KR0148631B1 - 진공용 동축 커넥터 및 그 제조방법 - Google Patents
진공용 동축 커넥터 및 그 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 마이크로파와 밀리미터파의 측정을 위한 진공용 동축 커넥터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 그 특징은 진공용 동축커넥터에 있어서, 케이블을 특정하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치를 중앙이 가지고 있는 진공을 만들기 위한 외형 원주형 금속벽인 진공챔버와, 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제1V-형 숫 연결수단과 커넥터를 상기 진공쳄버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도가 매우 좋은 제1지지수단과, 상기 제1지지수단과 연결시키는 연결나사의 나사구멍이 있으며 상기 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 V-커넥터 케이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 제2지지수단과, 상기 제1V-형 숫커넥터와 상기 동축 케이블을 연결시키는 세미리지드 케이블 및 상기 동축 케이블에 연결되며 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제2V-형 숫연결수단을 포함하는 데에 있으므로, 본 발명은 마이크로파 및 밀리미터파 소자에 대해 DC∼60 GHz까지의 초고주파 대역뿐만 아니라 극저온까지의 전송특성 평가에도 유용하며, 계측용 진공장치(cryostat)에 부착하여 사용하면 우수한 고주파 전송특성도 얻을 수 있다는 데에 그 효과가 있다.
Description
제1도는 밀리미터파 대역(DC∼60 GH;Z)까지 측정이 가능한 진공용 동축 처넥터의 평면도.
제2도는 조임나사를 제1도의 (a)-(b) 방향으로 본 확대도.
제3도는 진공챔버에 관한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 동축 케이블과 조임나사와의 접합부위
2 : 밀리미터파 대역까지 사용가능한 V-100 숫커넥터
3 : 진공용 동축 케이블 회전 방지용 지지대와 지지판간에 연결하는 연결나사의 나사구멍
4 : V-형 커넥터와 동축 케이블을 연결시키는 구리 또는 스테인레스로 제작된 세미리지드(semirigid) 케이블
5 : 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 V-커넥터 케이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 지지대
6 : 커넥터를 진공챔버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도가 매우 좋은 지지판
7 : 케이블과 지지판 사이의 틈을 없애기 위한 에폭시 삽입부분인 에폭시 봉합부위
8 : 원형의 홈을 만들어 고무형이 들어갈 수 있게 만든 부분으로서 진공을 위한 O링 삽입 홈.
9 : 지지판과 챔버 사이의 고정할 수 있게 나사를 넣을 수 있는 연결 나사 구멍
10 : 진공을 만들기 위한 외형 원주형 금속벽인 진공 챔버
11 : 케이블과의 측정을 하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치
본 발명은 진공용 동축 커넥터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 마이크로파와 밀리미터파의 측정을 위한 진공용 동축 커넥터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
저온용 마이크로파(30 GH;Z 이하) 및 밀리미터파용(30 GH;Z 이상) 커넥터에 필요한 특성은 진공을 유지하면서, 고주파수(30 GH;Z 이상)까지 측정이 가능하며 저온에서도 커넥터가 튼튼해야 한다는 매우 어려운 조건을 가지고 있다.
시중의 진공용 커넥터로는 현재 주로 SMA 커넥터(이하, 마이크로파용 커넥터를 SMA 커넥터라고 약칭함)를 미국의 옴니 스펙트라(Omni Spectra)사 제품으로 사용하고 있지만 이 커넥터(SMA)는 측정 주파수 범위가 18 GH;Z까지이고, 이보다 높은 주파수 영역의 측정용 커넥터는 너무 가격이 비쌀뿐만 아니라 현재 진공용은 시판되지 않고 있는 실정이다.
그리고 고주파수에서 사용되는 커넥터로는 미국의 윌트론(Wiltron)사의 V-커넥터가 있는데, 이 V-커넥터(이하, 마이크로파용 커넥터를 약칭함)를 사용하면 높은 주파수(60 GH;Z)까지 측정이 가능하지만 커넥터 사이의 유전체가 공기이므로 진공을 유지할 수 없어서 진공용 커넥터로는 적합하지 않다.
