KR20200004394A - 정임피던스 커넥터 장치 - Google Patents

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plug
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존 이. 마투로
로버트 엠. 브래들리
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더 피닉스 컴퍼니 오브 시카고, 인크.
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Abstract

본 발명은 극저온으로 냉각된 양자 컴퓨터 등과 같은 다양한 환경에서의 사용을 위한 것으로서 감쇠기나 필터 부재 또는 이들 둘 다가 내장되거나 어댑터 하우징 내에서 분리 및 삽입이 가능하도록 어댑터 내에 형성된 정임피던스 커넥터를 이용한 연결 장치에 관한 것이다.
상기 연결 장치는 밀폐 봉지된 탑 플레이트를 통과하는 한층 높은 케이블 밀도를 제공하여 블럭을 냉각시킬 수 있도록 함으로써 신호 리인으로부터 열에너지를 감소시킨다. 신호가 극저온 환경을 통과하는 신호의 신호 강도를 감소시킴과 아울러 이질적 전기 신호 노이즈를 감소시키기 위하여, 감쇠기나 필터 회로는 정임피던스 커넥터 하우징에 내장되거나, 각 단부에 연결되어 정합 정임피던스 연결을 형성하는 어댑터를 통해서 제공된다.

Description

정임피던스 커넥터 장치
본 발명은 기존의 정임피던스 특성을 이용하며 감쇠 및/또는 필터링 부재가 내장된 정임피던스(constant impedance) 커넥터 장치에 관한 것이다. 정임피던스 커넥터 장치는 컴퓨터 분야에서의 사용을 위해서 그리고 양자 컴퓨터용 연결 장치로서 제작된다. 보다 자세하게, 본 발명은 극저온으로 냉각된 양자 컴퓨터에 적용된다.
현재의 컴퓨터는 0 이나 1의 두 상태 중의 한 상태로 존재하는 비트(bits)의 조종으로 작동한다. 반면에, 양자 컴퓨터는 두 상태로 한정됨이 없이 중첩되어 존재할 수 있는 양자 비트나 큐비트(qubits)로 정보를 인코드(encode, 부호화)한다. 큐비트는 원자, 이온, 광자(photon) 또는 컴퓨터 메모리 및/또는 프로세서의 구동을 위해 함께 동작하는 전자 및 이들의 각 제어 소자를 나타낸다. 양자 컴퓨터는 이러한 복수의 상태를 동시에 포함할 수 있기 때문에 현존하는 가장 강력한 슈퍼컴퓨터에 비해 백만배 이상의 강력한 잠재력을 지니고 있다.
큐비트의 상기 중첩을 통해서 양자 컴퓨터의 내재적 병렬성(inherent paralleism)이 부여된다. 이러한 병렬성으로 인해서 양자 컴퓨터는 백만의 계산들 (million computations)을 동시에 수행할 수가 있게 된다.
큐비트의 물리적 특성이 발전을 거듭함에 따라 퀀텀 머신 실현을 위한 과제의 해결에는 현재의 시스템에 비해 훨씬 복잡한 새로운 하드웨어 및 제어구조 (control architectures)에 대한 엔지니어링이 요구된다. 이러한 시스템 발전 중 하나로 초전도 기반의 구성부재(superconductor-based components)를 사용하여 극저온에서 컴퓨팅을 구현하는 것을 들 수 있다. 극저온 작동은 많은 장점이 있는바, 캐리어의 이동성(mobility)과 포화속도가 증가되어 작동 속도가 빨라지고; 노이즈 레벨이 낮아지며; 전기전도도가 증가되고; 통합 밀도가 증가되며; 열적으로 활성화된 열화 프로세스의 억제 등을 몇가지 예로 들 수 있다. 극저온 작동의 단점으로는 , 적절한 냉각 시스템에 대한 필요성; 저온 작동에 최적화된 재료 및 구성부재의 선택; 및 "차가운" 전자 부품과 "따뜻한" 전자 부품 사이의 인터페이스 특성 등을 들 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 상기 문제점과 단점을 감안하여 창안된 것으로, 외부 또는 "따뜻한" 환경으로부터 내부 또는 "차가운" 환경으로 통과하는 능력을 구비하여 극저온 환경에서 동작할 수 있는 연결 장치를 제공하는데 발명의 목적을 두고 있다.
본 발명의 다른 목적은 현재의 최첨단 어셈블리보다도 높은 밀도의 케이블을 제공하는 연결 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전송된 신호 전력으로 인한 열에너지를 감소시키기 위해 극저온의 환경에서 시스템 전기 감쇠가 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템 케이블링과 직선상으로 기밀 봉지 (hermetic seal)가 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 양자 컴퓨터 운영 시스템 내에 설치될 수 있고, 케이블의 극소 직경의 중심 도체에 손상을 가함이 없이 컴퓨터 내에 용이하게 조립될 수 있는 연결 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 도체에 결합된 외부 전기 신호(노이즈)의 감소를 위해 극저온 환경에서 시스템 전기 필터링이 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 상기 목적들과 그 외의 목적들은 계층화된 스테이지(tiered stages)를 통해서 신호 케이블을 전송하기 위한 연결 시스템으로서으로 이루어진 본 발명에 의해 달성되는바, 이때 적어도 하나의 스테이지는; 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터에 의해서 종단되는(terminated) 중심 도체(center conductor)를 갖는 제1 신호 케이블; 상기 제1 신호 케이블의 고정을 위한 제1 커넥터 하우징; 제1 플레이트에 장착되며, 제1 측에 장착되는 제1 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터를 갖는 헤더 하우징과, 상기 제1 측 반대편의 제2 측상에 장착되는 제2 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터를 갖는 헤더 하우징으로서, 이때 상기 제1 측상의 제1 헤더 하우징 커넥터는 제1 신호 케이블의 상기 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적(complementary)이어서 상기 제1 커넥터 하우징이 정임피던스 케이블 연결에서 제1 측상의 상기 헤더 하우징에 부착되는 헤더 하우징; 및 제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 갖는 제2 신호 케이블을 고정하기 위한 것으로, 상기 제2 커넥터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 제2 측 상의 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터에 대한 상보적 커넥터이어서 정임피던스 케이블 연결에서 제2 커넥터 하우징이 제2 측 상의 헤더 하우징 상에 부착되는 제2 커넥터 하우징;을 포함하여 구성된다.
상기 연결 장치는 제1 및 제2 측 상의 헤더 하우징 커넥터 사이에 위치하여 관통하는 중심 도체를 밀봉하기 위한 밀봉 부재를 포함한다.
상기 헤더 하우징은 상기 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위해서 상기 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터의 일단부 및 상기 헤더 하우징 정임피던스 리센터클 커넥터의 반대편 단부에 분리가능한 감쇠기나 필터 부재가 연결된다.
제1 플레이트는 정임피던스 커넥터, 감쇠기, 및/또는 필터를 위한 히트 싱크나 접지 전위 또는 이들 둘 다이다.
상기 제1 플레이트는 냉장 플레이트일 수 있다.
