KR101473740B1 - 고주파신호 감쇄장치 - Google Patents

고주파신호 감쇄장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101473740B1
KR101473740B1 KR20140058463A KR20140058463A KR101473740B1 KR 101473740 B1 KR101473740 B1 KR 101473740B1 KR 20140058463 A KR20140058463 A KR 20140058463A KR 20140058463 A KR20140058463 A KR 20140058463A KR 101473740 B1 KR101473740 B1 KR 101473740B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
unit
frequency component
signal input
Prior art date
Application number
KR20140058463A
Other languages
English (en)
Inventor
이진호
송기환
권준혁
신규범
김응조
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR20140058463A priority Critical patent/KR101473740B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101473740B1 publication Critical patent/KR101473740B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24—Frequency- independent attenuators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/24—Frequency-independent attenuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치는 신호입력부, 고주파감쇄부 및 신호출력부를 포함한다. 상기 신호입력부에서 고고도 전자기파(High altitude ElectroMagnetic Pulse)에 포함된 과도성분의 대부분을 제거하고, 상기 고주파감쇄부로 전달한다. 상기 고주파감쇄부는 상기 신호입력부로부터 수신한 신호에 남아있는 고주파 성분을 복수 개의 필터부를 이용하여 효과적으로 차단한다. 따라서, 본 발명은 입력단에 입력된 신호에 포함된 과도성분 및 고주파 성분을 제거하고 상기 신호를 원하는 주파수 대역만 포함하여 출력되도록 하여 전기, 전자 및 통신기기의 안정적인 장비 운용을 가능하도록 한다.

Description

고주파신호 감쇄장치{APPARATUS FOR HIGH FREQUENCY SIGNAL REDUCTION}
본 발명은 고고도 전자기파(HEMP: High altitude ElectroMagnetic Pulse)의 유입에 따라 전기, 전자, 통신 기기의 성능 및 기능에 장애가 발생하는 것을 방지하기 위한 방호장치에 관한 것이다.
고고도 핵폭발에 따른 고출력 전자기파(HEMP: High altitude ElectroMagnetic Pulse)는 현대사회의 다양한 종류의 정보통신 장비와 이들 장비를 통해 상호 연동 운용되고 있는 체계를 손상시킨다. 또한, 이들 장비 및 체계의 손상은 사회 전반에 걸쳐 혼란을 야기할 수 있으며, 국가 안전시스템 전반으로 파급되어 막대한 피해를 끼친다.
이에 각 나라에서는 고출력 전자기파(HEMP: High altitude ElectroMagnetic Pulse)의 방호대책에 관련된 기술 수준을 마련하고, 다양한 가이드라인과 실무 메뉴얼을 작성하여 대비하고 있다. 우리나라에서도 고출력 전자기파(HEMP: High altitude ElectroMagnetic Pulse)의 방호시설 구축에 많은 힘을 쏟고 있지만, 관련 기술의 미흡과 방호장치 국산화 미비, 과도한 비용 등의 문제로 어려움을 겪고 있다.
종래에는 낙뢰 등과 같은 서지로부터 전기, 전자, 통신기기를 보호하기 위하여 GDT(Gas Discharge Tube) 또는 MOV(Metal Oxide Varistor)등의 서지 보호소자를 선로에 병렬로 연결하여 방호장치를 구축하였다. 이는 낙뢰에 대한 서지 방호용으로는 사용 가능하지만, 고출력 전자기파(HEMP: High altitude ElectroMagnetic Pulse)를 효과적으로 차단하는 것은 어려웠으며, 잔여 고주파 성분을 효과적으로 제거할 수는 없었다. 또한, 고출력 전자기파(HEMP: High-altitude ElectroMagnetic Pulse) 방호성능에 대한 기준으로 널리 적용되고 있는 미국 군사표준서(MIL-STD-188-125-1)에 규정된 요구조건을 만족시킬 수는 없었다.
