KR20140069547A - 굴곡 특성이 향상된 누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법을 제공한다. 누설 동축 케이블은, 내부도체, 상기 내부도체를 중심으로 둘러싸는 절연체; 상기 절연체 주위를 너비 방향으로 둘러싸고, 길이 방향으로 등간격으로 형성되어 상기 절연체를 노출시키는 다수의 슬롯이 형성되는 외부 도체 및 상기 외부 도체의 외측을 둘러싸는 외부 자켓을 포함하고, 상기 외부 도체는 상기 절연체를 둘러싸는 상기 외부 도체의 너비 방향의 양 측단이 중첩되는 중첩부를 포함한다.

Description

굴곡 특성이 향상된 누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법 {Leaky Coaxial Cable with Enhanced Flexural Properties and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 자세하게는 굴곡 특성이 향상된 누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

누설 동축 케이블(Leaky CoaXial cable, LCX)은 일반적으로 전파 품질이 불안정한 터널 또는 지하 시설(지하 상가, 주차장, 지하철) 등에 설치되어 케이블을 따라서 전파를 발신하거나 중계하는 용도로 사용된다.

누설 동축 케이블은 외부 도체에 일정한 간격으로 전파 방사를 위한 슬롯이 형성되어 있으며, 양산된 누설 동축 케이블은 보빈(bobbin) 등에 권취(winding)하여 보관 또는 이동하게 된다. 이때, 누설 동축 케이블의 외부 도체를 접착하지 않은 경우에는 케이블의 권취로 인해 슬롯이 형성된 외부 도체 주위에 요철이 생기거나 사이가 벌어지거나 또는 해당 부분의 시스에 요철이 생겨서 케이블 외관의 불량을 초래하기도 한다.

이와 같은 문제점은 외부 도체의 중첩부를 접착하여 어느 정도 해소할 수 있다. 하지만, 도 1과 같이, 외부 도체(10)의 중첩부(20)를 비 전도성 특성을 가지는 접착성 폴리머(30)로 접착하게 되면 중첩부(20)에서 외부 도체(10)가 연결되지 않기 때문에, 접착성 폴리머(30)를 통해 전파가 외부 도체(10)의 외부로 새어 나가게 되어 누설 동축 케이블의 전파 특성을 약화시키고 또한 불필요한 전파 누설에 기인하는 감쇠가 증가하게 된다. 한편, 비 전도성의 접착성 폴리머 대신 전도성 물질을 이용하여 외부 도체를 접착하는 방법은 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

한국공개특허 제2007-0082228호, "광대역 누설 동축 케이블"

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 절연체를 둘러싸는 외부 도체의 양 끝이 겹치는 중첩부를 접착부와 컨택부로 분리하여 형성함으로써 누설 동축 케이블의 굴곡특성을 향상시키고 외부 도체에서의 원치 않는 전파의 누설을 차단할 수 있는 누설 동축 케이블 및 이의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따른 누설 동축 케이블은, 내부도체; 상기 내부도체를 중심으로 둘러싸는 절연체; 상기 절연체 주위를 너비 방향으로 둘러싸고, 길이 방향으로 등간격으로 형성되어 상기 절연체를 노출시키는 다수의 슬롯이 형성되는 외부 도체; 및 상기 외부 도체의 외측을 둘러싸는 외부 자켓;을 포함하고, 상기 외부 도체는 상기 절연체를 둘러싸는 상기 외부 도체의 너비 방향의 양 측단이 중첩되는 중첩부를 포함한다.

여기서, 상기 중첩부는 상기 양 측단의 일부에 도포된 접착제에 의해 전기적으로 이격되는 접착부와 상기 접착제가 도포되지 않은 상기 양 측단의 나머지 부분이 중첩된 컨텍부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 접착제는 열이 가해지면 접착력이 활성화되는 열 활성화 접착제 또는 핫 멜트(hot melt) 방식 접착제일 수 있다.