제1 케이블의 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터는 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위하여 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함한다.
제2 케이블의 제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터는 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위하여 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함한다.
부가적인 연결 시스템 스테이지가 적어도 한 스테이지에 연결되어질 수 있다.
본 발명의 2차적인 기술적 특징은 아래의 구성들을 포함하는 계층화된 스테이지를 통해서 신호 케이블을 전송하기 위한 연결 장치에 있는 것으로서: 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 적어도 하나의 제1 신호 케이블을 포함하는 복수의 제1 신호 케이블; 상기 제1 신호 케이블의 고정을 위한 제1 커넥터 하우징; 제1 플레이트 상에 장착되며, 제1 측상에 장착되는 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터와 상기 제1 측 반대편의 제2 측상에 장착되는 정임피던스 플러그나 정임피던스 리셉터클 커넥터를 포함하는 헤더 하우징으로서, 이때 제1 측상의 상기 헤더 하우징 커넥터는 복수의 제1 신호 케이블 중 적어도 하나의 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터의 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 거넥터에 대한 상보적 커넥터이어서 상기 제1 커넥터 하우징이 정임피던스 케이블 연결에서 제1 측상의 헤더 하우징에 부착되는 헤더 하우징; 및 복수의 제2 신호 케이블을 갖는 제2 커넥터 하우징으로서, 이때 상기 복수의 제2 케이블 중 적어도 하나는 단부가 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 구비하며, 상기 제2 커넥터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 제2 측상의 헤더 하우징 커넥터의 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터에 대해 상보적 커넥터이어서 상기 제2 커넥터 하우징은 정임피던스 케이블 연결에서 제2 측상의 헤더 하우징에 부착되는 제2 커넥터 하우징; 을 포함하여 구성된다,
상기 연결 장치는 상부 및 하부를 구비하고 제2 플레이트에 장착되는 하부 하우징 스테이지를 포함하는바, 이때 상기 하부 하우징 스테이지의 상부는 제2 측상의 헤더 하우징으로부터 연장된 다수의 제2 신호 케이블과의 결합을 위한 다수의 수정된 정임피던스 커넥터로 이루어진다.
상기 수정된 정임피던스 커넥터는 각각 신호 감쇠나 전기 신호 필터링을 위해 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함하며, 상기 하부 하우징 스테이지의 하부는 다수의 제3 신호 케이블이 단부에 결합되는 정임피던스 커넥터 리셉터클이나 정임피던스 플러그를 포함한다.
제2 플레이트는 수정된 정임피던스 커넥터를 위한 히트 싱크나 접지 전위 또는 이들 둘 다일 수 있거나 냉장 플레이트일 수 있다.
상기 하부 하우징 스테이지의 상부와 하부 하우징 스테이지의 하부는 각각 제2 플레이트에 장작된 클램프에의 부착을 위한 연장 리브를 포함한다.
상기 수정된 정임피던스 커넥터 감쇠기나 필터는 상기 하부 하우징 스테이지의 상부나 하부 하우징 스테이지의 상부에 압입될 수 있다.
상기 연결 장치는; 다수의 제2 신호 케이블의 단부에 결합되는 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭으로써, 이때 상기 플러그 하우징 블럭은 다수의 제2 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제2 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 일부 조합을 포함하는 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭; 감쇠기 하우징, 필터 하우징, 또는 둘 다, 다수의 제2 신호 케이블의 단일 케이블과 결합된 감쇠기 하우징 및/또는 필터 하우징 각각을 장착하기 위한 다수의 통공과 플러그 하우징 블럭의 가역 (reciprocal) 정임피던스 커넥터와의 연결을 위한 어댑터의 제1 측상의 상보적 정임피던스 커넥터를 갖는 어댑터 하우징; 및 제2 측상의 어댑터 하우징에의 연결을 위한 것으로서 다수의 제2 신호 케이블과 전기 통신을 하는 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제2 신호 케이블과 전기 통신하는 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 일부 조합을 포함하며 그로부터 연장되는 다수의 제3 신호 케이블을 갖는 리셉터클 하우징 블럭을 더 포함하여 이루어지며, 이때 상기 리셉터클 하우징 블럭은 어댑터 하우징의 제2 측상의 어댑터 하우징에 연결되어 리셉터클 하우징 블럭의 상보적 정임피던스 커넥터는 어댑터 하우징 제2 측의 상보적 정임피던스 커넥터와 연결된다.
감쇠기 하우징, 필터 하우징 또는 둘 다는 전기 통신, 열 전달, 전자기 간섭 보호 또는 이들의 어떠한 조합을 위해서 어댑터 하우징의 각 통공의 내벽에 구비되는 탄성 부재를 포함한다.
상기 연결 시스템은 제2 하부 하우징 스테이지 장착을 위해 적어도 하나의 추가적인 플레이트를 더 포함하는바, 이때 상기 제2 하부 하우징 스테이지는 다수의 제3 신호 케이블과 전기통신하는 수정된 다수의 정임피던스의 제2 세트로 이루어지며, 상기 수정된 정임피던스 커넥터의 제2 세트 각각은 신호 감쇠나 전기 신호 필터링을 위해 내장된 제2 감쇠기나 제2 필터 부재를 구비한다.
상기 연결 장치는 또한: 추가적인 플레이트; 제3 신호 케이블과 전기통신을 하며 적어도 하나의 추가적인 플레이트 상에 장착되는 제2 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭, 이때 상기 플러그 하우징 블럭은 다수의 제3 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제3 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 일부 조합을 포함하고; 제2 감쇠기 하우징, 제2 필터 하우징 또는 이들 둘 다, 다수의 제3 신호 케이블의 단일 케이블과 결합된 제2 감쇠기 하우징 및/또는 제2 필터 하우징 각각의 장착을 위한 다수의 통공을 구비함과 아울러 제2 플러그 하우징 블럭의 가역 정임피던스 커넥터와의 연결을 위한 제2 어댑터 하우징의 제1 측상에 상보적 정임피던스 커넥터를 구비한 제2 어댑터 하우징; 제2 어댑터 하우징의 제2 측에의 연결을 위한 것으로 다수의 제3 신호 케이블과 전기통신하는 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제3 신호 케이블과 전기통신하는 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 일부 조합을 포함하며 그로부터 연장되는 다수의 제4 신호 케이블을 갖는 제2 리셉터클 하우징 블럭을 포함하여 이루어지고, 이때 상기 제2 리셉터클 하우징 블럭은 제2 어댑터 하우징의 제2 측상의 제2 어댑터 하우징에 연결되어서 제2 리셉터클 하우징 블럭의 상보적 정임피던스 커넥터는 제2 어댑터 하우징의 제2 측상의 상보적 정임피던스 커넥터와 연결된다.
감쇠기는 최대 40dB 감쇠를 제공한다.
정임피던스 리셉터클 커넥터는 정합 임피던스를 용이하게 하기 위해 중심 도체의 주위에 안정화 보빈을 포함한다.