이에 본 발명의 일 목적은 미국 군사표준서(MIL-STD-188-125-1)에 규정된 요구조건에 따라 고고도 전자기파(High altitude ElectroMagnetic Pulse)에 포함된 과도성분을 제거할 수 있는 고주파신호 감쇄장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 목적은 과도성분이 제거된 고고도 전자기파(High altitude ElectroMagnetic Pulse)에 남아있는 고주파 성분을 효과적으로 제거하기 위한 고주파신호 감쇄장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치는, 특정 주파수보다 높은 주파수성분을 갖는 제1 신호 및 직류성분을 갖는 제2 신호 중 적어도 하나가 입력되고, 상기 제1 신호에 의하여 과도전류가 발생하면 상기 제1 신호에 의한 전류값을 특정전류값으로 낮추는 신호입력부, 상기 신호입력부로부터, 상기 제1 신호를 수신하면 상기 특정전류값을 기 설정된 기준전류값 이하로 낮추고, 상기 제2 신호를 수신하면 상기 제2 신호를 그대로 통과시키는 고주파수감쇄부 및 상기 고주파수감쇄부로부터 수신한 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 출력하는 신호출력부를 포함하고, 상기 고주파수감쇄부는, 상기 신호입력부로부터 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하기 위한 전단연결부를 포함하고, 상기 제1 신호를 수신하면 상기 제1 신호에 포함된 기 설정된 제1 기준주파수 이상의 주파수성분을 제거하는 제1 필터부, 상기 제1 필터부로부터 상기 제1 신호를 수신하면 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 기준주파수보다 작게 설정된 제2 기준주파수 이상의 주파수성분 및 상기 제1 신호에 포함된 상기 제2 신호에 중첩되어 노이즈를 발생시키는 주파수성분을 제거하는 제2 필터부 및 상기 제2 필터부로부터 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 신호에 포함된 상기 제2 기준주파수보다 작게 설정된 제3 기준주파수 이상의 주파수성분을 제거하고, 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 상기 신호출력부로 전달하기 위한 후단연결부를 포함하는 제3 필터부를 포함한다.
또한, 상기 신호입력부 및 상기 고주파수감쇄부 각각은 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 방지하는 차폐격벽으로 둘러싸여 있고, 상기 전단연결부는, 상기 신호입력부의 차페격벽에 관통하여 조립되어, 상기 신호입력부로부터 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하는 경우 상기 외부의 전자기펄스의 유입을 방지하는 관통형 커패시터를 포함하며, 상기 제1 필터부는, 상기 관통형 커패시터와 상기 제1 기준주파수를 형성하는 공통모드 인덕터를 포함하는 저역통과필터일 수 있다.
또한, 상기 제2 필터부는, 상기 제1 신호에 포함된 상기 노이즈를 발생시키는 주파수성분을 제거하는 차동모드 인덕터 및 상기 차동모드 인덕터와 상기 제2 기준주파수를 형성하는 Y-커패시터를 포함하는 저역통과필터일 수 있다.
또한, 상기 신호출력부는 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 방지하는 차페격벽으로 둘러싸여 있고, 상기 후단연결부는, 상기 신호출력부의 차폐격벽에 관통하여 조립되어, 상기 신호출력부로 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 전달하는 경우 상기 외부의 전자기펄스 유입을 방지하는 관통형 커패시터를 포함하며, 상기 제3 필터부는, 상기 관통형 커패시터와 상기 제3 기준주파수를 형성하는 공통모드 인덕터를 포함하는 저역통과필터일 수 있다.
또한, 상기 신호입력부는 상기 제1 신호의 전류값을 상기 특정전류값으로 낮추는 정전압소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정전압소자는 GDT(Gas Discharge Tube)일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치는 입력단에 입력된 신호에 포함된 과도성분의 대부분을 제거하고, 상기 신호에 남아있는 고주파 성분을 복수 개의 필터부를 통하여 점차적으로 감쇄시킴으로써, 상기 고주파 성분에 의한 노이즈를 효과적으로 제거한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치는 주파수 선택성이 높은 상기 복수 개의 필터부를 포함함으로써, 상기 입력된 신호에 원하는 주파수 대역만 포함하여 출력할 수 있도록 하여 안정적인 장비운용을 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치에 입력된 신호가 출력되는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치의 회로도이다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명과 관련된 고주파신호 감쇄장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치는 DC 제어선 신호를 전달하는 장치로서, 높은 레벨의 전자기펄스에 의한 과도성분을 제거하고 상기 높은 레벨의 전자기펄스에 포함된 고주파성분을 점차적으로 감쇄시켜 시설 내부 기기를 보호한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치에 입력된 신호가 출력되기 까지의 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 고주파신호 감쇄장치에 입력된 신호가 출력되는 과정에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치(100)는 신호입력부(110), 고주파수감쇄부(120) 및 신호출력부(130)를 포함한다.
상기 신호입력부(110)에는 제어선 신호 및 높은 레벨의 전자기펄스 신호 중 적어도 하나가 입력된다(S1).
