KR101489214B1

KR101489214B1 - 동축 케이블

Info

Publication number: KR101489214B1
Application number: KR20130074670A
Authority: KR
Inventors: 유승갑; 이경훈; 추광욱
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-02-04
Also published as: KR20150001438A; US20150004833A1

Abstract

고전압 절연 성능과 고주파 초광대역 임피던스 정합 성능을 동시에 만족하고, GHz 이상의 고주파 고전력 신호를 고효율로 전송할 수 있는 동축 케이블 및 커넥터를 제시한다. 제시된 동축 케이블은 중심 도체, 중심 도체의 외주면을 따라 형성되는 케이블 유전체, 및 중심 도체의 일측에서 돌출되고 케이블 유전체로부터 노출되는 돌출 중심 도체를 포함한다. 중심 도체의 직경은 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극의 끝단 외직경과 동일하다.

Description

동축 케이블{Coaxial cable}

본 발명은 동축 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압(High voltage), 고전력(High power), 초광대역(Ultra- wideband) 특성을 가진 임펄스 신호 및 연속 사인파 신호를 전송하기 위한 동축 케이블에 관한 것이다.

고전압 동축 케이블은 도체로 이루어지는 내부의 심선을 절연 및 임피던스 정합용 유전체로 둘러싸고, 유전체 외부를 별도의 도체로 차폐한 것으로, 고전압 펄스 신호를 절연파괴 없이 전송하기 위해 사용된다.

도 1 및 도 2는 일반적인 고전압의 커넥터 헤드 부분을 나타낸 도면이다. 내전압 성능이 좋아질수록 길이 방향으로 유전체 및 커넥터 내전극이 길어져야 한다. 예를 들면, 100kV 펄스 내전압 인터페이스를 구성하기 위해서는 필요한 길이(예컨대, 대략 33mm)만큼 커넥터 내전극 및 케이블 유전체(3)의 길이를 확장하게 된다.

이와 같이 길이 방향으로 확장된 커넥터 내전극 및 케이블 유전체(3)에 호환되는 구조를 가지도록 하기 위해서는 케이블 커넥터의 내부 유전체 길이도 이에 상응하게 길어져야 하며, 고전압 특성상 케이블의 휨 특성에 의한 절연 성능 저하와 배선 및 커넥터 위치에 있어 공간적 제약이 발생하는 문제점을 가진다.

그에 따라, 커넥터간 접촉면 방향으로 절연 구조를 가짐으로써 케이블 배선 및 커넥터 배치에 유연성을 확보하고, 고전압 동축케이블 내심과 커넥터 내전극을 반복적으로 조립하더라도 연결성 및 전기적 접촉 성능이 열화되지 않도록 하는 기술내용이 대한민국 등록특허 제1139943호(고전압 동축케이블 및 커넥터)에 기재되었다.

대한민국 등록특허 제1139943호에 기재된 발명은 도 3과 같이 구성되고, 길이 방향으로 확장된 고전압 커넥터의 문제를 해결하고자 평명 방향으로 주름 형태의 유전체를 만들어 유전체 표면을 타고 발생하는 절연 파괴에 대해 표면 길이를 확장함으로써 절연 성능을 유지하는 특징을 가진다.

도 3에 도시된 동축케이블 및 커넥터는 수십 kV 이상 수 나노초 이하의 고전압 펄스를 50옴 동축 케이블에 전달할 수 있는데, 커넥터 내전극(110), 동축 케이블의 단선 내심(120), 동축 케이블 유전체(130), 동축 케이블의 피복(140), 와셔링(210), 커넥터 하우징(220), 커넥터 보조 연결부(230), 커넥터 고정부(240, 250), 및 커넥터 유전체(310)를 포함한다.

도 3에 예시한 종래 기술 또한 케이블 중심 도체와 동축 케이블 커넥터의 중심 도체 간 결합 방법에 있어 결합 지점에서의 중심 도체 단차가 형성된다. 이에 따라 GHz 이상의 고주파 대역에서의 신호 전달 효율이 나빠지는 한계를 가진다.

