현대 자동차에는 카메라, 레이더 센서, LiDAR 장치와 인포테인먼트 시스템이 다수 탑재되며, 모두 안정적인 고주파 신호 연결이 필요합니다. 이 분야에서는 두 가지 커넥터 제품군이 주로 사용됩니다. RF (무선 주파수) 신호용 FAKRA와 차동 데이터 신호용 **HSD (고속 데이터)**입니다. 자동차 시스템 설계자와 하네스 엔지니어에게는 각 유형의 사용 시점과 차이를 이해하는 것이 중요합니다.
FAKRA란 무엇인가요?
FAKRA은 Fachkreis Automobil(독일어로 자동차 기술 위원회)을 뜻합니다. FAKRA 커넥터 시스템은 자동차 RF 애플리케이션을 위해 개발된 표준 동축 커넥터 제품군입니다. DIN 72594 표준에 정의되어 있으며 유럽과 전 세계 자동차 OEM에서 널리 사용됩니다.
FAKRA 커넥터는 동축 구조입니다. 중앙 도체를 유전체와 외부 실드로 둘러싸 단일 RF 신호를 전달합니다. 이 구조는 RF 신호에 필요한 임피던스 제어와 차폐를 제공합니다.
FAKRA 색상 코드
FAKRA 커넥터는 신호 유형이 다른 부품의 잘못된 결합을 막기 위해 색상 코드 키잉 시스템을 사용합니다. 각 색상은 특정 용도에 대응합니다.
| 색상 | 용도 |
|---|---|
| 파란색 | GPS 안테나 |
| 빨간색 | 셀룰러(GSM/LTE) |
| 노란색 | 위성 라디오(SiriusXM, DAB) |
| 녹색 | 다이버시티 안테나 |
| 흰색 | SDARS(위성 디지털 오디오 라디오) |
| 검정색 | 범용 / 비디오 |
| 보라색 | 후방 카메라 / CVBS 영상 |
| 갈색 | 텔레매틱스 |
| 주황색 | SDARS / XM |
| 베이지색 | 안테나 다이버시티 |
키잉 구조는 예를 들어 GPS 안테나 케이블을 셀룰러 안테나 포트에 잘못 연결하는 일을 방지합니다. 생산 라인에서 수백 개의 커넥터를 설치하는 자동차 조립에서는 특히 중요합니다.
FAKRA 사양
- 임피던스: 50Ω(표준) 또는 75Ω(비디오 용도)
- 주파수 범위: DC~6 GHz(버전에 따라 다름)
- 결합 횟수: 최소 30(자동차 등급)
- 작동 온도: -40°C~+105°C
- 잠금: 소리가 나며 체결되는 스냅 잠금 방식
- IP 등급: IP6K9K(밀폐형 변형)
FAKRA 애플리케이션
FAKRA 커넥터의 용도:
- GPS/GNSS 안테나: 차량 지붕의 GPS 안테나를 내비게이션 모듈에 연결
- 셀룰러 안테나: 텔레매틱스 및 커넥티드카 시스템용 4G/5G 안테나 연결
- 위성 라디오: SiriusXM 및 DAB 안테나 연결
- 후방 카메라: 후방 카메라에서 헤드 유닛으로 CVBS 영상 신호 전송(75Ω 버전)
- 레이더: 일부 단거리 레이더 센서는 RF 연결에 FAKRA를 사용합니다.
- V2X (차량-사물 통신): DSRC 및 C-V2X 안테나 연결
HSD란 무엇인가요?
**HSD(고속 데이터)**는 자동차 고속 데이터용으로 Rosenberger가 개발한 차동 신호 커넥터 시스템입니다. 동축 구조인 FAKRA과 달리 HSD는 같은 크기이면서 극성이 반대인 신호를 전달하는 차동 쌍을 사용합니다. 이를 통해 우수한 노이즈 내성과 훨씬 높은 데이터 전송률을 지원합니다.
HSD 커넥터는 USCAR-2 표준에 규정되어 있으며 BMW, Mercedes-Benz, Audi, Volkswagen 등 주요 자동차 OEM에서 사용합니다.
HSD 변형 제품
HSD 4+2: 가장 일반적인 변형입니다. 두 개의 차동 페어(4 신호 핀)와 2 전원/접지 핀이 포함됩니다. LVDS(저전압 차동 신호) 및 기타 차동 프로토콜을 지원합니다.