여기서, 상기 접착부의 폭은 상기 중첩부의 폭의 30% 이하가 되도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 중첩부의 폭은 상기 외부 도체의 원주의 1/150 내지 1/2 이 되도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접착부는 상기 중첩부의 외측에 형성된 컨텍부와 인접하도록 상기 중첩부의 내측에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접착부는 상기 중첩부의 내측에 형성된 컨텍부에 인접하는 상기 중첩부의 외측에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접착부는 상기 중첩부의 외측에 형성된 제1컨텍부 및 상기 중첩부의 내측에 형성된 제2컨텍부의 사이에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 접착부는 상기 외부 자켓의 압출 공정에서 발생되는 열에 의해 상기 접착제가 활성화되어 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 누설 동축 케이블의 제조 방법은, 내부도체의 주위에 소정 두께의 절연체를 형성하는 단계; 하나 이상의 슬롯이 형성된 외부 도체의 너비 방향의 일 측단에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제가 도포된 일 측단이 타 측단의 하면에 접하도록 상기 절연체에 상기 외부 도체를 포밍(forming)하는 단계; 및 상기 포밍된 외부 도체의 주위를 감싸도록 외부 자켓을 압출하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 접착제를 도포하는 단계는 상기 타 측단의 하면에 접하는 상기 일 측단의 일부 영역에만 상기 접착제를 도포하는 단계일 수 있다.

여기서, 상기 외부 자켓을 압출하는 단계는 상기 외부 자켓의 압출 과정에서 발생되는 열에 의해 상기 접착제가 활성화되어 상기 일 측단과 상기 타 측단을 접합시키는 단계일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 누설 동축 케이블 내부의 절연체를 둘러싸는 외부 도체의 양 끝이 겹치는 중첩부를 접착부와 컨택부로 분리하여 형성함으로써 누설 동축 케이블의 굴곡특성을 향상시키고 외부 도체에서의 원치 않는 전파의 누설을 차단할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 누설 동축 케이블의 중첩부 및 이의 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 설명한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 누설 동축 케이블에서 중첩부의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서, 전자기파는 전계 및 자계의 상호작용에 의하여 파동이 진행하는 방향에 따른 전파이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 중심부로부터 순차적으로 내부 도체(110), 절연체(120), 외부 도체(130) 및 외부 자켓(140)을 포함하여 구비한다.

누설 동축 케이블(100)은 길이 방향으로 외부 도체(130)에 형성된 다수의 슬롯(131)을 통해 전파를 방사하며, 외부 도체(130)에 형성되는 슬롯(131)의 형상 또는 간격(슬롯 주기)을 조절하여 사용 주파수 및 방사 모드를 조절할 수 있다.

내부 도체(110)는 도전성 있는 금속 소재의 도선이다. 상기 금속 소재로는 예를 들어 동선, 연동선, 연동연선, 동복강선, 주석도금연동연선, 은도금선 또는 동복알루미늄 등이 사용될 수 있으나, 도전성을 가진 것이면 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 내부 도체(110)는 슬롯(131)을 통해 송수신되는 전자기파 에너지의 전송로로서 기능할 수 있다.

절연체(120)는 내부 도체(110)의 외부에 발포 성형된 절연층으로서, 내부 도체(110)와 외부 도체(120) 간을 절연시키며, 상기 전자기파 에너지의 손실을 저감하기 위하여 고발포되어 있다. 참고로, 절연체(120)는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌), LDPE(저밀도 폴리에틸렌) 등의 재질로 형성될 수 있으나, 발포도, 난연 성능, 절연 내압 또는 절연 저항 등과 같은 요건을 충족시킬 수 있는 것이면 무방하다.

절연체(120)의 주위에는 외부 도체(130)가 형성된다. 상기 외부 도체(130)는 구리 또는 알루미늄 등의 도전성 있는 금속 소재로 형성될 수 있으며, 전자기파의 차폐를 위한 실드층으로 기능하며, 접지선에 의해 접지될 수 있다.

외부 도체(130)는 길이 방향으로 다수의 슬롯(131)이 일정 간격으로 형성되며, 상기 슬롯(131)을 통해 내부의 절연체(120)가 노출되어 전자기파 에너지가 외부로 방사 또는 내부로 전달될 수 있다.

상기 슬롯(131)은 일반적으로 케이블의 지지 방향에 수직하는 직사각형 형상으로 구현되지만, 누설 동축 케이블(100)의 사용 주파수 또는 동작 모드에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

외부 도체(130)는 원통 형상의 절연체(120)를 길이 방향으로 둘러싸도록 포밍(forming)되며, 원통 형상으로 포밍된 외부 도체(130)의 너비 방향의 양 측단은 상기 슬롯(131)이 형성되지 않은 임의의 위치에서 종첨(縱添)되어 중첩부(132)를 형성한다. 이때, 중첩부(132)는 절연층(120)의 외주를 충분히 덮도록 폭이 절연층(120)의 외주의 1/150 내지 1/2배의 폭을 가지는 것이 바람직하다. 중첩부(132)의 폭이 절연층의 외주의 1/150 보다 좁은 경우에는 보빈 등에의 권취 작업 등에 의한 누설 동축 케이블(100)의 굴곡 상태에서 종첨된 중첩부(132)의 변형 가능성이 높아진다.