도 4는 도 3의 커넥터의 내직경과 외직경의 비에 따라 결정되는 임피던스를 설명하기 위한 도면으로서, 케이블 커넥터의 길이 방향으로 동축 구조에서의 내직경과 외직경의 비에 따라 결정되는 임피던스를 계산한 것이다. 특히, 커넥터 내전극(110)의 내직경이 11 mm가 되는 위치(a)에서 케이블의 중심 도체와의 결합 면(b)까지 점차로 작아져 커넥터 내전극(110)의 내직경이 2.7 mm가 되는 위치(c)까지의 임피던스를 계산한 것으로 볼 수 있다. 변화 구간(a ~ e까지의 구간)중에서 위치(c)에서 최대 94.5옴의 임피던스를 가질 수 있음을 나타낸다. 즉, 도 4에서, 위치 (a)는 커넥터 내전극(110)의 내직경이 11 mm이고 커넥터 유전체(310)의 외직경이 37mm이다. 도 4에서, 위치 (b)는 커넥터 내전극(110)의 내직경이 4 mm이고 커넥터 유전체(310)의 외직경이 26.2mm이다. 도 4에서, 위치 (c)는 커넥터 내전극(110)의 내직경이 2.7 mm이고 커넥터 유전체(310)의 외직경이 26.2mm이다. 도 4에서, 위치 (d)는 커넥터 내전극(110)의 내직경이 2.7 mm이고 커넥터 유전체(310)의 외직경이 14mm이다. 도 4에서, 위치 (e)는 커넥터 내전극(110)의 내직경이 2.7 mm이고 커넥터 유전체(310)의 외직경이 9.4mm이다. 위치 (a) ~ 위치 (b)의 구간에서는 50.4옴 ~ 78.2옴까지의 임피던스 변화가 있었고, 위치(b) ~ 위치 (c)의 구간에서는 78.2옴 ~ 94.5옴까지의 임피던스 변화가 있었고, 위치 (c) ~ 위치 (d)의 구간에서는 94.5옴 ~ 68.4옴까지의 임피던스 변화가 있었고, 위치 (d) ~ 위치 (e)의 구간에서는 68.4옴 ~ 50옴까지의 임피던스 변화가 있었다.

한편, 수십 kV 이상의 절연 내압 성능을 만족시키기 위한 구조에 대해, 길이 방향이 아닌 커넥터 접촉면 방향으로 유전체 표면 길이를 확장함에 따라 동축 커넥터의 내전극 직경과 동축 케이블의 내심 직경에 차이가 발생하게 된다. 여기서, 동축 케이블부터 커넥터 끝단까지 50옴 특성 임피던스가 유지되도록 하기 위해서는 커넥터 내전극 직경의 변화 구간에서 아래의 수학식을 만족하도록 한다.

수학식 1은 고전압 동축케이블의 선로 임피던스(Z)를 구하기 위한 커넥터 내전극(110)의 내직경(d)과 커넥터 유전체(310)의 외직경(D)의 비이다.

수학식 2는 수학식 1을 커넥터 내전극(110)의 내직경(d)과 커넥터 유전체(310)의 외직경(D)의 비(比)로 변형한 식이다. 수학식 2에서 임퍼던스(Z)를 50으로 고정하고, 커넥터 유전체(310)의 유전율(ε)을 대입한 후, 내직경(d)를 고전압 동축 케이블 단선 내심(120)의 직경에서 커넥터 내전극(110)의 내직경(d)까지 선형적으로 변화시켜 커넥터 유전체(310)의 외직경(D)을 구한다.

이로써, 계산된 내직경(d)과 외직경(D)의 값으로 커넥터 내전극(110)의 선형 변환부의 구조를 결정할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 커넥터의 내전극과 동축 케이블의 단선 내심의 조립도로서, 상기에서 설명한 임피던스의 급격한 변화 원인을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b에 따르면, 커넥터 내전극(110)은 단선 내심(120)에 형성되는 나사선에 대응되는 나사탭(105)이 일측에 형성되어, 나사선과 나사탭(205)의 나사 결합에 의해 고전압 동축케이블과 체결/분리된다.

즉, 도 5a 및 도 5b에 따르면, 동축 케이블의 중심 도체가 동축 케이블 커넥터 안으로 나사선에 의해 조립되는 구조를 가짐에 따라 동축 케이블 커넥터(즉, 커넥터 내전극(110))의 끝단의 직경이 동축 케이블의 중심 도체(즉, 단선 내심(120))의 외직경보다 크게 조립됨에 따라 중심 도체의 단차가 발생한다. 이에 따라, 동축 구조의 내직경과 외직경의 비가 변하게 되어 임피던스가 변하게 된다.