상기 높은 레벨의 전자기펄스 신호는 낙뢰, 고고도 핵폭발에 의하여 발생되는 신호로서, 특정 주파수 이상의 고주파수 성분을 포함한다. 상기 고주파수 성분은 회로 내에 과도전압 및 과도전류를 발생시킬 수 있을 정도의 세기를 가질 수 있다. 즉, 상기 높은 레벨의 전자기펄스 신호는 회로 내에 과도전압 및 과도전류를 발생시킬 수 있는 과도성분을 포함한다. 이 때, 상기 특정 주파수는 약 수 kHz의 음성 주파수로 설정될 수 있다.
상기 제어선 신호는 직류성분을 갖는 신호로서, 규격에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 제어선 신호는 DC 58V/5A이하급의 제어선용에 적용되는 신호일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 높은 레벨의 전자기펄스 신호를 제1 신호, 상기 제어선 신호를 제2 신호라 한다.
상기 신호입력부(110)에 입력된 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 신호입력부(110)에 입력된 신호는 과도성분을 포함한다. 즉, 상기 제1 신호에 의하여 상기 신호입력부(110)에는 과도전압 및 과도전류가 발생한다. 이 때, 상기 신호입력부(110)는 상기 제1 신호에 의한 과도전류를 접지시킨다(S2). 상기 제1 신호에 의하여 발생한 과도전류가 접지되어 제거되면, 상기 신호입력부(110)에 입력된 신호에 포함된 과도성분의 대부분은 제거된다. 이 때, 상기 제1 신호에 포함된 과도성분의 대부분은 제거되지만, 상기 신호입력부(110)를 통과한 신호에 포함된 상기 제1 신호는 여전히 고주파수 성분을 포함한다. 상기 제1 신호에 포함된 고주파수 성분은 상기 고주파수감쇄부(120)에서 제거된다.
상기 신호입력부(110)에 입력된 신호에 상기 제2 신호만 포함된 경우, 상기 신호입력부(110)에 입력된 신호는 과도성분을 포함하지 않으므로, 상기 신호입력부(110)는 상기 제2 신호를 그대로 통과시킨다(S3).
상기 고주파수감쇄부(120)는 상기 신호입력부(110)를 통과한 신호를 수신한다(S4).
상기 신호입력부(110)를 통과한 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 제1 신호에 포함된 고주파수 성분은 상기 고주파수감쇄부(120)를 통과하면서 점차적으로 감쇄된다. 보다 구체적으로, 상기 고주파수감쇄부(120)는 기 설정된 기준 주파수 값을 각각 갖는 복수 개의 필터부를 포함하고, 상기 복수 개의 필터부 각각은 상기 기 설정된 기준주파수 값의 크기 순서대로 연결되어 있다. 즉, 높은 기준주파수 값을 갖는 필터부가 앞에, 낮은 기준주파수 값을 갖는 필터부가 뒤에 연결되는 구조로 배열된다. 또한, 상기 복수 개의 필터부 각각은 기 설정된 기준주파수 이상의 주파수 성분을 제거한다. 따라서, 상기 제1 신호에 포함된 고주파수 성분은 상기 복수 개의 필터부를 통과하면서 상기 복수 개의 필터부 각각에 설정된 기준주파수 이상의 주파수 성분이 제거되고 점차적으로 감쇄된다.
따라서, 상기 고주파수감쇄부(120)는 상기 제1 신호에 포함된 고주파수 성분을 점차적으로 감쇄시켜 상기 신호입력부(110)로부터 수신한 신호에 의한 전류값을 기 설정된 기준전류값 이하로 감소시킨다(S5).
상기 신호입력부(110)를 통과한 신호에 상기 제2 신호만 포함된 경우, 상기 제2 신호는 직류성분이므로 고주파수 성분을 포함하지 않기 때문에, 상기 고주파수감쇄부(120)는 상기 신호입력부(110)로부터 수신한 신호를 그대로 통과시킨다(S6).
상기 고주파수감쇄부(120)를 통과한 신호는 상기 신호출력부(130)로 전달된다. 상기 신호출력부(130)는 상기 고주파수감쇄부(120)로부터 수신한 신호를 출력단을 통하여 출력한다(S7).
이와 같이, 상기 신호입력부(110)에 의하여 상기 제1 신호에 포함된 과도성분의 대부분을 제거함으로써, 상기 제1 신호에 의한 과도전류 및 과도전압에 의한 회로 내 소자들의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상기 신호입력부(110)를 통과한 상기 제1 신호에 남아있는 고주파 성분을 상기 고주파감쇄부(120)를 통하여 제거함으로써, 상기 고주파 성분에 의해 발생되는 노이즈를 제거하고, 상기 고주파 성분으로부터 시설 내부 기기를 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치의 회로도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 상기 신호입력부(110), 고주파감쇄부(120) 및 신호출력부(130) 각각에 포함된 소자들의 연결관계 및 상기 소자들의 동작에 대하여 상세히 살펴본다.