제1 및 제2 감쇠기나 필터는 케이싱 내에 배치되며, 상기 케이싱은 수정된 정임피던스 커넥터 하우징의 내부 공간에 고정된다.
다수의 제2 신호 케이블이나 다수의 제3 신호 케이블 또는 이들 모두는 초전도 케이블링 재료로 이루어진다.
본 발명의 세번째 기술적 특징은: 상부 바디부와 하부 바디부를 갖는 하우징; 정임피던스 리셉터클이나 제1 중심 도체와의 플러그 결합단을 갖는 하우징 상부 바디부; 정임피던스 플러그나 제1 하우징부에 분리가능하게 부착되는 제2 중심 도체와의 리셉터클 결합단을 갖는 하우징 하부 바디부를 포함하고, 이때 하우징 상부 바디부, 하우징 하부 바디부, 이들 모두는 제1 및 제2 중심 도체상의 전기 신호를 감쇠 또는 필터링하기 위한 감쇠기나 필터 부재의 내장을 위해서 내부 공간을 형성하도록 구성된 연결 장치의 전기 신호의 감쇠나 필터링을 위한 정임피던스 커넥터에 있다.
본 발명의 네번째 기술적 특징은, 정임피던스 신호 케이블 내에 감쇠기나 필터를 구현하기 위한 어댑터에 있는 것으로, 이때 상기 어댑터는 어댑터 하우징 내의 감쇠기 부재나 필터 부재로 이루어지며, 상기 어댑터 하우징의 각 단부에는 정임피던스 리셉터클이나 정임피던스 플러그가 결합된다.
상기 어댑터는 어댑터 하우징의 일측과 기계적, 전기적 및/또는 열적으로 연통함과 아울러 어댑터 하우징 장착 구조의 타측과 기계적, 전기적 및/또는 열적으로 연통하는 탄성 부재를 포함함으로써, 상기 어댑터 하우징 장착 구조와 연통하는 상기 탄성부재는 어댑터를 관통하는 신호를 위한 히트 싱크, 접지 전위, 전자기 간섭 보호 또는 이들의 조합을 제공한다.
본 발명의 다섯번째 기술적 특징은 계층적 스테이지 연결 시스템(tiered staged connection system)의 전기 케이블 연결 방법에 있는 것으로, 상기 방법은: 단부에 제1 정임피턴스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터가 단부에 결합된 중심 도체를 갖는 제1 신호 케이블을 제1 커넥터 하우징에 연결하는 단계; 헤더 하우징의 제1 측에 장착된 제1 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터를 장착하는 단계; 상기 제1 측의 반대편 헤더 하우징의 제2 측에 장착된 제2 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터를 징착하는 단계로서, 이때 상기 제1 측의 상기 제1 헤더 하우징 커넥터는 상기 제1 신호 케이블의 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적이어서 상기 제1 커넥터 하우징은 정임피던스 케이블 연결에서 헤더 하우징의 제1 측에 부착되고; 헤더 하우징을 제1 플레이트에 장착시키고, 제2 신호 케이블을 제2 커넥터 하우징에 연결시키는 단계로서, 이때 상기 제2 신호 케이블은 단부에 제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터가 결합된 중심 도체를 구비하는 한편, 상기 제2 커텍터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 제2 측상의 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적이어서 상기 제2 커넥터 하우징은 정임피던스 케이블 연결에서 헤더 하우징의 제2 측에 부착되고; 및 상기 l제 커넥터 하우징을 헤더 하우징에 장착하는 단계에 의한 제1 스테이지 연결을 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어진다.
상기 발명은 관통하는 중심 도체를 밀봉하기 위하여 헤더 하우징 커넥터들의 제1 및 제2 측 사이에 위치하는 밀봉 부재를 삽입하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위하여 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터의 일측 및 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터의 반대편 단부에 제거 가능한 감쇠기나 필터 부재를 연결하는 단계를 더 포함한다.
감쇠기나 필터링 부재 또는 이들 모두는 어댑터 하우징 내에서 착탈이 가능하도록 어댑터에 내장된다.
상기 어댑터 하우징은 일단부에 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터가 그리고 반대편 단부에는 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터가 연결된다.
상기 방법은 제1 스테이지 연결에 제2 스테이지 연결을 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함한다. 상기 제2 스테이지 연결은 제2 스테이지 상부 커넥터 하우징, 플레이트에 장착된 제2 스테이지 헤더 하우징, 및 제2 스테이지 하부 커넥터 하우징을 포함하여 구성되며, 이때 상보적 정임피던스 플러그와 리셉터클은 제2 스테이지 상부 커넥터 하우징, 제2 스테이지 헤더 하우징, 및 제2 스테이지 하부 커넥터 하우징에 장착되어 신호 케이블 통과를 위한 정임피던스 전기 연결을 형성한다.
본 발명의 특징들은 신규한 것으로 여겨지며 본 발명의 특징 구성들은 특별히 후속되는 청구범위에 설정되고 있다. 도면은 단지 예시적인 것이고 정확한 측척을 따르고 있지는 않다. 한편, 본 발명의 구조와 동작 방법은 도면을 참조한 아래의 상세한 설명을 통해서 가장잘 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예 커넥터 장치에 대한 사시도이다.
도2는 밀폐된 헤더 하우징이 부착된 도1의 커넥터 장치의 탑 플레이트에 대한 단면도이다.
도3은 도2의 탑 플레이트에의 연결을 위한 커넥터 하우징이 구비된 인입 케이블의 일실시예를 보인 것이다.
도4는 신호 감쇠가 이루어지는 연결 장치의 중심 스테이지를 보인 것이다.
도5는 각각의 통공 내에 다수의 감쇠기나 필터 부재를 감싸는 어댑터 하우징에 대한 분해사시도이다.
도6은 도5의 어댑터 하우징 내에 삽입가능한 감쇠기나 필터 부재에 대한 일부절결 단면도이다.
도7은 도5의 어댑터 하우징에 대한 사시도로서, 통공의 일부를 제거하여 그 안에 삽입된 감쇠기나 필터 부재를 보여주고 있다.
도8은 도5의 어댑터 하우징의 일측에 부착되는 플러그 하우징 블럭과 어댑터 하우징의 반대편에 부착된 리셉터클 하우징 블럭을 보인 것이다.
도9는 감쇠기 어댑터와 플러그 커넥터가 구비된 어댑터 하우징에 결합되는 하우징 블럭에 대한 단면도이다.
도10은 감쇠기 어댑터의 교체를 위해 감쇠기 어댑터가 분리된 하우징 블럭의 분리 상태를 보인 것이다.
도11은 분리된 하우징 블럭과 새로운 감쇠기나 다른 부재의 교체를 보여주고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어서, 도1 내지 도11에서 발명의 유사한 특징에 대해서는 유사한 도면부호가 부여될 것이다.
본 발명은 전기 신호용 연결 장치를 제공한다. 본 발명은 컴퓨터 아키텍쳐 (architecture)와 양자 컴퓨터 아키텍쳐에 수용되어 사용되기에 바람직한바, 컴퓨터 아키텍쳐 이외의 영역에서의 사용이 금지되지는 않는다. 예시적인 목적을 위해서 본 발명의 연결 장치의 적용이 컴퓨터 아키텍쳐에서 증명되고 있는바, 전기 신호의 보호 차원에서 상기 연결 장치를 사용하는 다른 용도가 배제되지는 않는다.