이에 의해, 도 3 ~ 도 5의 종래 기술로는 수십 kV 이상, 수 나노초 이하의 신호 전달은 가능할지 모르지만, 수십 kV 이상 서브 나노초 또는 GHz 이상의 고전압 고주파 초광대역 신호를 50옴 시스템으로 고효율 전송하기에는 임피던스 정합 성능이 좋지 않은 특징을 가진다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 고전압 절연 성능과 고주파 초광대역 임피던스 정합 성능을 동시에 만족하고, GHz 이상의 고주파 고전력 신호를 고효율로 전송할 수 있는 동축 케이블을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 동축 케이블은, 중심 도체; 상기 중심 도체의 외주면을 따라 형성되는 케이블 유전체; 및 상기 중심 도체의 일측에서 돌출되고 상기 케이블 유전체로부터 노출되는 돌출 중심 도체;를 포함한다. 상기 중심 도체의 직경은 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극의 끝단 외직경과 동일하다.

바람직하게, 상기 중심 도체와 상기 돌출 중심 도체는 서로 상이한 직경을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 돌출 중심 도체의 외주면에는 나사선이 형성되고, 상기 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극에는 상기 나사선에 대응되는 나사탭이 형성되어, 상기 나사선과 상기 나사탭의 나사 결합에 의해 상기 커넥터 내전극과 체결/분리될 수 있다.

바람직하게, 상기 케이블 유전체는 외표면이 단차지게 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 커넥터는, 중심 도체를 갖춘 동축 케이블과 체결/분리되고, 일측에 천이 전극이 형성된 커넥터 내전극; 및 상기 커넥터 내전극의 외주면을 따라 형성되는 커넥터 유전체;를 포함한다. 상기 천이 전극의 끝단 외직경은 상기 동축 케이블의 중심 도체의 직경과 동일하다.

바람직하게, 상기 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극에는 나사탭이 형성되고, 상기 중심 도체의 일측에는 돌출 중심 도체가 돌출되고, 상기 돌출 중심 도체의 외주면에는 상기 나사탭에 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 나사탭과 상기 나사선의 나사 결합에 의해 상기 동축 케이블과 체결/분리될 수 있다.

바람직하게, 상기 커넥터 유전체는 다른 커넥터와 결합되는 결합부를 포함하되, 상기 결합부는 기설정된 깊이의 주름모양으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 커넥터 유전체의 직경은 상기 커넥터 내전극의 직경 증가에 따라 선형적으로 증가할 수 있다.

바람직하게, 상기 커넥터 내전극은 타측에 십자형태 또는 일자형태의 홈이 형성될 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 종래의 기술로 해결하지 못한 수십 kV 이상의 첨두 전압, 서브 나노초의 상승 시간을 가지는 임펄스의 케이블 전송 또는 GHz 이상의 고주파 고전력 신호를 50옴으로 종단된 시스템 및 케이블로의 고효율 전송이 가능한 효과를 가진다.

도 1 및 도 2는 일반적인 고전압의 커넥터 헤드 부분을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 고전압의 커넥터의 단면도이다.
도 4는 도 3의 커넥터의 내직경과 외직경의 비에 따라 결정되는 임피던스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 커넥터의 내전극과 동축 케이블의 단선 내심의 조립도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 커넥터의 내직경과 외직경의 비에 따라 결정되는 임피던스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 케이블 유전체와 케이블의 중심 도체를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 케이블의 중심 도체와 커넥터의 커넥터 내전극 간의 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터에 대한 광대역 임피던스 정합 특징을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터를 네트워크 분석기를 이용하여 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서, 동축 케이블은 커넥터의 일측에 결합되고, 중심 도체(13), 돌출 중심 도체(12), 및 케이블 유전체(21, 22)를 포함한다.

