KR101269374B1

KR101269374B1 - 고주파용 커넥터

Info

Publication number: KR101269374B1
Application number: KR1020120025593A
Authority: KR
Inventors: 김병우; 허진
Original assignee: 울산대학교 산학협력단
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-05-29

Abstract

본 발명은, 길이방향으로 제1내부공간부가 마련된 통 형상의 제1하우징, 제1내부공간부에 삽입 배치되는 제1신호접점부, 제1신호접점부 외측면과 제1하우징 내측면 사이에 형성되는 제1유전체, 제1하우징의 길이방향 일단에 대응 결합되며, 길이방향으로 제2내부공간부가 마련된 통 형상의 제2하우징, 제2내부공간부에 삽입 배치되는 제2신호접점부, 제2신호접점부 외측면과 제2하우징 내측면 사이에 형성되는 제2유전체, 제1하우징과 제2하우징이 결합된 제1내부공간부 및 제2내부공간부에 삽입 배치된 상태에서 길이방향 양단이 각각 제1신호접점부와 제2신호접점부에 접촉되는 나선형의 연결와이어를 포함하는 고주파용 커넥터를 제공한다.
이와 같은, 고주파용 커넥터는, 제1케이블과 제2케이블에 연결된 제1신호접점부와 제2신호접점부가 제1하우징과 제2하우징의 대응 결합시, 나선형 구조를 가지는 연결와이어로서 상호 접속되도록 연결된다. 따라서, 연결와이어의 나선 구조에 따른 전체 길이나 피치간격 또는 나선의 반경크기를 용이하게 변경가능한 바, 고주파대역에서 임피던스 매칭을 위한 커패시턴스 및 인덕턴스 성분 변경을 용이하게 수행할 수 있다.

Description

고주파용 커넥터{High frequency connector assembly}

본 발명은 고주파용 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 정보통신 시스템에 사용되는 고주파용 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로, 텔레매틱스를 비롯한 자동차용 통신시스템으로 적용되어 활발히 연구되고 있는 WAVE(Wireless Access Vehicle Environment) 기반의 통신 주파수는 5.925GHz 까지의 고주파수 대역이 필요하다. 자동차용 WAVE 통신 시스템을 구현하기 위해서는 안테나, 커넥터, 통신 모듈 등이 필요한데, 안테나 및 통신 모듈은 다양한 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 이와 달리, 자동차 WAVE 통신에 적용되는 커넥터는 고주파 대역에 적합한 전용 커넥터가 존재하지 않고 있기 때문에 일반적으로 텔레매틱스용으로 사용되고 있는 파크라(FAchKReis Automobile, DC~4GHz) 커넥터를 사용하고 있다.

그런데, 파크라 커넥터는 통신 기능을 담당하는 통신 와이어가 일반 평면 와이어 형상으로 되어 있기 때문에 임피던스 매칭에 제한요인으로 작용하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 암커넥터(10)와 수커넥터(20)의 상호 접속되는 접속관(11) 및 접속핀(21)이 직선상으로 연결되는데, 이러한, 파크라 커넥터를 5.925GHz 대역의 WAVE 통신용에 적용하게 되면 미소한 임피던스 불일치에 의하여 4GHz 주파수 대역 이외의 고주파 대역에서는 삽입손실(Insertion Loss)이 대폭 증가하게 된다.

이러한, 불완전한 임피던스 매칭을 해결하기 위해서는 커패시턴스 값과, 인덕턴스 값을 등가회로로 구성하면 되는데, 상기 커패시턴스와 인덕턴스 성분을 커넥터 내부에 삽입하는 것이 가장 간단한 방법이나 공간여유와 경제성이 문제시되고 있다.

