발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

• 일반적으로 동축 선로용 RF 연결기는 고정된 연결계수를 가집니다.

• 사용하는 RF 전력의 세기에 따라 연결 계수를 다양하게 변경해야 하지만, 기존 방식은 부가적인 가변 감쇠기(variable attenuator)나 여러 개의 연결기를 사용해야 하는 번거로움이 있습니다.

• 기준 크기 이상의 전력이 입력될 경우 계측기가 파손될 위험이 있어, 상황에 따라 연결 계수를 폭넓게 바꿀 수 있는 기능이 필수적입니다.

기술의 필요성

• 간단한 구조를 통해 연결계수를 넓은 폭으로 변화시킬 수 있는 혁신적인 RF 연결기 개발의 필요성이 있습니다.

• 장비 운용의 편의성을 높이고 부가 장비 구매 비용을 줄여, 전체 시스템의 비용 효율성을 높일 수 있는 솔루션이 요구됩니다.

구현 방법

기술의 원리

• 본 발명은 RF 연결기 내부에 기계적으로 위치를 변경할 수 있는 '조정자'를 설치하는 것을 핵심 원리로 합니다.

• 이 조정자와 동축 선로 사이의 '이격 거리' 또는 '대향 각도'를 조절합니다.

• 이러한 물리적 위치 변화가 동축 선로와 RF 연결기 사이의 전기적 결합 정도, 즉 '연결계수'를 가변시키는 원리입니다.

구체적인 구현 방법

1. 조정판 이격형: 커플링 포트 내벽에 형성된 나선을 따라 조정자를 회전시켜 동축 선로와의 수직 이격 거리를 조절합니다. 이 방식은 연결계수를 비교적 큰 폭으로 변경할 때 사용됩니다.

2. 조정판 회전형: 조정자 중심축을 기준으로 조정판의 각도를 회전시켜 동축 선로에 대한 대향 각도를 조절합니다. 이 방식은 연결계수를 미세하게 조정할 때 사용됩니다.

기술의 장점

• 넓은 가변 범위: 간단한 기계적 조작만으로 연결계수를 넓은 폭(최대 +/- 10dB)으로 변경할 수 있습니다.

• 운용 편의성: 단일 연결기만으로 다양한 RF 전력 환경에 대응할 수 있어 운용이 매우 간편합니다.

• 비용 절감: 별도의 가변 감쇠기나 여러 종류의 커넥터가 필요 없어 시스템 구축 및 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

실험 및 결과

실험의 목적

본 발명에 따른 두 가지 방식(조정판 이격형, 조정판 회전형)의 RF 연결기가 실제로 얼마나 넓은 범위의 연결계수 변경을 제공하는지 시뮬레이션을 통해 정량적으로 검증하는 것을 목적으로 합니다.

실험 방법 및 과정

1. 조정판 이격형 모델에서 조정자의 높이를 변경하며 연결계수 변화를 측정합니다.

2. 조정판 회전형 모델에서 조정자의 회전 각도를 변경하며 연결계수 변화를 측정합니다.

3. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 각 방식의 최대 연결계수 변경 범위를 비교 분석합니다.

실험 결과

시뮬레이션 결과, 조정판 이격형은 +/- 10 dB까지, 조정판 회전형은 +/- 1.5 dB까지 연결계수 변동이 가능한 것으로 나타나, 이격형 방식이 더 넓은 변경 범위를 제공함을 확인했습니다.

활용 방안 및 기대효과

활용 방안

• RF 전력 측정 및 시험: 다양한 출력의 RF 신호를 측정하는 테스트 장비에 적용하여 측정의 정확도와 편의성을 높일 수 있습니다.

• RF 신호 증폭 시스템: 신호 증폭기의 입출력단에서 신호를 모니터링하는 커플러로 활용하여 시스템 성능을 최적화할 수 있습니다.

• 통신 시스템: 기지국, 중계기 등 주요 통신 장비의 전송 전력을 감시하고 제어하는 분야에 응용하여 안정적인 통신 품질을 유지할 수 있습니다.

기대효과

• 단일 연결기로 넓은 범위의 연결 계수를 조절할 수 있어 장비 운용 효율성이 극대화됩니다.

• 가변 감쇠기 등 부가 장비가 불필요해져 시스템 구성이 단순해지고 비용이 절감됩니다.

• 계측기 등 민감한 장비를 과도한 입력 전력으로부터 보호하여 장비의 안정성과 수명을 향상시킵니다.

시장 동향

시장 규모 및 성장 전망

RF 연결기를 포함하는 전체 RF 인터커넥트 시장은 5G 기술 확산, 사물 인터넷(IoT) 성장, 고속 데이터 전송 수요 증가에 힘입어 꾸준한 성장이 기대됩니다. 2023년 15억 달러 규모였던 시장은 2032년까지 23.5억 달러에 이를 것으로 예상되며, 이는 연평균 5.15%의 성장률에 해당합니다.(출처)

주요 플레이어 및 경쟁 환경

현재 시장은 차량용 인포테인먼트 및 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)에 특화된 FAKRA RF 커넥터 시장과, 5G 및 IoT 확산에 따른 범용 RF 인터커넥트 시장으로 나누어 볼 수 있습니다. 각 시장의 특징은 아래와 같습니다.

산업 동인 및 기회 요인

1. 5G 기술 확산: 5G 인프라 구축 및 관련 장비 수요 증가는 RF 인터커넥트 시장의 가장 큰 성장 동력입니다.

2. 커넥티드카 및 ADAS: 차량 내 고속 데이터 통신과 V2X(Vehicle-to-Everything) 기술이 발전함에 따라 고성능 RF 연결기 수요가 급증하고 있습니다.

3. 사물 인터넷(IoT) 성장: 수많은 IoT 기기를 연결하기 위한 RF 부품 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다.