KR20140100359A

KR20140100359A - 누설 동축 케이블

Info

Publication number: KR20140100359A
Application number: KR1020130013580A
Authority: KR
Inventors: 이동은; 신상식; 황원호; 손강호; 이우경
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-08-14

Abstract

누설 동축 케이블을 제공한다. 누설 동축 케이블은, 케이블의 내부에 위치하는 내부 도체, 상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체, 상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체 및 상기 외부 도체를 둘러싸는 시스를 포함하고, 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이는 L이고 상기 상변 또는 하변보다 짧은 양 측변의 폭은 W이고, 상기 슬롯은 상기 상변 또는 하변 중 하나에 형성되는 오목부를 포함하며, 상기 L은 70 내지 80mm이고, 슬롯간의 간격 d는 15 내지 25mm인 것을 특징으로 한다.

Description

누설 동축 케이블 {Leaky Coaxial Cable}

본 발명은 누설 동축 케이블에 관한 것으로서, 구체적으로는 사용 가능 주파수 대역을 확장시킨 수직편파 누설 동축 케이블에 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 일정 간격으로 형성된 슬롯을 통해 외부로 전자기파를 누설시킬 수 있으며, 슬롯의 형상과 크기, 간격에 의해 누설 동축 케이블의 성능이 좌우될 수 있다. 특히, 슬롯의 형상에 따라 슬롯을 통해 외부로 누설되는 전파의 편파가 결정되며, 일반적으로 슬롯의 긴 변이 원주 방향으로 배치되는 경우에는 수평 편파가 우세하며, 슬롯의 긴 변이 전선축 방향으로 배치되는 경우에는 수직 편파가 우세할 수 있다.

한편, 무선통신 상업 서비스가 활성화됨에 따라 다양한 무선 통신 서비스에서 사용되는 주파수 대역폭은 점차로 증가하고 있다. 대표적인 무선 통신 서비스에서 사용되는 주파수는, 예를 들어, 800~900MHz 대역의 CDMA/GSM850, 1.8~1.9GHz 대역의 2G/LTE, 2.0~2.2GHz 대역의 WCDMA/UMTS 및 2.3~2.4GHz 대역의 Wibro/WLAN 등이 있다.

누설 동축 케이블은 상기와 같은 다양한 주파수 대역의 무선 통신 서비스를 지원하기 위하여 광대역의 사용가능 주파수 대역을 지원할 필요가 있다. 특히, 800~900MHz의 CDMA/GSM850 대역과 2.3~2.4GHz의 Wibro/WLAN 대역을 동시에 지원할 필요가 있다.

이와 관련하여, 미국등록특허 US 5809429에는 "Radiating coaxial cable and radio communication system using same"이라는 제목의 발명이 개시되어 있다. US 5809429의 발명은 종축을 가지는 원통형의 중심 도체와, 중심 도체를 둘러싸는 유전체 및 유전체를 둘러싸고 상기 중심 도체로부터 이격되는 외부 도체로 구성되는 누설 동축 케이블이 개시되어 있으며, 상기 외부 도체는 수직 편파를 방사시키기 위하여 적어도 한 개의 열로 이루어진 축방향으로 확장되고 가늘고 긴 에지(edge)를 포함하는 슬롯을 포함한다.

미국등록특허 US 5809429, "Radiating coaxial cable and radio communication system using same"

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 2.2GHz 주파수 대역에서 단일 모드로 동작함으로써, 2.3 ~ 2.4GHz 주파수 대역에서의 신호 안정성을 함께 향상시키는 누설 동축 케이블을 제공한다.

또한, 본 발명은 1.7GHz 주파수 대역에서의 감쇠량 특성을 향상시킬 수 있는 누설 동축 케이블을 제공한다.

