CN109524751A - 高频电力合成器 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够小型化的高频电力合成器。实施方式的高频电力合成器具有外导体和内导体。所述外导体形成内部空间。所述内导体具有输出侧线路以及从所述输出侧线路分支的多个输入侧线路。所述内导体设置于所述外导体的内部空间。实施方式的高频电力合成器具有能够在所述内部空间存留与所述内导体接触的状态的液体的构造。

Description

高频电力合成器
技术领域
本发明的实施方式涉及高频电力合成器。
背景技术
例如在电视广播用发送机等中，为了输出大功率而使用用于合成高频输出的高频电力合成器。高频电力合成器由于内导体(高频线路)容易发热，因此难以小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2016－528836号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题为提供能够小型化的高频电力合成器。
用于解决课题的手段
实施方式的高频电力合成器具有外导体以及内导体。所述外导体形成内部空间。所述内导体具有输出侧线路以及从所述输出侧线路分支的多个输入侧线路。所述内导体设置于所述外导体的内部空间。实施方式的高频电力合成器具有能够在所述内部空间存留与所述内导体接触的状态的液体的构造。
附图说明
图1为表示实施方式的高频电力合成器的构成的概略的俯视图。
图2为表示实施方式的高频电力合成器的构成的概略的剖面图。
图3为表示实施方式的高频电力合成器的变形例的概略的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式的高频电力合成器进行说明。
图1为表示实施方式的高频电力合成器10的构成的概略的俯视图。图2为表示高频电力合成器10的构成的概略的剖面图。图2表示图1的I－I剖面。在图1以及图2中，X方向为外导体1的底板11的长度方向。Y方向为在沿着底板11的面内与X方向正交的方向，是底板11的宽度方向。Z方向为与X方向以及Y方向正交的方向，是底板11的厚度方向。在以下的说明中，也称Z方向为上下方向或者高度方向。俯视是指从Z方向观察。此外，在图1中未图示顶板14。
将X方向的一个方向称作A方向，将其相反方向称作B方向。将Y方向的一个方向称作C方向，将其相反方向称作D方向。将Z方向的一个方向称作E方向，其相反方向称作F方向。E方向为上方。将由X方向与Y方向形成的平面称作XY平面。将由X方向与Z方向形成的平面称作XZ平面。将Y方向与Z方向形成的平面称作YZ平面。
如图1以及图2所示，高频电力合成器10具备外导体1、内导体2、输出侧端子3以及输入侧端子4、4。
外导体1具备底板11、侧板12、12、端板13、13以及顶板14(参照图2)，该外导体1形成为容器状。
如图1所示，底板11在俯视时为矩形状，例如设为长方形。侧板12、12被竖立设置于底板11的侧缘11a、11a。侧板12、12沿XZ平面形成。端板13、13在底板11的端缘11b、11b竖立设置。端板13、13沿YZ平面形成。
如图2所示，顶板14设置于侧板12以及端板13的上缘。顶板14沿XY平面形成。将由底板11、侧板12、12、端板13、13和顶板14围起的空间称作内部空间15。外导体1形成内部空间15。
侧板12的下缘以及端板13的下缘与底板11的周缘液密地接合。侧板12的上缘以及端板13的上缘与顶板14的周缘液密地接合。侧板12的端缘与端板13的侧缘液密地接合。因此，外导体1能够在内部空间15中存留液体5(热媒)。
也可以将底板11、侧板12、12、端板13、13以及顶板14中的相邻的2个以上一体形成。例如，也可以将底板11、侧板12、12以及端板13、13一体形成。外导体1如下述那样能够存留与内导体2接触的状态的液体5。
外导体1也可以是密闭构造。若外导体1为密闭构造，则能够防止液体5的泄漏以及蒸发。另外，能够保持外导体1内的压力恒定。
底板11以及顶板14的一部分或者全部由导电性材料构成。优选将例如铝(或者其合金)、铜(或者其合金)等金属作为导电性材料。底板11以及顶板14通过连接线路(图示略)接地，因此外导体1为接地导体。
在一对端板13、13中的一个端板13(13A)上形成有供端部导体25插通的插通孔13a。插通孔13a的内径大于端部导体25的外形尺寸。在另一个端板13(13B)上形成有供端部导体28、28分别插通的一对插通孔13b、13b。插通孔13b的内径大于端部导体28的外形尺寸。
输出侧端子3形成为大致筒状(例如圆筒状)，并设置于端板13(13A)的外表面。输出侧端子3设置于与插通孔13a对齐的位置。端部导体25插通输出侧端子3。输出侧端子3经由圆环状的夹装部件17安装于端板13(13A)的外表面。
输入侧端子4形成为大致筒状(例如圆筒状)，并设置于端板13(13B)的外表面。输入侧端子4设置于与插通孔13b对齐的位置。端部导体28插通输入侧端子4。输入侧端子4隔着圆环状的夹装部件17安装于端板13(13B)的外表面。