일실시예에서, 본 발명은 극저온 냉각 환경에서의 작동에 적합하지만, 본 발명이 극저온의 냉각 환경에 적용되는 것만으로 한정되지는 않는다. 내부 장치에 열적 영향을 열화시키게 되는 입력 전력을 낮춰야 할 필요성은 특정한 정임피던스 커넥터의 하우징에 내장되거나 정임피던스 연결을 확장하도록 설계된 어댑터로 구성된 감쇠기의 적용을 통해서 완화된다. 두 가지 경우 모두에서 커넥터는 냉장 플레이트 등과 같은 히트 싱크 부재와 직접적인 열적 연결을 하도록 설계된다. 특정한 경우에, 감쇠기는 극저온으로 설계된다. 이와 유사하게, 감쇠기 대신에 또는 감쇠기에 추가하여 본 발명에서는 특정한 정임피던스 커넥터의 하우징에 내장되거나 정임피던스 연결을 확장시키기 위해 부착되는 어댑터로서의 필터가 제공된다.
감쇠기를 내장하거나 정임피던스 커넥터를 확장하는 감쇠 어댑터를 제공하기 위한 구조에서는 신호 라인의 부적절한 커플링을 줄이기 위해 커넥터나 어댑터 하우징 내에 필터 부재가 구비되어 진다. 이러한 방식으로 극저온으로 냉각된 환경의 더 차가운 영역으로 이동하기 전에 전기적으로 결합된 노이즈의 적어도 일부를 접지로 분로함으로써 라인 상의 외부 전력이 더욱 감소된다.
표준화된 정임피던스 커넥터는 모듈식 제품에서 보여지는 큰 반경방향 및 축방향 정렬 오차를 허용한다. 시카고 소재 피닉스사(Phoenix Company)의 자회사인 코네티컷 Naugatuck 소재 Palco Connector사의 PkZ® 커넥터에서 볼 수 있는 정임피던스 기술은 낮은 삽입력과 더불어 내부 결합 스프링을 필요로 하지 않는 정임피던스를 보장한다. 이들 커넥터는 시스템과 커넥터 공차 문제로부터 초래되는 더 큰 Z-축 결합 간격에 대해 정임피던스를 유지함으로써 일관된 성능을 제공한다. 일반적으로 나사가공되어 저온에서 부재의 이동이 부적합한 종래의 SMA 커넥터에 비해서 유리하다. 상기 Palco PkZ® 커넥터는 어려운 환경에서 신호 무결성(signal integrity)을 유지하는 일예의 정임피던스 커넥터로서 본 발명의 장치에 구현된다.
동작신호는 대개 40GHz 미만의 주파수의 RF 또는 디지탈 신호인바, 대략 1와트의 최대 전력으로 40GHz 내지 60GHz 만큼 높은 주파수가 될 수도 있다. 이는 20GHz 미만에서 동작하는 기존의 SMA 커넥터와 대조를 이룬다.
도1은 본 발명의 일실시예 커넥터 장치(1)에 대한 사시도이다. 입력 신호는 그 사이에 연장된 장착 및 연결 블럭을 통해서 커넥터 장치(1)를 통과한다. 탑 플레이트(2)는 외부, 제어되지 않은 또는 덜 제어된 온도 환경 등과 같은 덜 제어된 환경으로부터 입력 케이블을 받아들인다. 중심 도체는 기밀 봉지(hermetic seal)가 고정되고 또한 유지되도록 하는 방식으로 탑 플레이트(2)를 관통한다. 탑 플레이트 (2)를 통과한 후에, 신호는 적어도 하나의 추가적인 플레이트(4)를 지나는 케이블에 의해서 전송되며, 이때 상기 추가적인 플레이트는 히트 싱크용으로 사용되는 것으로서, 보다 바람직하기로는 극저온에서의 적용을 위해 온도를 낮춰서 저온으로 유지시키는 다수의 플레이트가 사용된다. 상기 플레이트들은 열에너지에 대한 히트 싱크로 작용하여 열에너지가 후속되는 연결 장치로 전달되는 것을 방지한다. 이어서 신호는 케이블을 통해서 상기 탑 플레이트(2)의 하류에 위치하여 PkZ® 커넥터 등의 수정된 정임피던스 커넥터를 이용하는 하부 하우징 스테이지(8)로 전달된다. 상기 신호는 다음으로 바닥 하우징 스테이지(10)를 거쳐서 컴퓨터 내부의 전자 소자로 진행한다.
아래에서 보다 자세하게 설명되듯이, 정임피던스 연결의 수정은 다른 별개의 디자인에서 상이한 스테이지에 행해진다. 예를 들면, 제1 실시예에서 감쇠기나 필터는 정임피던스 커넥터 리셉터클이나 플러그의 어느 한 쪽에 내장된다. 도4에서와 같이, 커넥터 리셉터클은 리셉터클 하우징 블럭(9a)에 장착되고, 커넥터 플러그는 플러그 하우징 블럭(9b)에 장착되어 상기 리셉터클 하우징 블럭(9a)이 상기 플러그 하우징 블럭(9b)과 결합될 때 리셉터클과 플러그 커넥터들 역시도 결합을 이루게 된다. 이에 따라 접점의 적절한 정렬과 함께 하우징 블럭을 통한 열 분산이 가능해진다.
제2 실시예에서, 감쇠기 부재나 필터 부재 어댑터는, 바람직하기로는 다수의 어댑터 바디를 수용하는 어댑터 하우징 내에 장착되는 어댑터 바디 내에 탑재된다. 이어서, 상기 어댑터 하우징은 냉장 플레이트 등과 같은 플레이트 상에 장착된다. 상기 어댑터 하우징은 리셉터클 하우징 블럭으로부터 커넥터의 일측을 그리고 플러그 하우징 블럭으로부터 커넥터의 타측을 받아들이게 된다. 어댑터 하우징이 양측 모두에서 리셉터클 하우징 블럭으로부터 커넥터를 받아들이거나, 양측 모두에서 플러그 하우징 블럭으로부터 커넥터를 받아들이도록 형성함으로써, 어느 한 실시예에서 어댑터 하우징의 각 측면에서 정임피던스 연결이 이루어지게 된다.
상기 감쇠기는 신호 무결성을 변화시킴이 없이 각 도체상의 전력을 낮춘다. 냉각 적용에서, 감쇠된 신호로부터의 초과 열에너지는 하우징을 지나 냉장 플레이트 등의 히트 싱크에서 소멸된다. 상기 장치는 그와 같은 다수의 히트 싱크를 구비하도록 구성된다. 추가 플레이트는 추가적인 신호 컨디셔닝을 위해서 추가된 감쇠 부재를 구비할 수 있다. 다음, 외부 케이블은 바닥 하우징 스테이지(10)로부터 컴퓨터 내부의 전자 소자 및 궁극적으로는 프로세서로 연장된다.
