JP3457473B2 - Microwave transmitter - Google Patents
Microwave transmitterInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波電力増
幅器から発生する熱を効果的に冷却するようにしたマイ
クロ波送信機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave transmitter for effectively cooling heat generated from a microwave power amplifier.
【0002】[発明の概要]本発明は、SNG(Satell
ite News Gathering)として好適なアレーアンテナ方式
の平面アンテナを使用したマイクロ波送信機に関し、特
にマイクロ波電力増幅器の冷却システムに関するもので
ある。マイクロ波電力増幅器は、効率の点から平面アン
テナの裏面直近に設ける必要があり、アンテナ部の筐体
の中央付近に発熱体であるマイクロ波電力増幅器が配置
される構造となる。このため、従来では、強制的に空気
を吸入して、マイクロ波電力増幅器を冷却するようにし
ていた。この構造では冷却のために空気を通す空間を設
ける必要があり、アンテナ部の筐体が大きくなり小型化
の障害となっているばかりでなく、海上で使用された場
合には塩分を含んだ空気が流入して内部機器を劣化さ
せ、装置の信頼性を低下させる要因ともなっていた。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on SNG (Satell).
The present invention relates to a microwave transmitter using a planar antenna of an array antenna type suitable for (ite News Gathering), and particularly to a cooling system for a microwave power amplifier. The microwave power amplifier needs to be provided in the immediate vicinity of the back surface of the planar antenna in terms of efficiency, and has a structure in which the microwave power amplifier, which is a heating element, is arranged near the center of the housing of the antenna unit. Therefore, conventionally, the microwave power amplifier is cooled by forcibly sucking air. In this structure, it is necessary to provide a space through which air can pass for cooling, which not only hinders the miniaturization of the antenna by making it large, but it also causes air containing salt when used at sea. Is also a factor that deteriorates the internal equipment and reduces the reliability of the device.
【0003】本発明に係るマイクロ波送信機では、アレ
ーアンテナ方式の平面アンテナの裏面直近に配置された
マイクロ波電力増幅器の熱を多数の細い管を板状に埋め
込んで形成した公知の多孔偏平管ヒートパイプを使用し
て輸送し、筐体外壁または筐体外部に設けた放熱器で放
熱するようにしたものである。本発明では、外気を直接
筐体内に流入させないので、アレーアンテナ方式の平面
アンテナを用いたマイクロ波送信機の小型化、軽量化が
可能となるとともに、装置の信頼性向上も可能となる。In the microwave transmitter according to the present invention, a well-known perforated flat tube formed by embedding a large number of thin tubes in a plate shape with the heat of the microwave power amplifier arranged immediately near the back surface of the planar antenna of the array antenna system. A heat pipe is used for transportation, and heat is dissipated by a radiator provided on the outer wall of the housing or outside the housing. According to the present invention, since the outside air does not flow directly into the housing, it is possible to reduce the size and weight of the microwave transmitter using the planar antenna of the array antenna system and to improve the reliability of the device.
【0004】[0004]
【従来の技術】アレーアンテナを用いたマイクロ波送信
機には給電点が多数あり、各給電点にマイクロ波電力増
幅器が接続される。この場合、マイクロ波の損失の点、
すなわち効率の点を考慮すると、アンテナ直近でその給
電点にマイクロ波電力増幅器を取り付ける必要がある。
従って、筐体内部のアンテナ裏面には、多くのマイクロ
波電力増幅器が分散配置される構造となる。しかし、こ
の構造では、特に筐体中央部分に熱がこもりやすくなる
ため、何等かの冷却対策が必要である。ただし、この場
合、マイクロ波電力増幅器の発熱が大きいため、銅やア
ルミニウムなどの金属の熱伝導率だけに依存した熱伝達
機構に頼ることはできない。2. Description of the Related Art A microwave transmitter using an array antenna has many feeding points, and a microwave power amplifier is connected to each feeding point. In this case, in terms of microwave loss,
That is, in consideration of efficiency, it is necessary to attach a microwave power amplifier to the feeding point near the antenna.
Therefore, a large number of microwave power amplifiers are dispersedly arranged on the back surface of the antenna inside the housing. However, in this structure, heat is likely to be trapped particularly in the central portion of the housing, and therefore some cooling measure is required. However, in this case, since the microwave power amplifier generates a large amount of heat, it is not possible to rely on a heat transfer mechanism that depends only on the thermal conductivity of a metal such as copper or aluminum.
【0005】そこで、従来は筐体内部に冷却のための空
間を設けて、ファンにより筐体内部に風を吸入して強制
空冷を行っていた。Therefore, conventionally, a space for cooling is provided in the housing, and the air is sucked into the housing by a fan for forced air cooling.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、筐体内部に空間を設ける構造となっているた
め、装置の小型化が困難であった。また、内部に空気を
吸入する強制空冷が採用されているため、海上などで使
用する場合では、塩害などにより機器が劣化しその信頼
性の低下が問題になっていた。However, in the above-mentioned conventional example, it is difficult to miniaturize the device because of the structure in which the space is provided inside the housing. Further, since forced air cooling for sucking air is adopted inside, when used at sea, etc., the equipment deteriorates due to salt damage, etc., causing a problem of reduced reliability.
