KR102311307B1 - Emp protective device for rf antenna - Google Patents

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KR102311307B1
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emp
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이재복
강성만
명성호
주문노
한승문
김호동
센드레이 세르게이
우정민
정준영
조연규
최승규
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한국전기연구원
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Abstract

The present invention relates to an EMP protection device for blocking a very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP), wherein the EMP protection device comprises: a gas discharge tube (GDT) connected between a voltage line and a shielding line to primarily block a transient voltage signal due to the electromagnetic pulse (EMP); a D/C unit part comprising a first DC unit disposed at a rear end of the gas discharge tube and equipped with a plurality of forward diodes and a first capacitor connected in series between the voltage line and the shielding line, and a second DC unit equipped with a plurality of reverse diodes and a second capacitor connected in series between the voltage line and the shielding line; and a winding-type coaxial transformer disposed at a rear end of the D/C unit part to suppress the transient voltage signal passing through the D/C unit.

Description

RF 안테나용 EMP 방호 장치{EMP PROTECTIVE DEVICE FOR RF ANTENNA}EMP protection device for RF antenna

본 발명은 안테나 통신선 또는 RF 통신선 등에 적용 가능한 EMP 방호 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an EMP protection device applicable to an antenna communication line or an RF communication line, and more particularly, to an EMP protection device capable of effectively blocking excessive voltage/current due to an electromagnetic pulse (EMP).

최근 전기/전자통신기술의 발전에 따라 산업 플랜트, 회사, 일반 가정 등에서 디지털 전기/전자기기의 사용이 크게 확대되고 있는 추세이다. 하지만, 디지털 전기/전자기기의 경우 낙뢰 또는 전자기펄스(electromagnetic pulse, EMP) 등에 의해 발생하는 과도 전압에 매우 취약하므로 실제 과도 전압 유입 시 기기의 손상 가능성이 높아지는 문제점을 갖는다. 따라서, 과도 전압에 의한 기기 손상을 방지할 목적으로 과도 전압 보호 장치가 널리 사용되고 있다.Recently, with the development of electric/electronic communication technology, the use of digital electric/electronic devices in industrial plants, companies, and general homes has been greatly expanded. However, since digital electric/electronic devices are very vulnerable to transient voltages generated by lightning or electromagnetic pulses (EMP), etc., there is a problem in that the possibility of damage to the device increases when the actual transient voltage is introduced. Therefore, the transient voltage protection device is widely used for the purpose of preventing damage to the device due to the excessive voltage.

과도 전압 보호 장치란 과도 전압(transient voltage) 또는 노이즈(noise)를 감쇠시키는 장치를 의미하며, 전화선, 데이터 네트워크, CCTV 회로, 케이블 TV 회로, 또는 전자/통신 장비 등과 연결되는 AC/DC 전원선, 제어선 또는 통신선 상에 설치되어 과도 전압을 감쇠시키는 역할을 수행하게 된다. 상기 과도 전압 보호 장치로는 낙뢰로 인한 서지(surge)를 차단하기 위한 서지 보호 장치와 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압을 차단하기 위한 EMP 방호 장치 등이 있다.Transient voltage protection device means a device that attenuates transient voltage or noise, and AC/DC power lines connected to telephone lines, data networks, CCTV circuits, cable TV circuits, or electronic/communication equipment; It is installed on the control line or communication line to attenuate the transient voltage. The transient voltage protection device includes a surge protection device for blocking a surge caused by lightning and an EMP protection device for blocking an excessive voltage due to an electromagnetic pulse (EMP).

이러한 과도 전압 보호 장치를 구성하는 소자는 전압/전류 특성에 따라 크게 클램프(clamp) 소자와 크로바(crowbar) 소자로 구분되는데, 전자의 경우 애벌런치 항복 다이오드(Avalanche Breakdown Diode, ABD)와 금속 산화물 배리스터(Metal Oxide Varistor, MOV)가 주로 사용되고, 후자의 경우 가스 방전관(Gas Discharge Tube, GDT)과 사이리스터 서지 억제기(Thyristor Surge Suppressor, TSS)가 주로 사용된다.The devices constituting the transient voltage protection device are largely divided into clamp devices and crowbar devices according to voltage/current characteristics. In the former case, an avalanche breakdown diode (ABD) and a metal oxide varistor (Metal Oxide Varistor, MOV) is mainly used, and in the latter case, a Gas Discharge Tube (GDT) and a Thyristor Surge Suppressor (TSS) are mainly used.

이 중 가스 방전관(GDT)은 불활성 가스로 채워진 관 내부에 두 전극이 서로 마주보고 있는 형태를 가지며, 다른 소자들(가령, 실리콘 애벌런치 다이오드, 금속 산화물 배리스터 등)에 비해 자체 정전 용량이 낮은 특성이 있어 고주파 신호가 유입되는 통신 관련 회로의 과도 전압 보호용으로 주로 활용되고 있다. 또한, 상기 가스 방전관(GDT)은 양 단에 인가되는 과도 전압(transient voltage)이 미리 결정된 불꽃방전 전압(sparkover voltage)보다 크면 방전하여 과도 전압 보호를 수행하게 된다.Among them, the gas discharge tube (GDT) has a shape in which two electrodes face each other inside a tube filled with an inert gas, and has a low self-capacitance compared to other devices (eg, silicon avalanche diode, metal oxide varistor, etc.) For this reason, it is mainly used for protection of transient voltages in communication-related circuits into which high-frequency signals are introduced. In addition, when a transient voltage applied to both ends of the gas discharge tube (GDT) is greater than a predetermined sparkover voltage, the gas discharge tube (GDT) is discharged to perform transient voltage protection.

도 1은 종래 기술에 따른 과도 전압/전류 보호 장치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 과도 전압/전류 보호 장치(10)는 정상 전압 신호(또는 정격 전압 신호, Vc)가 인가되는 전압선(11)과 차폐선(12, Sh) 사이에 연결된 가스 방전관(13)을 포함한다. 낙뢰 또는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(11)으로 인가되어 가스 방전관(13)의 양단 전압이 가스 방전관(13)의 불꽃방전 전압보다 크게 되는 경우, 상기 가스 방전관(13)은 방전되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)와 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)를 접지(15, ground) 방향으로 흐르게 한다.1 is a view showing a transient voltage / current protection device according to the prior art. As shown in FIG. 1 , the conventional transient voltage/current protection device 10 is connected between a voltage line 11 to which a normal voltage signal (or a rated voltage signal, V c ) is applied and the shielding line 12, Sh. and a gas discharge tube (13). When the transient voltage signal V s due to lightning or electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 11 so that the voltage at both ends of the gas discharge tube 13 is greater than the spark discharge voltage of the gas discharge tube 13, the gas discharge tube 13 is flow in the normal discharge current due to the normal voltage signal (V c) (I c) and the transient current (I s) to ground (15, ground) by a transient voltage signal (V s) direction.

한편, 차폐선(12, Sh)에 공통 모드(또는 동상 모드, common mode)로 인가될 수 있는 과도전압 신호(Vsg)에 의한 과도전류(Isg)가 접지(15, Gnd)에 대부분 흐르지만, 일부 전류는 부하(14) 측의 차폐층(미도시)에 흐르게 된다. 따라서, EMP 필터 규격에서는 부하 측에 흐르는 차동 모드(또는 정상 모드, differential mode)의 과도 전류뿐만 아니라 차폐층에 흐르는 공통 모드의 과도 전류도 소정의 값으로 억제하도록 요구하고 있다.On the other hand, most of the transient current Isg by the transient voltage signal Vsg that can be applied to the shielding line 12, Sh in a common mode (or common mode, common mode) flows to the ground 15, Gnd, Some current flows in the shielding layer (not shown) on the load 14 side. Therefore, the EMP filter standard requires that not only the differential mode (or normal mode, differential mode) transient current flowing to the load side but also the common mode transient current flowing through the shielding layer be suppressed to a predetermined value.

그런데, 종래의 과도 전압/전류 보호 장치는 낙뢰로 인한 과도 전압/전류에 대해서는 효과적으로 차단할 수 있지만, 전자기펄스(Electromagnetic Pulse, EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류에 대해서는 상술한 두 모드의 과도 전류를 완벽하게 억제할 수 없는 문제가 있다.However, the conventional transient voltage/current protection device can effectively block the transient voltage/current caused by lightning, but with respect to the very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP), the two modes of transient current There is a problem that cannot be completely suppressed.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Another object of the present invention is to provide an EMP protection device capable of effectively blocking a very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP).

