KR200273943Y1 - 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 낙뢰방지 기능을 내장하여 별도의 피뢰기를 갖지 않으면서 낙뢰를 차단할 수 있는 감쇠기에 관한 것이다.

일반적으로 고정형 감쇠기는 신호의 전력 레벨을 원하는 값으로 감쇠시키기 위해 별도의 저항성을 가지는 손실재료(lossy material)를 사용하여 소정의 감쇠값을 갖도록 한 것으로서, 통신망 사업자의 망 분기점 접속시나 가입자 댁내에 인입된 통신망 사업자 선로와 개인용 컴퓨터 접속시, 그리고 무선설비에 관련된 단순 감쇠장치가 필요할 경우 사용된다.

이때 상기 컴퓨터나 가입자 댁내에 설치된 장비들을 고전압 및 고전류의 낙뢰로부터 보호하기 위해 종래에는 별도로 피뢰기를 연결하여 사용하고 있으나, 부품수가 많아져 제조단가가 증가하는 문제점이 발생하게 되고, 협소한 공간에 설치해야 할 경우 부피가 커서 설치가 어려울 뿐 아니라 각 부품을 연결하기 위한 번거로운 작업이 많아지는 문제점이 있다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 감쇠기 자체에 낙뢰를 방전시키기 위한 피뢰기를 일체로 설치하여 제조단가를 낮추고 작업공정을 간단하게 하며, 반사손실 및 삽입손실을 줄여 시스템의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

Description

낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기{An attenuator having the means of lightning arrester}

본 고안은 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기(attenuator)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 낙뢰방지 기능을 내장하여 별도의 피뢰기(arrester)를 갖지 않으면서 낙뢰를 차단할 수 있는 감쇠기에 관한 것이다.

일반적으로 고정형 감쇠기는 신호의 전력 레벨을 원하는 값으로 감쇠시키기 위해 별도의 저항성을 가지는 손실재료(lossy material)를 사용하여 소정의 감쇠값을 갖도록 한 것으로서, 통신망 사업자의 망 분기점 접속시나 가입자 댁내에 인입된 통신망 사업자 선로와 개인용 컴퓨터 접속시, 그리고 무선설비에 관련된 단순 감쇠장치가 필요할 경우 사용된다.

이때 상기 컴퓨터나 가입자 댁내에 설치된 장비들을 고전압 및 고전류의 낙뢰로부터 보호하기 위해 종래에는 별도로 피뢰기를 연결하여 사용하고 있으나, 부품수가 많아져 제조단가가 증가하는 문제점이 발생하게 되고, 협소한 공간에 설치해야할 경우 부피가 커서 설치가 어려울 뿐 아니라 각 부품을 연결하기 위한 번거로운 작업이 많아지는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 여러 부품을 연결하게 되면 노이즈가 증가하게 되어 시스템의 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 감쇠기 자체에 낙뢰를 방전시키기 위한 피뢰기를 일체로 설치하여 제조단가를 낮추고 작업공정을 간단하게 하며, 반사손실 및 삽입손실을 줄여 시스템의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 외관 사시도.

도 2a는 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 감쇠기부의 내부 구조를 나타낸 단면도.

도 2b는 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 피뢰기부의 내부 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 일실시예 회로도를 나타내는 도면.

도 4a는 본 고안에 따른 6dB 감쇠기의 삽입손실을 측정한 측정도.

도 4b는 본 고안에 따른 6dB 감쇠기의 반사손실을 측정한 측정도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10. 입력 콘넥터 20. 인쇄회로기판

30. 출력 콘넥터 201. 콘넥터 심

202. 제 1 캐패시터 203. 감쇠수단

204. 제 2 캐패시터 205. 접지부

206, 301-3. 제 1 피뢰기 소자 207, 302-3. 제 2 피뢰기 소자

301. 제 1 낙뢰방지수단 301-1, 302-1. 서지 단자

301-2, 302-2. 보호 단자 301-4. 제 1 캐패시터

302. 제 2 낙뢰방지수단 302-4. 제 2 캐패시터

303. 감쇠수단

상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 신호의 전력 레벨을 소정값으로 감쇠시키기 위한 감쇠기에 있어서, 원통 형상의 중공체로 양측에 입출력 콘넥터를 갖는 감쇠기 몸체;와 상기 몸체의 내부 중공부에 위치하는 인쇄회로기판 위에 형성되되, 과도 전압이 입력되는 서지 단자;와, 상기 서지 단자와 직렬로 연결되어 장비를 보호하기 위한 보호 단자;와, 상기 서지 단자와 보호 단자 사이에 병렬로 연결되며 과도 전압을 상쇄시키기 위한 피뢰기 소자;와, 상기 보호 단자 측에 구비되어 직류 신호를 차단하는 캐패시터로 구성되는 낙뢰방지수단;과 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되되, 상기 낙뢰방지수단의 뒷단에 위치하며 신호의 전력 레벨을 소정 값으로 감쇠시키기는 감쇠수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 외관 사시도로서, 원통형의 중공체로 이루어지며 일측에는 신호가 입력되는 입력 콘넥터가 형성되고, 타측에는 신호를 출력하는 출력 콘넥터가 형성되며, 그 내부에는 낙뢰방지수단과 감쇠수단이 형성된 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board)이 고정된다. 상기 인쇄회로기판은 일측면에는 낙뢰방지수단이 형성되고, 타측면에는 감쇠수단이 형성되며, 이들 사이의 회로적인 연결은 관통홀(thru hole)로 이루어진다.

도 2a 및 도 2b는 각각 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 감쇠기부와 피뢰기부의 내부 구조를 나타낸 단면도로, 크게 동축케이블이나 장비 등과 접속하기 위한 입출력 콘넥터(10, 30)와, 고전압 및 고전류의 낙뢰를 방전하는 낙뢰방지수단과, 신호의 전력 레벨을 소정값으로 감쇠시키는 감쇠수단이 형성된 인쇄회로기판(20)으로 구성된다.

