KR20090000040U - 고전력용 ｓｍａ 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고전력용 SMA 커넥터에 관한 것으로, 이동통신 또는 방송용 RF 커넥터로 주로 사용되는 SMA 커넥터의 구조를 개선하여 100W 이상의 고전력에도 우수한 내구성을 갖는 고전력용 SMA 커넥터를 제공한다.

이를 위한 본 고안은 상기 각 커넥터가 케이블로부터 인출된 심선과, 상기 심선의 외주면에 형성된 절연재와, 상기 절연재의 외주면에 형성되어 상기 케이블과 상기 SMA 커넥터를 연결하는 몸체로 이루어지되, 상기 절연재의 외경(a) 및 내경(b)이 4.7㎜≤a≤5.9㎜, 3.21≤ a/b ≤ 3.23을 만족하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 고안은 100W 이상의 고전력에도 우수한 내구성을 제공하는 동시에 임피던스 특성을 만족하여 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

SMA 커넥터, 고전력, 심선, 고주파

Description

고전력용 ＳＭＡ 커넥터{SMA connector for high power}

도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b).

도 2는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b).

도 3은 본 고안의 제 3 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b).

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : SMA 커넥터 10a : 피메일 커넥터

10b : 메일 커넥터 110a,b : 심선

120a,b : 절연재 130a,b : 몸체

본 고안은 고전력용 SMA 커넥터에 관한 것으로, 특히, 이동통신 또는 방송용 RF 분야의 모듈류, 시스템 및 계측기용 SMA 커넥터로 커넥터의 구조를 개선하여 고전력에도 임피던스 특성과 내구성을 만족할 수 있는 고전력용 SMA 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 또는 방송용 모듈 및 장비는 그 구성간의 연결을 위하여 동축케이블을 사용하는데, 이러한 동축케이블은 도체로 이루어지는 내부의 심선을 절연 및 임피던스 정합용 유전체로 둘러싸고 상기의 유전체 외부를 별도의 도체로 차폐한 것으로서, 상기 심선을 통하여 전송되는 신호가 외부의 잡음 등으로부터 영향을 받지 않는 상태에서 전송되도록 하는 것이고, 비교적 케이블이 굵으며 단단하여 접속이 용이하지 않으므로, 전용의 커넥터를 이용하여 체결 및 전기적 접속을 유지하도록 한다.

현재, 동축케이블의 연결용 커넥터에 있어서, 이동통신 및 방송용 장비 등과 같은 RF(Radio Frequency) 대역용으로는 SMA(SUB MINIATURE TYPE A) 커넥터가 가장 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 SMA 커넥터는 크게 메일 커넥터(male connecter)와 피메일 커넥터(female connecter)로 구분되며, 메일 커넥터 및 피메일 커넥터는 각각 동축케이블의 일단에 연결된다.

또한, SMA 커넥터는 균일한 접촉을 보장하기 위하여 나사 연결장치를 갖으며 다른 형태로는 푸시(push) 방식이 있다.

이와 같은 SMA 커넥터는 일반적으로 50Ω의 저항을 갖도록 임피던스 특성이 설계되며 약 100W 이하에서 보편적으로 사용되고 있다.

그러나 최근 이동통신 및 방송 시스템에 있어서, 100W 이상의 고전력의 사용이 빈번하여짐에 따라 SMA 커넥터의 내구성이 문제점으로 부각되고 있다.

즉, 종래의 SMA 커넥터는 심선과 외부 실드 사이의 간격이 좁게 형성되기 때문에 결과적으로 몸체의 내주면과 심선의 외주면 사이에 형성되는 절연재의 단면상 두께가 작아져 100W 이상의 고전력이 인가되는 경우 절연재가 견디지 못하여 파손됨으로써 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이동통신 또는 방송용 RF 커넥터로 주로 사용되는 SMA 커넥터의 구조를 개선하여 100W 이상의 고전력에도 우수한 내구성을 갖는 고전력용 SMA 커넥터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 메일 커넥터와 피메일 커넥터로 이루어진 SMA 커넥터에 있어서, 상기 각 커넥터가 케이블로부터 인출된 심선과, 상기 심선의 외주면에 형성된 절연재와, 상기 절연재의 외주면에 형성되어 상기 케이블과 상기 SMA 커넥터를 연결하는 몸체로 이루어지되, 상기 절연재의 외경(a) 및 내경(b)이 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

4.7㎜≤a≤5.9㎜, 3.21≤ a/b ≤ 3.23

바람직하게는 상기 절연재는 그 일측이 공기층으로 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 보디의 체결방식이 나사방식 또는 푸시방식일 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b)이다.