또 다른 목적은 가스 방전관(GDT), D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기(winding coaxial transformer)를 포함하는 EMP 방호 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a D/C unit, and a winding coaxial transformer.

또 다른 목적은 펄스전류주입시험(PCI; Pulse Current Injection)에 대응할 수 있는 EMP 방호장치를 제공함에 있다.Another object is to provide an EMP protection device capable of responding to a pulse current injection (PCI) test.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전압선과 차폐선 사이에 연결되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 일차적으로 차단하는 가스 방전관(GDT); 상기 가스 방전관의 후단에 배치되며, 상기 전압선과 상기 차폐선 간에 직렬로 연결된 복수의 순방향 다이오드들과 제1 커패시터를 구비하는 제1 DC 유닛과, 상기 전압선과 상기 차폐선 간에 직렬로 연결된 복수의 역방향 다이오드들과 제2 커패시터를 구비하는 제2 DC 유닛을 포함하는 D/C 유닛부; 및 상기 D/C 유닛부의 후단에 배치되어, 상기 D/C 유닛부를 통과하는 과도 전압 신호를 억제하는 권선형 동축변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention in order to achieve the above or other objects, it is connected between the voltage line and the shielding line, the gas discharge tube (GDT) for primarily blocking the transient voltage signal due to the electromagnetic pulse (EMP); a first DC unit disposed at a rear end of the gas discharge tube and having a first capacitor and a plurality of forward diodes connected in series between the voltage line and the shielding line; and a plurality of reverse directions connected in series between the voltage line and the shielding line. a D/C unit including a second DC unit including diodes and a second capacitor; And it is disposed at the rear end of the D/C unit, it provides an EMP protection device comprising a winding-type coaxial transformer for suppressing the transient voltage signal passing through the D/C unit.

좀 더 바람직하게는, 상기 DC 유닛부는 전압선과 차폐선 간에 직렬 연결된 양방향 다이오드들의 개수에 대응하는 항복 전압을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 DC 유닛부의 양단 전압이 자신의 항복 전압보다 더 큰 경우, 상기 DC 유닛부는 전압선과 차폐선 사이를 도통하여 가스 방전관을 통과하는 과도 전압 신호에 의한 과도 전류가 접지(ground) 방향으로 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the DC unit is characterized in that it has a breakdown voltage corresponding to the number of bidirectional diodes connected in series between the voltage line and the shielding line. In addition, when the voltage at both ends of the DC unit is greater than its breakdown voltage, the DC unit conducts between the voltage line and the shielding line, and the transient current due to the transient voltage signal passing through the gas discharge tube flows in the ground direction. It is characterized in that it is controlled to

좀 더 바람직하게는, 상기 권선형 동축변압기는 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 동축 케이블로 구성되며, 상기 동축 케이블의 중심도체는 상기 전압선에 연결되고, 상기 동축 케이블의 외부도체는 상기 차폐선에 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 권선형 동축변압기는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 그대로 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 차단하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the wire-wound coaxial transformer is composed of a magnetic core and a coaxial cable surrounding the magnetic core, a central conductor of the coaxial cable is connected to the voltage line, and an outer conductor of the coaxial cable is connected to the shielding line. characterized by being connected. In addition, the winding type coaxial transformer is characterized in that it passes the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal as it is, and blocks the transient voltage signal corresponding to the common mode signal.

본 발명의 실시 예들에 따른 EMP 방호 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the EMP protection device according to the embodiments of the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 가스 방전관(GDT), D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 이용하여 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 차동 모드 및 공통 모드의 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, a very fast differential mode and a common mode due to an electromagnetic pulse (EMP) using an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a D/C unit unit and a winding type coaxial transformer It has the advantage of being able to effectively block the transient voltage/current of

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 EMP 방호 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by the EMP protection device according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are common knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the description below. It can be clearly understood by those who have

도 1은 종래 기술에 따른 과도 전압/전류 보호 장치를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 3은 도 2의 EMP 방호 장치에 적용 가능한 필터들의 종류를 나타내는 도면;
도 4는 도 2의 EMP 방호 장치에 설치된 D/C 유닛부의 일 구성을 예시하는 도면;
도 5는 도 2의 EMP 방호 장치에 설치된 권선형 동축변압기의 구성 및 심볼을 설명하는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면;
도 9는 도 8의 EMP 방호 장치에 사용되는 바아파일러 변압기를 예시하는 도면;
도 10은 RF 안테나용 EMP 방호 장치의 성능을 검증하는 방법을 나타내는 도면;
도 11은 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 파형과 EMP 방호 장치의 출력 전류 파형을 예시하는 도면.
1 is a view showing a transient voltage/current protection device according to the prior art;
Figure 2 is a view showing the configuration of the EMP protection device according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a view showing the types of filters applicable to the EMP protection device of Figure 2;
Figure 4 is a diagram illustrating a configuration of the D/C unit installed in the EMP protection device of Figure 2;
Figure 5 is a view for explaining the configuration and symbols of the winding-type coaxial transformer installed in the EMP protection device of Figure 2;
6 is a diagram referenced to explain the operation of the EMP protection device according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention;
8 is a view showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 9 is a diagram illustrating a bar-piler transformer used in the EMP protection device of Fig. 8;
10 is a diagram illustrating a method of verifying the performance of an EMP protection device for an RF antenna;
11 is a diagram illustrating a waveform of a transient current due to an electromagnetic pulse (EMP) and an output current waveform of the EMP protection device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

본 발명은 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있는 EMP 방호 장치를 제안한다. 또한, 본 발명은 가스 방전관(GDT), D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 포함하는 EMP 방호 장치를 제안한다. 또한, 본 발명은 가스 방전관(GDT), D/C 유닛부, 권선형 동축변압기 및 하나 이상의 필터를 포함하는 EMP 방호 장치를 제안한다.The present invention proposes an EMP protection device capable of effectively blocking a very fast transient voltage/current caused by an electromagnetic pulse (EMP). In addition, the present invention proposes an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a D/C unit and a winding type coaxial transformer. In addition, the present invention proposes an EMP protection device including a gas discharge tube (GDT), a D/C unit unit, a winding type coaxial transformer, and one or more filters.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(100)는 전압선(110), 차폐선(120), 가스 방전관(Gas Discharge Tube, 130), 필터부(140), D/C 유닛부(150), 권선형 동축변압기(160) 및 접지(170)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the EMP protection device 100 according to an embodiment of the present invention includes a voltage line 110 , a shielding line 120 , a gas discharge tube 130 , a filter unit 140 , and D/ It includes a C unit unit 150 , a winding type coaxial transformer 160 , and a ground 170 .

EMP 방호 장치(100)의 외함은 금속제이며, 차폐선(120)과 공통으로 전기적으로 접속되어 있다.The enclosure of the EMP protection device 100 is made of metal, and is electrically connected to the shielding wire 120 in common.

전압선(110)은 동축 케이블(미도시)의 중심도체(또는 심선)일 수 있으며, 신호의 귀환전류는 차폐선(층)으로 흐른다. 상기 차폐선(120)은 동축 케이블의 외부도체(또는 쉴드)일 수 있다.The voltage line 110 may be a central conductor (or a core wire) of a coaxial cable (not shown), and the return current of the signal flows to the shielding line (layer). The shielding line 120 may be an external conductor (or shield) of the coaxial cable.

전압선(110)과 차폐선(120) 사이에는 정상 전압 신호(Vc)가 인가되며, 상기 전압선(110)과 차폐선(120)에는 상기 정상 전압 신호(Vc)를 제공하는 전압원(source, 미도시)과 상기 정상 전압 신호(Vc)를 제공받는 부하(load, 50) 등이 연결될 수 있다.A normal voltage signal V c is applied between the voltage line 110 and the shielding line 120 , and a voltage source providing the normal voltage signal V c to the voltage line 110 and the shielding line 120 . (not shown) and a load 50 receiving the normal voltage signal V c may be connected.

가스 방전관(Gas Discharge Tube, GDT, 130)은 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에 연결될 수 있다. 상기 가스 방전관(130)은 부하(50)와 병렬로 연결될 수 있다.A gas discharge tube (GDT) 130 may be connected between the voltage line 110 and the shielding line 120 . The gas discharge tube 130 may be connected in parallel with the load 50 .

