KR100907579B1 - 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블에 관한 것이다.

본 발명은, 내부도체와, 상기 내부도체의 외주면에 위치하는 절연체와, 상기 절연체의 외주면에 위치하며 전자기파의 방사를 위한 슬롯이 형성된 외부도체와, 상기 외부도체로부터 이격되어 위치하는 지지선과, 상기 외부도체 및 지지선을 피복하는 외피를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서, 상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선은 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 슬롯은 상기 지지선을 피복하고 있는 외피를 클램핑하기 위한 클램핑 부재가 장착되는 벽면이 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블을 제공한다.

본 발명에 의하면, 터널(차량용 터널 및 지하철용 지하 터널), 건물 지하 및 밀폐 공간 등과 같은 장소 일부에서의 수신 감도가 타부에서의 수신 감도보다 저하되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.

누설 동축 케이블, 내부도체, 외부도체, 슬롯, 전동차, 자동차, 지지선

Description

신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블{Leaky Coaxial Cable for improving sensitivity of signal}

본 발명은 누설 동축 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신호 수신 감도의 향상을 위해 외부도체에 형성된 슬롯의 방향을 조절한 누설 동축 케이블에 관한 것이다. 여기서, 누설 동축 케이블이란, FM, Pager, Cellular 대역에서만 사용할 수 있는 협의의 누설 동축 케이블과, UHF 대역에서도 사용될 수 있는 광대역 RF용 누설 동축 케이블(예컨대, RFCL)을 모두 포함하는 개념이다.

일반적으로, 터널(차량용 터널 및 지하철용 지하 터널), 건물 지하 및 밀폐 공간 등과 같이 디스크리트 안테나(Discrete Antenna)로 무선 주파수(Radio Frequency)를 충분히 송ㆍ수신할 수 없는 장소에는 전송 라인(Transmission Line)과 안테나의 역할을 동시에 수행하는 누설 동축 케이블(Leaky Coaxial Cable)이 사용된다.

상기 누설 동축 케이블은 길이 방향을 따라 구비된 복수의 슬롯(Slot)을 통해 전파의 방사가 이루어지도록 한 케이블로서, 슬롯의 주기나 형태를 조절하여 자유롭게 특성 주파수를 설계할 수 있고, 어떠한 형태의 전파 음영지역이라도 포설이 용이하다.

이하. 상기 누설 동축 케이블의 구조에 대해 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 일반적인 누설 동축 케이블을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 누설 동축 케이블이 지하 터널 내부에 설치된 모습을 도시한 것이고, 도 3은 도 1의 누설 동축 케이블을 기울인 상태로 지하 터널 내부에 설치한 모습을 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 누설 동축 케이블(10)은 중심부로부터 내부 도체(1), 절연체(2), 외부 도체(3) 및 외피(4)를 포함하여 구비되고, 외부 도체(3)에는 소정 형상의 슬롯(3a)이 규칙적으로 배열된다. 또한, 상기 외부 도체(3)의 상부에는 케이블의 길이방향과 평행하게 연장되는 지지선(5)이 위치하고, 상기 지지선(5)은 상기 외피(4)에 의해 감싸진다.

현재, 상기 누설 동축 케이블(10)은 전동차의 이동 통로인 지하터널(20) 내에서 도 2에 도시된 바와 같이 설치되고 있다. 구체적으로, 상기 누설 동축 케이블(10)은 상기 터널(20)의 중앙 분리벽(24)의 상부에 고정된 클램핑 부재(6)가 상기 지지선(5)을 감싸는 외피(4)를 클램핑함으로써 상기 터널(20)에 설치되고, 이때, 상기 지지선(5)의 중심과 상기 케이블(10)의 중심을 이은 선분은 상기 케이블(10)의 중심과 상기 슬롯(3a)의 중심을 이은 선분과 평행하다.

