KR20050116771A - 전자파 노이즈 제거방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

루프형 쇼트코일에 전자기파가 근접 되 있는 경우 전자기파의 자기장 방향이 루프코일의 코일 방향과 직교하는 경우 쇼트코일에 자기장 신호가 흡수되어 소멸되는 원리를 이용하여 신호선로에 신호주파수보다 충분히 높은 주파수의 전자기파가 유기 된 경우 쇼트코일을 신호선로에 근접하게 설치하여 신호선로에 유기 된 전자기파의 신호를 소멸되도록 하는 방법과 그 장치.

Description

전자파 노이즈 제거방법 및 그 장치{Remove Electric Wave Noise}

전자산업이 발전하기 시작한 과거 시대에는 전자기파(이하 전파라고 한다.)를 이용하는 기기들이 많지 않았었다. 그러나 현 시대에는 많은 분야에서 전파를 이용한 기기들이 많이 사용되고 있으며, 이 기기들에서 발산하는 전파는 우리가 생활하는 공간에 무수히 많은 양의 전파가 항상 존재하고 있는 것이다. 생활 가전에서도 무선화 되어 전파를 이용하여 통신하고 있는 AM/FM 방송, TV, 무전기, 개개인이 휴대하는 휴대폰과 지구 상공에서 지구를 향해 전파를 방출하는 통신 인공위성 등 무수히 많은 전파가 우리 생활 공간에 항상 존재하는 것이다.

전파의 주파수가 매우 높기 때문에 우리 귀로, 눈으로 듣지도 보지도 못하기 때문에 일상 생활에서는 별로 불편을 느끼지 않고 있는 것이다.

그러나 전자제품에서는 전파의 영향을 민감하게 받을 수 있다. 특히 고 임피던스회로나 광대역 증폭회로에서는 쉽게 전파가 유기 될 수 있으며 이 유기 된 전파 신호가 다음 처리기에 신호와 같이 혼합되어 입력되면 신호 처리기에서는 본래의 신호와 전파신호가 혼합되어 오동작을 할 수 있으며 동작하더라도 본래신호를 충실히 처리하지 못하는 경우가 발생한다.

처리신호의 주파수가 낮으며 신호의 레벨이 높은 기기에서는 LC 필터나 RC 필터에 의해서 전파노이즈를 충분히 감쇄시켜 제거가 가능하며, 처리신호에 손상을 주지 않고 필터링이 가능하여 전파의 영향을 받지 않도록 제작이 가능하다.

그러나 처리신호의 레벨이 낮으며 주파수 대역이 넓은 기기에서는 전파를 필터링하기가 그리 쉽지 않은 경우가 있다.

특히 오디오 증폭기와 같이 처리신호의 레벨이 낮은 신호에서 높은 신호까지 사용하며 주파수 대역도 넓은 광대역 신호 처리 기기이다.

특히 모든 기기와의 매칭을 좋게 하기 위하여 입력 임피던스를 크게 제작하고 있기 때문에 전파에 유기 되기 쉬우며 이 유기 된 전파가 오디오 신호와 함께 오디오 앰프에 입력되어 오디오신호를 변형을 주거나 정상적인 동작을 하지 못하게 영향을 준다.

전파신호가 금속(도체)에 닿으면 전기장에의해서 도체의 표면에 전기장 전류가 흐른다. 이 전류에의해서 다시 공중으로 전파를 복사하는 현상이 생긴다.(전파의 반사, 복사 작용) 만일 고 임피던스 회로가 내장된 제품의 케이스가 금속 도체로 제작되어 있다면 전파가 제품 케이스에 닿아 전기장 전류가 흐르고 이 전기장 전류에 의해서 외부 또는 내부로 전파가 복사하게 된다. 이 복사된 전파에 의해서 고임피던스회로에 전파신호를 유기 시킬 수 있다. 이런 경우 케이스에 흐르는 전기장 전류를 제거한다면 2차 복사 전파를 막을 수 있게 된다.