상기 신호입력부(110)는 제1 입력단(L) 및 제2 입력단(N)을 포함하고, 상기 제1 입력단(L) 및 상기 제2 입력단(N)에 연결되어 신호에 포함된 과도성분을 제거하는 정전압 소자를 포함한다. 상기 정전압 소자로 GDT(Gas Discharge Tube), MOV(Metal Oxide Varistor), 트라이악 소자 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 고주파신호 감쇄장치는 상기 정전압 소자가 GDT(Gas Discharge Tube)인 경우에 대하여 설명한다.
상기 GDT(Gas Discharge Tube)는 대단히 적은 정전용량(1pF ~ 3pF)을 갖는 크로우버(Crowber)소자로 일종의 전압제어 스위치의 동작으로 표현할 수 있다. 즉, 상기 GDT(Gas Discharge Tube)에 동작을 위한 최소한의 전압(방전개시전압)이 걸리면 상기 GDT(Gas Discharge Tube)는 극히 적은 용량의 커패시턴스로만 동작한다. 상기 GDT(Gas Discharge Tube)에 방전개시전압 이상의 전압이 걸리게 되면 양 전극 사이에는 방전이 개시되고, 기 설정된 시간 이내에 약 10~30V의 전압을 유지하게 된다. 이 상태에서 상기 GDT(Gas Discharge Tube)를 흐르는 전류가 상기 방전을 지속하는데 필요한 방전유지전류(약 10mA)이하가 되면 상기 방전이 종료되고 다시 정상상태로 되돌아온다.
상기 제1 입력단(L)에 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)의 일단이 연결되고, 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)의 타단은 접지와 연결된다. 마찬가지로, 상기 제2 입력단(N)에도 제2 GDT(Gas Discharge Tube)소자(112)의 일단이 연결되고, 상기 제2 GDT(Gas Discharge Tube)소자(112)의 타단이 접지와 연결된다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)의 동작에 중점을 두고 설명한다.
상기 신호입력부(110)에는 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나가 입력되는데, 상기 제1 신호는 상기 제1 입력단(L)과 접지 사이 또는 상기 제2 입력단(N)과 접지 사이로 입력되며, 상기 제2 신호는 상기 제1 입력단(L)과 상기 제2 입력단(N) 사이로 입력된다.
상기 신호입력부(110)에 입력된 신호에 상기 제1 신호가 포함되면, 상기 제1 신호에 포함된 과도성분에 의하여 상기 신호입력부(110)에는 과도전류 및 과도전압이 발생한다. 상기 과도전압은 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)에 걸리게 되고, 상기 과도전압은 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)의 방전개시전압보다 큰 값을 갖는다. 따라서, 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)는 방전을 개시하고, 상기 제1 신호에 의한 과도전류를 통과시켜 접지로 흘려보낸다. 상기 과도전류가 접지로 흐르게 되면 상기 제1 신호에 포함된 과도성분은 제거된다. 따라서, 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)를 통과한 신호에 의한 전류값은 특정 전류값으로 낮아지게 된다. 이 때, 상기 특정 전류값은 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)에 의하여 결정된다.
상기 신호입력부(110)에 상기 제2 신호만 입력되면, 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)는 동작하지 않는다. 즉, 상기 제2 신호만 입력되는 경우, 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)에는 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)의 방전개시전압보다 낮은 전압이 걸리므로 상기 제1 GDT(Gas Discharge Tube)소자(111)는 동작하지 않는다. 따라서, 상기 제2 신호는 상기 신호입력부(110)를 그대로 통과하게 된다.
상기 신호입력부(110)를 통과한 신호는 상기 고주파수감쇄부(120)로 전달된다. 상기 신호입력부(110)로부터 수신한 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 제1 신호의 고주파수 성분이 상기 고주파수감쇄부(120)로 전달된다. 상기 고주파수감쇄부(120)는 상기 고주파수 성분을 제거하기 위한 복수 개의 필터부를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 필터부 각각은 기 설정된 기준주파수 값을 갖는다. 또한, 상기 복수 개의 필터부 각각은 신호가 입력되는 경우, 상기 복수 개의 필터부 각각에 설정된 기준주파수 이상의 주파수 성분을 제거한다. 예를 들어, 상기 복수 개의 필터부 중 어느 하나의 필터부는 상기 어느 하나의 필터부에 설정된 기준주파수보다 높은 주파수 성분을 갖는 신호가 입력되면, 입력된 신호에 포함된 주파수 성분 중 상기 기준주파수 이상의 성분을 제거하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파신호 감쇄장치는 3개의 필터부를 포함할 수 있다. 상기 3개의 필터부 각각은 제1 필터부(201), 제2 필터부(202) 및 제3 필터부(203)이다. 또한, 상기 제1 필터부(201)는 제1 기준주파수를 갖고, 상기 제2 필터부(202)는 제2 기준주파수를 가지며, 상기 제3 필터부(203)는 제3 기준주파수를 갖는다.