또한, 본 발명은 외부 도체의 포밍(forming) 시에 슬롯에 가해지는 변형량(strain)에 의한 슬롯의 찌그러짐을 감소시킬 수 있는 누설 동축 케이블을 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, 케이블의 내부에 위치하는 내부 도체, 상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체, 상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체 및 상기 외부 도체를 둘러싸는 시스를 포함하고, 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이는 L이고 상기 상변 또는 하변보다 짧은 양 측변의 폭은 W이고, 상기 슬롯은 상기 상변 또는 하변 중 하나에 형성되는 오목부를 포함하며, 상기 L은 70 내지 80mm이고, 슬롯간의 간격 d는 15 내지 25mm인 것을 특징으로 한다.

여기서, 임의의 슬롯의 시작위치에서 후속하는 슬롯의 시작위치까지의 간격은 90mm 내지 100mm 일 수 있다.

여기서, 상기 d는 상기 L의 30% 이하일 수 있다.

여기서, 상기 W는 7mm 내지 10mm 사이의 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 오목부의 케이블 길이 방향의 변 TAB_L은 상기 L 보다 짧고, 이에 수직하는 변 TAB_W는 상기 W보다 짧으며, 상기 TAB_L은 상기 TAB_W보다 긴 것일 수 있다.

여기서, 상기 W 와 상기 TAB-W 의 차이는 1.5 mm 내지 4 mm 사이일 수 있다.

여기서, 상기 슬롯의 감쇠량 공진주파수는 1.3 GHz 내지 1.4 GHz 사이의 값일 수 있다.

여기서, 상기 누설 동축 케이블은 2.2GHz 주파수에서 단일모드로 동작할 수 있다.

여기서, 상기 상변에 오목부가 형성된 슬롯의 배열축과 상기 하변에 오목부가 형성된 슬롯의 배열축 간의 거리는 상기 슬롯의 높이 W 내지 2W 사이의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 누설 동축 케이블은, 케이블의 내부에 위치하는 내부 도체, 상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체, 상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체 및 상기 외부 도체를 둘러싸는 시스를 포함하고, 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이는 L이고 상기 상변 또는 하변보다 짧은 양 측변의 폭은 W이고, 상기 슬롯은 상기 상변 또는 하변 중 하나에 형성되는 오목부를 포함하며, 주파수 1.7 GHz에서의 감쇠량이 5dB 이하인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 슬롯의 감쇠량 공진주파수는 1.3 GHz 내지 1.4 GHz 사이의 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 W는 L의 10% 내지 13% 사이의 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 L은 70 내지 80mm이고, 슬롯간의 간격 d는 15 내지 25mm 사이일 수 있다.

여기서, 상기 오목부의 케이블 길이 방향의 변 TAB_L은 상기 L 보다 짧고, 이에 수직하는 변 TAB_W는 상기 W보다 짧으며, 상기 TAB_L은 상기 TAB_W보다 긴 값일 수 있다.

여기서, 상기 W 와 상기 TAB-W 의 차이는 1.5 mm 내지 4 mm 사이의 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 d는 상기 L의 30% 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 측면에 따른 누설 동축 케이블은, 케이블의 내부에 위치하는 내부 도체, 상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체, 상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체 및 상기 외부 도체를 둘러싸는 시스를 포함하고, 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이는 L이고 상기 상변 또는 하변보다 짧은 양 측변의 폭은 W이고, 상기 슬롯은 상기 상변 또는 하변 중 하나에 형성되는 오목부를 포함하며, 2.2GHz 주파수에서 단일모드로 동작한다.

여기서, 임의의 슬롯의 시작위치에서 후속하는 슬롯의 시작위치까지의 간격은 90mm 내지 100mm 사이일 수 있다.

여기서, 주파수 1.7 GHz에서의 감쇠량이 5dB 이하일 수 있다.

여기서, 상기 d는 상기 L의 30% 이하일 수 있다.