가스 방전관(130)은 불활성 가스를 세라믹 용기에 봉입하고 합금 전극을 사용한 방전관이다. 상기 가스 방전관(130)은 과도 전압으로부터 부하를 보호하기 위한 미리 결정된 불꽃방전 전압(sparkover voltage)을 갖는다.The gas discharge tube 130 is a discharge tube containing an inert gas in a ceramic container and using an alloy electrode. The gas discharge tube 130 has a predetermined sparkover voltage for protecting the load from excessive voltage.

이러한 가스 방전관(130)의 불꽃방전 전압을 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기보다 크게 설정한 경우, 상기 가스 방전관(130)은 정상 전압 신호(Vc)에 대해 반응(동작)하지 않으므로 상기 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)는 가스 방전관(130)으로 흐르지 않고 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.When the spark discharge voltage of the gas discharge tube 130 is set higher than the voltage level of the normal voltage signal V c , the gas discharge tube 130 does not react (operate) to the normal voltage signal V c , so that the The steady current (I c ) by the steady voltage signal (V c ) flows only in the direction of the load (50) without flowing into the gas discharge tube (130).

한편, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되어 가스 방전관(130)의 양단 전압이 해당 가스 방전관(130)의 불꽃방전 전압보다 크게 되는 경우, 상기 가스 방전관(130)은 방전(또는 개통)되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)와 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)를 접지(170, ground) 방향으로 흐르게 한다. 이에 따라, 가스 방전관(130)은, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs) 인가 시, 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 부하(50) 방향으로 흐르는 것을 일차적으로 억제할 수 있다.On the other hand, when the transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP is applied to the voltage line 110 so that the voltage at both ends of the gas discharge tube 130 is greater than the spark discharge voltage of the gas discharge tube 130, the gas the discharge tube 130, the discharge (or opening) the normal voltage signal (V c) steady-state current (I c) and the transient current (I s) to ground (170, ground) by a transient voltage signal (V s) by way to flow to Accordingly, the gas discharge tube 130, when the transient voltage signal (V s ) due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied, the transient current (I s ) due to the transient voltage signal (V s ) in the direction of the load 50 . Flow can be primarily suppressed.

필터부(140)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이에 배치되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 특정 주파수 성분을 차단하거나 억제하는 역할을 수행한다.The filter unit 140 is disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50 , and serves to block or suppress a specific frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

일 실시 예로, 필터부(140)는 가스 방전관(130)과 D/C 유닛부(150) 사이에 배치되며, 고주파 필터(High Pass Filter, 141) 및 DC 필터(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the filter unit 140 is disposed between the gas discharge tube 130 and the D/C unit unit 150 , and may include at least one of a high pass filter 141 and a DC filter 143 . can

고주파 필터(141)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 저주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 고주파 필터(141)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 저주파 성분을 차단할 수 있다. 이러한 고주파 필터(141)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에 병렬로 연결되는 커패시터 소자(C)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. The high frequency filter 141 serves to block (or filter) the low frequency component of the transient voltage/current caused by the electromagnetic pulse (EMP). That is, the high frequency filter 141 may block the low frequency component of the excessive voltage/current passing through the gas discharge tube 130 . The high frequency filter 141 may include a capacitor element C connected in parallel between the voltage line 110 and the shielding line 120 , but is not limited thereto.

DC 필터(143)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 DC 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, DC 필터(143)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 DC 성분을 차단할 수 있다. 이러한 DC 필터(143)는 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 커패시터 소자(C)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The DC filter 143 serves to block (or filter) the DC component of the transient voltage/current caused by the electromagnetic pulse (EMP). That is, the DC filter 143 may block the DC component of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130 . The DC filter 143 may include a capacitor element C connected in series on the voltage line 110 , but is not limited thereto.

한편, 다른 실시 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 필터부(140)는 저주파 필터(Low Pass Filter, 145, 147) 및 대역 통과 필터(Band Pass Filter, 149) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, as shown in FIG. 3 , the filter unit 140 may include at least one of a low pass filter ( 145 , 147 ) and a band pass filter ( 149 ). .

저주파 필터(145, 147)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 고주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 저주파 필터(145, 147)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 고주파 성분을 차단할 수 있다. 이러한 저주파 필터(145, 147)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에 병렬로 연결되는 커패시터 소자(C)와 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 인덕터 소자(L)로 구성되거나 혹은 전압선(110) 상에 직렬로 연결되는 인덕터 소자(L)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The low-frequency filters 145 and 147 serve to block (or filter) the high-frequency component of the transient voltage/current caused by the electromagnetic pulse (EMP). That is, the low-frequency filters 145 and 147 may block high-frequency components of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130 . These low-frequency filters 145 and 147 are composed of a capacitor element C connected in parallel between the voltage line 110 and the shielding line 120 and an inductor element L connected in series on the voltage line 110 or It may be composed of an inductor element L connected in series on the voltage line 110 , but is not necessarily limited thereto.

대역 통과 필터(149)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압/전류의 저주파 및 고주파 성분을 차단(또는 필터링)하는 역할을 수행한다. 즉, 대역 통과 필터(149)는 가스 방전관(130)을 통과하는 과도 전압/전류의 저주파 및 고주파 성분을 동시에 차단할 수 있다. 이러한 대역 통과 필터(149)는 전압선(110) 상에 연결된 병렬 구조의 커패시터 소자(C) 및 인덕터 소자(L)로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The band-pass filter 149 serves to block (or filter) the low-frequency and high-frequency components of the transient voltage/current caused by the electromagnetic pulse (EMP). That is, the band-pass filter 149 may simultaneously block the low-frequency and high-frequency components of the transient voltage/current passing through the gas discharge tube 130 . The band-pass filter 149 may include, but is not limited to, a capacitor element C and an inductor element L having a parallel structure connected to the voltage line 110 .

한편, 본 실시 예에서는, 하나의 필터부가 EMP 방호 장치(100)에 설치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며 복수의 필터부가 EMP 방호 장치에 설치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 필터부가 가스 방전관(130)과 D/C 유닛부(150) 사이에 배치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, D/C 유닛부(150)와 권선형 동축변압기(160) 사이 혹은 권선형 동축변압기(160)와 부하(50) 사이에 배치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, although one filter unit is illustrated to be installed in the EMP protection device 100, it is not necessarily limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that a plurality of filter units may be installed in the EMP protection device. In addition, although it is exemplified that the filter unit is disposed between the gas discharge tube 130 and the D/C unit unit 150 , it is not necessarily limited thereto, and between the D/C unit unit 150 and the winding type coaxial transformer 160 . Alternatively, it will be apparent to those skilled in the art that it may be disposed between the winding type coaxial transformer 160 and the load 50 .

D/C 유닛부(150)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이, 좀 더 바람직하게는 필터부(140)와 권선형 동축변압기(160) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 D/C 유닛부(150)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에서 부하(50)와 병렬로 연결될 수 있다.The D/C unit 150 may be disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50 , more preferably between the filter unit 140 and the winding type coaxial transformer 160 . In this case, the D/C unit 150 may be connected in parallel with the load 50 between the voltage line 110 and the shielding line 120 .

D/C 유닛부(150)는 복수의 다이오드들(151a, 153a)과 두 개의 커패시터(151b, 153b)를 포함한다. 여기서, 상기 복수의 다이오드들(151a, 153a)은 수 나노초의 빠른 응답 속도와 수 pF의 작은 정전 용량을 갖는다. 상기 커패시터들(151a, 153a)은 수 uF의 정전 용량을 갖는다.The D/C unit 150 includes a plurality of diodes 151a and 153a and two capacitors 151b and 153b. Here, the plurality of diodes 151a and 153a have a fast response speed of several nanoseconds and a small capacitance of several pF. The capacitors 151a and 153a have a capacitance of several uF.

D/C 유닛부(150)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에 연결된 제1 D/C 유닛(151)과 제2 D/C 유닛(153)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 D/C 유닛(151)과 제2 D/C 유닛(153)은 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.The D/C unit 150 may include a first D/C unit 151 and a second D/C unit 153 connected between the voltage line 110 and the shielding line 120 . In this case, the first D/C unit 151 and the second D/C unit 153 may be connected in parallel between the voltage line 110 and the shielding line 120 .

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 D/C 유닛(151)은 복수의 순방향 다이오드들(151a)과 제1 커패시터(151b)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 순방향 다이오드들(151a)과 제1 커패시터(151b)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 상기 제1 커패시터(151b)는 마지막 순서의 순방향 다이오드(151a)와 차폐선(120) 사이에 배치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 전압선(110)과 첫 번째 순서의 순방향 다이오드 사이(151a)에 배치될 수도 있다. 4 , the first D/C unit 151 may include a plurality of forward diodes 151a and a first capacitor 151b. Here, the plurality of forward diodes 151a and the first capacitor 151b may be connected in series between the voltage line 110 and the shielding line 120 . The first capacitor 151b is exemplified to be disposed between the forward diode 151a of the last order and the shielding line 120, but is not limited thereto, and is disposed between the voltage line 110 and the forward diode of the first order ( 151a).