이 때, 상기 제1 기준주파수 값은 상기 제2 기준주파수 값보다 크고, 상기 제2 기준주파수 값은 상기 제3 기준주파수 값보다 크다. 또한, 상기 제1 필터부(201), 제2 필터부(202) 및 상기 제3 필터부(203)는 각 기준주파수 값의 크기순서대로 연결된다. 즉, 상기 제1 기준주파수 값을 가진 제1 필터부(201)가 상기 신호입력부(110)에, 상기 제2 기준주파수 값을 가진 제2 필터부(202)가 상기 제1 필터부(201)에, 상기 제3 기준주파수 값을 가진 제3 필터부(203)가 상기 제2 필터부(202) 및 상기 신호출력부(130) 사이에 연결된다.
상기 신호입력부(110)에서 전달된 신호에 포함된 고주파수 성분은 상기 제1 필터부(201)를 통과하면서 상기 제1 기준주파수 이상의 성분이, 상기 제2 필터부(202)를 통과하면서 상기 제2 기준주파수 이상의 성분이, 상기 제3 필터부(203)를 통과하면서 상기 제3 기준주파수 이상의 성분이 제거된다. 따라서, 상기 고주파수감쇄부(120)가 수신한 신호에 포함된 고주파수 성분은 점차적으로 감쇄된다.
상기 제1 필터부(201)는 공통모드 인덕터(122) 및 상기 신호입력부(110)와 상기 고주파수감쇄부(120)를 연결하기 위한 전단연결부를 포함한다. 이 때, 상기 전단연결부는 관통형 커패시터(121)를 포함한다.
상기 신호입력부(110) 및 상기 고주파수감쇄부(120) 각각은 외부의 전자기펄스가 유입되어 내부의 소자 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있도록 상기 외부의 전자기펄스를 차폐할 수 있는 차폐격벽으로 둘러싸여 있다. 상기 관통형 커패시터(121)는 상기 신호입력부(110)의 차폐격벽을 관통하여 상기 신호입력부(110)와 상기 고주파수감쇄부(120)를 연결하고, 상기 신호입력부(110)로부터 상기 고주파수감쇄부(120)로 신호가 전달되는 통로역할을 한다. 또한, 상기 관통형 커패시터(121)는 상기 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 막는다. 따라서, 상기 관통형 커패시터(121)는 상기 신호입력부(110)의 차폐격벽 외부로 나와 전달되는 신호를 상기 외부의 전자기펄스로부터 보호하면서 상기 고주파수감쇄부(120)로 전달할 수 있다.
상기 관통형 커패시터(121)는 nF단위의 커패시터 값을 가진다. 일반적으로, 커패시터는 높은 주파수 성분에서는 인덕터의 성질로 변하는 특성이 있으나, 상기 관통형 커패시터(121)는 높은 주파수 성분에서도 상기 커패시터의 성질을 그대로 유지한다. 따라서, 높은 주파수 성분에서도 차단 효과가 뛰어나다.
상기 공통모드 인덕터(122)는 mH단위의 인덕터 값을 가진다. 이 때, 상기 공통모드 인덕터(122)의 소자값과 상기 관통형 커패시터(121)의 소자값에 의하여 상기 제1 기준주파수 값이 결정된다. 따라서, 상기 제1 필터부(201)는 상기 관통형 커패시터(121) 및 상기 공통모드 인덕터(122)를 포함하고, 상기 제1 기준주파수를 차단주파수로 갖는 저역통과필터(Low Pass Filter)역할을 수행한다.
상기 제1 필터부(201)는 상기 신호입력부(110)로부터 수신한 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 제1 신호에 포함된 고주파수 성분 중 상기 제1 기준주파수 값 이상의 주파수 성분을 제거한다. 따라서, 상기 제1 필터부(201)를 통과한 신호는 상기 제1 기준주파수 값보다 낮은 주파수 성분을 포함한다.
또한, 상기 제1 필터부(201)는 상기 신호입력부(110)로부터 수신한 신호에 상기 제2 신호만 포함된 경우, 상기 제 2신호를 감쇄없이 그대로 통과시킨다.