이 제품의 금속 케이스에 본 발명의 루프형 쇼트코일을 근접시켜 설치하면 루프형 쇼트 코일 주위에 흐르는 전기장 전류가 제거된다. 그러므로 2차 복사전파를 막을 수 있는 것이다.

공중에 존재하는 전파는 주파수가 매우 높으며 무수히 많고 주파수 범위도 매우 넓은 여러 종류의 전파가 혼재되어 있다. 높은 주파수의 전파는 짧은 선로에서도 쉽게 유기 되어 신호와 섞여 혼재하기 쉽다. 이렇게 많은 종류와 넓은 주파수 범위의 전파를 신호선로에 유기 되는 것을 방지하고 유기 된 전파를 제거하는 방법을 제시하고자 한다.

도2와 같이 공중에 전파되는 전자기파(이하 전파라고 한다)는 전기장과 자기장이 직각으로 형성되어 진행성 특성이 있다. 전기장 신호와 자기장 신호의 크기는 전파의 세기에 비례하여 존재하게 된다. 전파는 전기장 또는 자기장의 에너지 중 하나가 유기 될 수 있는 물체에서 흡수되는 성질이 있다.

예를 들어 자성체에 전파가 도달하면 자기장 에너지가 자성체에 흡수되어 흡수되는 자기장 방향에 직각방향으로 전기력이 발생된다.(정리1) 또 도체에 전파가 도달하면 전기장이 도체에 흡수되고 전기장과 직각 방향으로 자기력이 발생된다.(도3)(정리2)

정리1의 경우 전기력이 발생되는 방향으로 평행하게 오픈 루프상태의 코일을 설치하면 이 코일 양단에 전압이 나타난다. 이 전기신호는 에니지를 가지고 있으며 전파의 세기에 비례한 전압으로 나타난다.(정리3)

정리2에서 자기장 방향과 평행으로 오픈 된 루프상태의 자성체를 설치하면 이 자성체 양단에 자력이 발생하며 전파의 세기에 비례한 자력으로 니타난다.(정리4)

정리3에서 설치한 코일의 양단을 쇼트 시킬 경우 발생된 전압은 루프 상태의 쇼트코일에 쇼트전류가 흘러 코일에서 열로 소비되어 소멸하게 된다. 루프상의 쇼트 코일에 근접된 전파는 이 쇼트 코일에 의해서 소멸되며 쇼트코일 주위에는 전파가 존재하지 못하게 된다. 즉, 신호선로 가까이 루프상의 쇼트코일을 설치할 경우 신호선로 상에 유기 된 전파는 모두 쇼트 코일에서 소멸되어 전파신호를 제거할 수 있게 되는 것이다.(정리5)

정리4에서도 루프상의 자성체의 자로를 쇼트(CLOSE, 페루프)시킬 경우 루프상의 자성체에 자력이 페루프 자로를 통해 소멸된다.

전자회로에서 주로 전압이나 전류를 신호로 사용하므로 정리5의 방법으로 전파신호를 제거하는 것이 여러모로 편리하다. 루프상의 쇼트 코일의 주파수 특성도 조절 가능하고 제작도 용이하며 설치도 용이한 장점이 있다.

본 발명이 적용되는 것으로는 다음과 같은 것이 있다.

첫째 도1과 같이 장비에 접속되는 입력신호선로의 접속기에 쇼트코일을 장치하는 방법이다. 예를 들면 앰프리파이어에 접속되는 입력신호 선로의 플러그 부위에 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법이다. 신호선로에 유기된 전파신호가 플러그 부분에 설치된 루프상의 쇼트코일에 의해서 제거되므로 앰프리파이어에 전파신호가 제거된 순수한 아날로그 신호만 입력된다.