본 발명은, 커넥터의 내부 공간 및 경제성에 크게 구애없이 고주파 대역에서의 임피던스 매칭을 위한 커패시턴스와 인덕턴스 변경을 용이하게 할 수 있는 고주파용 커넥터를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 길이방향으로 제1내부공간부가 마련된 통 형상의 제1하우징, 상기 제1내부공간부에 삽입 배치되는 제1신호접점부, 상기 제1신호접점부 외측면과 상기 제1하우징 내측면 사이에 형성되는 제1유전체, 상기 제1하우징의 길이방향 일단에 대응 결합되며, 길이방향으로 제2내부공간부가 마련된 통 형상의 제2하우징, 상기 제2내부공간부에 삽입 배치되는 제2신호접점부, 상기 제2신호접점부 외측면과 상기 제2하우징 내측면 사이에 형성되는 제2유전체, 상기 제1하우징과 상기 제2하우징이 결합된 상기 제1내부공간부 및 상기 제2내부공간부에 삽입 배치된 상태에서 길이방향 양단이 각각 상기 제1신호접점부와 상기 제2신호접점부에 접촉되는 나선형의 연결와이어를 포함하는 고주파용 커넥터를 제공한다.

또한, 상기 연결와이어는, 길이방향 일단에서 타단으로 반경이 동일한 나선 구조일 수 있다.

또한, 상기 연결와이어는, 길이방향 일단에서 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조일 수 있다.

또한, 상기 연결와이어는, 길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 커지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조일 수 있다.

또한, 상기 연결와이어는, 길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 작아지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 커지는 나선 구조일 수 있다.

본 발명에 따른 고주파용 커넥터는, 제1케이블과 제2케이블에 연결된 제1신호접점부와 제2신호접점부가 제1하우징과 제2하우징의 대응 결합시, 나선형 구조를 가지는 연결와이어로서 상호 접속되도록 연결된다. 따라서, 연결와이어의 나선 구조에 따른 전체 길이나 피치간격 또는 나선의 반경크기를 용이하게 변경가능한 바, 고주파대역에서 임피던스 매칭을 위한 커패시턴스 및 인덕턴스 성분 변경을 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 종래의 고주파용 커넥터의 결합상태 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파용 커넥터의 결합상태 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 나타낸 연결와이어의 다른실시예에 따른 고주파용 커넥터의 결합상태 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파용 커넥터의 결합상태 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 고주파용 커넥터는, 제1하우징(100), 제1신호접점부(200), 제1유전체(300), 제2하우징(400), 제2신호접점부(500), 제2유전체(600), 연결와이어(700)를 구비하고 있다.

상기 제1하우징(100)은 일단으로 통신시스템의 가동에 따른 고주파신호를 전송하는 제1케이블(10)이 연결되어, 상기 제1케이블(10)을 통한 상기 고주파신호를 이후 설명될 상기 제2하우징(400)으로 전송 또는 이후 설명될 제2케이블(20)을 통한 고주파신호를 상기 제2하우징(400)으로부터 입력받을 수 있게 한다. 즉, 상기 제1하우징(100)의 길이방향 일단에는 상기 제1케이블(10)이 연결 설치되며, 타단은 상기 제2하우징(400)에 대응 결합된다. 이러한, 상기 제1하우징(100)은 이후 설명될 상기 제1신호접점부(200) 및 상기 제1유전체(300)를 내부에 배치할 수 있도록 길이방향 양단으로 개구된 제1내부공간부(110)가 형성된 통 형상을 가진다. 여기서, 상기 제1하우징(100) 길이방향 타단의 외측면 또는 내측면에는 이후 설명될 상기 제2하우징(400)과 대응 결합된 상태에서 결합상태를 안정적으로 유지하기 위해 상기 제2하우징(400)과의 걸림고정상태를 위한 돌기나 홈이 형성될 수 있다.

상기 제1신호접점부(200)는 상기 제1하우징(100)의 길이방향 일단에 위치하는 제1내부공간부(110) 상에 삽입 배치된다. 이러한, 상기 제1신호접점부(200)의 길이방향 일단은 앞서 설명한 바와 같이 상기 제1하우징(100)의 길이방향 일단에 연결되는 상기 제1케이블(10)과 연결된다. 그리고, 상기 제1신호접점부(200)의 길이방향 타단에는 이후 설명될 상기 연결와이어(700)를 통해 상기 제2신호접점부(500)와 연결된다. 따라서, 상기 제1신호접점부(200)는 상기 제1케이블(10)로부터 신호를 입력받아 상기 연결와이어(700)를 통해 상기 제2신호접점부(500)로 전송하거나, 상기 제2신호접점부(500)에서 상기 연결와이어(700)로 이동된 신호를 입력받아 상기 제1케이블(10)로 전송시키게 된다. 이러한, 상기 제1신호접점부(200)는 직류성분의 전류를 통과시킬 경우에는 보통 동합금이나 스테인레스 스틸이 이용되고, 고주파전류를 통과시킬 경우에는 베릴륨 등과 같은 귀금속이 사용되나, 이에 한정하지 않고 전도성이 우수한 재질을 선택사용가능함은 물론이다.