夹装部件17由树脂(例如特氟龙(注册商标)、聚烯烃类树脂等)、橡胶等构成。由于输出侧端子3以及输入侧端子4经由夹装部件17无缝隙地抵接于端板13的外表面，因此能够防止液体5的漏出。
在输出侧端子3内设置有圆环状的垫圈18(18A)(密封部件)。垫圈18由软质树脂(聚烯烃类树脂等)、橡胶等构成，能够弹性变形。垫圈18具有供端部导体25插通的插通孔18a。垫圈18的外周面与输出侧端子3的内周面无缝隙地抵接。垫圈18的内周面与端部导体25的外周面无缝隙地抵接。通过垫圈18、输出侧端子3以及夹装部件17使插通孔13a被液密地密封，因此能够防止外导体1内的液体5从插通孔13a向外漏出。
在输入侧端子4内设置有圆环状的垫圈18(18B)(密封部件)。垫圈18具有供端部导体28插通的插通孔18b。垫圈18的外周面与输入侧端子4的内周面无缝隙地抵接。垫圈18的内周面与端部导体28的外周面无缝隙地抵接。通过垫圈18、输入侧端子4以及夹装部件17使插通孔13b被液密地密封，因此能够防止外导体1内的液体5从插通孔13b向外漏出。
端板13由例如铝(或者其合金)、铜(或者其合金)等金属构成。
此外，垫圈18也可以与插通孔13a、13b的内周面抵接地设置于端板13的插通孔13a、13b内。在该情况下插通孔13a、13b也被密封，能够防止外导体1内的液体5向外漏出。
如图1以及图2所示，内导体2具备输出侧线路21以及一对输入侧线路22、22。
输出侧线路21具备第一线路23以及第二线路24。第一线路23沿X方向延伸。第一线路23具有例如相当于工作波长的4分之1的电长度。第二线路24从第一线路23的B方向侧的端部向B方向延伸突出。第二线路24的宽度(Y方向尺寸)小于第一线路23的宽度。第一线路23以及第二线路24形成为沿着XY平面的板状。
在第二线路24的B方向侧的端部连接有端部导体25。端部导体25从第二线路24的B方向侧的端部向B方向延伸突出，并插通端板13(13A)的插通孔13a。
如图1所示，输入侧线路22、22是以输出侧线路21的A方向侧的端部21a为分支点分支为2个而形成的分支线路。
输入侧线路22、22中的一方的输入侧线路22(22A)具备第一线路26(26A)以及第二线路27(27A)。第一线路26(26A)以输出侧线路21的端部21a为起点向C方向延伸突出。第二线路27(27A)从第一线路26(26A)的C方向侧的端部向A方向延伸突出。第一线路26(26A)以及第二线路27(27A)形成为沿着XY平面的板状。
在第二线路27(27A)的A方向侧的端部连接有端部导体28(28A)。端部导体25从第二线路27(27A)的A方向侧的端部向A方向延伸突出，并插通端板13(13B)的插通孔13b。
输入侧线路22、22中的另一方的输入侧线路22(22B)具备第一线路26(26B)以及第二线路27(27B)。第一线路26(26B)以输出侧线路21的端部21a为起点向D方向延伸突出。第二线路27(27B)从第一线路26(26B)的D方向侧的端部向A方向延伸突出。第一线路26(26B)以及第二线路27(27B)形成为沿着XY平面的板状。
在第二线路27(27B)的A方向侧的端部连接有端部导体28(28B)。端部导体28(28B)从第二线路27(27B)的A方向侧的端部向A方向延伸突出，并插通端板13(13B)的插通孔13b。
内导体2由导电性材料构成。优选例如铜(或者其合金)、铝(或者其合金)等金属作为导电性材料。输出侧线路21以及输入侧线路22、22一体地形成。
高频电力合成器10是以带状线形成传送线路(输出侧线路21、输入侧线路22、22等)而成的合成器。
高频电力合成器10也可以是例如利用内导体2使输出阻抗与输入阻抗匹配(阻抗匹配)的阻抗变换型的合成器。
如图2所示，内导体2配置于内部空间15。内导体2处于与底板11以及顶板14分离的高度位置上。即，内导体2处于高于底板11且低于顶板14的位置。
在外导体1的内部空间15中存留有液体5。
作为液体5优选在使用温度(例如25℃)下具有绝缘性的热媒，例如能够使用氟类非活性液体、烃类绝缘油、硅酮油等。作为氟类非活性液体，能够使用3M公司制的Fluorinert FC－770(注册商标)等。烃类绝缘油的主成分例如为烷基苯、聚丁烯、烷基萘等。
液体5的绝缘耐力(2.54mm gap)在25℃时例如为38kV～46kV。液体5的沸点例如为50℃以上180℃以下。频率1kHz时的介电常数在25℃时例如为1.76～1.90。
液体5存留在能够与内导体2接触的内部空间15中。在图1等中，液体5充满内部空间15的整体，但在液体5与内部空间15的容积相比为少量的情况下，液体5的液面位于比内部空间15的最上部低的位置。
液体5也可以仅与内导体2的一部分接触，但优选的是将内导体2的整体浸渍于液体5中。若内导体2的整体浸渍于液体5中，则能够提高内导体2的冷却效率。