양자 컴퓨터 분야에서 연결 장치의 최적 동작을 위해서는 연결 장치의 대부분 또는 거의 모든 재료들은 비자성 물질로 이루어지는 것으로 알려져 있다. 다른 적용 분야의 경우에는 비자성 물질을 필요로 하지는 않는다.
도2는 밀폐형 헤더 하우징(21)을 갖는 연결 장치(1)의 탑 플레이트(2)에 대한 단면도이다. 탑 플레이트(2)는 신호 라인에서 기밀 봉지를 구축하고 있다. 이는 밀폐형 헤더 하우징(21)을 탑 플레이트(2) 상에 장착함에 의해 달성된다. 밀폐형 헤더 하우징(21)은 탑 플레이트(2)의 개구를 통과한다. 이와 같은 방식으로 다운스트림 신호 케이블과 전자 소자들이 외부 환경으로부터 차폐된다, 본 실시예에서는 탑 플레이트(2)의 일측에서 인입 케이블(20)이 커넥터 하우징(22a)에 부착된다. 커넥터 하우징(22a)은 정임피던스 리셉터클 커넥터(24a)에서 신호 케이블을 종단시킨 다. 리셉터클과 플러그가 설계 기능의 손실이 없이 교체될 수 있기 때문에 경우에 따라서는 신호 케이블은 정임피던스 플러그 커넥터에서 종단될 수도 있다. 상기 커넥터 하우징(22a)은 밀폐형 헤더 하우징(21)의 상면에 연결된다. 상기 밀폐형 헤더 하우징(21)은 상면에 커넥터 하우징(22a)의 정임피던스 리셉터클(24a)과의 결합을 위한 가역 정임피던스 플러그(24b)를 갖는다. 중심 도체(25)는 밀폐형 헤더 하우징 (21) 내의 기밀 밀봉재(27)를 통과한다. 밀폐형 헤더 하우징(21)의 바닥면과 연관된 탑 플레이트(2)의 바닥면 상에 각 신호 라인용 정임피던스 플러그(24c)가 장착된다. 커넥터 하우징(22b)은 밀폐형 헤더 하우징(21)의 바닥면에 연결된다. 커넥터 하우징(22b)은 정임피던스 플러그(24c)와의 결합을 위하여 가역 정임피던스 리셉터클 커넥터(24d)를 갖는다.
도3은 커넥터 하우징(22) 내에 장착되는 인입 케이블(20)의 일실시예 구조를 보인 것이다. 먼저, 표준 정임피던스 리셉터클(24a)이 이에 부착된다. 표준 PkZ® 리셉터클은 Palco 커넥터사 제품 등이나 이와 대등한 제품으로서의 시판되고 있는 형태의 정임피던스가 바람직하다. 리셉터클이 사용되는 경우에 플러그 커넥터가 사용될 수 있고, 플러그 커넥터가 사용되는 경우에 정임피던스 연결의 열화없이 리셉터클 커넥터가 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.
아래에서 보다 자세하게 설명되듯이, 다른 실시예에서는 제2 정임피던스 리셉터클과 결합되는 제2 정임피던스 결합 플러그가 적용될 수 있다. 제2 리셉터클은 앞서 설명된 제1 리셉터클로부터 변경되며 상이한 케이블의 수용을 위해 상이한 내부 종단을 필요로 하는바, 이를 통해서 연결이 통상적인 표준 케이블링 재료로부터 초전도 케이블링 재료인 케이블링(32)로 진행할 수 있게 된다. 이러한 방식으로 유사한 연결 구조 하에서 상이한 케이블링이 사용될 수 있다.
기밀 봉지 스테이지를 통해서 외부 환경으로부터의 신호 케이블링은 극저온으로 냉각된 환경을 향함에 있어, 상기 케이블링은 커넥터 하우징(22b)으로부터 하부 하우징 스테이지(8)로 연장된다. 도4는 하부 하우징 스테이지(8)의 일부 절결 단면도이다. 본 실시예에서 정임피던스 커넥터의 감쇠기는 리셉터클 하우징(9a) 내에 압입되어서 교체가능하거나 수리가 쉽지 않다. 다른 실시예에서, 감쇠기는 클립 링이나 기계적인 지지고정 링에 의해서 고정된다. 제2 실시예에서 보여지듯이, 감쇠기나 필터 어댑터는 상호 교환이 가능하고, 각 단부상에 각각의 정임피던스 리셉터클이나 플러그가 연결되어 진다.
도4에서 레셉터클 하우징 블럭(9a)은 내장된 감쇠기(38)를 이용하여 케이블 신호의 감쇠를 수행한다. 케이블링(32)은 정임피던스(PkZ®) 리셉터클(36)을 포함한다. PkZ® 리셉터클(36)은 내부에 감쇠기(38)를 포함하도록 수정된다. 감쇠기(38)는 개별적인 전자 구성 부재로부터 형성된다. PkZ® 커넥터 상부 하우징 바디부(42)와 하부 하우징 바디부(43) 등과 같은 상부 바디부 및 하부 바디부를 갖는 수정된 정임피던스 커넥터 내로의 삽입이 가능한 치수를 구비하는 경우라면 다른 감쇠기 부재가 사용될 수도 있다. 감쇠가(38)는 시스템의 요건에 따른 임의의 감쇠 레벨일 수 있다. 일실시예에서 20dB 감쇠기가 사용된다. 감쇠기(38)는 감쇠기 하우징(40)에 삽입된 상태에서 수정된 PkZ® 리셉터클(36) 내에 고정된다.
케이블 신호를 감쇠시킴으로써, 에너지는 케이블로부터 제거됨과 아울러 감쇠기를 통해서 인접한 플레이트로 분류된다. 이러한 방식으로 열에너지는 내부 컴퓨터 전자 소자 다운스트림으로부터 한층 멀어지게 된다.
다음, 정임피던스 리셉터클(36)은 결합 플러그 하우징 블럭(9b)에 삽입되어 고정된 결합 플러그(44)에 결합된다. 결합 플러그(44)는 신호 도체를 특정한 경우에 초전도 케이블로 이루진 케이블(46)로 연장시킨다. 케이블(46)은 케이블(32)과 동일한 재질일 필요는 없으며, 결합 플러그는 초전도 케이블링 재료를 포함한 상이한 도체 케이블 재료를 수용하도록 설계된다.
리셉터클 및 플러그 하우징 블럭(9a, 9b)은 특수한 클램프(50a, 50b)에 의해서 부착되어 하부 하우징 스테이지(8)와 열적 연통(thermal communication)을 이룬다. 클램프(50a, 50b)는 각 하우징 블럭(9a, 9b) 외주면 상의 연장 리브(48a, 48b)를 각각 지지하도록 형성된다. 클램프(50a, 50b)는 나사식 또는 다른 착탈식 부착 공구에 의해서 하부 하우징 스테이지(8)의 일측에 기계적으로 정착된다. 클램프 (50b)의 바닥면은 하부 하우징 스테이지(8)와 열적 연통을 이룬다.
