통신, 무선 네트워킹 또는 항공우주 응용 분야 등 RF(무선 주파수) 장치를 사용해 본 적이 있다면 올바른 동축 케이블을 선택하는 것이 타협할 수 없다는 것을 알고 계실 것입니다. 일치하지 않는 커넥터, 부적절한 임피던스 또는 신호 손실로 인해 고전력 설정이 성능이 저하될 수 있습니다. N To TS9 케이블 공급업체로서 저는 항상 다음과 같은 질문을 받습니다. N To TS9 케이블이 레이더 장치에서 작동할 수 있습니까? 이는 공정한 질문이며 대답은 단순한 "예" 또는 "아니오"가 아닙니다. 문제의 근본 원인을 파악하려면 레이더 시스템이 요구하는 것이 무엇인지, N 및 TS9 커넥터가 어떻게 쌓이는지, 케이블이 이러한 특수 장치에 적합한지 여부를 분석해야 합니다.
먼저 케이블 연결에서 레이더 시스템에 필요한 것이 무엇인지 살펴보겠습니다. 레이더는 기본 원리에 따라 작동합니다. 즉, RF 신호를 보내고, 신호가 표적(예: 항공기, 기상 시스템, 지상 물체)에 반사될 때까지 기다린 다음, 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이것이 정확하게 작동하기 위해 타협할 수 없는 두 가지 요소는 낮은 신호 손실과 일관된 임피던스(대부분의 레이더 애플리케이션에서 일반적으로 50옴)입니다. 도중에 신호 강도가 떨어지면 반환 신호가 약해져 작거나 멀리 있는 표적을 감지하기가 더 어려워지고, 임피던스 불일치로 인해 신호 반사가 발생하여 "유령 표적"이 생성되거나 데이터가 왜곡됩니다. 이것이 바로 레이더 설계자가 동축 케이블 자체부터 양쪽 끝에 있는 커넥터까지 모든 구성 요소에 대해 극도로 선택적인 이유입니다.
이제 N 및 TS9 커넥터에 대해 이야기하겠습니다. 이것이 N To TS9 케이블의 핵심이기 때문입니다. N 커넥터는 고주파 애플리케이션(변형에 따라 최대 11GHz) 및 긴 케이블 실행을 위해 설계된 견고한 나사형 커넥터입니다. 진동과 날씨에 강하므로 고정 레이더 스테이션, 해양 레이더 및 일부 산업용 레이더 시스템에서 찾을 수 있습니다. 열악한 환경에서도 견딜 수 있도록 제작되었습니다. 반면에 TS9 커넥터는 4G/5G 모뎀, 핫스팟 및 일부 휴대용 무선 장치에 자주 사용되는 더 작은 푸시온 커넥터입니다. 이 커넥터는 작고 가볍지만 N 커넥터와 동일한 고전력, 고진동 또는 고주파수 요구 사항을 충족하도록 설계되지 않았습니다.
따라서 즉시 절충안이 있습니다. 당사의 N To TS9 케이블은 매우 다른 두 가지 커넥터 유형을 연결하지만 자동으로 레이더 지원 케이블이 되는 것은 아닙니다. 언제 작동할지부터 시작해 보겠습니다. 3GHz 미만에서 작동하는 단거리 근접 레이더(주차 센서 또는 소형 산업용 레벨 센서에 사용)와 같은 일부 저주파 레이더 애플리케이션에서는 이 케이블을 잠재적으로 사용할 수 있습니다. N 끝은 레이더의 N 포트와 직접 결합할 수 있고 TS9 끝은 장치의 TS9 안테나 포트와 결합되어 임시 설정을 위한 빠른 점퍼를 생성합니다. 하지만 여기서도 이상적이지는 않습니다. TS9 커넥터는 대부분의 레이더 시스템이 시간이 지남에 따라 내보내는 일관된 신호 전력을 처리하도록 설계되지 않았습니다. 몇 달 동안 사용하면 푸시온 연결이 느슨해져 간헐적으로 신호가 손실되어 레이더가 의도한 작업을 수행하기가 어려워질 수 있습니다.