【0007】また、他の冷却方法として、冷蔵庫や車の
ラジエータのように熱を輸送する作動液を循環させて冷
却させることも考えられるが、この方法では作動液を循
環させるためのポンプが必要となり、携帯用送信機とし
て重要な装置の小型化が困難となる。さらに、パイプに
作動液を入れ、その気化熱で熱を吸収して駆動系なしで
熱を移動する従来のヒートパイプでは、発熱部と冷却部
との位置が重力が作用する地球上では、使用時の姿勢に
制限があるものであった。特に、ヒートパイプの長さが
20cmを越えるような大きさのものでは、この傾向が
顕著であり、実用に適さなかった。As another cooling method, it is conceivable to circulate and cool the working fluid that transfers heat like a refrigerator or a car radiator, but this method requires a pump for circulating the working fluid. Therefore, it is difficult to reduce the size of a device that is important as a portable transmitter. Furthermore, in the conventional heat pipe that puts the working fluid in the pipe and absorbs the heat by the heat of vaporization to move the heat without a drive system, it is used on the earth where the positions of the heat generating part and the cooling part are affected by gravity. There was a limit to the attitude of time. This tendency is remarkable especially for heat pipes having a length exceeding 20 cm, which is not suitable for practical use.
【0008】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、アンテナの姿勢方向に影響される
ことなく送信が可能で使用場所に制限がなく、かつ小型
化、軽量化を可能とした可搬性に優れたマイクロ波送信
機を提供すると共に、機器の信頼性を高め、厳しい環境
においても運用できるマイクロ波送信機を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to enable transmission without being influenced by the orientation direction of the antenna, to limit the place of use, and to reduce the size and weight. It is an object of the present invention to provide a microwave transmitter that is made possible and has excellent portability, as well as to provide a microwave transmitter that enhances the reliability of the device and can be operated even in a severe environment.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項1の発明は、アレーアンテナ方式の平面アン
テナと、この平面アンテナの裏面側に設けられ、前記ア
レーアンテナと接続されるマイクロ波電力増幅器と、多
数の細い管を板状に埋め込んで形成されると共に、前記
マイクロ波電力増幅器が取り付けられる多孔偏平管ヒー
トパイプと、複数の放熱フィンを備え、前記多孔偏平管
ヒートパイプを通じて送信機筐体外部に輸送された前記
マイクロ波電力増幅器の熱を放散する放熱器と、を具備
することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a planar antenna of an array antenna system, and a micro antenna provided on the back side of the planar antenna and connected to the array antenna. Wave power amplifier, a large number of thin tubes are embedded in a plate shape, and a porous flat tube heat pipe to which the microwave power amplifier is attached, and a plurality of heat radiation fins are provided, and transmission is performed through the porous flat tube heat pipe. A radiator for dissipating the heat of the microwave power amplifier transported to the outside of the machine casing.
【0010】上記の構成によれば、多孔偏平管ヒートパ
イプの採用により従来のヒートパイプのようにアンテナ
の姿勢方向に影響されることなくマイクロ波電力増幅器
の冷却が可能となる。このため、小型化、軽量化が可能
となり可搬性に優れたマイクロ波送信機を構成できる。
また、筐体内部に空気を吸入する強制空冷は採用されて
いないので、海上等の厳しい環境下においても運用で
き、装置の信頼性を向上させることができる。According to the above construction, the adoption of the perforated flat tube heat pipe makes it possible to cool the microwave power amplifier without being influenced by the orientation direction of the antenna unlike the conventional heat pipe. For this reason, it is possible to reduce the size and weight of the microwave transmitter, and it is possible to configure the microwave transmitter with excellent portability.
Further, since forced air cooling for sucking air into the housing is not adopted, it can be operated even in a severe environment such as at sea, and the reliability of the device can be improved.
【0011】請求項2の発明は、請求項1記載のマイク
ロ波送信機において、前記多孔偏平管ヒートパイプの送
信機筐体外部に突き出た先端部分を送信機筐体の外壁に
沿って屈曲させ、この屈曲部分に前記放熱器が取り付け
られていることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the microwave transmitter according to the first aspect, the tip portion of the perforated flat tube heat pipe protruding outside the transmitter casing is bent along the outer wall of the transmitter casing. The radiator is attached to the bent portion.
【0012】上記の構成によれば、多孔偏平管ヒートパ
イプと放熱器との間の熱輸送特性が改善し、放熱効率を
向上させることができる。According to the above construction, the heat transport characteristics between the perforated flat tube heat pipe and the radiator can be improved, and the heat radiation efficiency can be improved.
【0013】請求項3の発明は、請求項2記載のマイク
ロ波送信機において、前記屈曲部分に逆L字状に形成さ
れた補助の多孔偏平管ヒートパイプを装着したことを特
徴とするものである。According to a third aspect of the invention, in the microwave transmitter according to the second aspect, an auxiliary perforated flat tube heat pipe formed in an inverted L shape is attached to the bent portion. is there.
【0014】上記の構成によれば、多孔偏平管ヒートパ
イプの屈曲部分の熱輸送特性の劣化を改善できる。According to the above construction, it is possible to improve the deterioration of the heat transport characteristics of the bent portion of the perforated flat tube heat pipe.
【0015】請求項4の発明は、請求項1記載のマイク
ロ波送信機において、前記放熱器は、前記多孔偏平管ヒ
ートパイプが送信機筐体外部に突き出た先端部分を屈曲
させて複数の放熱フィンを形成して構成されていること
を特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the microwave transmitter according to the first aspect, the radiator dissipates a plurality of heats by bending a tip portion of the perforated flat tube heat pipe protruding outside the transmitter casing. It is characterized in that it is formed by forming fins.
