[发明专利]同轴连接器和电缆组件

说明书

本发明涉及同轴连接器和电缆组件(100)，包括同轴连接器(1)和同轴配对连接器(4)以及同轴电缆(2)，该同轴连接器(1)和同轴配对连接器(4)可以沿连接器轴线(A)彼此互联，同轴电缆(2)与同轴连接器(1)互联。同轴连接器(1)具有用于引入同轴电缆(2)的电缆引入侧和用于沿连接器轴线(A)与同轴配对连接器(4)联接的相反联接侧。同轴连接器(1)包括内接触元件(11)、外接触元件(13)、介电连接器元件(12)、连接器壳体(14)，该内接触元件(11)与同轴电缆(2)的内导体(21)电连接；外接触元件(13)与同轴电缆(2)的外导体(23)电连接；介电连接器元件(12)径向布置在内接触元件(11)和外接触元件(13)之间；连接器壳体(14)围绕外接触元件(13)布置；其中内接触元件(11)被相对于介电连接器元件(12)轴向锁定，并且介电连接器元件(12)被相对于连接器壳体(14)轴向锁定，使得同轴电缆(2)相对于连接器壳体(14)在轴向方向上应变消减。

技术领域

本发明涉及同轴连接器和电缆组件、同轴连接器、同轴配对连接器以及同轴电缆。

背景技术

汽车工业正面临着消费电子领域的企业与传统汽车制造商竞争的深刻变化。先进的驾驶辅助系统和向自动驾驶的快速发展要求汽车电子系统架构发生根本性的变化。与集中式高性能计算机(超级计算机)和自学习(AI)算法相结合的大量传感器和致动器提供了在现实世界动态变化的环境中应对自主驾驶的复杂性的途径。

这种架构的先决条件是不同的计算单元、传感器单元(激光雷达、雷达、摄像机等)和通信单元等之间的快速且可靠的数据传输，从而允许与其他交通参与者和基础设施进行快速且有效的数据处理和交换。

尽管光纤链路很好地满足了诸如足够的数据速率、低电磁干扰和小电缆直径的要求。然而，光纤链路具有一些严重的缺点：电光收发器非常昂贵(比基于铜的数据变送器高几个数量级)并且亚微米范围内的严格光学对准公差使这种技术对在汽车应用中典型的振动和热冲击敏感。因此，这种技术导致严重的可靠性和安全性问题。此外，与汽车所需的具有低于10m至15m的长度的铜线相比，光纤收发器消耗显著更多的能量。

对于短距离上的高速和/或大容量数据传输，如今基于铜的差分信号传输在工业中占有优势。差分信号传输使用包括一对或多对平行导体的电缆，其中，信息由平行导体、在下文称为扭绞双股传输线、之间的电压差表示。数据由导体对上的极性反转表示，并且接收器分析相对电压差以确定电压差的逻辑值，诸如0或1。这种传输方法的优点是由磁场感应的干扰电压出现在具有相似电平的两个导体中，并且因此不会影响电压差。由于轻微的空间移位引起的感应电压的残差通常通过将平行导体相对于彼此扭绞而进一步减小。然而，随着数据速率的增加，极性随时间变化的次数增加，并且相应地传输线上的操作频率增加。随着频率接近GHz范围，成对的导体之间的导致偏斜的轻微几何差会将一些共模能量转换为差模能量。因此，屏蔽平行双股电缆或扭绞双股电缆试图减少共模干扰，但是从电缆到收发器的互联通常、特别是在允许更高频率的电磁波进入时、会呈现显著的屏蔽漏洞。由于高频率感应干扰与平行双股电缆的呈指数增长的衰减相结合，即使对于汽车中典型的短电缆长度来说，也会迅速降低信号干扰比并且限制最大操作频率。

将逻辑值的数量从仅区分两个导体之间的正电压或负电压增加到4、8或甚至16个不同的振幅电平允许在不增加操作频率的情况下增加数据速率，但需要显著的更好的信号干扰比。改进数据吞吐量的振幅电平的数量的最佳值似乎在8至16个电平之间。为了进一步提高数据速率，数据流被分成多个单独的流并且经由多对平行的导体电缆传送。这显著增加了通信链路的权重、维度和成本。

WO18167210A1以Technetix BV的名义于2018年9月首次公布，涉及通过同轴电缆传送数字数据。与数据相关的数字信号被转换为数据电信号。至少一个中继站沿同轴电缆定位，从而在中继站处从数据电信号还原数字信号。数字信号在中继站处被转换回数据电信号以向前传输。通常，多个中继站沿同轴电缆以间隔开的间隔设置，其中，每个中继站包括接收器和变送器。接收器接收数据电信号并且将数据电信号还原为数字信号，而变送器将数字信号转换回数据电信号以向前传输。数据电信号具有至少2GHz的频率。