상황이 더욱 까다로워지는 곳은 중주파 및 고주파 레이더를 볼 때입니다. 항공 교통 관제 레이더 또는 기상 레이더와 같은 대부분의 장거리 레이더는 3GHz 이상, 최대 18GHz에서 작동합니다. 이러한 주파수에서는 커넥터나 케이블의 작은 결함이라도 막대한 신호 손실을 일으킬 수 있습니다. TS9 커넥터는 이에 대한 정밀도가 없습니다. 내부 접점이 N 커넥터만큼 엄격하게 제어되지 않으므로 고주파수에서 신호 반사가 증가하고 손실이 허용할 수 없을 정도로 높아집니다. 이러한 애플리케이션의 경우 TS9보다 높은 주파수를 처리하도록 설계되었으며 군용 및 산업용 레이더 설정에 자주 사용되는 안테나 케이블 TNC To Type-N과 같이 레이더의 주파수 요구 사항에 맞게 제작된 다른 케이블 어셈블리를 사용하는 것이 더 좋습니다. 즉, 일부 설계자는 임시 테스트 설정을 위해 N To TS9 케이블과 함께 어댑터를 사용할 수 있습니다. 하지만 우리는 이것이 장기적인 솔루션이 아니라는 점을 항상 경고합니다.
또 다른 핵심 요소는 케이블 길이입니다. 모든 동축 케이블에는 피트당 데시벨(dB) 단위로 측정되는 신호 손실이 있습니다. 레이더의 경우 손실을 최소화하는 것이 중요하므로 장거리 실행에는 N Male To N Male RG213 케이블과 같이 더 두껍고 손실이 낮은 케이블이 필요한 경우가 많습니다. 이 케이블은 고주파수에서 손실이 낮은 것으로 알려져 있으며 고정 레이더 설치의 필수 요소입니다. N To TS9 케이블은 일반적으로 짧은 거리(10피트 미만)에 사용됩니다. 그 이유는 더 작은 게이지가 긴 레이더 케이블의 높은 전력과 주파수를 처리할 수 없기 때문입니다. 레이더 설정에 소형 휴대용 트랜시버를 N 포트에 연결해야 하는 5피트 점퍼가 있는 경우 케이블은 단기 테스트에는 작동할 수 있지만 영구 설치에는 적합하지 않습니다.
잠깐만요. 어댑터 유연성은 어떻습니까? 경우에 따라 레이더 시스템에는 커넥터 요구 사항이 혼합되어 있으며 설계자는 어댑터를 사용하여 설정을 수정합니다. 예를 들어 레이더에 N 대신 SMA 포트가 있는 경우 SMA 패널 장착 커플러가 이를 N으로 변환하여 다른 케이블과 페어링할 수 있습니다. 그러나 모든 어댑터에는 약간의 신호 손실과 잠재적인 장애 지점이 추가되므로 이러한 것조차도 필요한 경우에만 사용된다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 레이더 설정을 위한 어댑터를 찾고 있다면 BNC-SMA 벌크헤드 동축 어댑터는 특정 주파수 범위를 위한 또 다른 옵션이지만, 이는 최대 성능보다 다용성이 필요한 특정 단기 애플리케이션을 위한 것입니다.
또한 일반적인 오해를 해결해 보겠습니다. 두 커넥터가 물리적으로 결합한다고 해서 전기적으로 호환된다는 의미는 아닙니다. 여기서 임피던스가 가장 중요합니다. N 커넥터는 거의 항상 RF 표준인 50옴이지만 일부 TS9 변형은 잠깐만요. TS9도 대부분 50옴이지만 내부 구조가 고주파수에 맞지 않습니다. 임피던스가 낮은 주파수, 즉 레이더 주파수에서 일치하더라도 TS9의 푸시온 디자인은 신호 경로에 불연속성을 만들어 반사를 유발합니다. 이것이 바로 고주파 레이더 설정이 TS9와 같은 푸시온 유형이 아닌 N, SMA 또는 TNC와 같은 나사식 정밀 커넥터에 의존하는 이유입니다.