상기 제1유전체(300)는 상기 제1신호접점부(200)를 통해 전송되는 고주파신호가 누설되는 것을 방지하여, 신호전송의 효율을 증대시킨다. 즉, 상기 제1신호접점부(200)는 고주파신호를 전송하고, 상기 제1하우징(100)은 접지의 역할을 하므로, 상기 제1유전체(300)는 상기 제1하우징(100)과 상기 제1신호접점부(200)를 전기적으로 연결되지 않도록 절연시키는 역할을 한다. 이러한, 상기 제1유전체(300)는 상기 제1하우징(100)의 내측면과 상기 제1신호접점부(200)의 외측면 사이에 형성된다. 여기서, 상기 제1유전체(300)는 테프론이 사용되나 이에 한정하지 않고 절연재질을 선택사용가능함은 물론이다.

상기 제2하우징(400)은 일단으로 통신시스템의 가동에 따른 고주파신호를 전송하는 제2케이블(20)이 연결되어, 상기 제2케이블(20)을 통한 상기 고주파신호를 상기 제1하우징(100)으로 전송 또는 상기 제1케이블(10)을 통한 고주파신호를 상기 제1하우징(100)으로부터 입력받을 수 있게 한다. 즉, 상기 제2하우징(400)의 길이방향 일단에는 상기 제2케이블(20)이 연결 설치되며, 타단은 상기 제1하우징(100)에 대응 결합된다. 이러한, 상기 제2하우징(400)은 이후 설명될 상기 제2신호접점부(500) 및 상기 제2유전체(600)를 내부에 배치할 수 있도록 길이방향 양단으로 개구된 제2내부공간부(410)가 형성된 통 형상을 가진다. 여기서, 상기 제2하우징(400) 길이방향 타단의 외측면 또는 내측면에는 상기 제1하우징(100)과 대응 결합된 상태에서 결합상태를 안정적으로 유지하기 위해 상기 제1하우징(100)의 돌기나 홈에 대응되게 걸림고정되기 위한 홈이나 돌기가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(400)은 상호 대응결합된 상태에서 체결상태를 유지할 수 있도록 체결수단을 구비할 수 있는데, 이러한, 체결수단은 일반적인 전기커넥터의 암커넥터와 수커넥터의 상호 결합에 적용되는 구조를 선택적용가능한 바, 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

상기 제2신호접점부(500)는 상기 제2하우징(400)의 길이방향 일단에 위치하는 제2내부공간부(410) 상에 삽입 배치된다. 이러한, 상기 제2신호접점부(500)의 길이방향 일단은 앞서 설명한 바와 같이 상기 제2하우징(400)의 길이방향 일단에 연결되는 상기 제2케이블(20)과 연결된다. 그리고, 상기 제2신호접점부(500)의 길이방향 타단에는 이후 설명될 상기 연결와이어(700)를 통해 상기 제1신호접점부(200)와 연결된다. 따라서, 상기 제2신호접점부(500)는 상기 제2케이블(20)로부터 신호를 입력받아 상기 연결와이어(700)를 통해 상기 제1신호접점부(200)로 전송하거나, 상기 제1신호접점부(200)에서 상기 연결와이어(700)로 이동된 신호를 입력받아 상기 제2케이블(20)로 전송시키게 된다. 이러한, 상기 제2신호접점부(500)는 직류성분의 전류를 통과시킬 경우에는 보통 동합금이나 스테인레스 스틸이 이용되고, 고주파전류를 통과시킬 경우에는 베릴륨 등과 같은 귀금속이 사용되나, 이에 한정하지 않고 전도성이 우수한 재질을 선택사용가능함은 물론이다.