여기서, 상기 오목부의 케이블 길이 방향의 변 TAB_L은 상기 L 보다 짧고, 이에 수직하는 변 TAB_W는 상기 W보다 짧으며, 상기 TAB_L은 상기 TAB_W보다 긴 값을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 측면에 따른 누설 동축 케이블은, 케이블의 내부에 위치하는 내부 도체, 상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체, 상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체 및 상기 외부 도체를 둘러싸는 시스를 포함하고, 상기 슬롯은 케이블 길이 방향의 상변 또는 하변 중 어느 하나에 형성되는 오목부를 포함하고, 상기 슬롯은 케이블 길이 방향의 두 슬롯 배열축에 슬롯의 폭의 중심이 일치되도록 교번하여 배치된다.

여기서, 상기 상변에 오목부가 형성된 슬롯의 슬롯 배열축과 상기 하변에 오목부가 형성된 슬롯의 슬롯 배열축 간의 거리는 상기 슬롯의 높이 W 내지 2W 사이의 값을 가질 수 있다.

여기서, 인접한 슬롯간의 간격 d와 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이 L의 비율은 30% 이하일 수 있다.

여기서, 상기 오목부의 케이블 길이 방향의 변 TAB_L은 상기 L 보다 짧고, 이에 수직하는 변 TAB_W는 상기 슬롯의 높이 W보다 짧으며, 상기 TAB_L은 상기 TAB_W보다 긴 값일 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, 2.2GHz 주파수 대역에서 단일 모드로 동작함으로써, 2.3 ~ 2.4GHz 주파수 대역에서의 신호 안정성을 함께 향상 시킬 수 있다.

또한, 1.7GHz 주파수 대역에서의 감쇠량 특성을 향상시킬 수 있으며, 외부 도체의 포밍 시에 슬롯에 가해지는 변형량(strain)에 의한 슬롯의 찌그러짐을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 누설 동축 케이블에서 슬롯의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 슬롯의 구조를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 50m 감쇠량을 표시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 전송 특성 측정 결과를 표시한 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 결합손실을 측정한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블에서 슬롯의 다른 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 슬롯의 구조를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블에서 슬롯 부위에 가해지는 변형량(strain)을 표시한 도면이다.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 동축 케이블의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 중심부로부터 순차적으로 내부 도체(110), 절연체(120), 외부 도체(130) 및 시스(sheath)(150)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

누설 동축 케이블(100)은 케이블 길이 방향으로 외부 도체(130)에 형성된 다수의 슬롯(140)을 통해 전자파를 외부로 방사하거나 내부로 전달될 수 있으며, 외부 도체(130)에 형성되는 슬롯(140)의 형상, 크기 또는 간격(슬롯 주기)를 조절하여 사용 주파수 및 전자파 누설 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(140)을 통해 송수신되는 전자기파 에너지의 전송로로서 기능할 수 있다.

절연체(120)는 내부 도체(110)의 주위를 둘러싸는 낮은 손실의 유전체로서, 내부 도체(110)와 외부 도체(120) 간을 절연시키며 전자기파 에너지의 손실을 저감시키기 위하여 고발포 성형된다. 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.

외부 도체(130)는 절연체(120)의 주위에 포밍(forming)된다. 외부 도체(130)는 구리 또는 알루미늄 등의 도전성 있는 금속 소재로 형성될 수 있다. 또한, 외부 도체(130)는 전자기파의 차폐를 위한 실드층으로 기능하며, 접지를 위해 별도의 접지선에 연결될 수 있다.

외부 도체(130)에 일정한 패턴을 가지는 하나 이상의 슬롯(140)이 형성되어 내부 도체(110)를 따라 흐르는 전기 신호에 의해 발생되는 전자기파를 외부로 누설 또는 내부로 전달될 수 있다. 이때, 파장과 슬롯 간격의 상대적인 관계에 따라 누설 동축 케이블(100)은 결합 모드 또는 방사 모드로 동작하게 된다.