제2 D/C 유닛(153)은 복수의 역방향 다이오드들(153a)과 제2 커패시터(153b)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 복수의 역방향 다이오드들(153a)과 제2 커패시터(153b)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 상기 제2 커패시터(153b)는 마지막 순서의 순방향 다이오드(153a)와 차폐선(120) 사이에 배치되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 전압선(110)과 첫 번째 순서의 순방향 다이오드 사이(153a)에 배치될 수도 있다.The second D/C unit 153 may include a plurality of reverse diodes 153a and a second capacitor 153b. Similarly, the plurality of reverse diodes 153a and the second capacitor 153b may be connected in series between the voltage line 110 and the shielding line 120 . The second capacitor 153b is exemplified to be disposed between the last-order forward diode 153a and the shielding line 120, but is not limited thereto, and is disposed between the voltage line 110 and the first-order forward diode ( 153a).

외부로부터 전자기펄스(EMP)가 인가된 경우, 해당 펄스를 대지로 분류(흐르게)하기 위해서는 접지에 연결된 소자의 정전용량이 큰 것이 유리하다. 따라서, 수 pF의 정전 용량을 갖는 다이오드와 수 uF의 정전 용량을 갖는 커패시터가 직렬로 연결된 D/C 유닛의 경우, 순방향 전자기펄스에 대해서는 좌측에 위치하는 제1 커패시터(151b)가 작동하고, 역방향 전자기펄스에 대해서는 우측에 위치하는 제2 커패시터(153b)가 작동함으로써, 상기 전자기펄스를 효과적으로 접지 방향으로 분류하는 역할을 한다.When an electromagnetic pulse (EMP) is applied from the outside, it is advantageous that the device connected to the ground has a large capacitance in order to classify (flow) the pulse to the ground. Therefore, in the case of a D/C unit in which a diode having a capacitance of several pF and a capacitor having a capacitance of several uF are connected in series, the first capacitor 151b located on the left operates with respect to the forward electromagnetic pulse, and the first capacitor 151b is operated in the reverse direction. With respect to the electromagnetic pulse, the second capacitor 153b positioned on the right operates to effectively classify the electromagnetic pulse in the ground direction.

이러한 연결 방식을 통해 D/C 유닛부(150)의 항복 전압을 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기보다 크게 설정한 경우, 상기 D/C 유닛부(150)는 정상 전압 신호(Vc)에 반응(동작)하지 않으므로 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)는 D/C 유닛부(150)로 흐르지 않고 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.When the breakdown voltage of the D/C unit 150 is set to be greater than the voltage level of the normal voltage signal V c through this connection method, the D/C unit 150 is the normal voltage signal V c ). Since it does not react (operation) to the normal voltage signal (V c ), the normal current (I c ) does not flow to the D/C unit unit 150 but flows only in the direction of the load 50 .

한편, 전자기펄스(EMP)로 인한 양의 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되면, D/C 유닛부(150)의 순방향 다이오드들(151a)이 도통되고, 제1 커패시터(151b)의 작은 임피던스로 인해 전압선(110)과 차폐선(120) 사이가 빠르게 도통(또는 개통)됨에 따라, 양의 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 차폐선(120)을 통해 접지(170, ground) 방향으로 흐르게 된다.On the other hand, when a positive transient voltage signal V s due to the electromagnetic pulse EMP is applied to the voltage line 110 , the forward diodes 151a of the D/C unit 150 are conducted, and the first capacitor ( As the voltage line 110 and the shielding line 120 rapidly conduct (or open) due to the small impedance of 151b), the transient current I s caused by the positive transient voltage signal V s is reduced to the shielding line 120. ) through the ground (170, ground) to flow in the direction.

또한, 전자기펄스(EMP)로 인한 음의 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되면, D/C 유닛부(150)의 역방향 다이오드들(153a)이 도통되고, 제2 커패시터(153b)의 작은 임피던스로 인해 전압선(110)과 차폐선(120) 사이가 빠르게 도통(또는 개통)됨에 따라, 상기 음의 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is)가 차폐선(120)을 통해 접지(170, ground) 방향으로 흐르게 된다.In addition, when a negative transient voltage signal (V s ) due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110 , the reverse diodes 153a of the D/C unit unit 150 become conductive, and the second capacitor ( As the voltage line 110 and the shielding line 120 rapidly conduct (or open) due to the small impedance of 153b), the transient current I s by the negative transient voltage signal V s 120) through the ground (170, ground) to flow in the direction.

한편, 고압송신안테나에 대해 D/C 유닛부를 적용하는 경우, 수 uF의 정전 용량을 갖는 커패시터에서 전압 분배를 통해 대부분의 고압을 담당한다. 그리고, 다이오드의 접합정전용량이 수 pF로 매우 작기 때문에, D/C 유닛부의 전체 정전용량은 다이오드의 접합정전용량에 의해 지배 받게 되므로, 고주파 신호의 통과에 유리하여 RF 고주파신호회로에도 적용 가능하다. 즉, 전압 인가 시, 대부분의 전압이 커패시터에 인가되며, 신호선과 접지 사이의 등가 커패시턴스는 수 pF이 된다. On the other hand, when the D/C unit is applied to the high-voltage transmission antenna, most of the high-voltage is handled through voltage distribution in a capacitor having a capacitance of several uF. And, since the junction capacitance of the diode is very small, several pF, the total capacitance of the D/C unit is governed by the junction capacitance of the diode, so it is advantageous for the passage of high-frequency signals and can be applied to RF high-frequency signal circuits. . That is, when voltage is applied, most of the voltage is applied to the capacitor, and the equivalent capacitance between the signal line and the ground becomes several pF.

권선형 동축변압기(또는 권선형 동축코일, 160)는 가스 방전관(130)과 부하(50) 사이, 좀 더 바람직하게는 D/C 유닛부(150)와 부하(50) 사이에 배치될 수 있다.The winding type coaxial transformer (or winding type coaxial coil, 160) may be disposed between the gas discharge tube 130 and the load 50, more preferably between the D/C unit unit 150 and the load 50. .

권선형 동축변압기(160)는 하나의 마그네틱 코어(magnetic core)와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 동축 케이블로 구성될 수 있다.The wire-wound coaxial transformer 160 may include one magnetic core and a coaxial cable surrounding the magnetic core.

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 권선형 동축변압기(160)는 고리 모양의 마그네틱 코어(161)와, 상기 마그네틱 코어(161)를 미리 결정된 방향으로 감싸는 동축 케이블(163, 165)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 동축 케이블의 중심도체(즉, 심선, 163)는 전압선(110)에 연결될 수 있고, 해당 동축 케이블의 외부도체(165)는 차폐선(120)에 연결될 수 있다.For example, as shown in FIG. 5 , the wire-wound coaxial transformer 160 includes a ring-shaped magnetic core 161 and coaxial cables 163 and 165 surrounding the magnetic core 161 in a predetermined direction. can be In this case, the central conductor (ie, the core wire, 163 ) of the coaxial cable may be connected to the voltage line 110 , and the outer conductor 165 of the coaxial cable may be connected to the shielding line 120 .

권선형 동축변압기(160)는, 일종의 동상모드쵸크(common mode choke)로서, 차동모드 신호에 대해서는 0의 임피던스를 가지게 되어 해당 신호를 감쇄 없이 통과시키고, 차폐층에 흐를 수 있는 동상모드 신호에 대해서는 매우 높은 임피던스를 가지게 되어 해당 신호를 억제하는 역할을 수행한다. Wire-wound coaxial transformer 160, as a kind of common mode choke, has an impedance of 0 with respect to a differential mode signal, passes the signal without attenuation, and for a common mode signal that can flow in the shielding layer It has a very high impedance and serves to suppress the corresponding signal.