상기 제2유전체(600)는 상기 제2신호접점부(500)를 통해 전송되는 고주파신호가 누설되는 것을 방지하여, 신호전송의 효율을 증대시킨다. 즉, 상기 제2신호접점부(500)는 고주파신호를 전송하고, 상기 제2하우징(400)은 접지의 역할을 하므로, 상기 제2유전체(600)는 상기 제2하우징(400)과 상기 제2신호접점부(500)를 전기적으로 연결되지 않도록 절연시키는 역할을 한다. 이러한, 상기 제2유전체(600)는 상기 제2하우징(400)의 내측면과 상기 제2신호접점부(500)의 외측면 사이에 형성된다. 여기서, 상기 제2유전체(600)는 테프론이 사용되나 이에 한정하지 않고 절연재질을 선택사용가능함은 물론이다.

상기 연결와이어(700)는 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(200)을 대응 결합시킨 상태에서, 상기 제1케이블(10)과 상기 제2케이블(20)이 상호 연결상태가 되도록 상기 제1신호접점부(200)와 상기 제2신호접점부(500)를 접속 연결되게 하는 전도성부재이다. 즉, 상기 연결와이어(700)의 길이방향 양단은 각각 상기 제1신호접점부(200) 및 상기 제2신호접점부(500)의 길이방향 타단에 각각 접촉 배치된다. 이러한, 상기 연결와이어(700)는 상기 제1신호접점부(200) 및 상기 제2신호접점부(500)에 접촉 배치되도록 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(200)이 상호 대응 결합되면서 상호 연결상태로 형성되는 상기 제1내부공간부(110) 및 상기 제2내부공간부(510) 상에 삽입 배치된다.

여기서, 상기 연결와이어(700)는 상기 제1신호접점부(200)와 상기 제2신호접점부(500)에 각각 접촉되도록 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(200)의 상기 제1내부공간부(110) 및 상기 제2내부공간부(510) 상에 삽입 배치된 상태에서, 커패시턴스 및 인덕턴스 성분을 용이하게 조절할 수 있도록 길이방향에 대해 나선형 형상으로 형성된다. 즉, 상기 연결와이어(700)의 나선형 구조를 통해 피치간격 또는 길이, 나선 반경크기를 변경시키면서 커패시턴스 및 인덕턴스 성분을 변경할 수 있어, 임피던스 매칭을 용이하게 수행할 수 있게 한다.

더불어, 상기 연결와이어(700)는 길이방향 일단에서 타단으로 반경이 동일한 나선 구조를 가지도록 형성하였으나, 이에 한정하지 않고 도 3 내지 도 5와 같이 길이방향 일단에서 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조나, 길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 커지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조 또는, 길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 작아지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 커지는 나선 구조를 가지도록 형성할 수 있다. 이러한, 상기 연결와이어(700)의 나선 구조는 상기에서 설명한 바와 같은 형상에 한정하지 않으며, 임피던스 매칭을 위해 선택적으로 전체 길이나 피치간격 또는 나선의 반경크기를 조절하여 적용가능함은 물론이다.

이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 고주파용 커넥터의 설치작업을 살펴보면, 먼저, 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(400)의 길이방향 일단에 각각 상기 제1케이블(10) 및 상기 제2케이블(20)을 연결 설치한다. 이후, 상기 연결와이어(700)의 길이방향 양단이 각각 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(400)의 제1내부공간부(110) 및 상기 제2내부공간부(410)에 삽입 배치되도록 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(400)을 상호 대향되도록 인접 배치한다.

그리고, 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(400)을 상호 결합시켜, 상기 연결와이어(700)의 길이방향 양단이 각각 상기 제1신호접점부(200) 및 상기 제2신호접점부(500)에 접속된 상태가 되게 하면, 상기 제1케이블(10) 및 상기 제2케이블(20)을 통한 신호의 전송이 이루어지게 된다.

이때, 임피던스가 불일치할 경우에는, 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(400)의 결합상태를 해제한 후, 전체 길이나 피치간격 또는 나선의 반경크기를 변경한 상기 연결와이어(700)를 선택적으로 재설치하면서 커패시턴스 및 인덕턴스 성분을 변경시켜, 임피던스를 매칭되게 한다.