【0016】上記の構成によれば、多孔偏平管ヒートパ
イプを屈曲させて複数の放熱フィンを形成して構成され
た放熱器が使用されているので、放熱フィンの熱伝導が
良好になり、放熱効率が向上する。このため、発熱量が
同じ場合には、マイクロ波送信機の小型化、軽量化が可
能となる。According to the above construction, since the radiator constituted by bending the perforated flat tube heat pipe to form a plurality of radiating fins is used, the heat conduction of the radiating fins is improved and the heat radiation is improved. Efficiency is improved. Therefore, when the heat generation amount is the same, the microwave transmitter can be downsized and lightened.
【0017】請求項5の発明によれば、請求項1乃至4
記載のマイクロ波送信機において、前記放熱器を水また
は空気によって冷却する冷却手段を具備することを特徴
とするものである。According to the invention of claim 5, claims 1 to 4
The microwave transmitter described above is characterized by comprising cooling means for cooling the radiator with water or air.
【0018】上記の構成によれば、放熱器を水または空
気によって冷却するようにしたので、より一層放熱効率
を向上させることができる。According to the above construction, since the radiator is cooled by water or air, the heat radiation efficiency can be further improved.
【0019】[0019]
<第1の実施の形態>図1は本発明に係るマイクロ波送
信機の全体構成を示す斜視図である。このマイクロ波送
信機1は、m×n個のアレーアンテナ(またはサブアレ
ーアンテナ)から成るアレーアンテナ方式の平面アンテ
ナ2と、この平面アンテナ2を構成する各アレーアンテ
ナ3に対応してそれぞれの裏面直近に設けられ、各アレ
ーアンテナ3と接続されるm×n個のマイクロ波電力増
幅器4と、このマイクロ波電力増幅器4が取り付けられ
る多孔偏平管ヒートパイプ5と、この多孔偏平管ヒート
パイプ5が取り付けられると共にマイクロ波送信機1の
回路部分などが内蔵された筐体6と、この筐体6の左右
側面に設けられ、多孔偏平管ヒートパイプ5を通じて筐
体6の外部に輸送された各マイクロ波電力増幅器4の熱
を複数の放熱フィン7から放散する放熱器8と、各放熱
器8に設けられ冷却用の風を吸入するファン9とを備え
ている。<First Embodiment> FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a microwave transmitter according to the present invention. The microwave transmitter 1 includes a planar antenna 2 of an array antenna system composed of m × n array antennas (or sub-array antennas), and array antennas 3 constituting the planar antenna 2 in the vicinity of respective rear surfaces thereof. Of m × n microwave power amplifiers 4 connected to each array antenna 3, a porous flat tube heat pipe 5 to which the microwave power amplifier 4 is attached, and a porous flat tube heat pipe 5 to be attached. And the microwaves that are provided on the left and right side surfaces of the housing 6 and that have the circuit portion of the microwave transmitter 1 built therein and that are transported to the outside of the housing 6 through the perforated flat tube heat pipe 5. A radiator 8 that dissipates the heat of the power amplifier 4 from a plurality of radiator fins 7 and a fan 9 that is provided in each radiator 8 and sucks cooling air are provided. There is.
【0020】前記多孔偏平管ヒートパイプ5は、蛇行細
管ヒートパイプとも言われ、多数の細い管を板状に埋め
込んで形成されたものであり、その内部は、通常のヒー
トパイプと同様に蒸発性の作動液が密封され、偏平管の
両端に温度差があると、その作動液が高温部で蒸発して
低温部へ流れ、この低温部で放熱して液化する熱輸送の
基本原理は同じ構成としている。The perforated flat tube heat pipe 5 is also called a meandering thin tube heat pipe, and is formed by embedding a large number of thin tubes in a plate shape, and the inside thereof is evaporative like a normal heat pipe. The working fluid is sealed, and if there is a temperature difference between both ends of the flat tube, the working fluid evaporates in the high temperature part and flows to the low temperature part, radiating heat in this low temperature part and liquefying it I am trying.
【0021】しかし、多孔偏平管ヒートパイプ5の細管
内は、封入作動液の表面張力により蒸気泡である気相作
動液と液相作動液とがそれぞれ自らプラグ形状になり、
それらが、常に管内を閉塞せしめた状態を保持したまま
で、軸方向振動をすることができるよう細径化された内
径である。その内径は、通常のヒートパイプにあるウィ
ック(毛細管現象用の芯)がなく、振動が良好になるよ
うに平滑に形成されている。However, in the thin tubes of the perforated flat tube heat pipe 5, the vapor phase liquid and the liquid phase liquid, which are vapor bubbles, are each formed into a plug shape due to the surface tension of the enclosed hydraulic liquid,
These are the inner diameters that are reduced in diameter so as to be able to vibrate in the axial direction while always keeping the state in which the inside of the tube is blocked. The inner diameter thereof is free from the wick (core for capillary action) that is present in ordinary heat pipes, and is formed smooth so that vibration is good.