한편, 상기 누설 동축 케이블(10)의 슬롯(3a)으로부터 방사되는 빔 패턴(26)은 터널의 입구에서 출구쪽으로 바라보았을 때, 도 2에 도시된 바와 같이 타원형태로 형성된다. 그러나, 상기 누설 동축 케이블(10)을 앞서 설명한 바와 같이 터널 내부에 설치할 경우 상기 타원의 장축이 상기 누설 동축 케이블(10)의 수직 하방을 향하게 되므로 상기 빔 패턴(26)이 터널 내부를 통과하는 전동차(22)의 모든 범위에 방사되지 않게 된다. 이와 같은 경우, 상기 전동차(22)의 일부 지역에서는 타 지역에 비해 수신 감도가 저하되는 문제가 있다.

한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 도 1에 도시된 누설 동축 케이블(10)을 도 3에 도시된 바와 같이 소정 각도 기울인 상태로 클램핑하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우 첫째, 터널(20)의 전 구간에 걸쳐 상기 누설 동축 케이블(10)을 기울인 상태로 클램핑하기가 매우 난해하고, 둘째, 상기 클램핑 부재(6)가 상기 누설 동축 케이블(10)의 하중뿐만 아니라 모멘트(M)도 견뎌야 하므로 구조적으로 불안정한 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 누설 동축 케이블을 기울인 상태로 클램핑하지 않으면서도 빔 패턴을 터널(차량용 터널 및 지하철용 지하 터널), 건물 지하 및 밀폐 공간 등과 같은 장소 곳곳에 고르게 방사시킬 수 있는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내부도체와, 상기 내부도체의 외주면에 위치하는 절연체와, 상기 절연체의 외주면에 위치하며 전자기파의 방사를 위한 슬롯이 형성된 외부도체와, 상기 외부도체로부터 이격되어 위치하는 지지선과, 상기 외부도체 및 지지선을 피복하는 외피를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서, 상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선은 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 슬롯은 상기 지지선을 피복하고 있는 외피를 클램핑하기 위한 클램핑 부재가 장착되는 벽면이 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블을 제공한다.

여기서, 누설 동축 케이블이란, FM, Pager, Cellular 대역에서만 사용할 수 있는 협의의 누설 동축 케이블과, UHF 대역에서도 사용될 수 있는 광대역 RF용 누설 동축 케이블(예컨대, RFCL)을 모두 포함하는 개념이다.

바람직하게, 상기 클램핑 부재는 전동차가 이동하기 위한 지하터널의 중앙분리벽 상부 또는 측벽 상부에 설치되되, 상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선이 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사진 각도는, 승객의 승하차가 이루어지는 플랫폼에서는 80도 내지 100도의 범위 내에서 형성되고, 상기 플랫폼이 형성된 구간 이외의 구간에서는 30도 내지 60도의 범위 내에서 형성된다.

바람직하게, 상기 클램핑 부재는 자동차가 이동하기 위한 지상터널의 중앙분리벽 상부 또는 측벽 상부에 설치되되, 상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선이 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사진 각도는 30도 내지 60도의 범위 내에서 형성된다.

본 발명에 의하면, 누설 동축 케이블 포설의 난이도 및 구조적 안전성을 종래와 동일하게 유지하면서도 외부도체에 형성된 슬롯에 의해 형성된 빔 패턴을 터널(차량용 터널 및 지하철용 지하 터널), 건물 지하 및 밀폐 공간 등과 같은 장소 곳곳에 고르게 방사시킬 수 있는바, 상기 장소의 일부에서의 수신 감도가 타부에서의 수신 감도보다 저하되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 누설 동축 케이블의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 누설 동축 케이블이 지하터널의 중앙분리벽 상부에 장착된 모습을 도시한 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 누설 동축 케이블은 통상적인 누설 동축 케이블과 광대역 RF용 누설 동축 케이블(예컨데, RFCX 및 RFCL) 모두를 포함하는 개념이다. 그러나, 상기 광대역 RF용 누설 동축 케이블은 외부도체의 형상, 상기 외부도체에 형성된 슬롯의 형태 및 주기 등에 있어서 상기 통상적인 누설 동축 케이블과 차이가 있을 뿐이고, 그 기본적인 구성은 상기 통상적인 누설 동축 케이블과 동일하다. 따라서, 이하에서는 상기 통상적인 누설 동축 케이블만을 예로 들어 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.