본 실시 예에서, 권선형 동축변압기(160)는 직렬누설인덕턴스를 매우 작게 함으로써, 전압선(110)으로 인가된 정상 전압 신호를 왜곡 없이 부하 단으로 통과시킬 수 있다. 또한, 권선형 동축변압기(160)는 동상모드 신호에 대해 매우 높은 임피던스를 가지므로 상기 동상모드 신호에 해당하는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 억제할 수 있다. 즉, 권선형 동축변압기(160)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 원활하게 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 효과적으로 차단할 수 있다.In this embodiment, the winding type coaxial transformer 160 can pass the normal voltage signal applied to the voltage line 110 to the load terminal without distortion by making the series leakage inductance very small. In addition, since the wire-wound coaxial transformer 160 has a very high impedance with respect to the common mode signal, it is possible to suppress the transient voltage signal due to the electromagnetic pulse EMP corresponding to the common mode signal. That is, the winding type coaxial transformer 160 can smoothly pass the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal and effectively block the transient voltage signal corresponding to the common mode signal.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 필터부, D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다.As described above, in the EMP protection device according to an embodiment of the present invention, the electromagnetic pulse passing through the gas discharge tube ( It can effectively block very fast transient voltage/current caused by EMP).

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.6 is a diagram referenced to explain the operation of the EMP protection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 정상 전압 신호(Vc)가 전압선(110)으로 인가되는 경우, 상기 정상 전압 신호(Vc)의 전압 크기가 가스 방전관(130)의 불꽃방전 전압보다 작기 때문에, 상기 가스 방전관(130)은 동작하지 않는다. 그리고, 필터부(140)는 동작 주파수 대역에 대응하는 정상 전압 신호(Vc)를 그대로 통과시킨다. 이후, D/C 유닛부(150)의 양단에 걸리는 임피던스가 크기 때문에, 상기 D/C 유닛부(150)는 동작하지 않는다. 마지막으로, 권선형 동축변압기(160)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호(Vc)를 그대로 통과시킨다. 따라서, 가스 방전관(130) 및 D/C 유닛부(150)가 모두 고 임피던스 상태이므로, 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(IC)는 부하(50) 방향으로만 흐르게 된다.As shown in FIG. 6 , when the normal voltage signal V c is applied to the voltage line 110 , the voltage level of the normal voltage signal V c is smaller than the spark discharge voltage of the gas discharge tube 130 , The gas discharge tube 130 does not operate. In addition, the filter unit 140 passes the normal voltage signal V c corresponding to the operating frequency band as it is. Thereafter, since the impedance applied to both ends of the D/C unit 150 is large, the D/C unit 150 does not operate. Finally, the winding type coaxial transformer 160 passes the normal voltage signal (V c ) corresponding to the differential mode signal as it is. Therefore, since both the gas discharge tube 130 and the D/C unit 150 are in a high impedance state, the steady current I C by the steady voltage signal V c flows only in the direction of the load 50 .

이러한 상태에서 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압 신호(Vs)가 전압선(110)으로 인가되는 경우, 가스 방전관(130)의 양단 전압이 가스 방전관(130)의 불꽃방전 전압보다 크기 때문에, 상기 가스 방전관(130)은 방전(또는 개통)되어 정상 전압 신호(Vc)에 의한 정상 전류(Ic)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다. 또한, 가스 방전관(130)은 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부 과도 전류(Is1)를 접지(ground) 방향으로 흐르게 한다.In this state, when a very fast transient voltage signal (V s ) due to the electromagnetic pulse (EMP) is applied to the voltage line 110 , the voltage at both ends of the gas discharge tube 130 is greater than the spark discharge voltage of the gas discharge tube 130 . , the gas discharge tube 130 is discharged (or opened) so that the normal current I c by the normal voltage signal V c flows in the ground direction. In addition, the gas discharge tube 130 allows a portion of the transient current I s1 of the transient current I s by the transient voltage signal V s to flow in the ground direction.

가스 방전관(130)은, 과도 전압 신호에 대한 응답 속도가 빠르지 않기 때문에, 전자기펄스(EMP)로 인한 매우 빠른 과도 전압/전류를 완벽하게 차단할 수 없다. 따라서, 가스 방전관(130)에서 미처 차단하지 못한 과도 전압/전류는 가스 방전관(130)의 후단에 설치된 고주파 필터(141), DC 필터(143), D/C 유닛부(150) 및 권선형 동축변압기(160)를 통해 순차적으로 제거될 수 있다.Since the gas discharge tube 130 does not have a fast response speed to the transient voltage signal, it cannot completely block the very fast transient voltage/current caused by the electromagnetic pulse (EMP). Therefore, the excessive voltage/current that has not yet been cut off by the gas discharge tube 130 , the high frequency filter 141 , the DC filter 143 , the D/C unit 150 , and the winding type coaxial installed at the rear end of the gas discharge tube 130 . It may be sequentially removed through the transformer 160 .

고주파 필터(141)는 가스 방전관(130)을 통과한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있고, DC 필터(143)는 가스 방전관(130)을 통과한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다. 또한, D/C 유닛부(150)의 양단 전압이 D/C 유닛부(150)의 항복 전압보다 크기 때문에, 상기 D/C 유닛부(150)는 전압선(110)과 차폐선(120) 사이를 매우 빠른 속도로 도통(또는 개통)하여 DC 필터(143)를 통과하는 과도 전류(Is4) 중 일부 과도 전류(Is5)를 접지 방향으로 흐르게 한다.A high frequency filter 141 is over-voltage signal (V s) having passed through the gas discharge tube 130 which may block the low frequency component of the over-voltage signal (V s), DC filter 143 through the gas discharge tube (130) can block the DC component of In addition, since the voltage across both ends of the D/C unit 150 is greater than the breakdown voltage of the D/C unit 150 , the D/C unit 150 is disposed between the voltage line 110 and the shielding line 120 . conducts (or opens) at a very high speed to allow some of the transient currents I s4 to pass through the DC filter 143 (I s5 ) to flow in the ground direction.

권선형 동축변압기(160)는 D/C 유닛부(150)를 통과하는 일부 과도 전류(Is6)를 차단할 수 있다. 이후, 전압선(110)으로 인가된 과도 전압 신호(Vs)가 접지를 통해 모두 사라지면, EMP 방호 장치(100)의 가스 방전관(130) 및 D/C 유닛부(150)는 원래 상태로 복귀하게 된다.The wire-wound coaxial transformer 160 may block some transient currents I s6 passing through the D/C unit 150 . Thereafter, when the transient voltage signal (V s ) applied to the voltage line 110 disappears through the ground, the gas discharge tube 130 and the D/C unit unit 150 of the EMP protection device 100 return to their original state. do.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(200)는 전압선(210), 차폐선(220), 가스 방전관(230), 필터부(240), 복수의 D/C 유닛부(250, 260), 권선형 동축변압기(270) 및 접지(미도시, ground)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the EMP protection device 200 according to another embodiment of the present invention includes a voltage line 210 , a shielding line 220 , a gas discharge tube 230 , a filter unit 240 , and a plurality of D/C units. It includes parts 250 and 260, a wire-wound coaxial transformer 270 and a ground (not shown, ground).

EMP 방호 장치(200)의 전압선(210), 차폐선(220), 가스 방전관(230), 필터부(240) 및 권선형 동축변압기(270)는 상술한 도 2의 전압선(110), 차폐선(120), 가스 방전관(130), 필터부(140) 및 권선형 동축변압기(160)와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.The voltage line 210 , the shielding line 220 , the gas discharge tube 230 , the filter unit 240 and the winding type coaxial transformer 270 of the EMP protection device 200 are the voltage line 110 of FIG. 2 , the shielding line 120 , the gas discharge tube 130 , the filter unit 140 , and the winding type coaxial transformer 160 , so a detailed description thereof will be omitted.

본 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(200)는, 도 2의 EMP 방호 장치(100)와 달리, 필터부(240)와 권선형 동축변압기(260) 사이에 병렬로 연결된 복수의 D/C 유닛부(250, 260)를 구비할 수 있다. 이는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 흡수 용량을 증가시키기 위함이다.The EMP protection device 200 according to this embodiment, unlike the EMP protection device 100 of FIG. 2 , a plurality of D/C units connected in parallel between the filter unit 240 and the winding type coaxial transformer 260 . (250, 260) may be provided. This is to increase the absorption capacity of the transient current caused by the electromagnetic pulse (EMP).

각각의 D/C 유닛부(250, 260)는 서로 동일한 개수의 순방향 다이오드들과 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 이에 따라, 제1 D/C 유닛부(250)의 항복 전압과 제2 D/C 유닛부(260)의 항복 전압을 서로 동일하게 구성할 수 있다. Each of the D/C unit units 250 and 260 may include the same number of forward diodes and reverse diodes. Accordingly, the breakdown voltage of the first D/C unit 250 and the breakdown voltage of the second D/C unit 260 may be identical to each other.

