so daß sie ebenfalls
in der Vertiefung 7 der Isolierstoffplatte 1 aufgenommen ist. Die Höhe a der Vertiefung
7 ist so gewählt, daß beide Leiterbahnen 3a und 3b und die Zwischenlage 4 in der
Vertiefung 7 der Isolierstoffplatte 1 vollständig aufgenommen sind, und die obere
Leiterbahn 3b noch etwas unter dem Rand 29 der Isolierstoffplatte 1 liegt, so daß
eine nichtausgefüllte restliche Höhe b der Vertiefung 7 verbleibt-.
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Nach dem Einlegen der zweiten Leiterbahn 3b wird auf die so gestapelten
Leiterbahnen 3a und 3b und die Zwischenlage 4 die zweite obere Isolierstoffplatte
2 aufgelegt bzw.
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gestapelt. An ihrer der Vertiefung 7 der Isolierstoffplatte 1 zugekehrten
Flachseite 30 weist die zweite Isolierstoffplatte 2 - die gleichzeitig die Abdeckung
für die als Gehäuse dienende Isolierstoffplatte 1 bildet - eine in die Vertiefung
7 der Isolierstoffplatte 1 passende Erhöhung 31 auf, deren Dicke gleich der nach
dem Einlegen beider Leiterbahnen 3a und 3b und der Zwischenlage 4 in die Vertiefung
7 der Isolierstoffpltte 1 verbleibenden Höhe b der Vertiefung 7 gewählt ist. Auf
diese Weise sind die Leiterbahnen 3a und 3b und die Zwiechenlage 4 durch die zweite
obere Isolierstoffplatte 2 in ihrer Lage in der ersten Isolierstoffplatte 1 fixiert,
wobei die Leiterbahnen parallel verlaufen und
deckungsgleich übereinander
liegen. Die gesamte Höhe a. der Vertiefung 7 der Isolierstoffpíatte 1 ist hier bei
einer Dicke einer Leiterbahn von 0,2 mm und einer Dicke der Zwischenlage 4 von 1,0
mm mit 1,6 mm gewählt, 80 daß die nach dem Einlegevorgang verbleibende Höhe bder.Vertiefung
7 und damit auch die Dicke der Erhöhung 31 der oberen Isolierstoffplatte 2 0,2 mm
betragen.
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Um den Zußammenhalt beider Isolierstoffplatten 1 und 2 zu bewirken,
weist die untere Isolierstoffplatte 1 zwei Löcher .32, 33 auf, die in den zwischen
den Aussparungen 10 und 11 bzw. 12 und 13 stehenbleibenden Klötzen 34, 35 vorgesehen
sind. In diese Löcher 32, 33 der Isolierstoffplatte 1 greifen beim Zusammenstecken
der Isolierstoffplatten 1 und 2 Zapfen 36, 37 ein, die an der Flachseite 30 der
anderen Isolierstoffplatte 2 vorgesehen sind. Auch die Anordnung der Löcher 32,
33 sowie der Zapfen 36., 37. ist so getroffen, daß ein wechselseitiges Zusammenstecken
ermöglicht ist, wenn sich die untere Isolierstoffplatte oder auch die obere Isolierstoffplatte
in einer zu einer ersten Lage um 1800 gedrehten Lage befindet.
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Die Fig. 2 zeigt den fertig montierten Richtungskoppler ebenfalls
in-Perspektive. Dabei ist zu sehen, daß die Enden 5a und 6a bzw. 5b und 6b- der
beiden Leiterbahnen 3a und 3b aus dem von den beiden Isolierstoffplatten 1 und 2
gebildeten Träger herausragen und durch die in die Aussparungen 10 bis 13 der IsolieratofSplatte
1 passenden Stege 16 bis 19 der Zwischenlage 4 gegen-Kursschluß gesichert sind.
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6 Patentansprilohe 2 Figuren