케이블(46)은 플러그 하우징 블럭(9b)으로부터 연장됨과 아울러 상술된 방식과 동일하게 구성되어 히트 싱크를 이용하는 하나 또는 그 이상의 플레이트를 통과한다.
도5는 각각의 통공 내에 다수의 감쇠기나 필터 부재를 감싸고 있는 어댑터 하우징(70)에 대한 분해사시도로서, 이때 도시되고 있는 바의 원통형 통공은 단지 예시적인 것으로서 본 발명은 그와 같은 형상에 제한되지는 않는다. 어댑터 하우징 (70)은 열 전달을 위한 열 전도나 필터링된 신호 노이즈의 제거를 위한 접지 전위 또는 이들 모두를 제공하는 바람직하기로는 히트 싱크나 금속 구조인 플레이트(76)에 부착된다. 플러그 하우징 블럭(78)은 어댑터 하우징(70)의 일측에 부착되고, 리셉터클 하우징 블럭(80)은 어댑터 하우징(70)의 타측에 부착된다. 상기 플러그 및 리셉터클 하우징 블럭(78, 80) 각각은 어댑터 하우징(70)의 각 측면으로의 케이블 연결을 위하여 정임피던스 커넥터의 결합 영역, 리셉터클이나 플러그 영역의 부재 (82, 84)를 수용한다.
이와 같은 방식으로, 리셉터클이나 플러그 영역의 부재(82, 84)의 일단부는 상보적 감쇠기나 필터 부재(72)와 정합되도록 구성된 정합 정임피던스 커넥터 리셉터클이나 플러그인 까닭에 정임피던스 연결이 형성된다. 상기 부착 결합은 감쇠기나 필터 부재(72) 상의 부착 수용부에 슬라이딩 가능하게 연결된다. 상기와 같은 구조를 통해서, 감쇠기나 필터 부재(72)는 교체가능함에 따라 감쇠기 부재는 필터 부재로 대체될 수 있고, 그와 반대로 필터 부재가 감쇠기 부재로 대체될 수 있다. 일 실시예로서, 플러그 하우징 블럭(78)이 PkZ® 플러그로 도시되고 있고, 리셉터클 하우징 블럭(80)이 PkZ® 리셉터클로 도시되고 있다. 본 발명은 정임피던스 연결이 여전히 유지되는 플러그와 리셉터클의 상호교환도 수용할 수 있다.
도6은 감쇠기나 필터 부재(72)의 부분 단면도이다. 상기 부재는 각 단부의 전기 연결부(96, 98)와 함께 자체적으로 제거가능한 케이싱(90) 내에 장착된 감쇠기나 필터 회로를 포함한다. 상기 감쇠기나 필터 부재(72)는 어댑터 하우징(70)의 통공(74) 내부로의 삽입이 가능하다.
탄성의 열적 및/또는 전기 전도성 부재(100)는 감쇠기나 필터 부재(72)로부터의 열에너지를 삽입된 상태의 통공(74) 내벽으로 전달하기 위하여 감쇠기나 필터 부재(72)의 외측에 부착된다. 상기 탄성의 열적 또는 전기 전도성 부재(100)는 통공(74) 내벽과의 관계에서 슬라이딩 가능하면서도 압축가능한 연결을 형성하기 위한 스프링 형상이나 여타의 탄성 구조를 취한다. 상기 탄성 부재(100)는 압착 디바이스(제1 실시예에 도시된 바의)에서는 제공할 수 없는 이동성과 유연성을 제공함에 따라 향상된 열전도성 향상 및/또는 전자기 간섭 보호를 확실하게 제공한다.
도7은 삽입된 감쇠기나 필터 부재(72)를 보여주기 위해서 통공(74)의 단면이 제거된 어댑터 하우징(70)에 대한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 탄성 부재(100)는 감쇠기나 필터 부재(72)의 외주면에 부착되어 탄성 부재(100)의 최외측이 통공 (74)의 내벽에 압착된다.
도8 내지 도11은 컴퓨터 적용에서 연결 장치의 결합 방법을 단계적으로 보여주고 있다. 도8에서와 같이, 고정 하드웨어를 사용하여 플러그 하우징 블럭(78)은 어댑터 하우징(70)의 일측에 부착되고, 리셉터클 하우징 블럭(80)은 어댑터 하우징 (70)의 타측에 부착된다. 어댑터 하우징(70)에는 감쇠기 어댑터가 장착되어 있다.
도9는 플러그 하우징 블럭(78, 80)이 감쇠기 어댑터(72)를 갖는 어댑터 하우징(70)에 결합된 상태의 단면도로서, 플러그 커넥터(82, 84)가 도시되고 있다.
감쇠기 어댑터(72)의 교체시에는 플러그 하우징 블럭과 리셉터클 하우징 블럭 양 쪽의 고정 하드웨어가 제거된다. 이어서 커넥터 하우징들이 제거되고, 감쇠기 어댑터의 제거 및 교체가 이루어지게 된다. 도10은 감쇠기 어댑터의 교체를 위해 하우징 블럭이 분리되고 감쇠기가 제거된 상태를 보여주고 있다.
커넥터 하우징의 분리 후에, 상기 감쇠기 어댑터는 적절한 공구를 사용하여 제거된다. 이때 연결장치 환경의 외부에서의 작업을 위해 하우징 전체가 제거되거나 다른 감쇠기 어댑터 및/또는 여타 부재를 탑재한 다른 하우징으로 교체된다.
도11은 분리된 하우징(78, 80)과 새로운 감쇠기 어댑터나 다른 부재(850로의 교체를 보여주고 있다. 도12는 커넥터 하우징(78, 80) 및 새로운 감쇠기 어댑터 (85)를 갖는 어댑터 하우징(70)의 재조립을 보여주고 있다.
한편, 본 발명은 특별히 바람직한 실시예와 관련해서 설명되었는바, 이러한 앞서의 설명을 바탕으로 해서 다양한 변경, 수정 및 변화가 가해질 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다. 따라서 후속되는 청구범위는 그와 같은 변경, 수정 및 변화가 본 발명의 진정한 범위와 정신 내에 속하는 것으로 간주된다.

Claims (35)

  1. 계층화된 스테이지를 통해서 신호 케이블을 전송하기 위한 연결 장치로서, 이때 적어도 하나의 스테이지는:
    제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 갖는 제1 신호 케이블;
    상기 제1 신호 케이블을 고정시키기 위한 제1 커넥터 하우징;
    제1 플레이트에 장착되며, 제1 측에 장착된 제1 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 헤더 하우징 정임피던스 플러그와, 상기 제1 측 반대편의 제2 측에 장착된 제2 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 헤더 하우징 정임피던스 플러그를 구비하며, 이때 제1 측의 제1 헤더 하우징 커넥터는 제1 신호 케이블의 상기 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 상기 제1 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적이어서 정임피던스 연결에서 상기 제1 커넥터 하우징은 상기 헤더 하우징의 제1 측에 부착되는 헤더 하우징; 및
    제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 갖는 제2 신호 케이블을 고정시키기 위한 제2 커넥터 하우징으로서, 이때 상기 제2 커넥터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 제2 측의 상기 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터에 대해 상보적 커넥터이어서 정임피던스 케이블 연결에서 상기 제2 커넥터 하우징은 상기 헤더 하우징의 제2 측에 부착되는 제2 커넥터 하우징;
    으로 이루어짐을 특징으로 하는 연결 장치.