한편, 상기 중첩부(132)는 케이블의 굴곡에 따른 종첨 부분의 변형을 방지하기 위하여 중첩된 상면과 하면 사이에 접착제를 가하여 고정시킬 수 있다. 이때, 중첩부(132)의 중첩된 전체 영역을 접착제로 고정하는 경우, 중첩된 외부 도체(130)의 상측단과 하측단이 전기적으로 이격되어, 사이에 도포된 접착제를 통해 전자기파가 누설될 수 있다. 따라서, 중첩부(132)의 일부 영역에 접착제를 도포하여 접착하고 나머지 영역은 압착하여 전기적으로 연결되도록 접촉시킬 필요가 있다. 이러한 중첩부(132)의 세부 구성 및 제작 방법에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

외부 자켓(140)은 외부 도체(130)의 주위에 압출 성형 등에 의해 피복되어 상기 외부 도체(130)의 부식 및 파손을 방지한다. 상기 외부 자켓(140)은 유연성이 부드러운 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 외부 도체(130)의 슬롯(131)이 형성된 부분과 접하는 외부 자켓(140) 사이에 플라스틱 테이프가 보강될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 중첩부(132)의 세부 구성을 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중첩부(132)의 세부 구성을 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 상기 중첩부(132)는 절연체(120)를 둘러싸는 외부 도체(130)의 양 끝단이 종첨 형태로 중첩되는 구성을 이루며, 접착제(133)에 의해 상측단과 하측단이 접착되는 접착부(132-b)와 접착제가 도포되지 않고 상측단과 하측단이 압착 접촉되는 컨택부(132-a)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

이때, 접착부(132-b)에 도포되는 접착제(133)는 열을 받으면 활성화되는 열 활성화 방식 접착제이거나 또는 에폭시 등을 열을 가하여 용해시켜 도포하는 핫 멜트(hot melt) 방식 접착제인 것이 바람직하다. 특히, 열 활성화 방식 접착제의 경우, 접착제의 도포를 위해 별도로 열을 가하는 과정 없이 외부 자켓(140)의 압출공정 단계에서 발생되는 열을 이용하여 접착제를 활성화시킬 수 있어서, 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

상기 중첩부(132)에서 접착제(133)가 도포되는 접착부(132-b)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 중첩부(132)의 종첨 영역의 외측(132-b로 표시되는 부분)에 형성되고, 내측에 컨택부(132-a)가 형성될 수 있다. 이 경우, 외부 도체(130)의 상측단과 하측단은 내측의 컨택부(132-a)를 통해 전기적으로 연결되어 전자기파의 누설을 차단할 수 있다. 이때, 상기 접착부(132-b)의 폭은 상기 중첩부(132)의 폭의 약 30% 이하가 되는 것이 바람직하다. 만일, 접착부(132-b)가 30% 이상이 되면 컨텍부(132-a)에서 접촉이 원활하지 않을 우려가 있다.

또는, 도 3의 (b)와 같이 중첩부(132)의 종첩 영역의 내측(132-b로 표시되는 부분)에 접착부가 형성되고, 외측에 컨택부(132-a)가 형성될 수도 있다. 이 경우, 접착부(132-b)에 비해 단차가 적은 컨택부(132-a)가 종첩 영역의 외측에 형성되므로 외부 자켓(140)의 외관 불량의 발생 가능성이 줄어들게 된다.

경우에 따라서, 도 3의 (c)와 같이, 중첩부(132)의 종첩 영역의 내측 및 외측에 두 개의 컨택부(132-a, 132-c)를 형성하고, 그 사이에 접착부(132-b)를 형성하여, 접착부(132-b)로 인한 급격한 단차 발생을 억제하여 외부 자켓(140)의 외관 불량의 발생 가능성을 더욱 낮출 수 있다.

