KR20030049501A - 테이퍼 형태의 동축 케이블 및 이를 채용한 광통신 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심 도체와, 상기 중심 도체를 감싸는 절연물과, 상기 절연물을 감싸는 외부 도체와, 상기 외부 도체를 감싸는 절연 외피로 구성되는 동축 케이블로서, 상기 동축 케이블은 그 양끝에서 서로 다른 임피던스 값을 갖는다. 따라서, 신호 전송로 양단 간의 임피던스 불일치에 기인한 반사 손실을 최소화할 수 있으며, 광통신 모듈의 고주파 신호 전송 특성이 향상된다.

Description

테이퍼 형태의 동축 케이블 및 이를 채용한 광통신 모듈{Taper-typed coaxial cable and optical communication module adopting the same}

본 발명은 테이퍼 형태의 동축 케이블 및 이를 채용한 광통신 모듈에 관한 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 고주파 신호의 전송은 일반적으로, 1개의 도선으로 된 중심 도체와, 상기 중심 도체를 감싸는 예컨대 테플론이나 혹은 페놀 수지 등의 절연물과, 상기 절연물을 감싸는 그물 모양의 외부 도체와, 상기 절연 외피로 이루어진 동축 케이블이 사용된다. 동축 케이블의 특성 임피던스는 상기 중심 도체의 직경과 외부 도체의 내경 및 그 사이의 절연물의 유전율로 결정된다.

도 1은 미국 특허 제4,309,717호에 개시된 발명으로, 동축 케이블(22)이 광검출 하우징(10)에 이용되고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 특허 '717호는 동축 케이블(22)의 중심 도체(23) 상에 광 검출기(34)가 직접 장착되고, RF 주파수의 낮은 임피던스의 전기적 접속을 제공하기 위한 복수 개의 커패시터(40)들이 구비되어 있다. 따라서, 광이 캡(50)의 윈도우(54)를 통해 하우징(10)으로 들어오며, 이 광은 광 검출기(34)에 의해 전기 신호로 변환되어 동축 케이블(22)로 전달되게 된다. 이러한 구조에 대하여 상기 특허 '717호의 4 컬럼 52줄 내지 53줄에는 약 2 내지 4 GHz의 주파수 응답 특성을 갖는다고 기재되어 있다.

상기 특허 '717호는 동축 케이블(22)을 이용하여 소정의 주파수 응답 특성을 얻을 수 있었지만, 광 소자와 광 소자 제어부 간의 임피던스의 불일치에 기인한 반사 손실을 전혀 고려하지 않고 있다. 즉, 동축 케이블(22)의 일단과 광 검출기(34)의 결합 부위의 임피던스와, 상기 동축 케이블(22)의 타단과 예컨대 광 검출기(34)를 제어하기 위한 고주파 신호를 제공하는 광소자 제어부(도시하지 않았음)의 결합 부위의 임피던스는 서로 일치하지 않게 된다. 다시 말하면, 레이저 다이오드 혹은 표면 발광 레이저의 경우의 임피던스는 각각 약 40Ω이 되지만, 제어부의 경우에는 약 50Ω이 된다.

따라서, 상기 특허 '717호는 동축 케이블 양 끝단 간의 전술한 임피던스의 불일치에 대해서는 전혀 고려하지 않고 있기 때문에, 예컨대 10GHz 이상의 고주파 전송은 불가능하다.

본 발명의 목적은 신호 전송로 양단 간의 임피던스 불일치에 기인한 반사 손실을 최소화할 수 있는 동축 케이블을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고주파 신호 전송 특성이 향상된 광통신 모듈을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 동축 케이블을 채용한 광검출 하우징을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양끝에서 서로 다른 임피던스 값을 갖는 동축 케이블을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동축 케이블을 채용한 TO-CAN을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

100 : 외부 도체

102 : 절연물

104 : 중심 도체

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 특징에 의하면, 중심 도체와, 상기 중심 도체를 감싸는 절연물과, 상기 절연물을 감싸는 외부 도체와, 상기 외부 도체를 감싸는 절연 외피로 구성되는 동축 케이블에 있어서, 상기 동축 케이블은 그 양끝에서 서로 다른 임피던스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 동축 케이블이 제공된다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양끝에서 서로 다른 임피던스 값을 갖는 동축 케이블을 나타낸다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 동축 케이블은 그 길이 방향으로 서로 다른 두께로 연장되어 있다. 즉, 동축 케이블의 제1단(A)의 직경은 제2단(B)의 직경 보다 크게 형성함으로써 각기 다른 임피던스 값을 갖게 된다. 특성 임피던스 값은 중심 도체(104)의 구경 또는 외부 도체(100)의 구경의 크기가 커질 수록 증가하게 된다. 또 절연물(102)의 유전율을 변화시킴으로서 특성 임피던스 값을 조절할 수 있다.