  2. 제1항에 있어서, 관통하는 중심 도체의 밀봉을 위하여 상기 헤더 하우징 커넥터의 제1 측과 제2 측 사이에 위치하는 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠/또는 전기신호 필터링을 위해서, 상기 헤더 하우징은 일단부가 상기 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터에 연결됨과 아울러 반대편 단부가 상기 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터에 연결되는 제거가능한 감쇠기나 필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트는 정임피던스 커넥터, 감쇠기 및/또는 필터를 위한 히트 싱크나 접지 전위 또는 둘 다인 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트는 냉장 플레이트인 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 케이블의 상기 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 상기 제1 정임피던스 플러그 커넥터는 제1 및 제2 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위해 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 케이블의 상기 제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터는 상기 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위해 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지에 추가적인 연결 장치 스테이지가 연결됨을 특징으로 하는 연결 장치.
  9. 계층화된 스테이지를 통해 신호 케이블을 전달하기 위한 연결 장치로서:
    다수의 제1 신호 케이블 중 적어도 하나는 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 포함하는 다수의 제1 신호 케이블;
    상기 각 제1 신호 케이블을 고정시키기 위한 제1 커넥터 하우징;
    제1 플레이트에 장착되며, 제1 측에 장착된 상기 정임피던스 리셉터클 커넥터나 상기 정임피던스 플러그 커넥터, 및 상기 제1 측 반대편의 제2 측에 장착된 상기 정임피던스 프러그 커넥터나 상기 정임피던스 리셉터클 커넥터를 구비한 헤더 하우징으로서, 이때 상기 제1 측의 헤더 하우징 커넥터는 상기 다수의 제1 신호 케이블의 적어도 하나의 상기 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적 커넥터이어서 정임피던스 케이블 연결에서 상기 제1 커넥터 하우징은 상기 제1 측의 헤더 하우징에 부착되는 헤더 하우징; 및
    다수의 제2 신호 케이블 중 적어도 하나는 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 갖는 다수의 제2 신호 케이블을 구비하는 제2 커넥터 하우징으로서, 이때 상기 제2 커넥터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 상기 제2 측의 상기 헤더 하우징 커넥터의 상기 정임피던스 리셉터클 커넥터나 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적 커넥터이어서 정임피던스 케이블 연결에서 상기 제2 커넥터 하우징이 상기 헤더 하우징의 제2 측에 부착되는 제2 커넥터 하우징:
    으로 이루어짐을 특징으로 하는 연결 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상부와 하부를 구비하며, 제2 플레이트에 장착되는 하부 하우징 스테이지로서, 상기 하부 하우징 스테이지의 상부는 상기 제2 측의 상기 헤더 하우징으로부터 연장되는 다수의 제2 신호 케이블과의 결합을 위한 다수의 수정된 정임피던스 커넥터로 이루어진 하부 하우징 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수정된 정임피던스 커넥터 각각은 신호 감쇠나 전기 신호 필터링을 위해 내장된 감쇠기나 필터 부재를 포함하고, 상기 하부 하우징 스테이지의 하부는 다수의 제3 신호 케이블로 종단되는 정임피던스 커넥터나 정임피던스 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 플레이트는 수정된 정임피던스 커넥터를 위한 히트 싱크나 접지 전위 또는 둘 다인 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제2 플레이트는 냉장 플레이트인 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 하부 하우징 스테이지의 상부 및 하부 하우징 스테이지의 하부는 각각 상기 제2 플레이트에 장착된 클램프에의 부착을 위한 연장 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 수정된 정임피던스 커넥터 감쇠기나 필터는 상기 하부 하우징 스테이지의 상부나 상기 하부 하우징 스테이지의 하부에 압입되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  16. 제9항에 있어서:
    상기 다수의 제2 신호 케이블을 종단시키기 위한 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭으로서, 이때 상기 플러그 하우징 블럭은 상기 다수의 제2 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 플러그 커넥터나 상기 다수의 제2 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 조합을 포함하는 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭;
    감쇠기 하우징, 필터 하우징, 또는 둘 다의 장착을 위한 다수의 통공을 갖는 어댑터 하우징으로서, 이때 상기 감쇠기 하우징 및/또는 필터 하우징은 상기 다수의 제2 신호 케이블의 신호 케이블과 결합되는 한편으로 플러그 하우징 블럭의 가역 정임피던스 커넥터와의 연결을 위해 상기 어댑터 하우징의 제1 측상에 상보적 정임피던스 커넥터를 갖는 어댑터 하우징; 및
    상기 어댑터 하우징의 제2 측에의 연결을 위한 것으로, 상기 다수의 제2 신호 케이블과의 전기 통신에서 정임피던스 플러그 커넥터나 상기 다수의 제2 신호 케이블과의 전기 통신에서 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 둘 다를 포함함과 아울러 그로부터 연장되는 다수의 제3 신호 케이블을 구비하는 리셉터클 하우징 블럭;
    을 포함하여 이루어지며, 이때 상기 리셉터클 하우징 블럭은 상기 어댑터 하우징의 제2 측에 연결되어서 리셉터클 하우징 블럭의 상보적 정임피던스 커넥터는 상기 어댑터 하우징의 제2 측의 상보적 정임피던스 커넥터와 연결되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 감쇠기 하우징, 상기 필터 하우징 또는 둘 다는 각기 상기 어댑터 하우징의 각 통공 내벽과의 전기 통신, 열적 연통, 전자기 간섭 보호를 위한 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  18. 제11항에 있어서, 제2 하부 하우징 스테이지의 장착을 위한 적어도 하나의 추가적인 플레이트를 포함하며, 상기 제2 하부 하우징 스테이지는 다수의 제3 케이블과 전기 통신하는 다수의 수정된 정임피던스 커넥터의 제2 세트로 이루어지고, 상기 수정된 정임피던스 커넥터의 제2 세트는 각각 신호 감쇠나 전기 신호 필터링을 위해 내장된 제2 감쇠기나 제2 필터 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  19. 제16항에 있어서:
    추가적인 플레이트;
    상기 제3 신호 케이블과 전기 통신하며, 상기의 적어도 하나의 추가적인 플레이트에 장착되는 제2 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭으로서, 상기 플러그 하우징 블럭은 다수의 제3 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제3 신호 케이블 각각을 위한 정임피던스 리셉터클 커넥터 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 플러그 하우징 블럭이나 리셉터클 하우징 블럭;
    제2 감쇠기 하우징, 제2 필터 하우징 또는 둘 다를 장착하기 위한 다수의 통공을 갖는 제2 어댑터 하우징으로서, 상기 제2 감쇠기 하우징 및/또는 제2 필터 하우징 각각은 상기 다수의 제2 신호 케이블의 신호 케이블과 결합되는 한편 제2 플러그 하우징 블럭의 가역 정임피던스 커넥터와의 연결을 위해 상기 제2 어댑터 하우징의 제1 측에 상보적 정임피던스 커넥터가 구비된 제2 어댑터 하우징; 및
    상기 제2 어댑터 하우징의 제2 측에의 연결을 위한 것으로, 다수의 제3 신호 케이블과 전기 통신하는 정임피던스 플러그 커넥터나 다수의 제3 신호 케이블과 전기 통신하는 정임피던스 리셉터클 커넥터를 포함함과 아울러 그로부터 연장되는 다수의 제4 신호 케이블을 갖는 제2 리셉터클 하우징 블럭;
    을 포함하고, 이때 상기 제2 리셉터클 하우징 블럭은 상기 제2 어댑터 하우징 의 제2 측에 연결되어서 상기 제2 리셉터클 하우징 블럭의 상보적 정임피던스 커넥터는 상기 제2 어댑터 하우징의 제2 측의 상보적 정임피던스 커넥터에 연결되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 감쇠기는 최대 40dB 감쇠를 제공하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제2 감쇠기는 40dB 미만의 감쇠를 제공하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  22. 제8항에 있어서, 상기 정임피던스 커넥터는 비자성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  23. 제9항에 있어서, 상기 정임피던스 리셉터클 커넥터는 정합 임피던스를 용이하게 하기 위해 중심 도체 주위에 안정화 보빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  24. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 감쇠기나 필터는 케이싱 내에 위치하며, 상기 케이싱은 상기 수정된 정임피던스 커넥터 하우징의 내부 공간 내에서 고정되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  25. 제11항에 있어서, 상기 다수의 제2 신호 케이블이나 상기 다수의 제3 신호 케이블, 또는 둘 다는 초전도 케이블릴 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 연결 장치.