중심 도체(13)는 원형(original shape)으로 형성되고, 단선 내심이라고 할 수도 있다. 여기서, 중심 도체(13)의 직경은 커넥터 내전극(10)의 일측에 형성된 천이 전극(14)의 끝단 외직경과 동일하다. 이는 커넥터의 커넥터 내전극(10)과의 결합 시 외직경의 단차가 생기지 않게 하여 종래 기술로 해결할 수 없는 고전압·광대역 주파수 임피던스 정합 성능을 동시에 가지도록 하기 위함이다. 즉, 종래 특허에서는 케이블의 중심 도체(13)와 커넥터의 중심 도체(즉, 커넥터 내전극)의 결합에 있어 중심 도체 간 단차에 의한 임피던스 부정합 특징이 발생하였는데, 본 발명의 실시예에서는 케이블 유전체 및 중심 도체에 원형 단차를 형성시키는 방법으로 커넥터의 중심 도체와 결합 시 외직경의 단차가 생기지 않게 하였다.

케이블 유전체(21, 22)는 중심 도체(13)의 외주면을 따라 형성된다. 케이블 유전체(21, 22)는 플라스틱 수지 재질의 절연물로 형성될 수 있다. 케이블 유전체(21)의 직경이 케이블 유전체(22)의 직경에 비해 작다. 케이블 유전체(21)는 절연 파괴를 막고 광대역 임피던스 정합 특징을 가지도록 길이 방향으로 원형 단차 가공되었다. 이에 의해, 케이블 유전체는 외표면이 단차지게 형성되었다고 할 수 있다. 케이블 유전체에 대해 두 개의 참조부호를 부여하였는데, 하나만을 부여하여도 무방하다.

한편, 도 6에는 도시하지 않았지만, 그물망 구조의 접지 금속인 외부 도체가 케이블 유전체(21, 22)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 도 6에서는 피복(40)이 케이블 유전체(21, 22)의 외주면을 따라 형성되는 것으로 하였는데, 보다 상세하게는 피복(40)은 외부 도체의 외주면을 따라 형성되는 것으로 이해하면 된다.

돌출 중심 도체(12)는 중심 도체(13)의 일측에서 중심 도체(13)에 대해 동축으로 돌출되고 케이블 유전체(21, 22)로부터 노출된다. 돌출 중심 도체(12)는 중심 도체(13)와 동일한 재질로 하여 일체로 구성될 수 있다. 중심 도체(13)와 돌출 중심 도체(12)는 서로 상이한 직경을 갖는다. 여기서, 돌출 중심 도체(12)는 표면에 나사선이 형성된다. 그에 따라, 돌출 중심 도체(12)가 커넥터의 커넥터 내전극과 나사결합되어 체결/분리된다. 나사선에 대해 별도의 도시를 하지 않았지만, 당업자라면 상술한 도 5 및 그에 대한 설명을 보면 쉽게 알 수 있다.

상술한 중심 도체(13)와 돌출 중심 도체(12)는 하나의 참조부호로 표현할 수도 있다.

도 6에서, 커넥터는 커넥터 내전극(10), 및 커넥터 유전체(20)를 포함한다.

커넥터 내전극(10)의 일측에는 천이 전극(14)이 형성된다. 커넥터 내전극(10)은 중심 도체(13)를 갖춘 고전압의 동축 케이블과 체결/분리된다. 천이 전극(14)은 케이블의 중심 도체(13)와의 조립을 위해 사용된다. 보다 상세하게는, 천이 전극(14)에는 나사탭이 형성되는데, 그 나사탭은 중심 도체(13)에서 돌출된 돌출 중심 도체(12)의 외주면에 형성된 나사선과 나사 결합을 한다. 그에 의해, 동축 케이블과 체결/분리될 수 있다. 나사탭에 대해 별도의 도시를 하지 않았지만, 당업자라면 상술한 도 5 및 그에 대한 설명을 보면 쉽게 알 수 있다.

한편, 천이 전극(14)의 끝단 외직경은 동축 케이블의 중심 도체(13)의 직경과 동일하다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 동축 케이블의 중심 도체와 결합 시 외직경의 단차가 생기지 않게 하여 종래 기술로 해결할 수 없는 고전압·광대역 주파수 임피던스 정합 성능을 동시에 가지도록 하기 위함이다.

커넥터 내전극(10)의 타측에는 십자형 또는 일자형의 홈(34)이 형성된다. 이는 나사선 결합 방식으로 케이블의 내심(즉, 중심 도체(13))와 커넥터 내전극(10)을 조립함에 있어서 커넥터 내전극(10)을 단순히 회전시킴으로써 케이블과 커넥터를 체결할 수 있도록 하기 위함이다. 고전압의 동축 케이블의 교체 또는 커넥터의 교체가 필요할 때는 조립의 역순서로 홈(34)을 반시계 방향으로 돌려 나사선 결합을 해체시켜 분리할 수 있으며, 상기의 과정을 반복적으로 하더라도 나사선 손상이 없는 한 영구적으로 교체 및 사용할 수 있다.

