KR20050050699A - 커넥터 연결 후 정,역회전이 가능한 동축 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 전송 선로용 동축 커넥터(coaxial connector)에 있어서, 암,수 나사 체결 방식으로 접합하는 일반적인 숫 동축커넥터의 하우징(coupling nut) 내부에 턱을 부여하고 또한 숫 동축커넥터의 몸체에는 고무링과 와셔를 추가함으로써 동축커넥터간 연결 후 정,역회전을 하더라도 풀리지 않고, 전기적 특성이 변하지 않는 동축커넥터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하우징은 종래의 나사체결방식의 숫 동축커넥터의 구조와 같이 체결을 위한 나사산이 내부에 형성 되어 있고 C 형의 spring ring 이 끼워지는 홈이 형성되고 하우징(coupling nut) 내부에 턱을 부여함으로써 그 턱이 암 동축커넥터의 외관과 맞닿을 때 그 마찰력으로 인해 암 동축커넥터가 고정이 되는 동시에 그 턱은 숫 동축커넥터몸체의 외관과 간접적으로 맞닿아 전기적 연결의 기능을 가지게 된다. 즉 숫 동축커넥터의 몸체에 O-ring 형태의 고무를 삽입하고 그 위에 비슷한 크기와 모양의 도전성 금속 와셔를 삽입함으로써 체결 후 숫 동축커넥터의 몸체가 하우징의 턱의 면과 마찰력을 가짐과 동시에 금속와셔의 도전성으로 인해 전기적 특성을 유지되고 암, 수 커넥터가 풀리지 않고 정,역 회전 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

커넥터 연결 후 정,역회전이 가능한 동축 커넥터 { Coaxial Connector for Turning }

본 발명은 고주파 전송 선로용 동축커넥터(coaxial connector)에 관한 것으로서, 특히 커넥터 암 수의 결합 후에 전기적 특성 변화에 민감한 커넥터의 구조에 대한 것이다.

일반적으로, 알에프 동축커넥터는 원통형의 외부도체 중앙부에 내부중심도체가 구비되고, 상기내, 외부 도체사이에 절연체가 채워져 고정된 구조로서, 각종 무선통신 부품이나 장치들을 연결하여 고주파 신호를 전송하는 매개체로 이용되며, 사용 용도와 목적에 따라 다양한 종류의 동축커넥터가 존재한다.

최근 동축 전송선이 무선 통신 분야 등에 활발히 사용되면서, 동축 전송선을 통해 전달되는 신호의 주파수가 수십 ㎓ 이상 높아지면서 동축 전송선의 커넥터에 요구되는 전기적 특성이 엄격해진다. 특히, 커넥터에 여러 번의 결합과 분리가 요구되는 경우, 예컨대 마이크로파 소자를 테스트하는 경우에 전기적 접속이 신속하게 이루어지면서도 전압 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Radio)가 낮아야 하고 전기적 분리 특성이 우수해야 하며, 정확한 임피던스 정합이 보장되어야 하고, 신호 무결성(signal integrity)과 전파 특성의 확보가 필요하다. 또한 무선 랜(wireless LAN) 의 경우 AP(Access Point)에 일반적으로 안테나가 2개 있는데 이 안테나는 체결 방식이 SMA 와 같은 나사체결 방식의 동축커넥터를 입,출력 단자로 사용하고 사용자의 용도에 따라 그 회전 각도가 바뀌게 된다. 이러한 사용의 경우 커넥터간 결합 후에 결합을 유지한 상태에서 안테나의 분리현상 없이 안테나의 방향 조정을 위하여 정역회전을 필요로 하나, 일반적인 동축커넥터는 숫커넥터와 암커넥터의 정,역회전시 분리현상이 나타난다.

종래 동축 커넥터는 도 1과 같은 구조로 숫 커넥터가 반시계방향으로 회전하게 되면 풀리게 된다. 따라서 전기적 특성이 변하게 되고 안테나의 입출력단으로 사용하게 될 경우 안테나의 분리 현상이 나타나게 된다. 이러한 근본적인 문제를 해결하기 위해서는 동축커넥터의 전체적인 구조변형이 필요하다. 하지만 구조적 변형이 많을 수록 반사 손실은 증가 하게 되고 제조상의 어려움이나 제작 공차를 맞추기가 쉽지 않다는 문제점이 존재한다.

본 발명의 목적은 전기적 특성이 우수하고, 동축커넥터의 암,수 결합 후 정 역회전 하더라도 그 특성 변화가 적고 회전방향으로는 어느 정도 마찰력을 가지는 동축 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조단가가 저렴하고, 제조 공정이 쉬운 동축 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 3㎓ 이상의 초고주파에서 정,역회전시 삽입 손실과 반사 특성의 변화가 없는 우수한 동축 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명은 나사체결 방식의 동축커넥터의 하우징 내부에 턱을 형성시키고 커넥터의 몸체에는 금속의 와셔가 들어가 전기적특성을 보상해 주는 동축 커넥터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고주파 신호 전송을 위한 접속 구조체는, 커넥터의 외관을 형성하는 커넥터 몸체와 그에 들어가는 고무재질의 O ring 과 몸체와 하우징을 결합시키는 C 형의 ring 과 도전성 금속으로 만들어진 와셔와 체결 역할을 하는 내부에 나사탭이 형성되어진 하우징 과 중심 도체를 전기적으로 분리 하며 커넥터의 임피던스를 결정하는 유전체로 이루어지며, 또한 몸체와 하우징과의 마찰력은 고무 O ring과 금속 와셔가 들어가는 공간 d 와 고무 O ring 의 두께와 금속 와셔의 두께에 의해서 결정된다. 본 발명에 의하면 커넥터의 몸체와 하우징과의 전기적 연결을 위하여 동축커넥터의 몸체 직경 과 거의 동일한 크기를 갖는 금속와셔를 사용 하고 높은 주파수 영역에서 하우징과 몸체의 전기적 연결을 위해서 직경 a와 b의 크기차이는 0.5mm 이내를 만족한다.

실시예

도 1은 제1 실시예에 따른 접속 구조체의 조립도이다.

도 2의 동축 커넥터의 몸체(1)는 커넥터의 외관을 형성하고, 암 커넥터(도시 아니함)와의 연결을 위한 하우징(2)을 포함하며, 동축 케이블의 외부 도체 즉, 접지 전원과 연결된다. 커넥터 몸체 외부 외경에 맞는 고무 O ring(4)과 금속의 와셔(5)가 끼워진다. 본 발명의 실시예에서는 커넥터 몸체 의 첫 번째 턱(6) 에 먼저 고무 O ring(4) 구조의 탄성체가 삽입된다. 금속 와셔(5)는 고무 O ring(4) 다음에 삽입 된다. 또한, 본원의 실시예에서는 종래의 하우징 결합방식과 같이 C ring을 사용하기 위한 간격 g를 포함 한다.

케이블이나 커넥터와 같은 신호 전파 구조의 특성을 정의하는 변수를 특성 임피던스 Z0라 한다. 무손실 케이블의 특성 임피던스는 단위 길이당 인덕턴스 L과 단위 길이당 커패시턴스 C와 관련이 있는데 다음 수학식 1로 표현할 수 있다.

Z0=??(L/C) [옴]

동축 케이블의 특성 임피던스는 아래 수학식 2로 표현된다.

Z0=138/???? Log10(D/d) [옴]

여기서, D는 외부 도체의 내경이고 d는 중심 도체의 외경이다.

신호가 전달되는 2 매체 사이에 임피던스가 같으면 즉, 임피던스 정합이 있으면, 최대의 에너지가 전달된다. 동축선의 표준 임피던스로는 50??, 75??, 93-125??이 있는데, 최대 전력 전송과 최소 선로 손실 사이의 타협으로 50?? 전송선을 사용하는 것이 일반적이다. 전화 산업이나 방송 산업계에서는 선로 손실을 최소로 하기 위해 75??을 사용한다. 임피던스는 도체의 직경을 바꾸거나 유전체에 공극을 추가함으로써 증가시킬 수 있다.

신호가 전파되는 도중에 임피던스가 변하면, 2차 매체로 들어간 입사파의 일부분이 반사된다. 반사계수는 다음의 수학식 3으로 표현된다.

반사 계수 = ?? = V_i/V_R = (Z_R-Z_O)/(Z_R+Z _O)

여기서, V_i와 Z_O는 제1 매체의 입사 전압과 임피던스이고, V_R과 Z _R은 2차 매체의 임피던스와 반사 전압을 나타낸다.

반사 손실은 다음의 수학식 4와 같다.

반사 손실[dB] = 10 Log₁₀[1-(1-??²)]

본 발명에 따르면, 고주파 특성이 우수한 동축 커넥터가 제공되는데, 이는 암,수 나사 체결 방식으로 접합하는 일반적인 숫 동축커넥터의 하우징 내부에 턱(7)을 부여하고 반면 숫 동축커넥터의 몸체에는 고무 O ring(4)과 금속와셔(5)를 추가함으로써 암 동축커넥터와 한번 체결 후 숫 동축커넥터의 정역회전 하더라도 풀리지 않는 동축커넥터로 안테나와 같은 회전 빈도가 높은 부품에 적합하다.

또한 본 발명에 따르면, 커넥터 몸체와 하우징의 결합 시 고무 O ring(4)과 금속의 와셔(5)를 사용함으로써 하우징과 몸체 사이의 면 S에서 마찰력을 형성 시킴과 동시에 전기적 연결을 하여 임피던스 정합을 달성하며, 간격 d와 고무 O ring(4)과 금속와셔(5)의 두께를 조절함으로써 그 마찰력을 조절 할 수 있어 호환성과 적용성이 매우 높다.

도 1은 본 발명의 숫 동축커넥터의 전체 조립도 .

도 2는 본 발명의 숫 동축커넥터 몸체의 단면도.

도 3은 본 발명의 숫 동축커넥터의 하우징의 단면도.

도 4는 본 발명의 숫 동축커넥터 몸체에 삽입되는 금속 와셔의 단면도.

도 5는 일반 숫 동축커넥터 몸체에 들어가는 C 형의 Ring와셔.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1: 동축커넥터 몸체 2: 하우징

3: C-ring 4: 고무 O ring

5: 금속와셔 6: 동축커넥터 몸체의 턱

7: 하우징 내부 턱

Claims (2)

1. 동축커넥터 형태의 접속구조체에 있어서, 접지 역할을 하는 몸체와 체결을 위한 하우징을 가지는 동축커넥터에 있어서,

   동축커넥터의 몸체와 결합되는 하우징 내부에 상대물의 삽입깊이를 조절하는 턱을 가지고,

   조립했을 때 그 턱과 동축커넥터의 몸체 사이에 O ring 형의 절연체 와 금속와셔가 겹쳐서 삽입되고,

   그 절연성 O ring과 금속의 두께를 조절 하여 동축커넥터의 몸체와 하우징의 마찰력을 조절하고,

   금속와셔로 인하여 동축커넥터의 몸체와 하우징의 전기적 연결을 하는 접속구조체
2. 제1항에 있어서, 금속와셔의 내경을 a라고 하고, 동축커넥터몸체의 외경을 b 라고 할 때 a - b < 0.5mm 인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 접속구조체