若内导体2由于通电而发热，则液体5因温度上升而比重变小，因此液体5在内部空间15中自然对流(热对流)。通过液体5的对流，内导体2被高效地冷却。
在液体5与内部空间15所形成的最大容积相比为少量的情况下，在液体5的液面与外导体1的一部分(例如侧板12)之间获得空间。因此，可能发生使液体5沸腾而利用潜热提高冷却效果的、所谓的沸腾冷却。
在高频电力合成器10中，能够利用在内部空间15存留的液体5将内导体2高效地冷却。因此，能够不产生过度的温度上升地将内导体2小型化(例如轻薄化或者窄幅化)。所以，能够将高频电力合成器10小型化。例如，能够减小高频电力合成器10的厚度(Z方向尺寸)。
通过使用电介质作为绝缘性的液体5，与不使用液体5的情况相比，输出侧线路21以及输入侧线路22、22的电长度变短。因此，能够缩短内导体2的X方向的尺寸。所以，能够缩短高频电力合成器10的长度(X方向尺寸)。因此，能够进一步将高频电力合成器10小型化。
由于高频电力合成器10能够使用通用的高频电力合成器中的外导体作为外导体1，因此能够抑制制造成本。
在外导体1的内部空间15中充填了热媒5的高频电力合成器10构成为具备：外导体1、内导体2、输出侧端子3、输入侧端子4、4以及热媒5。
图3为表示其他实施方式的高频电力合成器10A的构成的概略的俯视图。此外，在图3中未图示顶板14。
如图3所示，在高频电力合成器10A中，在一对侧板12、12中的一个侧板12A上设置有液体5的导入路径31。导入路径31形成为例如筒状。导入路径31能够穿过侧板12A的导入孔12a将来自未图示的供给源的液体5导入外导体1的内部空间15。
在侧板12、12中的另一个侧板12B上设置有液体5的导出路径32。导出路径32形成为例如筒状。导出路径32能够穿过侧板12B的导入孔12b将外导体1的内部空间15的液体5向外导体1之外导出。
在高频电力合成器10A中，使从外部供给的液体5在外导体1的内部空间15中流通，从而能够提高液体5冷却内导体2的效率。
通过导出路径32导出的热媒5也可以利用热交换器(图示略)冷却，并通过导入路径31再利用。
实施方式的高频电力合成器也可以采用3dB耦合器型、威尔金森型、环形波导(RatRace)型等的构造。
在内导体中，从一个输出侧线路分支的输入侧线路的数目不限于2，也可以是3以上的任意的数。
实施方式的高频电力合成器10、10A构成为外导体1能够存留液体5，但高频电力合成器的构成不限于此。例如，除了外导体以外，实施方式的高频电力合成器只要具备能够在内部空间存留与内导体接触的状态的液体的构成要素(例如在外导体内设置的容器状的中间构造体)即可，外导体也可以不是能够存留液体的构造。
根据以上说明的实施方式，由于能够存留与内导体2接触的液体5，因此能够利用在内部空间15中充填的液体5将内导体2高效地冷却。所以，能够不产生过度的温度上升地将内导体2小型化(例如轻薄化或者窄幅化)。因此，能够将高频电力合成器10小型化。例如，能够减小高频电力合成器10的厚度(Z方向尺寸)。
通过将绝缘性的液体5作为电介质，与不使用液体5的情况相比，输出侧线路21以及输入侧线路22、22的电长度变短。所以，能够缩短内导体2的X方向的尺寸。因此，能够缩短高频电力合成器10的长度(X方向尺寸)。因此，能够将高频电力合成器10进一步小型化。
说明了本发明的几种实施方式，但这些实施方式是作为例子而给出的，无意限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨，同样也包含于权利要求书记载的发明与其均等的范围。
附图标记的说明
1…外导体，2…内导体，5…液体(热媒)，13a，13b…插通孔，18…垫圈(密封部件)，15…内部空间，21…输出侧线路，22…输入侧线路，25，28…端部导体，31…导入路径，32…导出路径。

Claims (5)

1.一种高频电力合成器，具备：
外导体，形成内部空间；以及
内导体，具有输出侧线路以及从所述输出侧线路分支的多个输入侧线路，所述内导体设置于所述外导体的内部空间，
所述高频电力合成器具有能够在所述内部空间中存留与所述内导体接触的状态的液体的构造。
2.如权利要求1所述的高频电力合成器，其中，
在所述输出侧线路以及所述输入侧线路分别连接有端部导体，
在所述外导体形成有供所述端部导体插通的插通孔，
所述插通孔通过密封部件而被液密地密封。
3.如权利要求1或2所述的高频电力合成器，其中，
在所述外导体设置有向所述内部空间导入所述液体的导入路径以及从所述外导体导出所述液体的导出路径。
4.如权利要求1～3中任一项所述的高频电力合成器，其中，
所述外导体为密闭构造。
5.一种高频电力合成器，具备：
外导体，能够在内部空间存留液体；
内导体，具有输出侧线路以及从所述输出侧线路分支的多个输入侧线路，所述内导体设置于所述外导体的内部空间；以及
热媒，是能够与所述内导体接触地充填于所述外导体的内部空间的绝缘性的液体。
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