한편, 다른 실시 예로, 각각의 D/C 유닛부 사이에 하나 이상의 필터를 배치할 수 있다. 이 경우, 각각의 D/C 유닛부는 서로 다른 개수의 순방향 다이오드들과 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, one or more filters may be disposed between each D/C unit. In this case, each D/C unit may include different numbers of forward diodes and reverse diodes.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 필터부, 복수의 D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다.As described above, in the EMP protection device according to another embodiment of the present invention, by disposing a filter unit, a plurality of D/C unit units, and a winding type coaxial transformer at the rear end of the gas discharge tube, very It can effectively block fast transient voltage/current.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치의 구성을 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of an EMP protection device according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치(300)는 RF 안테나용 EMP 방호 장치로서, 바디 케이스(301), 입력 커넥터(302), 제1 통신선(303), 제2 통신선(304), 가스 방전관(305), 제1 및 제2 고주파 필터(306, 315), 제1 및 제2 DC 필터(307, 311), 제1 및 제2 저주파 필터(310, 318), 대역 통과 필터(314), 제1 내지 제6 D/C 유닛부(308, 309, 312, 313, 316, 317), 권선형 동축변압기(319), 절연 부재(320) 및 출력 커넥터(321)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , an EMP protection device 300 according to another embodiment of the present invention is an EMP protection device for an RF antenna, and includes a body case 301 , an input connector 302 , a first communication line 303 , and a first 2 communication lines 304, gas discharge tube 305, first and second high frequency filters 306 and 315, first and second DC filters 307 and 311, first and second low frequency filters 310 and 318 , band pass filter 314 , first to sixth D/C unit parts 308 , 309 , 312 , 313 , 316 , 317 , wire-wound coaxial transformer 319 , insulating member 320 and output connector 321 ) may be included.

EMP 방호 장치(300)의 가스 방전관(305), 제1 고주파 필터(306), 제1 DC 필터(307), D/C 유닛부(308, 309, 312, 313, 316, 317) 및 권선형 동축변압기(319)는 상술한 도 2의 가스 방전관(130), 고주파 필터(141), DC 필터(143), D/C 유닛부(150) 및 권선형 동축변압기(160)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.The gas discharge tube 305, the first high frequency filter 306, the first DC filter 307, the D/C unit parts 308, 309, 312, 313, 316, 317 of the EMP protection device 300, and the winding type The coaxial transformer 319 is the same as or similar to the gas discharge tube 130, the high frequency filter 141, the DC filter 143, the D/C unit 150 and the winding type coaxial transformer 160 of FIG. 2 described above. A detailed description thereof will be omitted.

바디 케이스(301)는 EMP 방호 장치(300)의 구성 요소들을 보호하는 역할을 수행한다. 상기 바디 케이스(301)는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 갖도록 형성된다. The body case 301 serves to protect the components of the EMP protection device 300 . The body case 301 is formed to have an internal space for accommodating various electronic components.

입력 커넥터(301)는 바디 케이스(301)의 일 측면에 배치되며, 제1 동축 케이블(801)과 연결된다. 출력 커넥터(321)는 바디 케이스(301)의 타 측면에 배치되며, 제2 동축 케이블(803)과 연결된다.The input connector 301 is disposed on one side of the body case 301 and is connected to the first coaxial cable 801 . The output connector 321 is disposed on the other side of the body case 301 and is connected to the second coaxial cable 803 .

바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에는 절연 부재(320)가 배치될 수 있다. 상기 절연 부재(320)는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이를 절연하는 역할을 수행한다. 이는 EMP 방호장치의 성능을 검증하기 위해 필요한 국제 시험 규격 중 하나인 PCI(Pulsed Current Injection) 테스트를 통과하기 위함이다.An insulating member 320 may be disposed between the body case 301 and the output connector 321 . The insulating member 320 insulates between the body case 301 and the output connector 321 . This is to pass the Pulsed Current Injection (PCI) test, which is one of the international test standards required to verify the performance of the EMP protection device.

제1 통신선(303)은 입/출력 커넥터(302, 321)를 통해 제1 및 제2 동축 케이블(801, 803)의 중심도체(또는 심선, 미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 통신선(304)은 입/출력 커넥터(302, 321)를 통해 제1 및 제2 동축 케이블(801, 803)의 외부도체(또는 쉴드, 미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. The first communication line 303 may be electrically connected to a central conductor (or a core wire, not shown) of the first and second coaxial cables 801 and 803 through the input/output connectors 302 and 321 . The second communication line 304 may be electrically connected to an external conductor (or shield, not shown) of the first and second coaxial cables 801 and 803 through the input/output connectors 302 and 321 .

가스 방전관(305)은 입력 커넥터(302)와 제1 고주파 필터(306) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 가스 방전관(305)은 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The gas discharge tube 305 is disposed between the input connector 302 and the first high frequency filter 306 and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. When the transient voltage signal (V s ) is applied to the first communication line 303, the gas discharge tube 305 conducts between the first communication line 303 and the ground to conduct the transient current ( V s) by the transient voltage signal (V s) A part of I s ) flows in the direction of the ground.

제1 고주파 필터(306)는 가스 방전관(305)과 제1 DC 필터(307) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제1 고주파 필터(306)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있다. The first high frequency filter 306 is disposed between the gas discharge tube 305 and the first DC filter 307 , and may be connected in parallel between the first communication line 303 and the ground. The first high frequency filter 306 may block a low frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제1 DC 필터(307)는 제1 고주파 필터(306)와 제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제1 DC 필터(307)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다.The first DC filter 307 is disposed between the first high frequency filter 306 and the first and second D/C unit units 308 and 309 , and may be connected in series on the first communication line 303 . The first DC filter 307 may block a DC component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309)는 제1 DC 필터(307)와 제1 저주파 필터(310) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309)는 서로 동일한 개수의 순방향 다이오드들 및 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The first and second D/C unit units 308 and 309 are disposed between the first DC filter 307 and the first low-frequency filter 310, and are paralleled between the first communication line 303 and the ground. can be connected to In this case, the first and second D/C unit units 308 and 309 may include the same number of forward diodes and reverse diodes. When the transient voltage signal V s is applied to the first communication line 303 , the first and second D/C unit units 308 and 309 conduct between the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage A portion of the transient current I s by the signal V s flows in the ground direction.

제1 저주파 필터(310)는 제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309)와 제2 DC 필터(311) 사이에 배치될 수 있다. 제1 저주파 필터(310)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 고주파 성분을 차단할 수 있다.The first low-frequency filter 310 may be disposed between the first and second D/C unit units 308 and 309 and the second DC filter 311 . The first low-frequency filter 310 may block a high-frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제2 DC 필터(311)는 제1 저주파 필터(310)와 제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 DC 필터(311)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 DC 성분을 차단할 수 있다.The second DC filter 311 is disposed between the first low frequency filter 310 and the third and fourth D/C unit units 312 and 313 , and may be connected in series on the first communication line 303 . The second DC filter 311 may block the DC component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313)는 제2 DC 필터(311)와 대역 통과 필터(314) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313)는 서로 동일한 개수의 순방향 다이오드들 및 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 한편, 상기 제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313)는 제1 및 제2 D/C 유닛부(308, 309)와 다른 개수의 순방향 다이오드들 및 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The third and fourth D/C unit units 312 and 313 are disposed between the second DC filter 311 and the band-pass filter 314, and are paralleled between the first communication line 303 and the ground. can be connected In this case, the third and fourth D/C unit units 312 and 313 may include the same number of forward diodes and reverse diodes. Meanwhile, the third and fourth D/C unit units 312 and 313 may include different numbers of forward diodes and reverse diodes from those of the first and second D/C unit units 308 and 309 . When the transient voltage signal V s is applied to the first communication line 303 , the third and fourth D/C unit units 312 and 313 conduct between the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage A portion of the transient current I s by the signal V s flows in the ground direction.