커넥터 유전체(20)는 커넥터 내전극(10)의 외주면을 따라 형성된다. 커넥터 유전체(20)는 플라스틱 수지 재질의 절연물이다.

또한, 커넥터 유전체(20)의 일측에는 다른 커넥터와의 결합을 위한 결합부(32)가 기 설정된 깊이의 주름모양으로 형성된다. 결합부(32)는 볼록 형상의 주름으로 형성되어 다른 커넥터와 결합될 수 있다. 즉, 커넥터 유전체(20)는 수십 kV 이상의 절연 성능 확보를 위해, 커넥터 유전체(20)의 표면을 일정 깊이 만큼 주름 처리하여 절연 파괴 경로상의 유전체 표면 길이를 늘려줌으로써 고전압 펄스 신호에 대해 절연 파괴를 막을 수 있다. 다시 말해서, 결합부(32) 방향으로 커넥터 유전체(20)의 표면 길이를 확장시켰다고 볼 수 있다.

동축 50옴 특성 임피던스가 유지되도록 상기의 수학식 2에 따라 선형적으로 동축 내전극 및 유전체의 직경을 증가시킬 수 있다. 즉, 커넥터 유전체(20)의 직경은 커넥터 내전극(10)의 직경 증가에 따라 선형적으로 증가시킬 수 있다.

한편, 커넥터 유전체(20)는 커넥터 하우징(30)에 의해 감싸여진다. 커넥터 하우징(30)은 커넥터를 조립하기 위한 와셔링(11), 및 고정용 기구물 와셔(31)를 포함한다.

와셔링(11)은 링 형상으로 형성되어 커넥터 유전체(20)를 지지한다.

와셔(31)는 고전압의 동축 케이블을 감싸고, 고전압의 동축 케이블과 커넥터를 상호 고정시킨다. 와셔(31)는 원형 금속관 모양의 형태를 가진다.

상술한 도 6에서와 같은 구조에 의해, 수십 kV의 첨두 전압, GHz 이상의 고전압 고주파 초광대역 신호를 50옴 또는 특정 임피던스를 가진 케이블로 전달할 수 있다. 상술한 도 6의 구조는 고전압 초광대역 펄스 또는 고주파 고전력 초광대역 신호의 고효율 전송이 가능한 동축 케이블 커넥터 장치라고 할 수 있다.

도 7은 도 6의 커넥터의 내직경과 외직경의 비에 따라 결정되는 임피던스를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예를 종래 기술과 비교하여 보면, 종래 기술(도 4 참조)에서는 커넥터 내전극의 내직경이 11 mm이고 커넥터 유전체의 외직경이 37mm로 되는 위치에서 커넥터 내전극의 내직경이 2.7 mm이고 커넥터 유전체의 외직경이 9.4mm로 되는 위치까지의 임피던스 변화의 폭이 컸다고 할 수 있다. 즉, 종래 기술에서는 최소 50.4옴에서 최대 94.5옴까지의 임피던스 변화가 있었다.

그러나, 본 발명의 실시예는 종래 기술과 같이 커넥터 내전극의 내직경이 11 mm이고 커넥터 유전체의 외직경이 37mm로 되는 위치에서 커넥터 내전극의 내직경이 2.7 mm이고 커넥터 유전체의 외직경이 9.4mm로 되는 위치로까지 측정해 보더라도, 최소 50.4옴에서 최대 51.8옴까지의 임피던스 변화가 있었다.

이와 같이, 본 발명의 실시예와 같은 구조에 따르면 종래 기술에 비해 임피던스의 변화의 폭이 매우 작게 되어 임피던스 정합 성능이 우수해짐을 알 수 있다.

도 8은 도 6에 도시된 케이블 유전체와 케이블의 중심 도체를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 6에 도시된 케이블의 중심 도체와 커넥터의 중심 도체(즉, 커넥터 내전극) 간의 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8 및 도 9는 전압·고주파·초광대역 특징을 동시에 만족하도록 구성된 구조를 설명하기 위한 도면으로 볼 수 있다.