본 발명에 따른 누설 동축 케이블(100)은 내부도체(110)와, 절연체(120)와, 외부도체(130)와, 지지선(140)과, 외피(150)를 포함한다.

상기 내부도체(110)는 도전성이 있는 금속 소재의 도선으로서, 전자기파 에너지의 전송로(Transmission Line)이다. 상기 금속 소재로는 동관, 연동선, 동복 알루미늄선 등이 채택될 수 있다. 상기 절연체(120)는 상기 내부도체(110)의 외주면에 위치하는 유전층으로 상기 내부도체(110)와 외부도체(130) 간을 절연하고, 상기 전자기파 에너지의 손실을 방지하는 유전 물질로 이루어져 있다. 상기 유전 물질로는 발포 플라스틱 또는 플라스틱 복합 절연물 등이 선택적으로 채택된다.

상기 외부도체(130)는 도전성이 있는 금속 소재의 전자기파 차폐층으로 상기 절연체(120)의 외주면에 위치하고 접지선에 의해 접지(Earth)된다. 상기 금속 소재로는 동관 또는 라미네이트형 알루미늄 테이프 등이 선택적으로 채택될 수 있다. 상기 지지선(140)은 상기 외부도체(130)로부터 소정 간격 이격되어 위치하고, 금속 재질로 형성된다. 상기 외피(150)는 상기 외부도체(130) 및 지지선(140)의 부식을 방지하기 위해 상기 외부도체(130) 및 지지선(140)을 피복하고 플라스틱 소재로 형성된다. 상기 지지선(140)을 피복하고 있는 외피(150)는 지하터널 중앙분리벽(200)에 고정된 클램핑 부재(202)에 의해 클램핑되고, 이로 인해 상기 누설 동축 케이블(100)은 상기 중앙분리벽(200)에 의해 지지된다. 통상적으로, 상기 클램핑 부재(202)는 전동차(22)의 이동시 충돌 등의 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 중앙분리벽(200)의 상부에 고정된다.

상기 외부 도체(130)에는 다수의 슬롯(132)이 형성된다. 이때, 상기 슬롯(132)은 상기 내부도체(110)의 중심과 상기 슬롯(132)의 중심을 연결한 직선이 상기 내부도체(110)의 중심과 상기 지지선(140)의 중심을 연결한 직선에 대하여 θ의 각도만큼 경사지도록 형성된다. 또한, 상기 슬롯(132)은 상기 중앙분리벽(200)이 위치하는 방향과 반대되는 방향을 향하도록 형성된다. 이와 같은 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 빔 패턴(26)이 전동차(22) 객실의 모든 범위에 방사되기 때문에 상기 전동차(22) 객실의 일부 지역에서 수신 감도가 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 θ는 승객의 승하차가 이루어지는 플랫폼이 형성된 구간 이외의 구간에서는 30도 내지 60도의 범위 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 θ는 상기 중앙분리벽(200)과 전동차(22) 사이의 거리, 상기 클램핑 부재(202)가 고정되는 높이 등을 고려하여 상기 범위 내에서 적절하게 선택된다. 반면, 상기 플랫폼이 형성된 구간에서는 상기 θ는 80도 내지 100도의 범위 내에 존재하는 것이 바람직하 다. 상기 플랫폼에 서있는 승객은 상기 전동차(22) 내부에 존재하는 승객보다 상기 중앙분리벽(200)으로부터 더 멀리 이격되어 있기 때문에 θ가 상기 플랫폼이 형성되지 않은 구간보다 더 크게 형성되어야 상기 플랫폼에 서있는 승객이 이용하는 이동통신단말기의 수신감도를 양호하게 유지할 수 있다. 상기 플랫폼이 형성된 구간에서의 θ는 상기 중앙분리벽(200)과 플랫폼 사이의 거리, 상기 클램핑 부재(202)가 고정되는 높이 등을 고려하여 상기 범위 내에서 적절하게 선택된다.