예컨대, 제1단(A)이 40Ω의 특성 임피던스 값을 갖는 레이저 다이오드와 결합하게 되고, 제2단(B)이 상기 레이저 다이오드를 제어하기 위한 구동 신호를 발생하는 50Ω의 특성 임피던스 값을 갖는 제어부와 결합하게 될 경우, 제1단(A)으로부터 제2단(B)으로 각각의 특성 임피던스에 알맞는 두께로 커지게 형성한다든가 혹은 각각의 특성 임피던스에 알맞는 절연물의 유전율을 변화시키면 된다. 이와 같이, 별도의 회로나 부품없이 동축 케이블 자체만으로도 양 끝단의 임피던스 일치가 이루어진다.

위에 언급한 테이퍼 형태의 동축 케이블은 예컨대, 금속 인젝션 성형법(Metal Injection Molding method) 또는 글래스/유전체 실링법 또는 저온 소성 세라믹 제법(Low Temperature Cofired Ceramic method)과 같은 여러 가지의 제법으로 제조될 수 있다.

금속 인젝션 성형법은 설계의 자유도가 높고, 기계 가공과 정밀 단조 부품 제조 시에 비용 절감의 효과가 크다. 상기 금속 인젝션 성형법은 금속 분말을 플라스틱과 왁스의 혼합물을 구성하는 결합제에 부유시킨 후, 용융 공정을 거쳐 높은 압력으로 주형에 분사시킴으로써 이루어진다. 본 발명의 테이퍼 형태의 동축 케이블을 제조하기 위해서는 중심 도체 또는 외부 도체 중에서 적어도 하나의 도체를 형성하기 위한 주형을 테이퍼 형태로 제작함으로써 용이하게 구현될 수 있다.

글래스/유전체 실링법 또는 저온 소성 세라믹 제법은 동축 케이블의 유전체의 유전율을 변화시키면서 동축 케이블을 제조하는데 유익하게 이용될 수 있을 것이다. 예컨대, 글래스 등의 유전체의 유전율이 다르도록 적합한 혼합 비율로서 동축 케이블 내에 실링시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 테이퍼 형태의 동축 케이블을 광통신 모듈 중 하나인 TO-CAN에 적용한 것이다. 인용부호 112 부위에는 레이저 다이오드와 같은 예컨대, 40Ω의 광 소자가 실장될 것이며, 이 광 소자는 A 부위인 40Ω으로 설정된 본 발명의 테이퍼 형태의 동축 케이블의 중심 도체(104)와 와이어로 연결된다. 또, 상기 광 소자를 제어하기 위한 예컨대, 50Ω의 제어부(도시하지 않았음)는 B 부위인 50Ω으로 설정된 본 발명의 테이퍼 형태의 동축 케이블의 중심 도체와 연결된다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 동축 케이블은 테이퍼 형상에 의해 그 양끝의 임피던스가 다르기 때문에 위의 TO-CAN에서와 같이 동축 케이블 자체만으로 임피던스 정합이 가능하게 된다.

전술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지의 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니며, 특허 청구 범위와 이 특허 청구 범위의 균등한 것에 의하여 정해져야 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 신호 전송로 양단 간의 임피던스 불일치에 기인한 반사 손실을 최소화할 수 있으며, 광통신 모듈의 고주파 신호 전송 특성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 중심 도체와,

   상기 중심 도체를 감싸는 절연물과,

   상기 절연물을 감싸는 외부 도체와,

   상기 외부 도체를 감싸는 절연 외피로 구성되는 동축 케이블에 있어서,

   상기 동축 케이블은 그 양끝에서 서로 다른 임피던스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
2. 제1항에 있어서,

   상기 동축 케이블은 그 양끝의 구경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
3. 제1항에 있어서,

   상기 동축 케이블은 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
4. 제1항에 있어서, 상기 중심 도체 또는 상기 외부 도체 중 적어도 하나가 길이 방향으로 그 내경이 변화되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
5. 제1항에 있어서, 상기 절연물의 유전율 분포가 길이 방향으로 변화되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
6. 소정 소자에 대한 신호 전송 라인으로서 상기 제1항의 동축 케이블이 이용되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.