도 8의 형상을 구현하기 위해서는 두 단계의 원형 단차 가공이 필요하다. 도 8에서는 참조부호 21, 22를 케이블 유전체라고 하고, 참조부호 12, 13을 동축 케이블의 중심 도체라고 한다. 제 1 단계로, 케이블 유전체의 직경을 원형 A-A'에서 B-B'이 되도록 원형 단차 가공하고, 제 2 단계로 케이블의 중심 도체의 직경을 원형 C-C'에서 D-D'이 되도록 원형 단차 가공한다. 원형 단차 가공된 중심 도체(D-D')의 표면은 다이싱 방법으로 나사선을 형성시킨다.

도 9에서는, 커넥터 내전극(10)의 천이 전극(14) 끝의 직경이 케이블의 중심 도체(13)의 원형 직경(C-C')과 같게 제작하여 길이 방향으로 볼 때 중심 도체의 직경에 어떠한 굴곡도 생기지 않게 하였음을 보여준다. 즉, 종래 기술에서는 동축 케이블 커넥터의 끝단의 직경이 동축 케이블의 중심 도체의 외직경보다 크게 조립되었으나, 본 발명의 실시예에서는 커넥터 내전극의 끝단의 직경과 케이블의 중심 도체의 외직경이 동일하게 조립되었음을 알 수 있다.

도 8에서 동축 케이블의 중심 도체를 원형 단차 가공하여 D-D'의 직경으로 가공하는 것은 도 9의 조립 구조에서 커넥터의 커넥터 내전극의 내부로 삽입형으로 조립되기 위해서는 천이 전극(14)의 끝 부분에 일정 길이의 여유가 있어야 하기 때문이다. 도 8에서 B-B'의 직경으로 케이블 유전체를 가공하는 것은 중심 도체에 걸리는 수십 kV 이상의 고전압 신호가 케이블 접지로 바로 나가지 못하고 길이 방향을 따라 감쇠되도록 하기 위함이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터에 대한 광대역 임피던스 정합 특징을 설명하기 위한 그래프이다.

도 10은 도 6 내지 도 9에 제시된 구조를 상용 전자파 해석 도구(CST사, Microwave Studio)를 사용하여 광대역 임피던스 정합 특징을 확인한 결과를 나타낸 것으로서, 임피던스 변화가 50옴을 기준으로 최대 45옴까지 10% 이내로 동작할 수 있음을 보여준다.

도 11은 도 6 내지 도 9에 제시된 구조를 상용 전자파 해석 도구(CST사, Microwave Studio)를 사용하여 광대역 임피던스 정합 특징을 확인한 결과를 나타낸 것으로서, 소신호(small-signal) 임피던스 정합 특징은 DC ~ 8GHz 이상에서 -15dB의 이상을 만족할 수 있음을 보여준다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 동축 케이블 및 커넥터를 네트워크 분석기를 이용하여 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 12에서, DC ~ 10 GHz의 초광대역 주파수에서 50옴을 기준으로 -15dB 이하의 반사 손실을 가짐을 보여준다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 커넥터 내전극 11 : 와셔링
12 ; 돌출 중심 도체 13 : 중심 도체
14 : 천이 전극 20 : 커넥터 유전체
21, 22 : 케이블 유전체 30 : 커넥터 하우징
31 : 와셔 32 : 결합부
34 : 홈 40 : 피복

Claims

중심 도체;
상기 중심 도체의 외주면을 따라 형성되되, 외표면이 단차지게 형성된 케이블 유전체; 및
상기 중심 도체의 일측에서 돌출되고 상기 케이블 유전체로부터 노출되는 돌출 중심 도체;를 포함하고,
상기 중심 도체의 직경은 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극의 끝단 외직경과 동일한 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
청구항 1에 있어서,
상기 중심 도체와 상기 돌출 중심 도체는 서로 상이한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
청구항 1에 있어서,
상기 돌출 중심 도체의 외주면에는 나사선이 형성되고,
상기 커넥터 내전극의 일측에 형성된 천이 전극에는 상기 나사선에 대응되는 나사탭이 형성되어,
상기 나사선과 상기 나사탭의 나사 결합에 의해 상기 커넥터 내전극과 체결/분리되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제