  26. 연결 장치에서 전기 감쇠나 전기 신호의 전기적 필터링을 위한 정임피던스 커넥터로서:
    상부 바디부와 하부 바디부를 갖는 하우징;
    제1 중심 도체와의 정임피던스 리셉터클이나 플러그 결합단을 갖는 상기 하우징 상부 바디부;
    상기 하우징 상부 바디부와 제거가능하게 부착가능하며, 제2 중심 도체와의 정임피던스 플러그나 리셉터클 결합단을 갖는 상기 제2 하우징 하부 바디부;
    로 이루어지며, 이때 상기 하우징 상부 바디부, 상기 하우징 하부 바디부 또는 둘 다는 내장된 감쇠기나 필터 부재를 고정시키기 위한 내부 공간을 형성하며, 상기 감쇠기나 필터 부재는 상기 제1 및 제2 중심 도체 상의 전기 신호를 감쇠하거나 필터링 함을 특징으로 하는 정임피던스 커넥터.
  27. 정임피던스 신호 케이블로 감쇠나 필터를 구현하기 위한 것으로서, 특정 임피던스 리셉터클이나 정임피던스 플러그의 각 단부상에서 종단되는 어댑터 하우징 내의 감쇠기 부재나 필터 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 어댑터.
  28. 제27항에 있어서, 일측이 상기 어댑터 하우징과 기계적, 전기적, 및/또는 열적 연통을 함과 아울러 타측이 어댑터 하우징 장착 구조와 기계적, 전기적, 및/또는 열적 연통을 하는 탄성 부재를 포함함으로써, 상기 어앱터 하우징 정착 구조와 연결된 상기 탄성 부재는 어댑터를 통해서 신호가 전달되도록 하기 위한 히트 싱크, 접지 전위, 전자기 간섭 보호, 또는 이들의 조합을 제공하는 것을 특징으로 하는 어댑터
  29. 계층화된 스테이지 연결 장치에서 전기 케이블 연결 방법에서 제1 스테이지 연결은:
    제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 정임피던스 플러그 커넥터에 의해 종단되는 중심 도체를 갖는 제1 신호 케이블을 제1 커넥터 하우징에 연결하는 단계;
    제1 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제1 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터를 헤더 하우징의 제1 측에 장착하는 단계;
    제2 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 헤더 하우징 정임피턴스 플러크 커넥터를 상기 제1 측의 반대편의 헤어 하우징 제2 측에 장착하는 단계로서, 이때 상기 제1 측 상의 상기 제1 헤더 하우징 커넥터는 케이블의 상기 제1 정임피던스 리셉터클 커넥터나 상기 제1 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적이어서 정임피던스 케이블 연결에서 제1 커넥터 하우징이 상기 제1 측 상의 상기 헤더 하우징에 부착되는 단계;
    상기 헤더 하우징을 제1 플레이트에 장착하는 단계;
    제2 신호 케이블을 제2 커넥터 하우징에 연결하는 단계로서, 이때 상기 제2 신호 케이블을 제2 정임피던스 리셉터클 커넥터나 제2 정임피던스 플러그 커넥터를 구비하고, 상기 제2 커넥터 하우징의 제2 신호 케이블 커넥터는 상기 제2 측 상의 상기 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터나 상기 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터와 상보적이어서 정임피던스 케이블 연결에서 상기 제2 커넥터 하우징이 상기 제2 측 상의 상기 헤더 하우징에 부착되는 단계; 및
    상기 제2 커넥터 하우징을 상기 헤더 하우징에 연결하는 단계;
    로 이루어짐을 특징으로 하는 연결 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 관통하는 중심 도체의 밀봉을 위해 상기 헤더 하우징 커넥터들의 제1 측과 제2 측 사이에 위치하는 밀봉 부재를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 신호 케이블의 신호 감쇠 및/또는 전기 신호 필터링을 위해서 제거 가능한 감쇠기나 필터 부재의 일단부를 상기 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터에 그리고 반대편 단부를 상기 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터에 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 방법.
  32. 제29항에 있어서, 감쇠기나 필터링 부재 또는 이들 둘을 어댑터 하우징 내에 제거와 삽입이 가능하도록 어댑터 내에 내장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 어댑터 하우징의 일단부를 상기 헤더 하우징 정임피던스 플러그 커넥터에 그리고 타단부를 상기 헤더 하우징 정임피던스 리셉터클 커넥터에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 방법.
  34. 제29항에 있어서, 제2 스테이지 연결을 상기 제1 스테이지 연결에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제2 스테이지 연결은 제2 스테이지 상부 하우징, 플레이트에 장착되는 제2 스테이지 헤더 하우징, 및 제2 스테이지 하우 케넥터 하우징을 포함하며, 이때 상보적 정임피던스 플러그 및 리셉터클은 상기 제2 상부 커넥터 하우징, 상기 제2 스테이지 헤더 하우징, 및 상기 제2 스테이지 하부 커넥터 하우징에 장착되어 통과하는 신호 케이블을 위한 정임피던스 전기 연결을 형성함을 특징으로 하는 연결 방법.
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