도 5에는 지하터널(20)이 복선으로 형성된 것만이 도시되어 있으나, 실제로는 상기 지하터널(20)이 단선으로 형성된 곳도 존재한다. 이와 같은 경우, 상기 클램핑 부재(202)는 상기 지하터널(20)의 측벽에 고정될 수 있다.

앞서서는 상기 누설 동축 케이블(100)이 전동차(22)의 이동통로인 지하터널(20)에 설치되는 경우만을 설명하였다. 그러나, 상기 누설 동축 케이블(100)의 설치장소는 상기 지하터널(20)에 한정되지 아니하고, 차량용 지상터널, 건물 지하, 밀폐 공간 등과 같이 디스크리트 안테나(Discrete Antenna)로 무선 주파수(Radio Frequency)를 충분히 송ㆍ수신할 수 없는 모든 장소에 설치될 수 있다.

상기 누설 동축 케이블(100)이 차량용 지상터널의 중앙분리벽 상부 또는 측벽 상부에 설치되거나, 건물 지하 및 밀폐 공간 측벽의 상부에 설치될 경우, 상기 θ는 상기 지상터널의 중앙분리벽 또는 측벽과 자동차 사이의 거리, 상기 클램핑 부재(202)가 고정되는 높이, 이동통신단말기의 주요 동선 등을 고려하여 30도 내지 60도의 범위 내에서 적절하게 선택된다.

또한, 필요에 의해 상기 누설 동축 케이블(100)은 상기 건물 지하 측벽 또는 밀폐 공간 측벽의 하부에 설치될 수 있는데, 이와 같은 경우, 상기 θ는 상기 클램핑 부재(202)가 고정되는 높이, 이동통신단말기의 주요 동선, 상기 슬롯(132)을 형성할 수 있는지 여부 등을 고려하여 90도 이상 180도 미만의 범위 내에서 적절하게 선택된다.

도 1은 일반적인 누설 동축 케이블을 도시한 부분 절개 사시도다.

도 2는 도 1의 누설 동축 케이블이 지하 터널 내부에 설치된 모습을 도시한 것이다.

도 3은 도 1의 누설 동축 케이블을 기울인 상태로 지하 터널 내부에 설치한 모습을 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 누설 동축 케이블의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 누설 동축 케이블이 지하터널의 중앙분리벽 상부에 장착된 모습을 도시한 것이다.

Claims (3)

1. 내부도체와, 상기 내부도체의 외주면에 위치하는 절연체와, 상기 절연체의 외주면에 위치하며 전자기파의 방사를 위한 슬롯이 형성된 외부도체와, 상기 외부도체로부터 이격되어 위치하는 지지선과, 상기 외부도체 및 지지선을 피복하는 외피를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서,

   상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선은 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 슬롯은 상기 지지선을 피복하고 있는 외피를 클램핑하기 위한 클램핑 부재가 장착되는 벽면이 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블.
2. 제1항에 있어서,

   상기 클램핑 부재는 전동차가 이동하기 위한 지하터널의 중앙분리벽 상부 또는 측벽 상부에 설치되되,

   상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선이 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사진 각도는, 승객의 승하차가 이루어지는 플랫폼에서는 80도 내지 100도의 범위 내에서 형성되고, 상기 플랫폼이 형성된 구간 이외의 구간에서는 30도 내지 60도의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블.
3. 제1항에 있어서,

   상기 클램핑 부재는 자동차가 이동하기 위한 지상터널의 중앙분리벽 상부 또는 측벽 상부에 설치되되,

   상기 내부도체의 중심과 상기 슬롯의 중심을 연결한 직선이 상기 내부도체의 중심과 상기 지지선의 중심을 연결한 직선에 대하여 경사진 각도는 30도 내지 60도의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블.

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