【0022】多孔偏平管ヒートパイプ特有の熱輸送の基
本原理は、作動液およびその蒸気泡の軸方向振動による
熱輸送である。すなわち、振動により受熱部から吸収し
た熱を冷却部に輸送するもので、ランダムにヒートパイ
プの管内にある液相作動液が受熱部では、熱の吸収によ
り多くの蒸気泡が急激に発生し、管内に圧力波を発生さ
せる。その圧力波は、位相が異なっており、互いに相殺
したり、増幅しあって振動を活発にして、結果的に熱輸
送を行っている。The basic principle of heat transfer peculiar to the perforated flat tube heat pipe is heat transfer by axial vibration of the working fluid and its vapor bubbles. That is, the heat that is absorbed from the heat receiving portion due to vibration is transported to the cooling portion, and in the heat receiving portion, the liquid-phase working liquid that is randomly inside the heat pipe, rapidly generates many vapor bubbles due to the absorption of heat, Generate a pressure wave in the tube. The pressure waves are out of phase with each other and cancel each other or amplify each other to activate vibrations, resulting in heat transfer.
【0023】また、この多孔偏平管ヒートパイプ5の筐
体6の外部に出る部分は、シール材10で密閉されてお
り、外気が筐体6の内部に進入するのが防止されてい
る。The portion of the perforated flat tube heat pipe 5 that is exposed to the outside of the housing 6 is sealed with a sealing material 10 to prevent outside air from entering the inside of the housing 6.
【0024】<第2の実施の形態>図2乃至図4は、図
1に示した第1の実施の形態とは異なる第2の実施の形
態およびその試作例を示している。なお、図1と同一部
材名称には同一符号を付してある。また、主要部分の寸
法(単位はcm)は図示の通りである。<Second Embodiment> FIGS. 2 to 4 show a second embodiment different from the first embodiment shown in FIG. 1 and a prototype thereof. The same reference numerals are given to the same member names as in FIG. The dimensions (unit: cm) of the main part are as shown.
【0025】各図に示すマイクロ波送信機1の平面アン
テナ2は、縦×横の大きさが60cm×60cmであ
り、15cm×15cmの大きさの16(4×4)個の
サブアレーアンテナ3Aで構成されている。それぞれの
サブアレーアンテナ3Aの裏面直近には、消費電力25
W程度、マイクロ波出力5Wのマイクロ波電力増幅器4
がサブアレーアンテナ3Aに相当する数だけ(16個)
装着されている。各マイクロ波電力増幅器4は、熱抵抗
が小さくなるように熱伝導性の良いグリース11を介し
て多孔偏平管ヒートパイプ5に強固に取り付けられてい
る。The planar antenna 2 of the microwave transmitter 1 shown in each drawing has a size of 60 cm × 60 cm in length × width, and is composed of 16 (4 × 4) subarray antennas 3A having a size of 15 cm × 15 cm. It is configured. Power consumption of 25
About W, microwave power amplifier 4 with 5W microwave output
Is the number corresponding to the sub-array antenna 3A (16)
It is installed. Each microwave power amplifier 4 is firmly attached to the perforated flat tube heat pipe 5 via grease 11 having good thermal conductivity so as to reduce the thermal resistance.
【0026】多孔偏平管ヒートパイプ5は、幅5cm、
長さ90cmのものが合計8本使用され、2本の多孔偏
平管ヒートパイプ5がそれぞれ組となり、それぞれの組
に4個のマイクロ波電力増幅器4が密着して取り付けら
れている。また、図4に示すように、多孔偏平管ヒート
パイプ5の先端の約15cmの部分は、筐体側壁に沿う
ように90度屈曲されて曲り部5Aを構成している。多
孔偏平管ヒートパイプ5の中央60cmの部分は筐体6
の内部に位置し、外部に出るところは、前述したように
シール材10で密閉されており、筐体6の内部に外気が
進入しないように構成されている。The perforated flat tube heat pipe 5 has a width of 5 cm,
Eight pieces each having a length of 90 cm are used in total, two perforated flat tube heat pipes 5 are set as a set, and four microwave power amplifiers 4 are closely attached to each set. In addition, as shown in FIG. 4, about 15 cm at the tip of the perforated flat tube heat pipe 5 is bent 90 degrees along the side wall of the housing to form a bent portion 5A. The central 60 cm of the perforated flat tube heat pipe 5 is the housing 6
The inside of the housing and the outside of the housing are sealed with the sealing material 10 as described above so that the outside air does not enter the inside of the housing 6.
【0027】上記の構成において、マイクロ波電力増幅
器4で発生した熱は、グリース11を介して多孔偏平管
ヒートパイプ5に伝導する。多孔偏平管ヒートパイプ5
では、前述したように、内部の作動液が加熱されて蒸発
し、多孔偏平管ヒートパイプ5内を放熱器8方向に流
れ、放熱器8で放熱された後に液化して再び高温部であ
るマイクロ波電力増幅器4の取り付け部付近に循環され
る。放熱器8では、ファン9の回転によって空気が吸い
込まれ、放熱フィン7が冷却される。このようにして、
マイクロ波電力増幅器4で発生した熱は、多孔偏平管ヒ
ートパイプ5を介して筐体6の外部に輸送されて放熱さ
れる。In the above structure, the heat generated by the microwave power amplifier 4 is conducted to the porous flat tube heat pipe 5 via the grease 11. Perforated flat tube heat pipe 5
Then, as described above, the working fluid inside is heated and evaporated, flows in the direction of the radiator 8 through the perforated flat tube heat pipe 5, is radiated by the radiator 8 and then is liquefied, and is again a high temperature portion of the micro. It is circulated in the vicinity of the mounting portion of the wave power amplifier 4. In the radiator 8, the air is sucked by the rotation of the fan 9 and the radiating fins 7 are cooled. In this way
The heat generated by the microwave power amplifier 4 is transported to the outside of the housing 6 through the perforated flat tube heat pipe 5 and radiated.