HSD 2+2: 신호 핀 2개와 2 전원/접지 핀. 단일 차동 페어 용도에 사용
Mini HSD: 공간이 제한된 용도에 적합한 더 작은 폼팩터의 HSD 커넥터
HSD 사양
- 신호 유형: 차동(LVDS, APIX, FPD-Link, GMSL)
- 데이터 전송률: 쌍당 최대 6 Gbps (프로토콜에 따라 다름)
- 작동 온도: -40°C~+125°C
- 결합 사이클: 최소 30회
- IP 등급: IP6K9K(밀봉됨)
- 임피던스: 100Ω 차동
HSD 애플리케이션
HSD 커넥터의 용도:
- 서라운드 뷰 카메라: 여러 대의 카메라에서 중앙 처리 장치로 고해상도 영상 데이터를 전송
- ADAS 카메라: 차선 이탈 경고 및 자동 긴급 제동용 전방 카메라
- 후방 카메라: 고화질 후방 카메라 영상(최신 시스템에서는 FAKRA CVBS를 대체)
- 디스플레이 연결: 헤드 유닛에서 계기판 및 중앙 디스플레이로 영상 데이터 전송
- LiDAR: LiDAR 센서의 포인트 클라우드 데이터를 ADAS 프로세서로 전송
- 레이더: 최신 4D 영상 레이더 시스템의 고해상도 레이더 데이터
FAKRA과 HSD 비교: 주요 차이점
| 매개변수 | FAKRA | HSD |
|---|---|---|
| 신호 유형 | RF (동축, 단일 종단) | 고속 차동 신호 |
| 구조 | 동축 | 다중 핀 차동 |
| 임피던스 | 50Ω 또는 75Ω | 100Ω 차동 |
| 주파수/데이터 속도 | DC에서 6 GHz까지 | 쌍당 최대 6 Gbps |
| 프로토콜 | RF(GPS, 셀룰러, CVBS) | LVDS, APIX, FPD-Link, GMSL |
| 색상 구분 | 예(적용 분야에 따라 다름) | 아니요 |
| 핀 수 | 1 신호 + 실드 | 4+2 또는 2+2 |
| 주요 용도 | 안테나, RF, 구형 비디오 | 카메라, 디스플레이, ADAS 데이터 |
| 표준형 | DIN 72594 | USCAR-2 |
근본적인 차이는 신호 유형입니다. FAKRA는 RF 신호용으로 안테나 연결, 레이더 RF 및 구형 아날로그 비디오(CVBS)에 사용됩니다. HSD는 LVDS 같은 차동 신호 프로토콜을 사용하는 카메라 영상 스트림, 디스플레이 데이터 및 센서 데이터를 포함한 고속 디지털 데이터용입니다.
현대 차량에는 다음 두 가지가 모두 사용됩니다.
- GPS 안테나 케이블, 셀룰러 안테나 및 위성 라디오 안테나의 FAKRA
- 서라운드 뷰 카메라를 ADAS 프로세서에 연결하는 카메라 케이블의 HSD
미니 FAKRA
차량 연결 기능이 늘고 공간 제약이 커지면서 Mini FAKRA는 표준 FAKRA의 소형 대안으로 떠올랐습니다. Mini FAKRA 커넥터는 표준 FAKRA보다 약 40% 작으면서도 동일한 색상 코드 키잉 시스템과 RF 성능을 유지합니다.
Mini FAKRA이 다음 용도에서 점점 더 많이 지정되고 있습니다:
- 소형 텔레매틱스 제어 장치(TCU)
- 공간이 협소한 곳의 안테나 모듈
- 좁은 공간에 여러 FAKRA 커넥터를 배치해야 하는 다중 안테나 시스템
Mini FAKRA 표준은 ISO 20860에 정의되어 있습니다.
FAKRA과 HSD 중 선택하기
FAKRA과 HSD 중 선택은 선호가 아니라 신호 유형에 따라 결정됩니다.
다음과 같은 경우 FAKRA를 사용하세요
- 안테나 연결(GPS, 셀룰러, 위성, V2X)
- RF 신호 전송(레이더 RF, DSRC)
- 구형 시스템의 아날로그 영상(CVBS 후방 카메라) 전송
- 잘못된 결합을 방지하려면 애플리케이션에 색상 코드 키잉이 필요합니다.
다음과 같은 경우 HSD를 사용하세요
- 고화질 카메라 영상 전송(LVDS, APIX, FPD-Link, GMSL)
- 헤드 유닛이나 계기판에 디스플레이 연결
- 고속 센서 데이터(LiDAR, 4D 레이더) 전송
- 노이즈 내성을 위해 차동 신호 전송이 필요함
많은 최신 차량의 단일 카메라 시스템은 두 방식을 모두 사용합니다. 레이더 센서의 RF 연결에는 FAKRA을, 카메라 영상 데이터에는 HSD를 사용합니다.
자동차 커넥터 품질 요건
FAKRA 및 HSD 커넥터는 모두 엄격한 자동차 품질 요건을 충족해야 합니다.
온도 사이클: -40°C~+125°C(엔진룸 적용 시 +150°C까지) 내진동성: ISO 16750-3 또는 동등 기준에 따름 내습성: ISO 16750-4 기준 내화학성: 오일, 연료, 브레이크액, 냉각수 등 자동차 유체에 대한 내성 체결력: 생산 라인 사용을 위해 최대 삽입력과 분리력을 규정합니다 접촉 저항: 커넥터의 사용 수명 동안 낮고 안정적임
CZT의 자동차 커넥터 제품군에는 자동차 등급 품질 기준을 충족하는 FAKRA 및 HSD 커넥터가 포함되며, 모든 표준 색상 코드와 핀 구성에서 밀봉형 및 비밀봉형 옵션을 제공합니다.
요약
FAKRA와 HSD은 자동차 배선에서 서로 보완적인 역할을 합니다.
- FAKRA = 안테나 및 RF 신호용 RF 동축 커넥터로, 용도별 색상으로 구분
- HSD = 카메라 영상, 디스플레이 데이터 및 ADAS 센서 데이터용 고속 차동 커넥터
두 커넥터 유형 모두 현대 차량에 필수이며, 자동차 환경의 까다로운 온도, 진동, 내화학성 요건을 충족해야 합니다. 새 자동차 설계용 커넥터를 정할 때는 먼저 신호 유형(RF 또는 고속 차동 신호)을 확인한 뒤 적절한 커넥터 제품군을 선택하십시오.
FAKRA, HSD 및 기타 자동차 커넥터를 구매할 때 CZT은 자동차 등급 인증을 받은 폭넓은 자동차 커넥터 제품군을 제공합니다.