상기 제2 필터부(202)는 상기 공통모드 인덕터(122)에 연결된 Y-커패시터(123), 차동모드 인덕터(124) 및 상기 차동모드 인덕터(124)와 제3 필터부(203) 사이 연결된 Y-커패시터(125)를 포함한다.
Y-커패시터는 전원라인과 접지라인 사이 연결되어, 고주파성분에 의한 노이즈를 제거하는 소자이다.
상기 Y-커패시터(123)는 상기 공통모드 인덕터(122)에 연결되어, 상기 제1 필터부(201)로부터 신호를 수신한다.
상기 차동모드 인덕터(124)는 μH 단위의 인덕터 값을 가진다.
상기 제1 신호의 경우, 상기 제1 입력단(L)과 접지 사이 또는 상기 제2 입력단(N)과 접지 사이로 입력되지만, 케이블의 특성상 상기 제2 신호가 입력되는 상기 제1 입력단(L) 및 상기 제2 입력단(N) 사이로 상기 제2 신호에 중첩되어 입력될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 신호의 고주파 성분이 상기 제2 신호에 중첩되어 노이즈를 발생시킨다. 이 때, 상기 차동모드 인덕터(124)는 상기 제2 신호에 중첩되어 노이즈를 발생시키는 고주파 성분을 제거한다.
상기 Y-커패시터(125)는 상기 차동모드 인덕터(124) 및 접지 사이에 연결되며, 상기 Y-커패시터(123) 및 상기 차동모드 인덕터(124)와 함께 상기 제2 기준 주파수 값을 결정한다. 따라서, 상기 제2 필터부(202)는 상기 Y-커패시터(123, 125) 및 상기 차동모드 인덕터(124)를 포함하고, 상기 제2 기준주파수를 차단주파수로 갖는 저역통과필터(Low Pass Filter)역할을 수행한다.
상기 제2 필터부(202)는 상기 제1 필터부(201)에서 수신한 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 제2 기준주파수 값 이상의 주파수 성분을 제거한다. 또한, 상기 제1 신호에 포함된 상기 제2 신호에 중첩되어 발생하는 고주파 성분의 노이즈를 제거한다. 상기 제2 필터부(202)가 상기 제1 필터부(201)로부터 수신한 신호에 상기 제2 신호만 포함된 경우, 상기 제2 신호는 감쇄없이 상기 제2 필터부(202)를 그대로 통과하여 상기 제3 필터부(203)로 전달된다.
상기 제3 필터부(203)는 고주파수 성분을 제거하기 위한 공통모드 인덕터(126)와 상기 공통모드 인덕터(126)에 연결되어, 상기 신호출력부(130)로 신호를 전달하기 위한 후단연결부를 포함한다. 상기 제1 필터부(201)와 마찬가지로, 상기 후단연결부는 관통형 커패시터(127)를 포함한다.
상기 신호출력부(130)도 상기 신호입력부(110) 및 상기 고주파수감쇄부(120)와 마찬가지로 상기 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 방지하기 위한 차폐격벽으로 둘러싸여 있다. 이 때, 상기 관통형 커패시터(127)는 제3 필터부(203)에서 상기 신호출력부(130)로 신호가 전달되는 동안 상기 외부의 전자기펄스에 의한 영향을 받지 않도록 한다. 상기 관통형 커패시터(127)는 상기 제1 필터부(201)의 상기 관통형 커패시터(121)와 마찬가지로 상기 신호출력부(130)의 차폐격벽에 관통하여 상기 제3 필터부(203) 및 상기 신호출력부(130)를 연결한다.
상기 제3 기준주파수는 상기 공통모드 인덕터(126) 및 상기 관통형 커패시터(127)의 소자값에 의하여 결정된다. 따라서, 상기 제3 필터부(203)는 상기 공통모드 인덕터(126) 및 상기 관통형 커패시터(127)을 포함하고 상기 제3 기준주파수를 차단주파수로 갖는 저역통과필터(Low Pass Filter)역할을 수행한다.
상기 제3 필터부(203)가 수신한 신호에 상기 제1 신호가 포함된 경우, 상기 제3 필터부(203)는 상기 제1 신호에 남아있는 고주파 성분을 제거한다. 즉, 상기 제1 신호에 포함된 상기 제3 기준주파수 이상의 주파수 성분을 제거하여 상기 제2 필터부(202)로부터 수신한 신호를 감쇄시킨다. 이 때, 상기 제3 필터부(203)에서 상기 제3 기준주파수 이상의 주파수 성분이 제거된 신호에 의한 전류값은 기 설정된 기준전류값 이하로 떨어진다. 또한, 상기 제3 필터부(203)가 수신한 신호에 상기 제2 신호만 포함된 경우, 상기 제2 신호는 감쇄없이 상기 제3 필터부(203)를 그대로 통과한다.