이하에서, 상기 중첩부를 포함하는 누설 동축 케이블의 제조 방법을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블(100)의 제조 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 우선 내부 도체(110)의 주위에 소정 두께의 절연체(120)를 발포 성형한다(S100). 이후, 형성된 절연체(120)의 주위를 외부 도체(130)로 둘러싸도록 포밍 작업을 수행한다(S130). 이때, 포밍되는 외부 도체(130)는 별도의 사전 공정을 통해 원하는 사용 주파수에 매칭되도록 다수의 슬롯(131)이 형성된 상태일 수 있다(S110). 또한, 포밍 단계(S130)와 동시에 또는 그 이전에 외부 도체(130)의 일 측단면에 접착제를 도포할 수 있다(S120). 이때, 접착부(132-b)가 중첩부(130)의 어느 쪽에 형성되는지 여부에 따라 접착제가 도포되는 일 측단면의 위치를 조절할 필요가 있다.

이후, 포밍된 외부 도체(130)의 주위에 외부 자켓(140)을 압출 성형 등을 통해 피복한다(S140). 이때, 사용되는 접착제가 열 활성화 방식 접착제인 경우에는 별도의 열 가열 공정 없이, 외부 자켓(140)의 압출 성형 과정에서 발생되는 열을 이용하여 도포된 접착제를 활성화 시킬 수 있다.

이상과 같은 구성을 통해, 본 발명은 절연체를 둘러싸는 외부 도체의 양 끝이 겹치는 중첩부를 접착부와 컨택부로 분리하여 형성함으로써 누설 동축 케이블의 굴곡 특성을 향상시키고 외부 도체에서의 원치 않는 전파의 누설을 차단할 수 있는 효과가 발생된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 누설 동축 케이블에 있어서,
   내부도체;
   상기 내부도체를 중심으로 둘러싸는 절연체;
   상기 절연체 주위를 너비 방향으로 둘러싸고, 길이 방향으로 등간격으로 형성되어 상기 절연체를 노출시키는 다수의 슬롯이 형성되는 외부 도체; 및
   상기 외부 도체의 외측을 둘러싸는 외부 자켓;을 포함하고,
   상기 외부 도체는 상기 절연체를 둘러싸는 상기 외부 도체의 너비 방향의 양 측단이 중첩되는 중첩부를 포함하는,
   누설 동축 케이블.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중첩부는,
   상기 양 측단의 일부에 도포된 접착제에 의해 전기적으로 이격되는 접착부와, 상기 접착제가 도포되지 않은 상기 양 측단의 나머지 부분이 중첩된 컨텍부를 포함하는,
   누설 동축 케이블.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착제는 열이 가해지면 접착력이 활성화되는 열 활성화 접착제 또는 핫 멜트(hot melt) 방식 접착제인, 누설 동축 케이블.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착부의 폭은 상기 중첩부의 폭의 30% 이하가 되도록 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
5. 제 2 항에 있어서.
   상기 중첩부의 폭은 상기 외부 도체의 원주의 1/150 내지 1/2 이 되도록 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착부는 상기 중첩부의 외측에 형성된 컨텍부와 인접하도록 상기 중첩부의 내측에 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착부는 상기 중첩부의 내측에 형성된 컨텍부에 인접하는 상기 중첩부의 외측에 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착부는 상기 중첩부의 외측에 형성된 제1컨텍부 및 상기 중첩부의 내측에 형성된 제2컨텍부의 사이에 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 접착부는 상기 외부 자켓의 압출 공정에서 발생되는 열에 의해 상기 접착제가 활성화되어 형성되는,
   누설 동축 케이블.
   
10. 누설 동축 케이블의 제조 방법에 있어서,
    내부도체의 주위에 소정 두께의 절연체를 형성하는 단계;
    하나 이상의 슬롯이 형성된 외부 도체의 너비 방향의 일 측단에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 접착제가 도포된 일 측단이 타 측단의 하면에 접하도록 상기 절연체에 상기 외부 도체를 포밍(forming)하는 단계; 및
    상기 포밍된 외부 도체의 주위를 감싸도록 외부 자켓을 압출하는 단계;를 포함하는,
    누설 동축 케이블의 제조 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 접착제를 도포하는 단계는, 상기 타 측단의 하면에 접하는 상기 일 측단의 일부 영역에만 상기 접착제를 도포하는 단계인,
    누설 동축 케이블의 제조 방법.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 외부 자켓을 압출하는 단계는,
    상기 외부 자켓의 압출 과정에서 발생되는 열에 의해 상기 접착제가 활성화되어 상기 일 측단과 상기 타 측단을 접합시키는 단계인,
    누설 동축 케이블의 제조 방법.

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