시스(150)는 외부 도체(130)의 주위에 압출 성형 등에 의해 피복되어 상기 외부 도체(130)의 부식 및 파손을 방지한다. 시스(150)는 유연성이 좋은 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 외부 도체(130)의 슬롯(140)이 형성되는 부분과 접하는 시스(150) 사이에 플라스틱 테이프가 보강될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 누설 동축 케이블의 슬롯 구조를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 누설 동축 케이블(100)의 슬롯 구조의 일례를 도시하고 있다. 슬롯(140)은 외부 도체에 특정 패턴을 갖도록 펀칭 또는 가공되며, 사용 주파수 또는 전파 모드에 따라 적합한 형상으로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 슬롯(140)은 케이블의 길이 방향으로 하나의 슬롯 배열축 상에 배치되며, 직사각형의 탭(TAB)(또는 오목부로 호칭됨)이 슬롯(140)의 상변에 형성되거나(이 경우, "]"이 시계 방향으로 90도 회전된 형상임) 또는 하변에 형성된다(이 경우, "["이 시계 방향으로 90도 회전된 형상임).

인접한 두 슬롯 (140)은 일정 거리만큼 이격되어 형성되며, 슬롯 구조에서 슬롯의 주기(p)는 동일한 슬롯 형상이 반복되는 주기로서, 도 2(a)의 경우, 오목부가 하변에 형성된 임의의 슬롯의 시작 지점에서 오목부가 하변에 형성된 다음 슬롯의 시작 지점까지의 거리가 된다. 또한, 도 2(b)의 경우, 오목부가 슬롯의 상변 또는 하변 중 어느 한 변에만 형성되므로 슬롯의 주기 p는 임의의 슬롯의 시작 지점에서 다음 슬롯의 시작 지점까지의 거리가 된다.

상기 도 2(a)에 도시된 슬롯 구조는 상하 비대칭 구조로 인해 슬롯의 상변과 하변에 전압차가 발생하게 되며, 이로 인해 수직 편파를 발생시킬 수 있다.

도 3에는 슬롯의 한 주기에 해당하는 상하 대칭되는 한 쌍의 슬롯이 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 슬롯(140)은 케이블 길이 방향의 상변 및 하변의 길이 L이 두 측변의 폭 W 보다 긴 형태로서, 상기 상변 또는 하변 중 한 변에 케이블 길이 방향으로 길이 TAB_L 및 폭 TAB_W인 오목부(142)가 형성되어 수직 편파를 발생시킨다. 이때, 인접하는 두 슬롯의 오목부(142)의 형성 위치는 상변 및 하변에 교번하여 형성되며, 따라서 인접하는 두 슬롯은 서로 상하 대칭 형상이 된다.

오목부(142)의 길이 TAB_L은 슬롯의 길이 L에 비해 작으며, 오목부의 폭 TAB_W은 슬롯의 폭 W에 비해 작다. 여기서, W-TAB_W은 감쇠량 공진주파수와 밀접한 관계가 있다. 도 3에서 W-TAB_W은 탭의 하변과 슬롯의 하변간의 간격에 해당하며 두 변 간의 커플링에 의해 형성되는 커패시턴스 C에 의해 감쇠량 공진주파수가 변하게 된다. 따라서, 두 변간의 간격인 W-TAB_W 값을 작게 하여 C 값을 크게 함으로써 공진 주파수를 낮출 수 있다. 이 경우, W-TAB_W 값은 적어도 4mm 이하일 수 있다. 반면에, W-TAB_W 값이 너무 작은 경우, 케이블의 권취나 절단 기타 다른 외적인 힘의 작용시에 슬롯의 형상이 쉽게 변형될 수 있다. 이를 방지하기 위해, W-TAB_W 값은 적어도 1.5mm 이상이 되도록 슬롯을 형성할 수 있다.

또한, 인접한 두 슬롯은 일정 거리 d 만큼 서로 이격되어 형성되며, 따라서, 슬롯의 주기 p 는 임의의 슬롯의 시작위치에서 후속하는 슬롯의 시작위치까지의 간격(L + d)의 두 배가 된다.

