KR19990014244A - 고주파 신호의 전달, 방사 및 수신을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

고주파 신호의 전달, 방사 및 수신을 위한 장치가 제안된다. 이는 송수신 장치(3)가 접속되고 전자기파의 흐름에 적합한 적어도 하나의 고주파 부품(1) 및 자체 평행하게 연장하는 제1 신호 케이블(5)로 구성되는 시스템으로 형성된다. 시스템 작동의 안정성을 증대하기 위해, 제2 신호 케이블(6)은 고주파 부품(1)에 평행하게 하고 제1 신호 케이블과는 실질적으로는 이격 공간을 마련하도록 배열되고, 또한 송수신 장치(3)와 접속되어 있다. 양측 신호 케이블(5, 6)은, 한편의 신호 케이블(6)이 모든 짝수의 연결 지점(K2-Kn)과, 다른 한편의 신호 케이블(5)이 모든 홀수의 연결 지점(K1 내지 Kn±1)과 접속되도록 송수신 장치(3)로부터 계속해서 연결 지점(K1-Kn)에서 교대로 고주파 부품(1)에 접속된다. 이로 인해, 신호 케이블은 치명적인 손실을 방지하는 것이 특징이다.

Description

고주파 신호의 전달, 방사 및 수신을 위한 장치

본 발명은 고주파 신호의 전달, 방사 및 수신을 위한 장치에 관한 것으로, 송수신 장치에 접속되고 전자기파의 흐름에 적합한 적어도 하나의 고주파 부품 및 자체 평행하게 연장하는 제1 신호 케이블로 구성되는 시스템으로 형성되어 있으며, 이 때 신호 케이블은 모든 경우에 있어서 이격 배열된 연결 지점에서 고주파 신호의 흐름에 적합한 방식으로 고주파 부품과 접속된다(터널 통제 및 통신에 관한 제1차 국제 협의회 회의록, 1994년 11월 28일-30일, 181-192쪽).

이와 같은 배열은 예를들어 지정 기지국과 이동 지역의 기지국 사이에 소기의 통신 접속을 목적으로 하는 이동 통신 시스템의 범주에서 사용된다. 예를들어, 사용 특수 지역으로 터널 구간을 들 수 있는데, 이 구간에서는 무선 통신이 사용될 수 없거나 단지 제한적으로만 사용 가능하다. 이런 배열 장치에서 고주파 부품으로서는 예를들어 이하 AHF 케이블로 명명된 방사 고주파 케이블이 사용된다. AHF 케이블은 일체로 실현될 수 있지만 또한 단면상 분할된 것일 수도 있다. 그러나, 고주파 부품은 서로 이격 배열된 빔 안테나로 구성된 일명 연쇄 방사체일 수도 있다. 이하에서, 또 다른 실시예로서 마찬가지로 AHF 케이블이 고려된다.

AHF 케이블의 방사 특성 때문에 각 지점에서 AHF 케이블 자체의 고주파(HF) 에너지가 그에 적합한 안테나에 의해 수신되거나 AHF 케이블 자체 내로 접속된다. 이러한 외부 도선의 구성 때문에 HF 신호는 물론 상당히 감쇠된다. 이 때, 긴 터널 구간에서는 전체 전달 구간을 따라 HF 신호의 완벽한 수신을 보장하는 임시 증폭기를 AHF 케이블 내에 설치해야 한다.

서두에 언급한 ... 회의록이라는 인쇄물에 따른 공지된 배열에서는 이와같은 임시 증폭기가 필요없다. 이 명세서에서 언급하는 AHF 케이블은 길이 방향으로 서로 나란히 배열되는 단면에 의해 구별된다.

AHF 케이블의 단면은 이격되어 한 쌍으로 광케이블로서 실현된 신호 케이블에 접속되고, 더욱이 전기/광학 변환기의 절환 스위치 하에서 접속된다. 연결 지점에는 HF 신호의 송신 및 수신이 모든 경우에 있어서 양쪽에 접속되는 AHF 케이블의 단면을 따라 보장되는 또 다른 증폭기가 설치된다. 이러한 공지된 배열에서는 전달 구간 내에 수많은 개별 부품이 필요하고 특히 동적인 구성 부품이 수없이 필요하다. 개별 부품의 손상 및 구성 부품의 손실은 신호 전달의 민감한 장애를 초래한다. 신호 전달은 신호 케이블이 손상 내지 둘로 절단되거나 또는 송수신 장치가 고장 나면 완전히 중단된다.