【0028】《第2の実施の形態における実験例》第2
の実施の形態における実験例を図5、図6を用いて説明
する。この実験例は、第2の実施の形態に示したマイク
ロ波送信機1全体の1/4を模擬したものである。な
お、主要部分の寸法(単位はcm)は図示の通りであ
る。<< Experimental Example in Second Embodiment >> Second
An experimental example in the embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. This experimental example simulates 1/4 of the entire microwave transmitter 1 shown in the second embodiment. The dimensions (unit: cm) of the main part are as shown.
【0029】図5に示すように、多孔偏平管ヒートパイ
プ5として、長さ90cm×幅5cm×厚さ0.19c
mの平板状のものを2枚並列に使用し、その両端を15
cmずつ折り曲げて曲げ部5Aを形成し、各曲げ部5A
にそれぞれ放熱器8を取り付けた。また、図2に示した
マイクロ波電力増幅器4を模擬するために、消費電力が
25Wの4個のヒーター21をマイクロ波電力増幅器4
の取り付け位置に相当する部分に取り付けた。さらに、
各ヒーター21の温度を測定する温度センサt1,t
2,t4,t5を4つのヒーターの裏面直下に取り付け
ると共に、温度センサt3,t6を多孔偏平管ヒートパ
イプ5の両端の曲げ部5Aにも取り付けた。各温度セン
サt1〜t6の取り付け間隔は約14cmである。ま
た、放熱器8はファンによって強制空冷した。As shown in FIG. 5, a porous flat tube heat pipe 5 having a length of 90 cm, a width of 5 cm and a thickness of 0.19 c
Use two flat plates of m in parallel,
Bending by 5 cm to form a bent portion 5A, and each bent portion 5A
The radiator 8 was attached to each of these. Moreover, in order to simulate the microwave power amplifier 4 shown in FIG.
It was attached to the part corresponding to the attachment position of. further,
Temperature sensors t1, t for measuring the temperature of each heater 21
2, t4 and t5 were attached directly below the back surfaces of the four heaters, and temperature sensors t3 and t6 were also attached to the bent portions 5A at both ends of the porous flat tube heat pipe 5. The mounting interval of each of the temperature sensors t1 to t6 is about 14 cm. The radiator 8 was forcedly cooled by a fan.
【0030】この状態で、多孔偏平管ヒートパイプ5の
姿勢が、以下の(a)〜(d)の場合の各温度変化を測
定した。
(a)水平の場合、(b)y軸を中心に90度回転した
場合、(c)x軸を中心に90度回転した場合、(d)
z軸を中心に45度回転した後、x軸を中心に45度回
転した場合(SNGを東京で使用したときの平面アンテ
ナの姿勢に相当)。In this state, changes in temperature were measured when the posture of the perforated flat tube heat pipe 5 was the following (a) to (d). (A) Horizontal, (b) 90 ° about the y-axis, (c) 90 ° about the x-axis, (d)
After rotating 45 degrees about the z-axis and then rotating 45 degrees about the x-axis (corresponding to the attitude of the planar antenna when SNG is used in Tokyo).
【0031】それぞれの姿勢について、温度が最も上昇
した測定点での温度変化を図7に示す。図7から理解で
きるように、多孔偏平管ヒートパイプ5の姿勢により、
使用できないほどの大きな特性の変化はみられなかっ
た。すなわち、このシミュレーションでは、最大で30
度の温度上昇でも廃熱処理ができることが示されてい
る。これにより、アンテナの姿勢がどのような姿勢であ
ってもマイクロ波電力増幅器4の放熱処理ができること
が判明した。FIG. 7 shows the temperature change at the measurement point where the temperature rises most for each posture. As can be understood from FIG. 7, depending on the posture of the perforated flat tube heat pipe 5,
There was no significant change in properties that could not be used. That is, in this simulation, the maximum is 30
It has been shown that waste heat treatment can be performed even at a temperature rise of 100 degrees. As a result, it has been found that the microwave power amplifier 4 can perform heat dissipation processing regardless of the attitude of the antenna.
【0032】<第3の実施の形態>図8及び図9は本発
明に係るマイクロ波送信機の第3の実施の形態を示す構
成図である。なお、第1の実施の形態と同一部材には同
一符号を付しその説明は省略する。<Third Embodiment> FIGS. 8 and 9 are block diagrams showing a microwave transmitter according to a third embodiment of the present invention. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0033】第3の実施の形態の特徴は、図1に示した
放熱器8の代わりに、図9に示すようにマイクロ波電力
増幅器4を取り付けるための前記多孔偏平管ヒートパイ
プ5が送信機筐体外部に突き出た先端部分を折り曲げて
放熱用フィン31を形成し、放熱器32を構成したもの
である。このように多孔偏平管ヒートパイプにより放熱
器32を構成することにより、放熱フィン31の熱伝導
が良くなり、放熱効率が上昇する。このため、発熱量が
同じ場合には、マイクロ波送信機1の小型化、軽量化が
可能となる。The feature of the third embodiment is that, instead of the radiator 8 shown in FIG. 1, the perforated flat tube heat pipe 5 for mounting the microwave power amplifier 4 as shown in FIG. A heat radiator 32 is configured by bending a tip portion protruding outside the housing to form a heat radiation fin 31. By configuring the radiator 32 with the perforated flat tube heat pipe as described above, the heat conduction of the radiation fins 31 is improved, and the radiation efficiency is increased. Therefore, when the amount of heat generation is the same, the microwave transmitter 1 can be made smaller and lighter.