따라서 이 모든 것을 종합해 보면 실제 대답은 다음과 같습니다. 당사의 N To TS9 케이블은 영구적인 고성능 레이더 시스템에 권장되는 기본 케이블이 아닙니다. 최대 신호 무결성보다 휴대성이 더 중요한 저주파, 단거리 레이더 테스트 설정 또는 임시 연결에 가장 적합합니다. 일관된 고주파 성능, 긴 케이블 길이 또는 열악한 환경 내구성이 필요한 모든 레이더 애플리케이션의 경우 저손실을 위한 RG213 또는 더 높은 주파수를 위한 TNC-N 케이블과 같이 RF 레이더 요구 사항에 맞게 특별히 제작된 케이블 및 커넥터를 찾는 것이 좋습니다.
즉, 우리는 프로토타입 제작이나 현장 테스트를 위한 유연한 솔루션이 필요한 많은 엔지니어와 협력하고 있으며 N To TS9 케이블은 이러한 틈새 시장을 완벽하게 채웁니다. 소형 TS9 연결 트랜시버를 사용하고 N 기반 레이더 테스트 포트와 인터페이스해야 하는 프로토타입을 제작하는 경우 당사의 케이블은 중요하지 않은 단기 작업에 적합합니다. 핵심은 제한 사항에 대해 솔직하게 말하는 것입니다. 우리는 고객이 영구적인 레이더 설정에서 케이블을 사용한 다음 해당 작업에 맞게 설계되지 않은 커넥터를 선택하여 발생하는 신호 문제에 대해 우리를 비난하는 것을 결코 원하지 않습니다.
결국 RF는 구성 요소를 의도된 용도에 맞추는 것입니다. 우리는 TS9 장치(예: 모뎀)를 N 기반 안테나 또는 테스트 장비에 연결하기 위해 N To TS9 케이블을 설계했으며 이는 4G/5G, IoT 및 단거리 RF에 적합합니다. 그러나 레이더의 경우 기준은 훨씬 더 높습니다. 하지만 이것이 우리 제품이 레이더 개발에 역할을 할 수 없다는 의미는 아닙니다. 단지 최종 배포 시스템에 적합하지 않을 뿐입니다.
레이더 프로젝트를 진행 중이고 당사의 N To TS9 케이블이 귀하의 요구 사항에 적합한지 여부에 대한 질문이 있거나 RF 및 레이더 애플리케이션용으로 제작된 다른 케이블 어셈블리, 어댑터 또는 커플러를 찾고 있다면 우리가 도와드리겠습니다. 모든 프로젝트는 서로 다르므로 주파수 범위, 전력 요구 사항 및 환경에 가장 적합한 구성 요소를 안내할 수 있습니다. 테스트를 위한 짧은 점퍼가 필요하든, 고정 레이더 스테이션을 위한 긴 케이블이 필요하든 관계없이 성능, 내구성 및 비용의 균형을 맞추는 올바른 솔루션을 알려드릴 수 있습니다.
레이더 설정에 대한 특정 요구 사항이 있는 경우 주저하지 말고 문의하십시오. 당사 팀은 RF 케이블 연결에 대한 수년간의 경험을 보유하고 있으며 주파수 범위에 관계없이 시스템을 원활하게 실행할 수 있는 정보에 입각한 선택을 하도록 도와드릴 수 있습니다.
참고자료
- RF 커넥터 기본 사항: 임피던스, 주파수 및 애플리케이션 노트. IEEE 마이크로파 이론 및 기술 학회, 2022.
- RF 시스템에 대한 동축 케이블 신호 손실 계산. ARRL 주식회사, 2021.
- RF 상호 연결 구성 요소에 대한 군사 표준(MIL-STD-1574). 미국 국방부, 2020.
- "레이더 및 항공우주 애플리케이션을 위한 커넥터 호환성." 마이크로웨이브 저널, vol. 64, 아니. 2021년 8월 8일, 48-52페이지.
- 고주파 RF용 푸시온 및 스레드형 커넥터. 무선 설계 및 개발, 2022.
