동축선로 (Coaxial Cable)

마이크로파 회로 - 동축선로 (Coaxial Cable) 13.Microwave통신 2004/08/26 17:49

동축선로 (Coaxial Cable)

고주파에서 사용되는 전송선로 중에서 가장 일반적으로 이용되는 것이 바로 동축선로 (Coaxial Cable)입니다. 그 구조는 내부도체,절연체,외부도체로 구성되며, 왼쪽에 사진을 나타내었습니다. TEM mode로 불리우는 전송모드로 신호를 전송하며, 그 특성 임피던스는 아래와 같습니다. ε : 유전율, D : 외경, d : 내경

 위의 그림에 나타낸 케이블은 semi-rigid 케이블(RG-402, RG-405)입니다.

종류	특징
플렉서블 타입 (Flexible)	UHF 대역용으로 일반적으로 이용되는 케이블입니다. 내부도체, 외부도체는 구리로, 절연체는 폴리에틸렌을 사용한 경우가 많으며, 외부도체는 유동적으로 움직이도록 가는 동선 그물망으로 구현되어 있습니다. 절연체의 유전체 손실(tanδ)을 줄이기 위해 발포타입의 절연물을 사용하기도 하는데, 이것은 절연체 내에 유전체 손실이 적은 공기를 많이 포함하고 있기 때문에 결과적으로 손실이 적어지게 됩니다. 또한 외부도체가 2겹 메쉬로 되어있거나 메쉬의 외측에 알루미늄박을 감아서 신호의 누설을 줄인 제품, 철도 등 고압설비 근방에서 사용할 수 있도록 자기적 차폐(shield)가 된 제품 등 다양한 제품군이 존재합니다.
세미리지드 타입 (Semi-rigid)	높은 마이크로파 주파수 대역에서 애용되는 동축 케이블로서, 일반적으로 내부도체는 강선에 은도금을 사용합니다. 강선은 도체손실이 크지만, 마이크로파대역에서는 Skin effect로 인해 신호가 도체 표면의 은도금부분에만 흐르기 때문에 손실을 낮게 하여 전송할 수 있습니다. 그와 함께 절연체로는 테플론을 사용하여 유전체 손실을 낮추기도 하며, 외부 도체는 동파이프를 이용하여 외부로의 신호 누설이 적도록 합니다. 전용 공구를 이용하면 케이블을 일정 각도로 휠 수 있는데, 외부도체의 구리가 갈라지지 않게 휨 반경이 너무 작아지지 않도록 주의해야 합니다. 그와 함께 테플론이 온도변화에 의한 변형되는 것을 막기 위해 커넥터 연결시에 3주기 정도 고온,저온의 온도를 가해줄 필요가 있습니다.
동축관 타입 (Rigid)	일반적으로는 그다지 사용되지 않지만, 대전력을 전송하는 방송용 송신기등에서 이용되기도 합니다. 내부도체와 외부도체 모두 금속관 형태로 되어 있으며, 절연체로는 공기를 이용합니다. 내부도체와 외부도체를 고정하기 위해 중간에 테플론을 삽입하는 경우도 있습니다. 이렇게 사용된 테플론 고정부분에서 특성 임피던스의 변화를 최소로 하기 위해 테플론에 연근처럼 구멍을 잔뜩 뚫기도 합니다.

아래에 대표적인 동축선로 규격을 정리해보았습니다.

규격	명칭	Zo	내경(mm)	외경(mm)	절연체	Loss (dB/km)	비고
JIS	1.5C-2V	75	0.26	1.6	PVC	390@200MHz
JIS	3C-2V	75	0.5	3.1	PVC	195@200MHz
JIS	5C-2V	75	0.8	5	PVC	125@200MHz
JIS	7C-2V	75	7/0.5	7.3	PVC	105@200MHz	7/0.5 (φ0.5 가 7가닥)
JIS	10C-2V	75	7/0.5	9.4	PVC	80@200MHz
JIS	1.5D-2V	50	7/0.18	1.6	PVC	155@30MHz
JIS	3D-2V	50	7/0.32	3	PVC	220@200MHz
JIS	5D-2V	50	1.4	4.8	PVC	125@200MHz
JIS	8D-2V	50	7/0.8	7.8	PVC	85@200MHz
JIS	10D-2V	50	2.9	9.9	PVC	65@200MHz
MIL	RG-55/u	53.5	0.813	2.9	PE	195@200MHz
MIL	RG-55A/u	50	0.889	2.9	PE	178@200MHz
MIL	RG-58/u	53.5	0.813	2.9	PE	200@200MHz
MIL	RG-58A/u	50	19/0.18	2.9	PE	230@200MHz
MIL	RG-402	50	0.51	1.68	PTFE		UT85 semi-rigid
MIL	RG-405	50	0.91	2.98	PTFE		UT141 semi-rigid

※ 적용 규격 : JIS C3501  MIL-C-17

MIL 규격의 제품은 별도로 MIL Part No. 가 정해져 있지만, 일반 시장에서는 거의 사용되지 않습니다. 일반적으로 유통되는 것은 MIL 규격품이 아니라 「MIL 규격을 적용한 제품」이라고 말하는 것이 맞습니다. semi-rigid 케이블은 UT** 식의 이름으로 많이 불리우는데, 규격명이 아니고 특정 메이커의 상표이름입니다. UT141에서 "141" 의 의미는 외부도체의 외경이 0.141 inch라는 의미이지요.

[출처] 마이크로파 회로 - 동축선로 (Coaxial Cable)|작성자 솔뫼