【0034】<第4の実施の形態>図10乃至図14
は、本発明に係るマイクロ波送信機の第4の実施の形態
を示す構成図である。なお、第1の実施の形態と同一部
材には同一符号を付しその説明は省略する。<Fourth Embodiment> FIGS. 10 to 14
[Fig. 8] is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a microwave transmitter according to the present invention. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0035】第4の実施の形態の特徴は、図11に示す
ように長い多孔偏平管ヒートパイプ5の曲り部5Aに短
い補助多孔偏平管ヒートパイプ41を密着させて併用す
るようにしたものである。この補助多孔偏平管ヒートパ
イプ41により、多孔偏平管ヒートパイプ5の曲り部5
Aによる熱輸送特性の劣化を改善できる。The feature of the fourth embodiment is that, as shown in FIG. 11, a short auxiliary porous flat tube heat pipe 41 is closely attached to the bent portion 5A of the long porous flat tube heat pipe 5 to be used together. is there. With this auxiliary perforated flat tube heat pipe 41, the bent portion 5 of the perforated flat tube heat pipe 5
It is possible to improve the deterioration of the heat transport characteristics due to A.
【0036】《第4の実施の形態における実験例》この
第4の実施の形態の実験例を図12、図13に示す。多
孔偏平管ヒートパイプ5として、長さ90cm×幅5c
m×厚さ0.19cmの平板状のものを2枚並列に使用
し、その両端を15cmずつ折り曲げて曲げ部5Aを形
成し、各曲げ部5Aにそれぞれ放熱器8を取り付けた。<< Experimental Example in Fourth Embodiment >> FIGS. 12 and 13 show experimental examples in the fourth embodiment. As a perforated flat tube heat pipe 5, length 90 cm x width 5 c
Two flat plates having a size of m × 0.19 cm were used in parallel, and both ends were bent by 15 cm to form bent portions 5A, and the radiator 8 was attached to each bent portion 5A.
【0037】補助多孔偏平管ヒートパイプ41は、長さ
30cmのもの4枚を中央で折り曲げて使用し、放熱器
8と放熱器8に隣接するヒーター21の間に取り付け
た。第2の実施の形態における実験例と同様、ヒーター
21はマイクロ波電力増幅器4を模擬するもので、形状
や発熱量がマイクロ波電力増幅器4と同じものを使用し
た。実験では、ヒーター21の取り付け位置毎の放熱器
8における室温からの温度上昇ΔTを測定した。ヒート
パイプの姿勢は、ヒートパイプをz軸を中心に45度回
転した後、x軸を中心に45度回転した場合(SNGを
東京で使用したときの平面アンテナの姿勢に相当)を例
として測定した。As the auxiliary porous flat tube heat pipe 41, four sheets each having a length of 30 cm were bent at the center and used, and were installed between the radiator 8 and the heater 21 adjacent to the radiator 8. Similar to the experimental example in the second embodiment, the heater 21 imitates the microwave power amplifier 4 and has the same shape and heat generation amount as the microwave power amplifier 4. In the experiment, the temperature rise ΔT from room temperature in the radiator 8 was measured for each attachment position of the heater 21. The attitude of the heat pipe is measured as an example when the heat pipe is rotated 45 degrees around the z axis and then rotated 45 degrees around the x axis (corresponding to the attitude of the planar antenna when SNG is used in Tokyo). did.
【0038】多孔偏平管ヒートパイプ5のみを使用した
場合の温度変化を図14に示す。同図からも理解される
ように、温度センサt4での温度上昇が過度期において
35℃近くになることが確認された。FIG. 14 shows the temperature change when only the perforated flat tube heat pipe 5 is used. As can be seen from the figure, it was confirmed that the temperature rise at the temperature sensor t4 was close to 35 ° C. in the transient period.
【0039】次に、補助多孔偏平管ヒートパイプ41を
併用した場合の温度変化を図15に示す。このときの温
度上昇は25℃以下であり、10℃以上のマージンが確
保できた。定常状態でも、5℃の改善がなされることが
確認された。Next, FIG. 15 shows a temperature change when the auxiliary porous flat tube heat pipe 41 is used together. The temperature rise at this time was 25 ° C. or lower, and a margin of 10 ° C. or higher was secured. It was confirmed that an improvement of 5 ° C was achieved even in the steady state.
【0040】次に、補助多孔偏平管ヒートパイプ41を
併用した構成で、温度センサt4によって、ヒーター2
1を実際のマイクロ波電力増幅器4に置き換えて温度特
性を測定した結果を図16に示す。搭載するマイクロ波
電力増幅器4は、FET4段構成で、出力電力5W、効
率21%の特性のものであり、図示の特性は、マイクロ
波電力増幅器4の入力段と出力段のFET近傍の筐体温
度の測定結果である。同図からも分かるように、温度分
布が均一でない実際のマイクロ波電力増幅器4において
も、気温に対する温度上昇は25℃以下に抑えることが
できることが確認された。Next, the heater 2 is heated by the temperature sensor t4 in a structure in which the auxiliary porous flat tube heat pipe 41 is also used.