본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 다양한 무선통신 서비스에서 사용되는 주파수 대역을 지원한다. 누설 동축 케이블(100)은 특히, 2.2GHz 주파수 대역에서 단일 모드로 동작함으로써 2.2GHz ~ 2.4GHz 주파수 대역에서도 우수한 시스템 손실(system loss) 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 대역에서 주로 서비스되는 Wibro 서비스 등의 지원을 위해 용이하게 사용될 수 있다. 이를 위해, 슬롯(140)의 주기 p 는 종래와 비교하여 상대적으로 짧은 90mm ~ 100mm 사이의 값이 되도록 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 슬롯(140)은 특정 주파수에서 감쇠량 공진이 발생할 수 있으며, 이 때의 감쇠량 공진 주파수는 슬롯의 둘레 길이에 반비례한다. 다시 말해, 슬롯의 폭 W와 길이 L은 공진 주파수와 반비례 관계이다.

이 경우, 상기와 같이 누설 동축 케이블(100)이 2.2GHz의 주파수 대역에서 단일 모드로 동작하기 위해서, 슬롯의 주기 p 를 짧게 하여 감쇠량 공진 주파수를 높일 수 있다. 하지만, 슬롯의 주기 p의 축소에 의해 감쇠량 공진 주파수가 높아지게 되면 이로 인해 1.7GHz 대역의 감쇠량 특성이 악화될 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 슬롯(140)의 길이 L을 종래와 비슷하게 70mm ~ 80mm 로 유지하고, 슬롯(140)의 폭 W를 종래와 비슷하게 7mm ~ 10mm 로 유지하면서, 슬롯간의 간격 d를 15mm ~ 25mm 사이의 값이 되도록 종래에 비해 축소시킬 수 있다. 이 경우, 슬롯간의 간격 d는 슬롯의 길이 L 의 30% 이하가 될 수 있으며, 상기 W와 오목부(142)의 폭 TAB_W의 차이가 1.5mm ~ 4mm 사이의 값을 가질 수 있다. 이때, 상기 W는 상기 L과 비교하여 약 10% 내지 13% 사이의 값일 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 슬롯의 주기 p를 짧게 하여 2.2GHz 주파수 대역에서 단일 모드로 동작함으로써 2.2GHz ~ 2.4GHz 의 주파수 대역에서도 우수한 시스템 손실 특성을 획득함과 동시에 1.7GHz 주파수 대역의 시스템 손실 특성이 종래에 비해 유지 또는 향상될 수 있다.

도 4에는 본 발명의 누설 동축 케이블(100)에서 주파수에 따른 50m 감쇠량의 변화를 나타내고 있다. 도 4를 참조하면, 1.3GHz 내지 1.4GHz 사이, 대략 1.35GHz의 주파수에서 감쇠량 공진이 발생하는 것을 알 수 있으며, 1.7GHz 대역에서의 측정된 50m 감쇠량이 2.35 dB로서 100m당 감쇠량은 5dB 이하인 것을 확인할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 누설 동축 케이블(100)의 전송 특성의 측정 결과가 표시되어 있다.

도 5의 측정 결과는 본 발명의 누설 동축 케이블(100)을 대상으로 측정된 결과값과 종래의 타사 제품인 RCT-CPUS 누설 동축 케이블의 카탈로그(catalog) 값을 비교한 표이다. 도 5를 참조하면, 1700MHz 주파수에서 본 발명의 누설 동축 케이블(100)의 100m 감쇠량 특성은 4.7dB 이며, 1700MHz ~ 2400MHz 주파수 대역 전체에서 5dB 이하의 우수한 감쇠량 특성을 보여주고 있다. 또한, 2.2GHz ~ 2.4 GHz 주파수 대역에서도 종래의 타사 제품에 비해 향상된 시스템 손실 특성을 보여주고 있다.