둘째 도4와 같이 여러 가지 용도로 사용되는 신호선로 자체에 쇼트코일을 형성하는 방법이다. 예를 들어 쇼트코일이 형성된 테이프를 선로에 감음으로서 유기되는 전파신호를 근본 적으로 제거하고, 쇼트코일을 별도로 설치하지 않아도 됨으로서 시공시에 편리한 이점이 있다.

셋째 도5와 같이 회로 부품에 쇼트코일을 설치하는 방법이다. 예를 들어 신호를 전환하는 세렉터 스위치의 핀 부근에 쇼트코일을 장치하는 방법이 있다.(가변저항기 등) 이 방법은 여러 종류의 신호가 모이는 셀렉터에서 혼입되는 전파신호를 동시에 제거가 가능함으로서 전파신호를 제거하기 위한 장치가 간단하다.

넷째 도6과 같이 낮은 신호전압이 흐르는 곳의 금속부분에 쇼트코일을 설치하는 방법이다. 예를 들어 LP 레코드 플레이어(턴테이블) 의 카드리지가 부착된 암대의 금속부분에 쇼트 코일을 설치함으로서 전파신호에 의해서 금속에 유기되어 흐르는 전파신호를 제거함으로서 깨끗한 아날로그 신호만 얻을 수 있다.

다섯째 도7과 같이 전자기기를 테스트하는 전파암실의 금속 벽면에 루프상의 쇼트코일을 설치함으로서 전자기파 차단 효과를 높일 수 있으며 같은 차단효과를 얻으면서 설비의 제작원가를 줄일 수 있게된다.

여섯째 도8과 같이 사람이 쓰고 다니는 모자에 루프상의 쇼트 코일을 다수개 설치하여 공중에 존재하는 전파신호를 제거함으로서 사람 뇌에 미치는 전파 에너지를 감쇄시켜 건강상 위해를 줄인다. (의류나 침구류에도 적용이 가능하다.)

1. 루프상의 쇼트 코일을 신호라인에 근접하게 설치하는 것이며 신호에 영향을 주지 않고 전파신호를 제거할 수 있다.

2. 루프상의 쇼트 코일의 직경과 턴 수를 조절하여 크로스오버 주파수를 조절할 수 있다.

3. 루프상의 쇼트 코일의 부피가 크지 않으며 별도의 전력을 소비하지 않는다.

4. 얇은 면상으로 제작하여 선로주위에 감음으로서 전파신호 제거를 효율적으로 높일 수 있다.

5. 루프상의 쇼트코일로서 코일성분 만으로 구성되어 있으므로 넓은 주파수 대역특성을 얻을 수 있어 넓은 대역의 전파신호 제거에 효과가 있다.

도1: 루프상의 쇼트코일이 설치된 입력신호 선로.

도2: 전자기파의 설명 도해.

도3: 직선 도선에 유기된 전기장에 의해 발생하는 자기장.

도4: 루프상의 쇼트코일이 설치된 신호선으로 사용되는 선재.

도5: 루프상의 쇼트코일이 설치된 전자회로 부품.

도6: 루프상의 쇼트코일이 설치된 LP 플레이어(턴테이블)의 신호선로 부위 금속케이스.

도7: 루프상의 쇼트코일이 설치된 전파 암실의 외부 금속벽.

도8: 루프상의 쇼트코일이 설치된 모자.

Claims (5)

1. 신호선로에 유기된 전자기파 신호를 제거 또는 감쇄할 목적으로 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법.
2. 회로 부품에 유기된 전자기파 신호를 제거 또는 감쇄할 목적으로 전자 부품에 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법.
3. 전자회로 주위 금속에 유기된 전자기파 신호를 제거 또는 감쇄할 목적으로 금속에 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법.
4. 전파암실과 같은 전자기파가 제거 또는 감쇄된 공간을 얻기위한 시설의 벽면에 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법.
5. 인체에 유해한 전자파를 제거 또는 감쇄할 목적으로 의류나 침구류에 루프상의 쇼트코일을 설치하는 방법.