FIG. 16 shows the result of measuring the temperature characteristic by replacing 1 with the actual microwave power amplifier 4. The microwave power amplifier 4 to be mounted has a 4-stage FET configuration and has an output power of 5 W and an efficiency of 21%. The characteristics shown in the figure are the casings near the FETs of the input and output stages of the microwave power amplifier 4. It is a measurement result of temperature. As can be seen from the figure, it was confirmed that even in the actual microwave power amplifier 4 where the temperature distribution is not uniform, the temperature rise with respect to the ambient temperature can be suppressed to 25 ° C. or less.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、アレーアンテナ方式の平面アンテナの裏面直近に
配置されたマイクロ波電力増幅器の熱を多数の細い管を
板状に埋め込んで形成した多孔偏平管ヒートパイプを使
用して、筐体外壁または筐体外部に設けた放熱器で放熱
するようにしたので、アンテナの姿勢方向に影響される
ことなくマイクロ波電力増幅器の冷却が可能となり、か
つ小型化、軽量化が可能となり可搬性に優れたマイクロ
波送信機を構成できる。また、機器の信頼性を高め、海
上等の厳しい環境下においても運用でき、装置の信頼性
を向上させることができる。As described above, according to the first aspect of the invention, the heat of the microwave power amplifier arranged in the immediate vicinity of the back surface of the array antenna type planar antenna is formed by embedding a large number of thin tubes in a plate shape. Using the perforated flat tube heat pipe, the heat is dissipated by the radiator provided on the outer wall of the housing or outside the housing, so that the microwave power amplifier can be cooled without being affected by the orientation of the antenna. In addition, it is possible to reduce the size and weight of the microwave transmitter, which is excellent in portability. In addition, the reliability of the device can be improved, the device can be operated even under severe environment such as the sea, and the reliability of the device can be improved.
【0042】請求項2の発明によれば、多孔偏平管ヒー
トパイプの送信機筐体外部に突き出た先端部分を送信機
筐体の外壁に沿って屈曲させ、この屈曲部分に前記放熱
器を取り付けるようにしたので、多孔偏平管ヒートパイ
プと放熱器との間の熱輸送特性が改善し、放熱効率を向
上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the tip portion of the porous flat tube heat pipe protruding outside the transmitter housing is bent along the outer wall of the transmitter housing, and the radiator is attached to the bent portion. As a result, the heat transport characteristics between the perforated flat tube heat pipe and the radiator are improved, and the heat dissipation efficiency can be improved.
【0043】請求項3の発明によれば、多孔偏平管ヒー
トパイプ先端の屈曲部分に逆L字状に形成された補助の
多孔偏平管ヒートパイプを装着したので、多孔偏平管ヒ
ートパイプの屈曲部分の熱輸送特性の劣化を改善でき
る。According to the third aspect of the invention, since the auxiliary flat flat tube heat pipe formed in an inverted L shape is attached to the bent portion at the tip of the flat flat tube heat pipe, the bent portion of the flat flat tube heat pipe is mounted. It is possible to improve deterioration of the heat transport characteristics of
【0044】請求項4の発明によれば、多孔偏平管ヒー
トパイプが送信機筐体外部に突き出た先端部分を屈曲さ
せて複数の放熱フィンを形成して構成された放熱器が使
用されているので、放熱フィンの熱伝導が良好になり、
放熱効率が向上する。このため、発熱量が同じ場合に
は、マイクロ波送信機の小型化、軽量化が可能となる。According to the fourth aspect of the present invention, there is used a radiator in which a porous flat tube heat pipe is bent to form a plurality of radiating fins by bending a tip portion protruding outside the transmitter housing. Therefore, the heat conduction of the radiation fins will be good,
The heat dissipation efficiency is improved. Therefore, when the heat generation amount is the same, the microwave transmitter can be downsized and lightened.
【0045】請求項5の発明によれば、放熱器を水また
は空気によって冷却するようにしたので、より一層放熱
効率を向上させることができる。According to the invention of claim 5, since the radiator is cooled by water or air, the heat radiation efficiency can be further improved.
【図1】本発明に係るマイクロ波送信機の第1の実施の
形態の全体構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a first embodiment of a microwave transmitter according to the present invention.
【図2】16個のサブアレーアンテナを使用した本発明
に係るマイクロ波送信機の第2の実施の形態の全体構成
を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of a second embodiment of a microwave transmitter according to the present invention using 16 sub array antennas.
【図3】本発明に係るマイクロ波送信機の第2の実施の
形態の構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a second embodiment of a microwave transmitter according to the present invention.
【図4】本発明に係るマイクロ波送信機の第2の実施の
形態の構成を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the configuration of the second embodiment of the microwave transmitter according to the present invention.
【図5】第2の実施の形態の構成を模擬した試験装置を
示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a test apparatus simulating the configuration of the second embodiment.
【図6】第2の実施の形態の構成を模擬した試験装置を
示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a test apparatus simulating the configuration of the second embodiment.