대역 통과 필터(314)는 제3 및 제4 D/C 유닛부(312, 313)와 제2 고주파 필터(315) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 대역 통과 필터(314)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분 및 고주파 성분을 동시에 차단할 수 있다.The band pass filter 314 is disposed between the third and fourth D/C unit units 312 and 313 and the second high frequency filter 315 , and may be connected in series on the first communication line 303 . The band-pass filter 314 may simultaneously block a low-frequency component and a high-frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제2 고주파 필터(315)는 대역 통과 필터(314)와 제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제2 고주파 필터(315)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 저주파 성분을 차단할 수 있다.The second high frequency filter 315 is disposed between the band pass filter 314 and the fifth and sixth D/C unit units 316 and 317, and is disposed in parallel between the first communication line 303 and the ground. can be connected The second high frequency filter 315 may block a low frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317)는 제2 고주파 필터(315)와 제2 저주파 필터(318) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303)과 접지(ground) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317)는 서로 동일한 개수의 순방향 다이오드들 및 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 한편, 상기 제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317)는 제1 내지 제4 D/C 유닛부(308, 309, 312, 313)와 다른 개수의 순방향 다이오드들 및 역방향 다이오드들을 구비할 수 있다. 과도 전압 신호(Vs)가 제1 통신선(303)으로 인가되는 경우, 제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317)는 제1 통신선(303)과 접지 사이를 도통하여 상기 과도 전압 신호(Vs)에 의한 과도 전류(Is) 중 일부를 접지 방향으로 흐르도록 한다.The fifth and sixth D/C unit units 316 and 317 are disposed between the second high-frequency filter 315 and the second low-frequency filter 318, and are parallel to the first communication line 303 and the ground. can be connected to In this case, the fifth and sixth D/C unit units 316 and 317 may include the same number of forward diodes and reverse diodes. On the other hand, the fifth and sixth D/C unit units 316 and 317 have forward diodes and reverse diodes in numbers different from those of the first to fourth D/C unit units 308 , 309 , 312 and 313 . can do. When the transient voltage signal V s is applied to the first communication line 303 , the fifth and sixth D/C unit units 316 and 317 conduct between the first communication line 303 and the ground to conduct the transient voltage A portion of the transient current I s by the signal V s flows in the ground direction.

제2 저주파 필터(318)는 제5 및 제6 D/C 유닛부(316, 317)와 권선형 동축변압기(319) 사이에 배치되며, 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 저주파 필터(318)는 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호(Vs)의 고주파 성분을 차단할 수 있다.The second low-frequency filter 318 is disposed between the fifth and sixth D/C unit parts 316 and 317 and the wire-wound coaxial transformer 319 , and may be connected in series on the first communication line 303 . The second low-frequency filter 318 may block a high-frequency component of the transient voltage signal V s caused by the electromagnetic pulse EMP.

권선형 동축변압기(319)는 제2 저주파 필터(318)와 출력 커넥터(321) 사이에 배치되며, 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 두 개의 코일로 구성될 수 있다. 이때, 권선형 동축변압기(319)의 제1 코일은 제1 통신선(303) 상에 직렬로 연결될 수 있고, 해당 변압기(319)의 제2 코일은 제2 통신선(304) 상에 직렬로 연결될 수 있다. 상기 권선형 동축변압기(319)는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 원활하게 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 효과적으로 차단할 수 있다.The wire-wound coaxial transformer 319 is disposed between the second low-frequency filter 318 and the output connector 321, and may include a magnetic core and two coils surrounding the magnetic core. At this time, the first coil of the wire-wound coaxial transformer 319 may be connected in series on the first communication line 303 , and the second coil of the corresponding transformer 319 may be connected in series on the second communication line 304 . have. The wire-wound coaxial transformer 319 can smoothly pass the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal and effectively block the transient voltage signal corresponding to the common mode signal.

한편, 다른 실시 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 권선형 동축변압기(319)는 마그네틱 코어(910)와 상기 마그네틱 코어(910)를 감싸는 동축 케이블(920)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 동축 케이블(920)의 일 단은 PCB 기판에 실장된 제2 저주파 필터(318)와 연결될 수 있고, 타 단은 출력 커넥터(321)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 동축 케이블(920)은 중심도체, 절연체, 외부도체 및 외피로 구성될 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, as shown in FIG. 9 , the wire-wound coaxial transformer 319 may include a magnetic core 910 and a coaxial cable 920 surrounding the magnetic core 910 . At this time, one end of the coaxial cable 920 may be connected to the second low frequency filter 318 mounted on the PCB board, and the other end may be connected to the output connector 321 . In addition, the coaxial cable 920 may be composed of a central conductor, an insulator, an outer conductor, and a sheath.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EMP 방호 장치는 가스 방전관의 후단에 복수의 필터, 복수의 D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 배치함으로써, 상기 가스 방전관을 통과하는 매우 빠른 과도 전압/전류를 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 상기 EMP 방호 장치는 부하로 전원을 공급하는 전기/전자 장비뿐만 아니라 동축 케이블이 사용되는 RF 통신 장비에도 적용 가능하다.As described above, the EMP protection device according to another embodiment of the present invention passes through the gas discharge tube by disposing a plurality of filters, a plurality of D/C unit units, and a winding type coaxial transformer at the rear end of the gas discharge tube. It can effectively block very fast transient voltage/current. In addition, the EMP protection device is applicable not only to electrical/electronic equipment for supplying power to a load, but also to RF communication equipment using a coaxial cable.

도 10은 RF 안테나용 EMP 방호 장치(300)의 성능을 검증하는 방법을 나타내는 도면이다. 즉, 도 10의 (a)는 과도 전압 신호 인가 시, EMP 방호 장치에 장착된 출력 커넥터의 외부 접속부(outer contact)에 흐르는 전류를 측정하는 시험 방법이고, 도 10의 (b)는 과도 전압 신호 인가 시, EMP 방호 장치에 장착된 출력 커넥터의 중심 접속부(center contact)에 흐르는 전류를 측정하는 시험 방법이다.10 is a diagram illustrating a method of verifying the performance of the EMP protection device 300 for an RF antenna. That is, FIG. 10 (a) is a test method for measuring the current flowing in the external contact of the output connector mounted on the EMP protection device when the transient voltage signal is applied, and FIG. 10 (b) is the transient voltage signal This is a test method that measures the current flowing through the center contact of the output connector mounted on the EMP protection device when applied.

도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 시험 방법은 EMP 방호 장치(300)의 성능을 검증하기 위한 PCI 테스트로서, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 외부 접속부에 흐르는 전류가 임계 전류(0.1A) 이하인 조건을 만족하여야 한다.The test method shown in (a) and (b) of FIG. 10 is a PCI test for verifying the performance of the EMP protection device 300, and the current flowing through the center connection part and the external connection part of the output connector 321 is the threshold current ( 0.1A) or less must be satisfied.

먼저, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 접지 사이에 임피던스 매칭을 위한 저항 소자(50Ω)를 연결하고, 출력 커넥터(321)의 외부 접속부와 접지 사이에 전류 측정기(CT)를 연결한 상태에서 EMP 방호 장치(300)의 성능을 시험할 수 있다. 본 발명에 따른 EMP 방호 장치(300)는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에 절연 부재(320)를 배치함으로써, 상기 출력 커넥터(321)의 외부 접속부에 흐르는 전류를 미리 결정된 임계 전류(0.1A) 이하로 제한하여 PCI 테스트를 통과할 수 있다. First, as shown in (a) of FIG. 10 , a resistance element (50Ω) for impedance matching is connected between the center connection part of the output connector 321 and the ground, and between the external connection part of the output connector 321 and the ground. It is possible to test the performance of the EMP protection device 300 in a state in which the current measuring device (CT) is connected to the. EMP protection device 300 according to the present invention by disposing the insulating member 320 between the body case 301 and the output connector 321, the current flowing through the external connection of the output connector 321 is a predetermined threshold current (0.1A) or less can pass the PCI test.

다음으로, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 출력 커넥터(321)의 중심 접속부와 외부 접속부 사이에 임피던스 매칭을 위한 저항 소자(50Ω)와 전류 측정기(CT)를 직렬로 연결한 상태에서 EMP 방호 장치(300)의 성능을 시험할 수 있다. 본 발명에 따른 EMP 방호 장치는 바디 케이스(301)와 출력 커넥터(321) 사이에 절연 부재(320)를 배치함으로써, 상기 출력 커넥터(321)의 중심 접속부에 흐르는 전류를 미리 결정된 임계 전류(0.1A) 이하로 제한하여 PCI 테스트를 통과할 수 있다.Next, as shown in (b) of FIG. 10, in a state in which a resistance element (50Ω) and a current measuring device (CT) for impedance matching are connected in series between the central connection part and the external connection part of the output connector 321 The performance of the EMP protection device 300 can be tested. In the EMP protection device according to the present invention, by disposing the insulating member 320 between the body case 301 and the output connector 321, the current flowing in the central connection portion of the output connector 321 is reduced to a predetermined threshold current (0.1A). ) or lower to pass the PCI test.