기존의 SMA 커넥터로는 저온 마이크로파 특성이 뛰어난 마이트로 스트립형 초전도 전송선 소자나 GaAs 기지의 고속, 고주파 소자의 특성을 정확히 펑가할 수 없는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 밀리미터파 영역에서도 마이크로파 계측장비(vecter network analyzer) 단자 사이에서 우수한 전기적 정합을 얻고 측정시 전송신호의 단락 없는 천이가 가능하고 진공을 유지할 수 있으며 계측용 진공 챔버와 측정용 저온 진공챔버(cryostat)에 쉽게 부착할 수 있으며 저렴한 가격으로 제작가능한 특성을 가진 진공용 동축 커넥터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 진공용 동축 커넥터에 있어서, 케이블을 측정하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치를 중앙이 가지고 있는 진공을 만들기 위한 외형 원주형 금속벽인 진공챔버와, 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제1V-형 숫 연결수단과, 커넥터를 상기 진공챔버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도가 매우 좋은 제1지지수단과, 상기 제1지지수단과 연결시키는 연결나사의 나사구멍이 있으며 상기 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 V-커넥터 케이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 제2지지수단과, 상기 제1V-형 숫커넥터와 상기 동축 케이블을 연결시키는 세미리지드 케이블 및 상기 동축 케이블에 연결되며 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제2V-형 숫연결수단을 포함하는 데에 있다.
진공용으로 제작하는 본 발명은 케이블 양쪽 단자에는 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 사용할 수 있는 V-형 커넥터가 부착되어 있고 이들 커넥터 사이에는 진공장치의 벽에 부착시킬 수 있는 부분과 밀리미터 케이블의 파손 방지를 위한 것과 진공의 유지를 위한 용접부분의 중간 볼트부분이 있다.
용접은 이 볼트 사이에 동축 케이블을 삽입시켜 이 케이블과 볼트 사이의 간극을 없애고 완벽한 본합을 위하여 10-8Torr까지 진공도를 유지할 수 있는 진공용 에폭시(Torr seal)로 접합시켰다.
이러한 접합기법은 케이블과 볼트를 용접할 때에 생기는 케이블 내의 파손 문제점을 극복하기 위하여 체택한 독창적인 방법이다.
이 방법 때문에 단자 사이에 우수한 정합을 얻을 수 있는데, 왜냐하면, 알루미늄과 납은 접합이 안되므로 경 납땜 용접방법을 사용하면 지지찬과 케이블 사이에 접합이 매우 어렵다.
용접을 보다 쉽게 하기 위하여는 매우 높은 온도에서 접합해야 하는데 그러면 케이블이 파손되기 때문이다.
그러나, 본 발명은 상은 접합을 시킴으로써 원래의 V-커넥터의 성질은 전혀 변형을 일으키지 않고 만들었기 때문에 진공 유지뿐만 아니라 밀리미터파까지도 특성이 우수하게 나타나게 되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들 중의 하나를 상세히 설명한다.
제1도는 밀리미터파 대역(DC∼60 GHz)까지 측정이 가능한 진공용 동축 커넥터의 평면도이다.
제1도를 참조하여 밀리미터파 대역(DC∼GHz)까지 측정이 가능한 진공용 동축 커넥터를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 동축 커넥터의 양단에 부착되는 V-형 커넥터가 숫놈과 숫놈이 연결될 수 있도록 제작된 것이다.
(1)은 동축 케이블과 조임나사와의 접합부위이다.
일반적으로, 이 부분(1)에 용접을 하지만, 고온으로 용접할 때에 발생하는 케이블의 손상을 제거하기 위하여 진공용 에폭시(Torr seal)를 사용하여 두 개체를 접합시킨다.
그리하여, 진공 유지압을 대략 108torr까지 유지할 수 있게 하였다. (2)는 밀리미터파 대역까지 사용가능한 V-100 숫커넥터이다.
이 부분(2)에서는 케이블 양단에 V-형 커넥터를 부착하고 계측기와 진공 챔버 내부의 치구와 직접 연결시키는 역할을 한다.
(3)은 진공용 동축 케이블 회전 방지용 지지대와 지지판간에 연결하는 연결나사의 나사구멍이다.
(4)는 V-형 커넥터와 동축 케이블을 연결시키는 구리 또는 스테인레스로 제작된 세미리지드(semirigid) 케이블이다. 동축 케이블은 고탄력성을 가지고 변형이 용이하며 외부의 충격에 강하다. 뛰어난 마이크로파 전송 특성을 가지고 있다.
(5)는 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 커넥터의 일부분이 삽입될 수 있게끔 V-커넥터 케이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 지지대이다.
(6)은 커넥터와 진공 챔버를 연결시키기 위한 나사인데, 커넥터를 진공 챔버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도가 매우 좋은 지지판이다.