도 6에는 본 발명의 누설 동축 케이블(100)에서의 결합 손실(Coupling Loss)이 주파수 별로 표시되어 있다.

도 6(a)는 주파수가 2.2 GHz 대역일 때의 결합 손실을 나타내고 있으며, 도 6(b)는 2.4GHz 주파수 대역일 때의 결합 손실을 나타내고 있다. 이 경우, 누설 동축 케이블(100)의 결합 손실 변동은 크지 않으며, 누설 동축 케이블(100)이 2.2GHz에서 단일 모드로 동작하며, 2.2GHz ~ 2.4GHz에서 양호한 시스템 손실 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.

반면, 도 6(c)는 2.6GHz 주파수 대역일 때의 결합 손실을 나타내고 있다. 이 경우, 누설 동축 케이블(100)은 2.6GHz에서 다중 모드로 동작하며, 모드 간의 간섭에 의해 결합 손실의 변동성이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 슬롯 구성을 통해 누설 동축 케이블(100)은 2.2GHz 주파수 대역에서 단일 모드로 동작하며, 2.2GHz ~ 2.4GHz 주파수 대역에서도 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 슬롯의 주기 p 를 줄이면서도 슬롯의 길이 L 및 폭 W를 유지할 수 있어서 감쇠량 공진 주파수를 낮게 유지함으로써 1.7 GHz 대역에서의 감쇠량 특성의 악화를 방지할 수 있다.

하지만, 이 경우, 슬롯(140)의 주기 p를 줄이기 위해 슬롯간의 간격 d 이 줄어들게 되므로, 외부 도체(130)의 포밍(forming) 시 또는 케이블의 권취, 절단 시에 슬롯(140)에 가해지는 힘에 의해 슬롯(140)의 형상이 변형되는 경우가 발생하게 된다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 누설 동축 케이블(100)은 외부 도체(130)에 형성되는 슬롯(140)의 중심이 케이블 길이 방향의 서로 다른 두 슬롯 배열축에 일치하도록 다수의 슬롯(140)이 교번하여 배치될 수 있다. 도 7에는 이러한 슬롯의 구성이 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 외부 도체(130)에 형성된 하나 이상의 슬롯(140) 중에서 상변에 오목부(142)가 형성된 슬롯의 중심은 제1 슬롯 배열축에 일치되며, 하변에 오목부(142)가 형성된 슬롯의 중심은 제2 슬롯 배열축에 일치되도록 슬롯이 형성된다. 이 경우, 슬롯(140)의 양 측변에 집중되는 스트레인(strain)을 분산시켜서 외부 도체(130)의 포밍 시에 슬롯(140)이 찌그러지는 현상을 완화시킬 수 있다.

도 8에는 이와 같은 슬롯 구성이 상세히 도시되어 있다.

슬롯(140)의 상변 및 하변의 길이 L 과 폭 W 및 오목부(142)의 길이 TAB_L 과 폭 TAB_W 은 상기 도 3에 도시된 슬롯과 동일하다. 또한, 오목부(142)가 상변에 형성된 슬롯(140)의 배열축인 제1 슬롯 배열축과, 오목부(142)가 하변에 형성된 슬롯의 배열축인 제2 슬롯 배열축은 일정 간격 X 만큼 이격될 수 있다.

이 때, 상기 제1 슬롯 배열축 및 제2 슬롯 배열축 간의 거리 X는 슬롯(140)의 폭 W 이상이고 2W 이하인 것이 바람직하다. 만일 X가 2W보다 커지게 되면 결합 손실이 증가할 수 있으며 전파 신호의 지향성이 악화될 수 있다. 반면에, X가 W 미만인 경우, 인접한 두 슬롯(140) 사이의 영역에 스트레인(strain)이 집중되어 가해질 수 있다.