이와 같이, 일실시예의 상기 고주파용 커넥터는, 상기 제1케이블(10)과 상기 제2케이블(20)에 연결된 상기 제1신호접점부(200)와 상기 제2신호접점부(500)가 상기 제1하우징(100)과 상기 제2하우징(400)의 대응 결합시, 나선형 구조를 가지는 연결와이어(700)로서 상호 접속되도록 연결된다. 따라서, 상기 연결와이어(700)의 나선 구조에 따른 전체 길이나 피치간격 또는 나선의 반경크기를 용이하게 변경가능한 바, 고주파대역에서 임피던스 매칭을 위한 커패시턴스 및 인덕턴스 성분 변경을 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 제1케이블 20: 제2케이블
100: 제1하우징 110: 제1내부공간부
200: 제1신호접점부 300: 제1유전체
400: 제2하우징 410: 제2내부공간부
500: 제2신호접점부 600: 제2유전체
700: 연결와이어

Claims

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길이방향으로 제1내부공간부가 마련된 통 형상의 제1하우징과;
상기 제1내부공간부에 삽입 배치되는 제1신호접점부와;
상기 제1신호접점부 외측면과 상기 제1하우징 내측면 사이에 형성되는 제1유전체와;
상기 제1하우징의 길이방향 일단에 대응 결합되며, 길이방향으로 제2내부공간부가 마련된 통 형상의 제2하우징과;
상기 제2내부공간부에 삽입 배치되는 제2신호접점부와;
상기 제2신호접점부 외측면과 상기 제2하우징 내측면 사이에 형성되는 제2유전체; 및,
상기 제1하우징과 상기 제2하우징이 결합된 상기 제1내부공간부 및 상기 제2내부공간부에 삽입 배치된 상태에서 길이방향 양단이 각각 상기 제1신호접점부와 상기 제2신호접점부에 접촉되는 나선형의 연결와이어를 포함하며,
상기 연결와이어는,
길이방향 일단에서 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조인 고주파용 커넥터.
길이방향으로 제1내부공간부가 마련된 통 형상의 제1하우징과;
상기 제1내부공간부에 삽입 배치되는 제1신호접점부와;
상기 제1신호접점부 외측면과 상기 제1하우징 내측면 사이에 형성되는 제1유전체와;
상기 제1하우징의 길이방향 일단에 대응 결합되며, 길이방향으로 제2내부공간부가 마련된 통 형상의 제2하우징과;
상기 제2내부공간부에 삽입 배치되는 제2신호접점부와;
상기 제2신호접점부 외측면과 상기 제2하우징 내측면 사이에 형성되는 제2유전체; 및,
상기 제1하우징과 상기 제2하우징이 결합된 상기 제1내부공간부 및 상기 제2내부공간부에 삽입 배치된 상태에서 길이방향 양단이 각각 상기 제1신호접점부와 상기 제2신호접점부에 접촉되는 나선형의 연결와이어를 포함하며,
상기 연결와이어는,
길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 커지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 작아지는 나선 구조인 고주파용 커넥터.
길이방향으로 제1내부공간부가 마련된 통 형상의 제1하우징과;
상기 제1내부공간부에 삽입 배치되는 제1신호접점부와;
상기 제1신호접점부 외측면과 상기 제1하우징 내측면 사이에 형성되는 제1유전체와;
상기 제1하우징의 길이방향 일단에 대응 결합되며, 길이방향으로 제2내부공간부가 마련된 통 형상의 제2하우징과;
상기 제2내부공간부에 삽입 배치되는 제2신호접점부와;
상기 제2신호접점부 외측면과 상기 제2하우징 내측면 사이에 형성되는 제2유전체; 및,
상기 제1하우징과 상기 제2하우징이 결합된 상기 제1내부공간부 및 상기 제2내부공간부에 삽입 배치된 상태에서 길이방향 양단이 각각 상기 제1신호접점부와 상기 제2신호접점부에 접촉되는 나선형의 연결와이어를 포함하며,
상기 연결와이어는,
길이방향 일단에서 중앙부로 갈수록 반경이 작아지며, 중앙부에서 길이방향 타단으로 갈수록 반경이 커지는 나선 구조인 고주파용 커넥터.