제 1 실시예에 따른 SMA 커넥터(10a,b)는 피메일 커넥터(10a)와 메일 커넥터(10b)로 이루어지며, 각 커넥터(10a,b)는 케이블(미도시)로부터 인출된 심선(110a,b)과, 심선(110a,b)의 외주면에 형성된 절연재(120ab,b)와, 절연재(120a,b)의 외주면에 형성되어 케이블(미도시)과 SMA 커넥터(10a,b)를 연결하는 몸체(130a,b)로 이루어진다.

심선(110a,b)은 케이블(미도시)의 중심부에 형성되어 신호를 전달하며, 이러한 심선(110a,b)의 종류에 따라 케이블(미도시)의 종류가 결정된다.

절연재(120a,b)는, 예를 들면, 테플론과 같은 절연물질로서, 케이블(미도시)에서 신호를 전달하는 심선(130a,b)의 외주에 형성되어 심선(130a,b)을 절연시키는 동시에 임피던스 정합 기능을 갖는다.

몸체(130a,b)는 케이블(미도시)과 SMA 커넥터(10a,b)의 결합이 형성되는 부분으로, 그 일측에는 피메일 커넥터(10a)와 메일 커넥터(10b)의 견고한 체결을 제공하기 위하여 나사방식의 체결부가 형성된다.

여기서, 심선(110a,b)과 절연재(120a,b)가 접촉되는 메팅부(mating)는 규격(MIL SPEC)에 준하여 적용하되, 절연재(120a,b)의 외경(a) 및 내경(b)과 심선(110a,b)의 외경 및 몸체(130a,b)의 내경은 50Ω의 임피던스 특성과 100W 이상의 고전력에서의 내구성을 제공하기 위하여 상기 수학식 1을 만족하여야 한다.

즉, 고전력에 대한 내구성을 제공하기 위해서는 심선(110a,b)과 몸 체(130a,b) 사이에 충분한 이격거리를 형성하는 것이 바람직한데, 이러한 이격거리는 절연재(120a,b)에 의해 형성되며, 여기서, 필요 이상의 이격거리를 형성하는 것은 절연재(120a,b)의 단면상 두께가 증대되어 비용을 상승시키는 동시에 기존의 SMA 커넥터와의 호환성을 위해서는 그 크기가 제한될 수밖에 없다.

한편, SMA 커넥터의 50Ω 임피던스 특성을 만족하기 위해는 단면상의 절연재(120a,b)의 두께가 일정한 크기를 갖는 것이 바람직하다.

따라서 상기 두가지 조건을 만족하기 위해서는 상기 수학식 1에 기재된 바와 같이, 절연재(120a,b)의 외경은 4.7㎜이상 5.9㎜이하의 범위로 하고, 이 외경과 내경과의 비(a/b)는 3.21 이상 3.23 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.

이때, 절연재(120a,b)의 외경(a)이 4.7㎜ 미만인 경우에는 심선(110a,b)과 몸체(130a,b)의 사이의 거리가 충분히 이격 되지 않기 때문에 고전력에서의 충분한 내구성을 제공하지 못한다. 또한, 절연재(120a,b)의 외경(a)이 5.9㎜ 초과인 경우 이에 외접하는 몸체(130a,b)의 내경이 커지게 되는데, 기존의 규격(MIL SPEC)에 따른 기존의 SMA 커넥터와의 호환성을 고려해 볼 때, 결과적으로 몸체(130a,b)의 단면 두께가 작아져 충분한 기계적 강도를 만족할 수 없다.

또한, 절연재(120a,b)의 내경과 외경의 비(a/b)가 3.21 미만인 경우에는 절연재(120a,b)의 단면상 두께가 작게 형성되어 결과적으로 심선(110a,b)과 몸체(130a,b) 사이의 거리가 감소하여 50Ω 임피던스 특성을 만족할 수 없고, 3.23을 초과하는 경우에는 절연재(120a,b)의 단면 두께가 필요 이상으로 증가하여 불필요한 비용의 상승을 초래한다.

가장 바람직하게는, 심선(110a,b)의 외경이 1.65㎜로 되고, 심선(110a,b)의 외주면을 둘러쌓는 절연재(120a,b)의 내경은 이와 동일한 크기로 형성되며, 절연재(120a,b)의 외경은 5.31㎜로 되는 동시에 절연재(120a,b)의 외주면을 둘러쌓는 몸체(130a,b)의 내경은 이와 동일한 크기로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, SMA 커넥터(10a,b)는 50Ω 임피던스 특성을 만족하는 동시에 100W 이상의 고전력에도 견고한 내구성을 안정적으로 제공할 수 있다.

도 2는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b)이다.

제 2 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(20a,b)는 고주파용에 적합하도록 절연재(220a,b)의 일측이 공기층으로 형성된다. 즉, 고전력용 SMA 커넥터(20a,b)는 심선(210a,b)의 외주면에 형성된 절연재(220a,b)중 몸체(230a,b)의 체결부위 측에 공기층(222)이 형성된다.

이러한 제 2 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(20a,b)는 상기와 같은 공기층(222)을 제외한 구성요소가 제 1 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(10a,b)와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.

이와 같은 구성에 의해 SMA 커넥터(20a,b)는 50Ω 임피던스 특성과 고주파 특성을 만족하는 동시에 100W 이상의 고전력에도 견고한 내구성을 안정적으로 제공할 수 있다.

도 3은 본 고안의 제 3 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터의 피메일 커넥터 단면도(a)와, 메일 커넥터 단면도(b)이다.

제 3 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(30a,b)는 그 체결방식이 제 1 실시예 및 제 2 실시에에 따른 고전력용 SMA 커넥터와 다른 푸시 방식으로 구성된다. 즉, 고전력용 SMA 커넥터(30a,b)는 도 3에 도시된 바와 같이, 체결의 용이성을 위하여 몸체(330a,b)가 푸시 방식으로 형성된다.

이러한 제 3 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(30a,b)는 상기와 같은 몸체(330a,b)의 체결방식을 제외한 구성요소가 제 1 실시예에 따른 고전력용 SMA 커넥터(10a,b)와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.

이와 같은 구성에 의해 SMA 커넥터(30a,b)는 50Ω 임피던스 특성을 만족하는 동시에 100W 이상의 고전력에도 견고한 내구성을 안정적으로 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 고전력용 SMA 커넥터는 심선과 외부 실드 또는 몸체와의 이격 거리를 충분히 형성하는 동시에 임피던스 특성을 만족할 수 있도록 절연재 층의 두께를 최적화함으로써, 100W 이상의 고전력에도 우수한 내구성을 제공하여 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 메일 커넥터와 피메일 커넥터로 이루어진 SMA 커넥터에 있어서,

   상기 각 커넥터가 케이블로부터 인출된 심선과, 상기 심선의 외주면에 형성된 절연재와, 상기 절연재의 외주면에 형성되어 상기 케이블과 상기 SMA 커넥터를 연결하는 몸체로 이루어지되,

   상기 절연재의 외경(a) 및 내경(b)이 하기의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고전력용 SMA 커넥터.

   4.7㎜≤a≤5.9㎜, 3.21≤ a/b ≤ 3.23
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연재는 그 일측이 공기층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고전력용 SMA 커넥터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보디의 체결방식이 나사방식 또는 푸시 방식인 것을 특징으로 하는 체결이 용이한 SMA 커넥터.

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