상기 제3 필터부(203)는 상기 제1 필터부(201)와 마찬가지로, 공통모드 인덕터를 포함하고, 차폐격벽 사이 신호를 전달함에 있어 외부의 전자기펄스 유입을 방지하기 위한 관통형 커패시터를 포함한다. 따라서, 상기 제3 필터부(203)는 상기 제1 필터부(201)와 대칭적인 구조를 이룰 수 있다.
상기 신호출력부(130)는 상기 고주파수감쇄부(120)를 통과한 신호를 수신하고, 수신한 상기 신호를 출력단을 통하여 출력한다.
상기 신호입력부(110)로 신호가 입력되는 경우, 상기 신호에 포함된 과도성분에 의하여 회로에 과도전류 및 과도전압이 발생하더라도 상기 신호입력부(110)에서 대부분의 과도성분이 제거될 수 있다. 또한, 상기 신호에 포함된 과도성분이 대부분 제거되더라도 여전히 남아있는 고주파 성분을 상기 고주파수감쇄부(120)에서 감쇄시킨다. 이 때, 상기 고주파수감쇄부(120)는 상기 고주파 성분을 3번에 걸쳐 제거함으로써, 주파수 선택성을 높여 입력된 신호에 원하는 주파수 대역만이 포함되도록 한다. 또한, 케이블 특성상 상기 제1 신호의 고주파 성분이 상기 제2 신호에 중첩되어 입력된 경우, 상기 고주파 성분에 의한 노이즈도 제거할 수 있다. 따라서, 상기 신호출력부(130)에서 원하는 신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치는 신호에 포함된 과도성분을 제거하는 것뿐만 아니라 상기 과도성분이 제거된 신호에 포함된 고주파 성분도 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고주파신호 감쇄장치에 미국 군사표준서(MIL-STD-188-125-1)에 규정된 요구조건에 따라 상승시간이 20ns 이하이면서 500~550ns의 펄스폭을 가진 HEMP PCI(Pulsed current injection) 단펄스 전류가 규정된 크기로 인가되면, 출력단 2Ω부하에 0.1A 이하의 잔류전류가 흐르게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 특정 주파수보다 높은 주파수성분을 갖는 제1 신호 및 직류성분을 갖는 제2 신호 중 적어도 하나가 입력되고, 상기 제1 신호에 의하여 과도전류가 발생하면 상기 제1 신호에 의한 전류값을 특정전류값으로 낮추는 신호입력부;
    상기 신호입력부로부터, 상기 제1 신호를 수신하면 상기 제1 신호에 포함되어, 회로내부에 노이즈를 발생시키는 주파수성분 및 상기 제2 신호에 중첩되어 노이즈를 발생시키는 주파수성분을 제거하여 상기 특정전류값을 기 설정된 기준전류값 이하로 낮추고, 상기 제2 신호를 수신하면 상기 제2 신호를 그대로 통과시키는 고주파수감쇄부; 및
    상기 고주파수감쇄부로부터 수신한 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 출력하는 신호출력부를 포함하고, 상기 고주파수감쇄부는,
    상기 신호입력부로부터 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하기 위한 전단연결부를 포함하고, 상기 제1 신호를 수신하면 상기 제1 신호에 포함된 기 설정된 제1 기준주파수 이상의 주파수성분 중 상기 회로내부에 노이즈를 발생시키는 주파수성분을 제거하는 공통모드 인덕터를 포함하는 제1 필터부;
    상기 제1 필터부로부터 상기 제1 기준주파수보다 낮은 주파수성분을 포함하는 상기 제1 신호를 수신하면 동작하여, 상기 제1 신호에 포함된 상기 제1 기준주파수보다 작게 설정된 제2 기준주파수 이상의 주파수성분 중 상기 회로내부에 노이즈를 발생시키는 주파수성분 및 상기 제2 신호에 중첩되어 노이즈를 발생시키는 주파수성분을 제거하는 차동모드 인덕터를 포함하는 제2 필터부; 및
    상기 제2 필터부로부터 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 신호에 포함된 상기 제2 기준주파수보다 작게 설정된 제3 기준주파수 이상의 주파수성분을 제거하는 공통모드 인덕터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 상기 신호출력부로 전달하기 위한 후단연결부를 포함하는 제3 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호입력부 및 상기 고주파수감쇄부 각각은 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 방지하는 차폐격벽으로 둘러싸여 있고,
    상기 전단연결부는, 상기 신호입력부의 차페격벽에 관통하여 조립되어, 상기 신호입력부로부터 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하는 경우 상기 외부의 전자기펄스의 유입을 방지하고, 상기 제1 필터부에 포함된 공통모드 인덕터와 상기 제1 기준주파수를 형성하는 관통형 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 필터부는,
    상기 차동모드 인덕터와 상기 제2 기준주파수를 형성하는 Y-커패시터를 포함하는 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호출력부는 외부의 전자기펄스가 유입되는 것을 방지하는 차페격벽으로 둘러싸여 있고,
    상기 후단연결부는, 상기 신호출력부의 차폐격벽에 관통하여 조립되어, 상기 신호출력부로 상기 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나를 전달하는 경우 상기 외부의 전자기펄스 유입을 방지하고, 상기 제3 필터부에 포함된 공통모드 인덕터와 상기 제3 기준주파수를 형성하는 관통형 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호입력부는 상기 제1 신호의 전류값을 상기 특정전류값으로 낮추는 정전압소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정전압소자는 GDT(Gas Discharge Tube)인 것을 특징으로 하는 고주파신호 감쇄장치.