도 9에는 상기 도 2의 슬롯 구성 및 상기 도 7의 슬롯 구성에 대해 외부 도체 포밍시에 가해지는 스트레인(strain)을 시뮬레이션 한 결과가 도시되어 있다. 이때, 도 9에서 스트레인이 큰 부분은 노란색으로 표시되며 스트레인이 작은 부분은 파란색으로 표시된다.

도 9(a)를 참조하면, 모든 슬롯의 중심이 하나의 슬롯 배열축에 일치되도록 슬롯이 배치된 경우에, 슬롯의 양 측변에 가해지는 스트레인(strain)은 0.014 이다. 반면, 도 9(b)을 참조하면, 상변에 오목부가 형성된 슬롯과 하변에 오목부가 형성된 슬롯의 중심이 각각 서로 다른 슬롯 배열축에 일치되도록 슬롯이 배치된 경우에, 슬롯의 양 측변에 가해지는 스트레인은 0.007로서, 도 9(a)의 슬롯 구성에 비해 50% 감소된 것을 알 수 있다.

따라서, 도 9(b)에 도시된 슬롯 구조가 도 9(a)의 슬롯 구조에 비해 포밍 성형성이 더욱 우수함을 확인할 수 있다.

이상과 같은 구조를 통해, 본 발명의 누설 동축 케이블은 2.2GHz ~ 2.4GHz 대역에서 양호한 시스템 손실 특성을 얻을 수 있으며, 감쇠량 공진 주파수를 낮추거나 유지시켜서 1.7GHz 대역에서의 시스템 손실 특성을 종래에 비해 유지 또는 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 2.2GHz ~ 2.4GHz 주파수 대역에 대한 대응으로 인해 슬롯 간의 간격이 좁아지게 되면서 발생되는 포밍 성형성의 저하를 보완할 수 있는 효과가 있다.

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.

100: 동축 케이블 110: 도체
120: 절연체 130: 외부 도체
140: 슬롯 150: 시스

Claims

누설 동축 케이블에 있어서,
케이블의 내부에 위치하는 내부 도체;
상기 내부 도체를 둘러싸는 유전체;
상기 유전체를 둘러싸고, 복수의 슬롯을 포함하는 외부 도체; 및
상기 외부 도체를 둘러싸는 시스;를 포함하고,
상기 슬롯은 케이블 길이 방향의 상변 또는 하변 중 어느 하나에 형성되는 오목부를 포함하고,
상기 슬롯은 케이블 길이 방향의 두 슬롯 배열축에 슬롯의 폭의 중심이 일치되도록 교번하여 배치되는,
누설 동축 케이블.
제 1 항에 있어서,
상기 상변에 오목부가 형성된 슬롯의 슬롯 배열축과 상기 하변에 오목부가 형성된 슬롯의 슬롯 배열축 간의 거리는 상기 슬롯의 높이 W 내지 2W 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 하는,
누설 동축 케이블.
제 1 항에 있어서,
임의의 슬롯의 시작위치에서 후속하는 슬롯의 시작위치까지의 간격은 90mm 내지 100mm 사이인 것을 특징으로 하는,
누설 동축 케이블.
제 1 항에 있어서,
2.2GHz 주파수에서 단일모드로 동작하는,
누설 동축 케이블.
제 1 항에 있어서,
인접한 슬롯간의 간격 d와 상기 슬롯의 상변 및 하변의 길이 L의 비율은 30% 이하인 것을 특징으로 하는,
누설 동축 케이블.
제 5 항에 있어서,
상기 오목부의 케이블 길이 방향의 변 TAB_L은 상기 L 보다 짧고, 이에 수직하는 변 TAB_W는 상기 슬롯의 높이 W보다 짧으며, 상기 TAB_L은 상기 TAB_W보다 긴 것을 특징으로 하는,
누설 동축 케이블.
제 6 항에 있어서,
상기 W 와 상기 TAB-W 의 차이는 1.5 mm 내지 4 mm 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 하는,
누설동축 케이블.