여기서, 상기 인쇄회로기판(20)의 앞면에는 신호가 입력되는 콘넥터 심(201)과, 상기 입력된 신호의 직류전원을 차단하는 제 1 캐패시터(202)와, 상기 신호를 소정값으로 감쇠하기 위한 감쇠수단(203)과, 댁내(케이블 모뎀, TV 수상기 등)에서 유입되는 직류전원을 차단하기 위한 제 2 캐패시터(204)가 납땜 등으로 연결되며, 상기 인쇄회로기판(20)의 접지부(205)에는 출력 콘넥터(30)가 납땜으로 연결되어 접지된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(20)의 뒷면에는 제 1 피뢰기 소자(206)와 제 2 피뢰기 소자(207)가 납땜으로 고정되고, 상기 앞면의 제 2 캐패시터(204)를 통과한 신호를 출력하기 위해 출력 콘넥터(30)가 납땜으로 고정된다.

도 3은 본 고안에 따른 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기의 회로도를 일실시예로나타낸 도면으로, 먼저 낙뢰방지수단은 낙뢰 등으로 인한 과도 전압이 입력되는 서지 단자(301-1, 302-1)와 과도 전압으로부터 장비를 보호하기 위한 보호 단자(301-2, 302-2)가 직렬로 연결되어 있으며, 이들 두 단자 사이에 낙뢰로 인한 과도 전압을 방전시키기 위한 피뢰기 소자(301-3, 302-3)가 병렬로 연결되어 접지된 형태로 구성된다.

여기서, 상기 낙뢰방지수단은 감쇠기의 앞단 및 뒷단에 각각 구비되며, 상기 앞단에 구비된 제 1 낙뢰방지수단(301)은 1차 입력신호에 유입되는 과전압(낙뢰 및 전원)을 방지하며, 뒷단에 구비된 제 2 낙뢰방지수단(302)은 2차 입력 신호 및 댁내(케이블 모뎀, TV 수상기 등)에 유입되는 과전압을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 보호단자(301-2, 302-2)측에 구비된 캐패시터(301-4, 302-4)는 세라믹 칩 콘덴서를 사용한 것으로 직류전원을 차단하고 고주파 신호를 통과시켜 주는 기능을 한다. 도면에 도시된 제 1 캐패시터(301-4)는 1차 선로망에서 유입되는 직류전원을 차단하며, 제 2 캐패시터(302-4)는 2차 댁내에서 유입되는 직류전원을 차단한다.

이어, 상기 캐패시터(301-4, 302-4)의 뒷단에 연결되어 입력된 신호를 소정값으로 감쇠시키는 감쇠수단(303)은 상기 도 3에 도시된 바와 같이형 저항 감쇠회로로 구성되는데,R ₁,R ₂값의 조합으로 1∼20dB까지의 신호 감쇠값을 얻을 수 있으며, 이때 감쇠비(K:attenuation ratio)를 계산하기 위한 계산식은 다음 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

여기서,Z _o 는 선로의 특성 임피던스로서 통상 50Ω또는 75Ω선로가 사용되며,V ₁은 신호 입력단에서의 전압,V ₂는 신호 출력단에서의 전압이다. 상기 수학식 1에서 상기 감쇠비(K)를 이용하여R ₁,R ₂를 각각 표현하면 수학식 2와 같다.

[수학식 2]

상기 감쇠비(K)를 이용하여 감쇠값(dB)을 계산하면 수학식 3과 같다.

[수학식 3]

본 고안에서는 실시예로써 상기 수학식 3을 이용하여 임피던스가 75Ω인 선로에 대해 6dB의 감쇠량을 갖도록 하기 위해R ₁=51Ω,R ₂=220Ω을 사용하였다. 또한, 본 고안의 실시예에서는형 감쇠회로에 대해서만 기술하였으나, 본 고안의 기술적사상으로부터 T형 감쇠회로에 대해서도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 따른 6dB 감쇠기의 삽입손실 및 반사손실을 측정한 측정도로, 도 4a에 도시된 바와 같이 5∼750MHz 대역에서 삽입손실의 최대값은 6.16dB이고 최소값은 5.82dB로써 평탄도가 dB 이내임을 알 수 있다. 또한, 도 4b에서 반사손실은 상기 주파수 대역에서 모두 -20dB 이하로서 이를전압정재파비(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio)로 환산하면 약 1.2 이하이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 감쇠기 자체에 낙뢰를 방전시키기 위한 피뢰기를 일체로 설치하여 제조단가를 낮추고 작업공정을 간단하게 하며, 삽입손실을 줄여 시스템의 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 신호의 전력 레벨을 소정값으로 감쇠시키기 위한 감쇠기에 있어서,

   원통 형상의 중공체로 양측에 입출력 콘넥터를 갖는 감쇠기 몸체;

   상기 몸체의 내부 중공부에 위치하는 인쇄회로기판 위에 형성되되, 과도 전압이 입력되는 서지 단자와, 상기 서지 단자와 직렬로 연결되어 장비를 보호하기 위한 보호단자와, 상기 서지 단자와 보호 단자 사이에 병렬로 연결되며 과도 전압을 상쇄시키기 위한 피뢰기 소자와, 상기 보호 단자 측에 구비되어 직류 신호를 차단하는 캐패시터로 구성되는 낙뢰방지수단; 및

   상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되되, 상기 낙뢰방지수단의 뒷단에 위치하며 신호의 전력 레벨을 소정 값으로 감쇠시키기는 감쇠수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 낙뢰방지 기능을 갖는 감쇠기.