KR20140058463A 2014-05-15 2014-05-15 고주파신호 감쇄장치 KR101473740B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140058463A KR101473740B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 고주파신호 감쇄장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140058463A KR101473740B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 고주파신호 감쇄장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101473740B1 true KR101473740B1 (ko) 2014-12-18

Family

ID=52679175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140058463A KR101473740B1 (ko) 2014-05-15 2014-05-15 고주파신호 감쇄장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101473740B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170093537A (ko) 2016-02-05 2017-08-16 주식회사 아모텍 차동 및 공통 모드 겸용 필터

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003309443A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Nippon Telegraph & Telephone East Corp 回線用ノイズフィルタ
KR100957833B1 (ko) * 2009-06-23 2010-05-14 주식회사 그라운드 써지 보호기
KR101322403B1 (ko) * 2012-06-29 2013-10-28 (주) 아이스펙 전원라인 필터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003309443A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Nippon Telegraph & Telephone East Corp 回線用ノイズフィルタ
KR100957833B1 (ko) * 2009-06-23 2010-05-14 주식회사 그라운드 써지 보호기
KR101322403B1 (ko) * 2012-06-29 2013-10-28 (주) 아이스펙 전원라인 필터

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170093537A (ko) 2016-02-05 2017-08-16 주식회사 아모텍 차동 및 공통 모드 겸용 필터
US10566947B2 (en) 2016-02-05 2020-02-18 Amotech Co., Ltd. Filter for both differential mode and common mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101171228B1 (ko) Ｈｅｍｐ 대책용 전원선로 방호장치
US8503150B2 (en) Electrical interface protecting apparatus
US9054514B2 (en) Reduced let through voltage transient protection or suppression circuit
KR101438120B1 (ko) Hemp 대책용 전원선로 방호장치
KR101438122B1 (ko) 근거리 통신망(lan) 선로용 hemp 방호장치
KR101209275B1 (ko) 서지 보호 장치 및 그를 이용한 방법
KR101473740B1 (ko) 고주파신호 감쇄장치
EP2787589B1 (en) Lightning protection circuit, switching power supply and lightning protection method
KR101203952B1 (ko) Ｅｍｐ 방호시설의 성능 감시 장치
US20160322810A1 (en) System and method for providing surge protection
CN217642717U (zh) 一种应用于射频接口的感应雷电防护装置
KR101228943B1 (ko) 고고도 전자파 펄스 전력용 필터 및 고고도 전자파 펄스 방호용 전력용 필터
KR102462454B1 (ko) Hemp 방호 기능을 가진 대역별 안테나 emp 필터 장치
CN115986709A (zh) 一种计算机接口雷电电磁脉冲与抗电强度防护装置
KR100783056B1 (ko) 서지 보호장치
CN105470936A (zh) 抑制共模浪涌的网络变压器防雷电路
Zhao et al. [Retracted] Research on Protection Performance of Surge Protective Devices against Electromagnetic Pulse
KR101936103B1 (ko) 의사선로를 구비한 다중 보호등급을 위한 서지 및 전자기펄스 보호장치
CN107017612A (zh) 一种千兆以太网口的雷电浪涌防护电路及其实施方法
KR101454294B1 (ko) 신호 선택적 방호장치
KR101171227B1 (ko) Ｅｍｐ 보호대책을 위한 고속 통신선로용 보호장치
CN110190480A (zh) Usb数据线
JP2010207057A (ja) 避雷器
CN104953577A (zh) 电子设备防电涌电源保护装置
CN216215884U (zh) 电涌保护电路及电涌保护器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant