KR20120088312A - 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블을 개시한다. 본 발명에 따른 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블은, 케이블의 중심에 구비되는 내부 도체; 상기 내부 도체를 중심으로 둘러싸는 유전체; 상기 유전체를 둘러싸고, 길이방향을 따라 다수의 방사 슬롯이 형성된 외부 도체; 및 상기 외부 도체를 감싸는 외피;를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서, 상기 외부 도체는 길이방향을 따라 상기 방사 슬롯이 형성된 방사 구간과 상기 방사 슬롯이 형성되지 않은 비 방사 구간으로 구성되며, 상기 비 방사 구간의 길이 또는 개수를 조정함으로써 전파량 또는 전기적 특성의 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블{Leaky coaxial cable capable for adjusting electrical character}

본 발명은 누설 동축 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누설 동축 케이블의 슬롯 배치를 개선하여 전기적 특성 조절이 가능하도록 하는 누설 동축 케이블에 관한 것이다.

일반적으로, 터널, 지하 철로, 건물 지하 및 밀폐 공간 등과 같이 디스크리트 안테나(Discrete Antenna)로 무선 주파수(Radio Frequency)를 충분히 송/수신할 수 없는 장소에서는, 전송 라인(Transmission Line)과 안테나의 기능을 동시에 담당할 수 있는 누설 동축 케이블(Leaky Coaxial Cable)이 사용된다.

이러한 누설 동축 케이블은 길이방향을 따라 구성된 복수의 슬롯(Slot)들을 통해 전파의 방사가 이루어지는 것으로서, 슬롯들의 주기나 형상에 따라 특정 주파수를 자유롭게 설계할 수 있으며, 전파 음영지역에 포설이 용이하다는 이점을 가진다.

도 1은 종래의 누설 동축 케이블의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 누설 동축 케이블은 금속 성분의 신호 전달 매체인 내부 도체(1)와, 내부 도체(1) 주위를 감싸는 유전체(2)와, 유전체(2)를 감싸도록 설치되며 길이방향으로 일정 간격으로 형성된 다수의 방사 슬롯(3a)들을 가지며 접지와 연결된 금속 성분의 외부 도체(3)와 외부 도체(2)를 피복하는 외피(4)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 가진 종래의 누설 동축 케이블에 있어서, 케이블의 일단에 신호 전압이 인가되면 상기 방사 슬롯(3a)을 통해 전자기파가 방사(Radiation)되는데, 상기 인가된 전압은 누설 동축 케이블의 길이방향을 따라 진행될수록 점점 약해지고, 이에 따라 방사되는 전파량은 초기에는 세다가 케이블의 끝 부분에 가까워질수록 약해진다. 또한, 누설 동축 케이블의 경우 무선 주파수 신호 전송을 위해서 전기적 특성이 중요한데, 그 대표적인 특성이 감쇄량과 결합손실이다.

상기 감쇄량(Attenuation)은 누설 동축 케이블에 인가된 신호 전압이 감쇄되는 양을 나타내는 것으로, 상기 신호 전압이 누설 동축 케이블의 길이방향을 따라 진행될수록 감쇄량은 축적된다. 또한, 결합손실(Coupling Loss)은 누설 동축 케이블의 내부 전송 전력과 일정 거리 떨어진 지점에서 무지향성 또는 지향성 안테나에서 수신되는 전력의 비율을 나타내는 것으로, 방사 슬롯(3a)의 크기가 클수록 상기 결합손실은 작다. 그리고 시스템 손실(System Loss)은 상기 감쇄량과 상기 결합손실의 합으로서, 상기 시스템 손실이 클수록 유효 서비스 거리는 줄어들고 사용자에게 전달되는 전파량은 약해지게 된다.

종래에는 누설 동축 케이블의 전기적 특성 또는 전파량의 조절을 위해 누설 동축 케이블의 방사 슬롯(3a)의 크기를 제어하는 방법이 제안되었다.

그런데, 종래에는 누설 동축 케이블의 방사 슬롯(3a)의 크기를 조절하는 방식이 외부 도체(3)에 형성된 주름의 산을 커팅하는 방식으로 이루어졌기 때문에 방사 슬롯(3a)의 크기를 정밀하게 제어하는 것에 어려움이 있었다. 이는 감쇄량의 경우 방사 슬롯(3a)의 크기에 따라 변화 폭이 큼으로 이를 방사 슬롯(3a)의 크기 제어를 통해 조절하는데는 한계가 있음을 의미한다. 또한, 방사 슬롯(3a)이 연속적으로 형성되어 있기 때문에 감쇄량이 케이블 후단으로 가면서 커지는 문제점이 있다.