도 11은 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전류의 파형과 EMP 방호 장치의 출력 전류 파형을 예시하는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전자기펄스(EMI)로 인한 매우 빠른 과도 전류(τR=20nsec, FWHM=500~550nsec)가 EMP 방호 장치(100, 200, 300)의 입력 단으로 인가되는 경우, 상기 EMP 방호 장치(100, 200, 300)는 가스 방전관, 필터부, D/C 유닛부 및 권선형 동축변압기를 이용하여 상기 전자기펄스(EMI)로 인한 과도 전류를 효과적으로 차단할 수 있음을 확인할 수 있다.11 is a diagram illustrating the waveform of the transient current due to the electromagnetic pulse (EMP) and the output current waveform of the EMP protection device. 11, when a very fast transient current (τ R = 20 nsec, FWHM = 500 ~ 550 nsec) due to an electromagnetic pulse (EMI) is applied to the input terminal of the EMP protection device (100, 200, 300), It can be seen that the EMP protection devices 100, 200, and 300 can effectively block the transient current caused by the electromagnetic pulse (EMI) by using a gas discharge tube, a filter unit, a D/C unit unit, and a winding type coaxial transformer. .

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described above, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

100: EMP 방호 장치 110: 전압선
120: 차폐선 130: 가스 방전관
140: 필터부 150: D/C 유닛부
160: 권선형 동축변압기
100: EMP protection device 110: voltage line
120: shielding line 130: gas discharge tube
140: filter unit 150: D/C unit unit
160: winding type coaxial transformer

Claims (4)

전압선과 차폐선 사이에 연결되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 일차적으로 차단하는 가스 방전관(GDT);
상기 가스 방전관의 후단에 배치되며, 상기 전압선과 상기 차폐선 사이에서 직렬로 연결되는 피코 패럿(pF) 단위의 정전용량을 갖는 복수의 순방향 다이오드들과 마이크로 패럿(μF) 단위의 정전용량을 갖는 제1 커패시터를 구비하는 제1 DC 유닛과, 상기 전압선과 상기 차폐선 사이에서 직렬로 연결되는 피코 패럿(pF) 단위의 정전용량을 갖는 복수의 역방향 다이오드들과 마이크로 패럿(μF) 단위의 정전용량을 갖는 제2 커패시터를 구비하는 제2 DC 유닛을 포함하는 복수의 D/C 유닛부; 및
상기 복수의 D/C 유닛부의 후단에 배치되어, 상기 복수의 D/C 유닛부를 통과하는 과도 전압 신호를 억제하는 권선형 동축변압기를 포함하고,
각각의 D/C 유닛부는 상기 전압선과 상기 차폐선 사이에서 병렬로 연결되며,
상기 제2 DC 유닛에 구비된 역방향 다이오드들의 개수는 상기 제1 DC 유닛에 구비된 순방향 다이오드들의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.
a gas discharge tube (GDT) connected between the voltage line and the shielding line to primarily block the transient voltage signal due to the electromagnetic pulse (EMP);
a plurality of forward diodes disposed at the rear end of the gas discharge tube and connected in series between the voltage line and the shielding line, each having a capacitance in units of picofarads (pF), and a second diode having a capacitance in units of microfarads (μF) A first DC unit having one capacitor, a plurality of reverse diodes having a capacitance of picofarads (pF) connected in series between the voltage line and the shielding line, and a capacitance of microfarads (μF) a plurality of D/C unit units including a second DC unit having a second capacitor having a second capacitor; and
It is disposed at the rear end of the plurality of D / C unit, including a winding type coaxial transformer for suppressing the transient voltage signal passing through the plurality of D / C unit,
Each D/C unit is connected in parallel between the voltage line and the shielding line,
EMP protection device, characterized in that the number of reverse diodes provided in the second DC unit corresponds to the number of forward diodes provided in the first DC unit.
제1항에 있어서,
상기 DC 유닛부는, 상기 전압선과 상기 차폐선 간에 직렬 연결된 양방향 다이오드들의 개수에 대응하는 항복 전압을 가지며,
상기 DC 유닛부의 양단 전압이 상기 DC 유닛부의 항복 전압보다 더 큰 경우, 상기 DC 유닛부는 상기 전압선과 상기 차폐선 사이를 도통하여 상기 가스 방전관을 통과하는 과도 전압 신호에 의한 과도 전류가 접지(ground) 방향으로 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.
According to claim 1,
The DC unit has a breakdown voltage corresponding to the number of bidirectional diodes connected in series between the voltage line and the shielding line,
When the voltage at both ends of the DC unit is greater than the breakdown voltage of the DC unit, the DC unit conducts between the voltage line and the shielding line so that the transient current caused by the transient voltage signal passing through the gas discharge tube is grounded. EMP protection device, characterized in that the control to flow in the direction.
제1항에 있어서,
상기 권선형 동축변압기는, 마그네틱 코어와 상기 마그네틱 코어를 감싸는 동축 케이블로 구성되며, 상기 동축 케이블의 중심도체는 상기 전압선에 연결되고, 상기 동축 케이블의 외부도체는 상기 차폐선에 연결되며,
상기 권선형 동축변압기는 차동모드 신호에 해당하는 정상 전압 신호를 그대로 통과시키고, 동상모드 신호에 해당하는 과도 전압 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 EMP 방호 장치.
According to claim 1,
The wire-wound coaxial transformer is composed of a magnetic core and a coaxial cable surrounding the magnetic core, a central conductor of the coaxial cable is connected to the voltage line, and an outer conductor of the coaxial cable is connected to the shielding line,
The winding-type coaxial transformer passes the normal voltage signal corresponding to the differential mode signal as it is, and blocks the transient voltage signal corresponding to the common mode signal.
바디 케이스;
상기 바디 케이스의 일 측면에 배치되며, 제1 동축 케이블과 연결되는 입력 커넥터;
상기 바디 케이스의 타 측면에 배치되며, 제2 동축 케이블과 연결되는 출력 커넥터;
상기 바디 케이스와 상기 출력 커넥터 사이에 배치되어, 상기 바디 케이스와 상기 출력 커넥터를 사이를 전기적으로 절연하는 절연 부재;
상기 제1 및 제2 동축 케이블의 중심도체와 전기적으로 연결되는 제1 통신선;
상기 제1 및 제2 동축 케이블의 외부도체와 전기적으로 연결되는 제2 통신선;
상기 제1 통신선과 접지(ground) 사이에 연결되어, 전자기펄스(EMP)로 인한 과도 전압 신호를 일차적으로 차단하는 가스 방전관(GDT);
상기 가스 방전관의 후단에 배치되며, 상기 제1 통신선과 상기 접지 사이에서 직렬로 연결되는 복수의 순방향 다이오드들과 제1 커패시터를 구비하는 제1 DC 유닛과, 상기 제1 통신선과 상기 접지 사이에서 직렬로 연결되는 복수의 역방향 다이오드들과 제2 커패시터를 구비하는 제2 DC 유닛을 포함하는 복수의 D/C 유닛부; 및
상기 복수의 D/C 유닛부의 후단에 배치되어, 상기 복수의 D/C 유닛부를 통과하는 과도 전압 신호를 억제하는 권선형 동축변압기를 포함하되,
각각의 D/C 유닛부는 상기 제1 통신선과 상기 접지 사이에서 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 RF 안테나용 EMP 방호 장치.
body case;
an input connector disposed on one side of the body case and connected to a first coaxial cable;
an output connector disposed on the other side of the body case and connected to a second coaxial cable;
an insulating member disposed between the body case and the output connector to electrically insulate the body case and the output connector;
a first communication line electrically connected to the central conductor of the first and second coaxial cables;
a second communication line electrically connected to an external conductor of the first and second coaxial cables;
a gas discharge tube (GDT) that is connected between the first communication line and the ground and primarily blocks a transient voltage signal due to an electromagnetic pulse (EMP);
a first DC unit disposed at a rear end of the gas discharge tube, the first DC unit including a plurality of forward diodes and a first capacitor connected in series between the first communication line and the ground; a plurality of D/C unit units including a second DC unit including a plurality of reverse diodes and a second capacitor connected thereto; and
A winding type coaxial transformer disposed at a rear end of the plurality of D/C units to suppress an overvoltage signal passing through the plurality of D/C units,
EMP protection device for RF antenna, characterized in that each D/C unit is connected in parallel between the first communication line and the ground.
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