본 발명의 목적은 서두의 표제와 같은 장치를 형성하여 시스템이 신호 케이블의 손상시에도 작동 가능하도록 하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 도면.

도2는 도1에 따른 장치를 보강한 형태로서 도식적으로 도시한 도면.

도3은 도2에 따른 장치를 전향시켜 본 실시예의 형태.

도4는 도3에 따른 장치의 개별 부품의 확대도.

도5는 도2 내지 도3에 따른 장치의 단면을 부분 축소한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : AHF 케이블(방사 고주파 케이블)

2 : 신호 시스템

3 : 송수신 장치

4 : 안테나

5, 6 : LWL 케이블(광파도체 케이블)

7 : 절환 부재

8, 9 : (절환 부재의) 수신기

10 : 산출 평가 유닛

11 : 스위치

12, 13 : 빔 안테나

본 발명의 목적은 다음에 의해 해결된다.

AHF 케이블에 평행하고 제1 신호 케이블에 실질적으로 이격되도록 제2 신호 케이블을 배열하고, 또한 송수신 장치와 접속되도록 배열한다.

또한, 한쪽 케이블은 짝수의 모든 연결 지점에 그리고 다른쪽 케이블은 홀수의 모든 연결 지점에 접속되게 송수신 장치로부터 계속해서 양측의 신호 케이블이 교대로 AHF 케이블에 접속된다.

이러한 배열에서 신호 정보는 모든 경우에 있어서 손실이 적은 상태로 양측의 신호 케이블을 거쳐 전달된다. 송신기로부터 발신하는 정보는 조정력을 갖고 있는 연결 지점에서 AHF 케이블로 송출됨으로써, AHF 케이블을 따라 지속적인 HF 신호가 매우 높은 고주파 수준으로 수신될 수 있다. 이로써, 전달 도달폭은 전달 구간의 이행 과정에서 AHF 케이블과 양측의 신호 케이블 사이의 연결 지점의 수가 수없이 존재해도 임시 증폭기를 사용하지 않고도 실질적으로 상승될 수 있다. 이 모든 것들은 AHF 케이블로 송출된 차량 또는 휴대 통신 기구의 HF 신호에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

제1 신호 케이블로부터 간격을 충분히 한 제2 신호 케이블을 통해서 전달 구간에서는 정상적으로 작동하는 것이 더욱 확실해 질 것이다. 신호 케이블 중 하나가 손상되거나 파손되어도 AHF 케이블은 또 다른 신호 케이블을 거쳐 계속해서 송수신 장치에 접속되기 때문에 시스템에서 정상적인 작동 기능이 가능하게 된다. 이처럼 안전성을 높여주는 일은 매우 용이한 방식으로 이루어진다. 즉, 양측의 신호 케이블 각각은 두번째 연결 지점 마다 지속적으로 접속된다. 이 때, 기구의 비용 및 연결 지점의 설치에는 변함이 없다. 단지 제2의 신호 케이블 하나가 더 필요할 뿐이다.

양측의 신호 케이블 각각은 신호 케이블에 배열된 연결 지점과 상호 작용하면서 AHF 케이블에, 특히 양측의 전달 방향으로 제공한다. 이 때, (양측의 신호 케이블이 정상적으로 기능을 하면) 서로 상이한 2개의 연결 지점으로부터 AHF 케이블의 각각의 부분 구간으로 송출된다. 또 다른 전달 방향에서는 AHF 케이블에서 수신된 신호가 마찬가지로 AHF 케이블의 해당 부분 구간을 제한하는 2개의 연결 지점으로 흐른다.

연결 지점 사이의 간격을 적절하게 할당할 경우에는 신호 케이블 중 하나가 손실될 때에도 정상 작동이 가능한 연결 지점으로부터 AHF 케이블의 부분 구간을제공 받는 것이 보장된다. 즉, AHF 케이블의 부분 구간을 위한 신호가 모든 경우에 있어서 단지 하나의 연결 지점으로부터 송출되어 이러한 부분 구간을 따라 수신 주파수의 수준이 전체 길이에 대해 충분히 높다는 사실이다. 다른 한편으로는 AHF 케이블로부터 수신된 신호가 AHF 케이블 자체로부터 손실이 적게 일어나 이 신호가 각각의 연결 지점 마다 상당히 높은 주파수 수준으로 된다.

AHF 케이블이 공지된 방식에 따라 길이 방향으로 나란히 연속 배열되는 단면으로 분할될 경우에, 각각의 단면에는 연결 지점이 배열된다. AHF 케이블은 예를들어 상호 간섭을 확실하게 피하기 위해 분할을 취할 수 있다. 신호 케이블 내지 송수신 장치에 속한 부분의 손실의 경우에, 단면은 자동적으로 관통할 수 있는 접속이 보장되어야 한다. 이에 대해, 독일 특허 출원 제195 03 744 A1호에 부합되게 예를들어 송수신 장치의 파일럿 신호를 거쳐 조정될 수 있도록 한 스위치를 설치한 부품이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있다.

터널(T)에 배열된 개별 부품이 없는 전달 구간의 기본적인 설치 구성을 나타내는 도1에 도시된 장치의 경우에, AHF 케이블(1)과, AHF 케이블 자체에 대해 평행하게 흐르는 신호 시스템(2)이 송신기(S) 및 수신기(E)를 제공하고 안테나(4)가 갖춰질 수 있는 송수신 장치(3)에 접속된다. 도2에 따르면, 신호 시스템(2)은 HF 신호의 전달시 손실을 적게하는 2개의 신호 케이블(5, 6)로 구성되어 있다.

신호 케이블(5, 6)은 모든 경우에 있어서 광파도체(LWL)를 갖는 광케이블, 밀폐된 외부 도체를 갖는 동축의 HF 케이블이나 또는 기본 주파수 대역용 전화 케이블이 또한 될 수 있다. 모든 경우에, HF 신호는 손실이 적은 상태로 신호 케이블(5, 6)을 거쳐 전달된다. LWL 케이블의 사용시, 전기/광학 변환기는 AHF 케이블(1)과 신호 케이블(5, 6) 사이의 연결 지점에서 절환 작동된다. 이는 HF 케이블이나 또는 신호 케이블(5, 6)로서 전화 케이블을 사용할 경우에는 해당되지 않는다. 이하에서는 신호 케이블(5, 6)이라는 표기 대신에 LWL 케이블(5, 6)이라는 표기로 사용되는데, 마찬가지로 동축의 HF 케이블 내지 전화 케이블로 대체 사용할 만 하다. 양측의 LWL 케이블(5, 6)은 특히 바람직하게는 서로 분리시켜 송수신 장치(3)에 접속된다. 이런 배열 장치는 전체를 쌍방향 통신으로 제공하도록 설계된다.

양측의 LWL 케이블(5, 6)은 K1에서 Kn까지의 연결 지점에서 AHF 케이블(1)과, 특히 HF 신호의 흐름에 적절한 방식으로 접속된다. 이 때, n은 짝수인 정수이다. K1에서 Kn까지의 연결 지점에는 도시하지 않았지만 공지된 전기/광학 변환기가 있다. 이런 방식으로 HF 신호가 송수신 장치(3)로부터 AHF 케이블(1)을 따라 이동 차량이나 또는 휴대 가능한 통신 기구의 안테나로 전파되고 역으로도 가능하다.

AHF 케이블(1) 및 2개의 LWL 케이블(5, 6)은 목적한대로 공간적으로 서로 분리 위치시킨다. 모든 경우에 있어서, 양측의 LWL 케이블(5, 6)은 서로 공간적으로 큰 간격을 갖고 있다. 이는 서로 대향하고 있는 터널의 양쪽 벽에 유리하다. 또한, 2개 이상의 터널관을 갖는 터널 구간의 경우에는 LWL 케이블(5, 6)이 서로 상이한 터널관으로 제작될 수 있다. 그럴 경우에, 안전성은 더욱 커져 양측의 LWL 케이블(5, 6)이 동시에 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 장치의 정상 작동은 LWL 케이블 중 하나(5 또는 6)가 손상될 경우에도 보장된다. HF 신호는 그 때 마다 나머지 다른 LWL 케이블(5 또는 6)에서 흐른다.

이를 가능하도록 하기 위해 양측의 LWL 케이블(5, 6)은 연결 지점(K1 내지 Kn)에서 AHF 케이블(1)과 접속되고, 특히 도2에 일치되게 한다. LWL 케이블(5)은 홀수의 연결 지점(K1, K3, ... , Kn±1)에서 AHF 케이블(1)과 접속된다. LWL 케이블(6)에 대해서는 짝수의 연결 지점(K2, K4, K6, ... , Kn)이 제공된다. 도2에 일치되게 송수신 장치(3)에서 계속해서 수를 세어 나간다. 연결 지점(K1 내지 Kn)의 설치 구성은 단지 하나의 LWL 케이블만을 갖는 장치에서도 변함이 없다. 그러므로, 장치의 안전성을 높여 주기 위해서는 단지 제2의 LWL 케이블이 더 필요한 것이다.

도2에 따른 장치는 예를들어 다음과 같이 작동한다.

송수신 장치(3)의 송신기(S)로부터 발신하는 HF 신호는 연결 지점(K1 내지 Kn)에서 전기/광학 변환기의 절환 작동하에 LWL 케이블(5, 6)에서 AHF 케이블(1)로 흘러 들어간다. 그리고나서, HF 신호는 AHF 케이블(1)을 따라 해당 안테나에 의해 수신될 수 있다. 차량이나 또는 통신 기구로부터 AHF 케이블(1)로 흘러 들어간 HF 신호가 연결 지점(K1 내지 Kn)에서 변환기를 거쳐 LWL 케이블(5, 6)로 접속되고 LWL 케이블 자체로부터 손실을 적게하면서 송수신 장치(3)의 수신기(E)로 전파된다. 변환기 이외에, 연결 지점(K1 내지 Kn)에는 양 전파 방향의 서로 상이한 주파수를 분리하기 위해 필터를 구비한 쌍방향 작용의 증폭기도 제공된다.

예를들어 LWL 케이블(5)이나 또는 그에 상응하는 송수신 장치(3)의 해당 부분이 빠져 있으면, 장치의 정상적인 작동은 LWL 케이블(6)을 통해서 지탱될 것이다. 송수신 장치(3)로부터 발신하는 HF 신호는 현재 짝수의 연결 지점(K2 내지 Kn)에 의해서만도 AHF 케이블(1) 내로 흘러 들어 간다. 그러나, 그것이 적절한 크기라면 AHF 케이블(1)을 따라 상당히 높은 수신 주파수의 수준을 보장하는 데에는 충분하다. 또한, AHF 케이블(1)로 흘러 들어간 HF 신호가 송수신 장치(3)에 도달되는 것이 보장된다.

장치를 설계하는데 있어서, 도3에 따른 AHF 케이블(1)은 마찬가지로 길이 방향으로 서로 나란히 배열된 단면(A)으로 분할될 수 있다. 모든 단면(A)은 연결 지점(K1 내지 Kn) 중 하나를 특히 바람직하게는 대칭적으로 형성한다. 단면(A) 사이에는 마찬가지로 단면(A)이 관통될 수 있게 접속될 수 있는 절환 부재(7)가 배열되어 있다. 이는 LWL 케이블(5, 6) 중 하나가 빠져 있을 경우에 필요하다. 이러한 장치의 설치 구성은 기본적으로는 독일 특허 출원 제195 03 744 A1호에 공지되어 있다.

도4에 따르면, 절환 부재(7)는 2개의 수신기(8, 9)와, 적어도 하나의 산출 평가 유닛(10)과, 스위치(11)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 각각의 수신기(8, 9)에는 산출 평가 유닛(10)이 배열되어 있다. 수신기(8, 9)는 송수신 장치(3)의 송신기(S)로부터 끊임없이 일정하게 LWL 케이블(5, 6)로 들어 가는 파일럿 신호를 수신하는 데 사용한다. 통상적으로는 수신기가 중요하다. 수신기(8, 9)의 출력 신호는 해당 산출 평가 유닛(10)으로부터 평가 처리된다. 이 때, 산출 평가 유닛(10)은 결정 부재 및 논리 부재가 설치되어 있다. 기계적이거나 또는 전자적인 스위치(11)로서 실현될 수 있는 스위치(11)가 개방되면 장치는 어떤 작용을 일으키는 소리도 내지 않는다. 그렇게 되면, AHF 케이블(1)의 인접한 단면은 도전성 상호 접속이 이루어지지 않는다.

파일럿 신호가 LWL 케이블 중 하나(5 또는 6) 또는 그에 상응하는 송수신 장치(3)의 해당 부분이 빠져 절환 부재(7)의 수신기(8 또는 9)에 더 이상 도달되지 않을 경우, 해당 산출 평가 유닛(10)은 이를 감지하게 된다. 그리고나면, AHF 케이블(1)의 해당 단면으로부터 이젠 어떤 HF 신호도 수신되지 않게 되며, 마찬가지로 이 HF 신호는 계속 흐를 수 없게 된다. 그 다음, 산출 평가 유닛(10)을 통해 즉시 스위치(11)가 닫혀짐으로써 모든 경우에 있어서 절환 부재(7)로 접속되는 AHF 케이블(1)의 양측의 단면 사이에는 도전성 접속이 형성된다. 다음으로 장치는 상술한 바와 같이 계속해서 완전히 정상적으로 작동할 수 있게 된다.

도5에 따른 장치의 실시예에서는 AHF 케이블(1) 내지 단면(A) 대신에 빔 안테나(12, 13)로 대체 사용될 수 있다. 2개의 빔 안테나(12, 13) 각각은 교대로 지속적으로 LWL 케이블(5, 6)에 접속된다. 이러한 장치의 작동 방식은 도3에 따른 장치와 마찬가지로 동일하다. 물론, 이런 실시예에서는 어떤 절환 부재(7)도 필요치 않다.

공지된 배열에서는 개별 부품의 손상 및 구성 부품의 손실이 일어날 경우 신호 전달에 민감한 장애를 초래하게 되는데, 신호 케이블이 손상 내지 둘로 절단되거나 또는 송수신 장치가 고장 나면 신호 전달은 완전히 중단된다. 본 발명은, 이러한 단점을 극복할 수 있는 본 발명에 따른 장치를 형성하여 시스템이 신호 케이블의 손상시에도 작동 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 송수신 장치에 접속되고 전자기파의 흐름에 적합한 적어도 하나의 고주파 부품 및 자체 평행하게 연장하는 제1 신호 케이블로 구성되는 시스템으로 형성되어 있으며, 신호 케이블은 모든 경우에 있어서 이격 배열된 연결 지점에서 고주파 신호의 흐름에 적합한 방식으로 고주파 부품과 접속되는, 고주파 신호의 전달 및 방사 그리고 수신을 위한 장치에 있어서,

   고주파 부품에 평행하고 제1 신호 케이블(5)에 실질적으로 이격되도록 제2 신호 케이블(6)을 배열하고, 또한 송수신 장치(3)와 접속되도록 배열하며,

   한쪽 케이블(6)은 짝수의 모든 연결 지점(K2-Kn)에 그리고 다른쪽 케이블(5)은 홀수의 모든 연결 지점(K1 내지 Kn±1)에 접속되게 송수신 장치로부터 계속해서 양측의 신호 케이블(5, 6)이 교대로 고주파 부품에 접속된 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 고주파 부품은 방사 고주파 케이블(1)로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 고주파 부품은 길이 방향으로 서로 나란히 배열되는 방사 고주파 케이블(1)의 단면(A)으로 형성되고 각각의 단면(A)에는 연결 지점이 있고, 2개의 단면(A) 사이 마다 경우에 따라서는 전달 통로들의 소정의 접속을 위해 절환 부재(7)가 배열된 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서, 고주파 부품은 서로 이격 배열된 빔 안테나(12, 13)로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 터널 구간에서의 시스템 사용의 경우 양측 신호 케이블(5, 6)이 서로 대향하는 터널벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 평행하게 연장하는 2개 이상의 터널관의 경우 양측의 신호 케이블(5, 6)이 서로 상이한 여러 가지의 터널관에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 케이블(5, 6)로서 광케이블이 사용된 것을 특징으로 하는 장치.