한편, 종래에는 주름형 외부도체의 누설 동축 케이블에 있어서, 방사 슬롯(3a)이 서로 반대측의 대칭되는 위치에 형성되어 있었기 때문에 케이블의 양측으로 전파가 분산되어 방사되므로 전파를 한곳으로 집중시키기데 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 누설 동축 케이블의 외부 도체에 형성된 슬롯의 배치 구조를 개선하여, 누설 동축 케이블의 전기적 특성과 전파량의 조절이 용이한 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블은, 케이블의 중심에 구비되는 내부 도체; 상기 내부 도체를 중심으로 둘러싸는 유전체; 상기 유전체를 둘러싸고, 길이방향을 따라 다수의 방사 슬롯이 형성된 외부 도체; 및 상기 외부 도체를 감싸는 외피;를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서, 상기 외부 도체는 길이방향을 따라 상기 방사 슬롯이 형성된 방사 구간과 상기 방사 슬롯이 형성되지 않은 비 방사 구간으로 구성되며, 상기 비 방사 구간의 길이 또는 개수를 조정함으로써 전파량 또는 전기적 특성의 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 도체는 횡방향으로 서로 직각되는 위치에 방사 슬롯이 형성된다.

바람직하게, 상기 외부 도체는 길이방향을 따라 주름진 형상을 갖도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 누설 동축 케이블의 외부 도체에 형성된 슬롯의 배치 구조를 개선함으로써, 전기적 특성과 전파량을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 전파의 지향성을 향상시켜 사용자가 원하는 방향으로 전파를 집중시키는 것이 가능하다.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 누설 동축 케이블의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 누설 동축 케이블의 길이 방향을 따라 측정한 감쇄량을 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블은 케이블의 중심에 구비되는 내부 도체(10)와, 상기 내부 도체(10)를 중심으로 둘러싸는 유전체(20)와, 상기 유전체(20)를 둘러싸고, 길이방향을 따라 다수의 방사 슬롯(31)이 형성된 외부 도체(30)와, 외부 도체(30)를 감싸는 외피(40)를 포함한다.

상기 내부 도체(10)는 도전성이 있는 금속 소재의 도선이다. 상기 금속 소재로는 동관, 연동선 또는 동복 알루미늄선이 선택적으로 채택될 수 있으며, 누설 동축 케이블을 통해 송/수신된 전자기파 에너지를 위한 전송로의 기능을 한다.

상기 유전체(20)는 내부 도체(10)와 외부 도체(30) 사이에 개재된 유전층으로서, 내부 도체(10)와 외부 도체(30) 사이를 절연하고, 전자기파 에너지의 손실을 방지하는 유전 물질로 이루어져 있다. 상기 유전 물질로는 발포 플라스틱, 플라스틱 복합 절연물질 등이 선택적으로 채택될 수 있다.

상기 외피(40)는 누설 동축 케이블의 외피로서, 외부 도체(30)의 부식을 방지하기 위한 부식 방지층으로서 기능하며, 플라스틱 또는 고무 소재에 의해 제조된다.

상기 외부 도체(30)는 도전성이 있는 금속 소재의 전자기파 차폐층으로 접지선에 의해 접지된다. 상기 금속 소재로는 동관 또는 라미네이트형 알루미늄 테이프 등이 선택적으로 채택될 수 있다. 외부 도체(30)는 주름진 형태로 상기 유전체(20)를 둘러싸고, 길이방향을 따라 다수의 방사 슬롯(31)이 일정 간격으로 형성되어 유전체(20)의 일부가 외부로 노출되게 한다. 이에 따라, 상기 내부 도체(10)에 신호 전압이 인가되면 상기 방사 슬롯(31)을 통해 전자기파가 방사된다.

본 발명에서는 상기 외부 도체(30)가 길이방향을 따라 상기 방사 슬롯(31)이 형성된 방사 구간(R)과 방사 슬롯(31)이 형성되지 않는 비 방사 구간(N)으로 구성된다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 도체(30)의 방사 구간(R)에는 다수의 방사 슬롯(31)이 형성되고, 상기 방사 슬롯(31) 각각은 유전체(20)의 일부가 노출되도록 외부 도체(30)의 중심선을 따라 동일 형상의 등간격으로 배열된다. 즉, 방사 슬롯(31)은 각각이 등간격으로 이격되어 규칙적으로 누설 동축 케이블의 길이방향을 따라 배열된다. 그리고, 상기 외부 도체(30)의 비 방사 구간(N)에는 상기 방사 슬롯(31)이 형성되지 않는 구간으로 전자기파를 차폐하고 내부 도체(10)를 통해 신호 전압을 전송하는 급전선의 역할을 한다. 상기 비 방사 구간(N)은 전자기파의 차폐로 인해 전자기파가 누설되지 않음으로 이 구간에서는 방사 슬롯(31)에 의한 감쇄량이 축적되지 않게 된다.

이하, 도 3의 좌측 부분은 누설 동축 케이블에 신호 전압이 인가되는 시작단으로 하여 우측으로 상기 신호 전압이 인가되는 것이라고 가정하여 외부 도체(30)의 방사 구간(R)과 비 방사 구간(N)에 대하여 설명한다.

도 4는 도 3의 누설 동축 케이블의 길이 방향을 따라 측정한 감쇄량을 나타내는 도면이다.

도 4에서 점선으로 표시된 그래프는 종래의 누설 동축 케이블이고, 실선으로 표시된 그래프는 본 발명에 따라 비 방사 구간(N)이 구비된 누설 동축 케이블을 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 누설 동축 케이블의 경우, 케이블에 인가된 신호 전압이 시작단으로부터 진행됨에 따라 감쇄량이 지속적으로 축적되는데 비해, 본 발명에 따른 누설 동축 케이블의 경우, 케이블에 인가된 신호 전압이 시작단으로부터 진행되면서 방사 구간(R)에서는 감쇄량이 축적되지만 비 방사 구간(N)에서는 방사 슬롯(31)에 의한 감쇄량이 축적되지 않아 이 구간에서의 감쇄량의 증가량이 감소된다. 즉, 비 방사 구간(N)의 배치를 통해 종래의 누설 동축 케이블에 비해 전체적으로 감쇄량을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명에서는 상기 비 방사 구간(N)의 배치를 적절하게 설계하여 누설 동축 케이블의 전파량 또는 전기적 특성인 감쇄량을 조절할 수 있다. 전파량 또는 전기적 특성의 조절은 비 방사 구간(N)이 누설 동축 케이블의 전체 전송 거리에서 차지하는 비율 즉, 비 방사 구간(N)의 길이(L) 또는 개수를 조정함으로써 누설 동축 케이블의 전파량 또는 전기적 특성의 조절이 가능하게 된다.

또한, 상기 외부 도체(30)는 횡방향으로 서로 직각되는 위치에 방사 슬롯(31)이 형성될 수 있다. 이렇게 외부 도체(30)의 횡방향으로 서로 직각되는 위치에 방사 슬롯(31)이 형성된 누설 동축 케이블에 신호 전압이 인가되면, 방사 슬롯(31)에서 방사되는 전자기파는 전방향이 아닌 일정 방향으로 편향되게 방사할 수 있게 된다. 이를 통해, 사용자가 원하는 방향으로 전파를 집중시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 방사 슬롯(31)은 외부 도체(30)에 형성될 때, 펀치(Punch)에 의해 관통되지 않고, 연마기에 의해 연마되어 외부 도체(30)에 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 연마기에 의해 방사 슬롯(31)을 제작하는 방법이 펀치(Punch)에 의해 제작하는 방법보다 속도가 빠르고 제품의 제작이 용이하기 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누설 동축 케이블은 외부 도체(30)에 방사 슬롯(31)이 형성되지 않는 비 방사 구간(N)을 추가적으로 배치하고 그 길이(L) 또는 추가 개수를 적절하게 설계함으로써, 방사 슬롯(31)의 크기 조절이 아닌 다른 인자의 조정을 통해 누설 동축 케이블의 전파량 또는 전기적 특성의 조절이 가능하다. 또한, 방사 슬롯(31)을 외부 도체(30)의 횡방향으로 서로 직각되는 위치에 형성함으로써, 사용자가 원하는 방향으로 전파를 집중시키는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 내부 도체 20 : 유전체
30 : 외부 도체 31 : 방사 슬롯
40 : 외피 R : 방사 구간
N : 비 방사 구간

Claims (3)

1. 케이블의 중심에 구비되는 내부 도체;
   상기 내부 도체를 중심으로 둘러싸는 유전체;
   상기 유전체를 둘러싸고, 길이방향을 따라 다수의 방사 슬롯이 형성된 외부 도체; 및
   상기 외부 도체를 감싸는 외피;를 포함하는 누설 동축 케이블에 있어서,
   상기 외부 도체는 길이방향을 따라 상기 방사 슬롯이 형성된 방사 구간과 상기 방사 슬롯이 형성되지 않은 비 방사 구간으로 구성되며, 상기 비 방사 구간의 길이 또는 개수를 조정함으로써 전파량 또는 전기적 특성의 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부 도체는 횡방향으로 서로 직각되는 위치에 방사 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외부 도체는 길이방향을 따라 주름진 형상을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기적 특성 조절이 가능한 누설 동축 케이블.

Images