(7)은 진공용 에폭시를 충분히 삽입하기 위해 부피를 넓게 만들기 위하여 케이블 구멍보다 넓게 만들어 케이블과 지지판 사이의 틈을 없애기 위한 에폭시 삽입부분인 에폭시 봉합부위이다.
(8)은 챔버와 커넥터 지지판 사이에 진공을 유지하기 위해 원형의 홈을 만들어 고무형이 들어갈 수 있게 만든 부분으로서 진공을 위한 O링 삽입 흠이다.
(9)는 케이블과 조임나사 사이에 에폭시를 봉합할 위치를 나타내며 진공이 깨어지지 않도록 완벽한 봉합을 하기위해 지지판과 챔버 사이의 고정할 수 있게 나사를 넣을 수 있는 연결 나사 구멍이다.
제2도는 조임나사를 제1도의 (a)방향과 (b)방향으로 본 확대도이다.
설명은 제1도의 설명과 중복되므로 생략한다.
제3도는 진공챔버에 관한 개략도이다.
제3도를 참조하여 진공챔버에 관하여 설명하면 다음과 같다.
(10)은 진공을 만들기 위한 외형 원주형 금속벽인 진공 챔버이고, (11)는 케이블과의 측정을 하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치이다.
(11)은 케이블과의 측정을 하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치이다.
그러므로, 상술한 바와 같은 본 발명은 마이크로파 및 밀리미터파 소자에 대해 DC∼60 GHz까지의 초고주파 대역뿐만 아니라 극저온까지의 전송특성 평가에도 유용하며, 계측용 진공장치(cryostat)에 부착하여 사용하면 우수한 고주파 전송특성도 얻을 수 있다는 데에 그 효과가 있다.
Claims (7)
- 진공용 동축 커넥터에 있어서, 케이블을 측정하고자 하는 시료를 연결할 수 있으며 냉각 부분인 시료 장착 위치를 중앙이 가지고 있는 진공을 만들기 위한 외형 원주형 금속벽인 진공챔버와; 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제1V-형 숫 연결수단과; 커넥터를 상기 진공챔버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도가 매우 좋은 제1지지수단과; 상기 제1지지수단과 연결시키는 연결나사의 나사구멍이 있으며 상기 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 V-커넥터 케이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 제2지지수단과; 상기 제1V-형 숫커넥터와 상기 동축 케이블을 연결시키는 세미리지드 케이블; 및 상기 동축 케이블에 연결되며 밀리미터파 대역까지 사용가능한 제2V-형 숫 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지지수단이, 상기 진공챔버와 접합되는 쪽에 동축 케이블과 조임나사와 접합되는 접합부위와; 상기 제2지지수단과 접합되는 쪽에 상기 동축 케이블과 상기 제1지지수단 사이의 틈을 없애기 위한 에폭시 삽입부분인 에폭시 봉합부위와; 상기 진공챔버와 접합되는 쪽에 원형의 홈을 만들어 고무형이 들어갈 수 있게 만든 부분으로서 진공을 O링 삽입 홈; 및 상기 O링 삽입 홈보다 바깥쪽에 위치하고 상기 제1지지수단과 챔버 사이를 고정할 수 있도록 나사를 넣을 수 있는 연결 나사 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 진공용 동축커넥터.
- 제2항에 있어서, 상기 에폭시 봉합부위가, 진공용 에폭시를 충분히 삽입하기 위해 부피를 넓게 만들기 위하여 케이블 구멍보다 넓게 만들어 케이블과 지지판 사이의 틈을 없애기 위한 에폭시 삽입부분인 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 고온으로 용접할 때에 발생하는 케이블의 손상을 제거하며 진공 유지압을 소정의 압력까지 유지할 수 있게 하기 위하여, 상기 동축 케이블과 상기 조임나사와의 접합부위에 진공용 에폭시를 사용하여 두 개체를 접합시킨 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지지수단이 상기 커넥터를 상기 진공챔버에 부착시키는 판으로서 진공을 만들기 위해 평면도 매우 좋은 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
- 제1항에 있어서, 상기 V-형 커넥터와 상기 동축 케이블을 연결시키는 상기 세미리지드 케이블이 구리 또는 스테인레스로 제작된 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
- 제1항에 있어서, 상기 제2지지수단이, 상기 동축 커넥터를 상기 측정용 진공챔버에 삽입할 때에 동축 커넥터가 회전하는 것을 방지하기 위해 커넥터의 일부분이 삽입될 수 있게끔 상기 V-형 커넥터 테이블과 유사한 육각형태로 만든 나사인 회전방지용 지지대인 것을 특징으로 하는 진공용 동축 커넥터.
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