【図7】第2の実施の形態の実験結果を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an experimental result of the second embodiment.
【図8】本発明に係るマイクロ波送信機の第3の実施の
形態の全体構成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an overall configuration of a third embodiment of a microwave transmitter according to the present invention.
【図9】第3の実施の形態で使用される放熱器の構成を
示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a radiator used in the third embodiment.
【図10】本発明に係るマイクロ波送信機の第4の実施
の形態の構成を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a fourth embodiment of a microwave transmitter according to the present invention.
【図11】本発明に係るマイクロ波送信機の第4の実施
の形態の構成を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing a configuration of a fourth embodiment of a microwave transmitter according to the present invention.
【図12】第4の実施の形態の構成を模擬した試験装置
を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a test apparatus simulating the configuration of the fourth embodiment.
【図13】第4の実施の形態の構成を模擬した試験装置
を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a test apparatus simulating the configuration of the fourth embodiment.
【図14】第4の実施の形態の実験結果を示す説明図で
ある。FIG. 14 is an explanatory diagram showing experimental results of the fourth embodiment.
【図15】第4の実施の形態の実験結果を示す説明図で
ある。FIG. 15 is an explanatory diagram showing experimental results of the fourth embodiment.
【図16】第4の実施の形態の実験結果を示す説明図で
ある。FIG. 16 is an explanatory diagram showing experimental results of the fourth embodiment.
1 マイクロ波送信機 2 平面アンテナ 3 アレーアンテナ 4 マイクロ波電力増幅器 5 多孔偏平管ヒートパイプ 5A 曲り部 6 筐体 7,31 放熱フィン 8,32 放熱器 9 ファン 10 シール材 11 グリース 21 ヒーター 41 補助多孔偏平管ヒートパイプ t1〜t6 温度センサ 1 microwave transmitter 2 planar antenna 3 array antenna 4 Microwave power amplifier 5 Perforated flat tube heat pipe 5A bend 6 housing 7,31 radiating fins 8,32 radiator 9 fans 10 Seal material 11 grease 21 heater 41 Auxiliary perforated flat tube heat pipe t1 to t6 temperature sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−249937(JP,A) 特開 平4−29416(JP,A) 特開 平7−332883(JP,A) 特開 昭61−202772(JP,A) 実開 平7−12771(JP,U) 実開 平7−12770(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 1/036 H01Q 13/08 H01Q 21/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-249937 (JP, A) JP-A-4-29416 (JP, A) JP-A-7-332883 (JP, A) JP-A-61-1 202772 (JP, A) Actual development 7-12771 (JP, U) Actual development 7-12770 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 1/036 H01Q 13 / 08 H01Q 21/08
Claims (5)
テナと接続されるマイクロ波電力増幅器と、 多数の細い管を板状に埋め込んで形成されると共に、前
記マイクロ波電力増幅器が取り付けられる多孔偏平管ヒ
ートパイプと、 複数の放熱フィンを備え、前記多孔偏平管ヒートパイプ
を通じて送信機筐体外部に輸送された前記マイクロ波電
力増幅器の熱を放散する放熱器と、 を具備することを特徴とするマイクロ波送信機。1. An array antenna type planar antenna, a microwave power amplifier provided on the back side of the planar antenna and connected to the array antenna, and a plurality of thin tubes embedded in a plate shape. A heat dissipation device that includes a perforated flat tube heat pipe to which the microwave power amplifier is attached and a plurality of heat radiation fins, and dissipates the heat of the microwave power amplifier transported to the outside of the transmitter housing through the perforated flat tube heat pipe And a microwave transmitter.
て、 前記多孔偏平管ヒートパイプの送信機筐体外部に突き出
た先端部分を送信機筐体の外壁に沿って屈曲させ、この
屈曲部分に前記放熱器が取り付けられていることを特徴
とするマイクロ波送信機。2. The microwave transmitter according to claim 1, wherein a tip portion of the perforated flat tube heat pipe protruding outside the transmitter housing is bent along an outer wall of the transmitter housing, A microwave transmitter, wherein the radiator is attached.
て、 前記屈曲部分に逆L字状に形成された補助の多孔偏平管
ヒートパイプを装着したことを特徴とするマイクロ波送
信機。3. The microwave transmitter according to claim 2, wherein an auxiliary perforated flat tube heat pipe formed in an inverted L shape is attached to the bent portion.
て、 前記放熱器は、前記多孔偏平管ヒートパイプが送信機筐
体外部に突き出た先端部分を屈曲させて複数の放熱フィ
ンを形成して構成されていることを特徴とするマイクロ
波送信機。4. The microwave transmitter according to claim 1, wherein the radiator has a plurality of radiating fins formed by bending a tip portion of the perforated flat tube heat pipe protruding outside the transmitter housing. A microwave transmitter characterized by being configured.
において、 前記放熱器を水または空気によって冷却する冷却手段を
具備することを特徴とするマイクロ波送信機。5. The microwave transmitter according to claim 1, further comprising a cooling unit that cools the radiator with water or air.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18346296A JP3457473B2 (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Microwave transmitter |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18346296A JP3457473B2 (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Microwave transmitter |
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---|---|
JPH1028063A JPH1028063A (en) | 1998-01-27 |
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JP (1) | JP3457473B2 (en) |
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1996
- 1996-07-12 JP JP18346296A patent/JP3457473B2/en not_active Expired - Fee Related
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