JP2017192011A

JP2017192011A - 導波管フィルタ用排熱器

Info

Publication number: JP2017192011A
Application number: JP2016080049A
Authority: JP
Inventors: 菜穂香川口; Nahoka Kawaguchi; 祐介深津; Yusuke Fukatsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-10-19

Abstract

【課題】ろ波器と中空導波管の両者の排熱性能を向上するとともに、導波管フィルタの温度上昇を抑制する。
【解決手段】電気結合穴を有したろ波器と、上記ろ波器の一方の端面側にフランジが配置された第１の導波管と、上記ろ波器の他方の端面側にフランジが配置された第２の導波管と、上記第１の導波管のフランジと上記ろ波器の一方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された一方の排熱器と、上記第２の導波管のフランジと上記ろ波器の他方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された他方の排熱器とを備え、上記第１の導波管のフランジ、一方の排熱器、ろ波器、他方の排熱器、第２の導波管のフランジを締結ねじにより共締めする。
【選択図】図１

Description

この発明は、導波管フィルタの排熱器に関する。

導波管フィルタは、中空導波管の間にろ波器を挟んで構成される。通常、導波管フィルタは、温度変化により熱変形が生じると電気特性が変化する。所望の電気特性を得るため、導波管フィルタの材料は、線膨張係数の小さなインバ、スーパーインバ等の鉄，ニッケル，マンガン，炭素を含有する合金を使用する。これらの材料は熱伝導率が極めて低く、電波の通過損失による発熱で導波管フィルタの内部温度は大きく上昇する。

その結果、熱変形量が大きくなり、所望の電気特性を得ることができなくなる。このため熱伝導率の高い材料で製作した排熱器を取り付け、導波管フィルタの温度上昇を抑制している（例えば特許文献１参照）。

特開平７−２４０６０６号公報

特許文献１に示す従来の導波管フィルタは、ろ波器に排熱器を取り付け、排熱器を介してろ波器の外周より外側に排熱する。しかしながら、ろ波器の主な発熱源である電気結合穴近傍に排熱器を取り付けることができない。このため発熱源と排熱器の間で内部熱抵抗が大きくなる。その結果、ろ波器の排熱が十分できずに、所望の電気特性が得られないという課題がある。

また、中空導波管部と排熱器は直接締結されていないため、中空導波管部から十分な排熱ができないという課題もある。

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、ろ波器と中空導波管の両者の排熱性能を向上するとともに、導波管フィルタの温度上昇を抑制することを目的としている。

この発明による導波管フィルタ用排熱器は、電気結合穴を有したろ波器と、上記ろ波器の一方の端面側にフランジが配置された第１の導波管と、上記ろ波器の他方の端面側にフランジが配置された第２の導波管と、上記第１の導波管のフランジと上記ろ波器の一方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された一方の排熱器と、上記第２の導波管のフランジと上記ろ波器の他方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された他方の排熱器とを備え、上記第１の導波管のフランジ、一方の排熱器、ろ波器、他方の排熱器、第２の導波管のフランジを締結ねじにより共締めしたものである。

この発明によれば、導波管フィルタの温度上昇を抑制し、所望の電気性能を得ることができる。

実施の形態１による排熱器を取り付けた導波管フィルタの構成を例示する図である。図１のＡ-Ａ断面図実施の形態２による排熱器を取り付けた導波管フィルタの構成を例示する図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による排熱器を取り付けた導波管フィルタの構成を例示する図である。図２は、図１のＡ-Ａ断面図である。図１において、実施の形態１による導波管フィルタは、第１の導波管である中空導波管１と、第２の導波管である中空導波管２と、中空導波管１と中空導波管２の間に挟持されたろ波器３と、一方の排熱器および他方の排熱器である２箇所の排熱器４と、２箇所の構造支持ブラケット５から構成される。排熱器４は、熱伝導率が高い金属材料によりブラケットを製作する。ろ波器３は、図２の紙面上方から見て中央部に電気結合穴７が形成される。図２の例では電気結合穴７は長楕円形状をなしている。

中空導波管１は両端に導波管フランジ１ａを有し、中空導波管２は両端に導波管フランジ２ａを有している。ろ波器３は、対向する２つの排熱器４の間に挟まれている。排熱器４は、一方の導波管フランジ１ａと一方の導波管フランジ２ａの間に挟まれている。導波管フランジ１ａ、一方の排熱器４、ろ波器３、他方の排熱器４、および導波管フランジ２ａは、この順序で接して重なり、複数の締結ねじ６により共締めされる。締結ねじ６は、導波管フランジ１ａ，２ａの外周円に沿って所定の間隔で配置される。

排熱器４は、平板部から接触部が垂直に谷折れに曲がった形状をなしている。排熱器４の接触部は、円弧をなす切欠きが形成される。
ろ波器３の一端面に少なくとも２つの排熱器４の接触部が接触する。この２つの排熱器４は互いに所定の角度をなして配置され、接触部の切欠きが線対称に向き合って配置されることで、ろ波器３の一端面の外縁の概ね全周を覆う。
同様に、ろ波器３の他端面に少なくとも２つの排熱器４の接触部が接触する。この２つの排熱器４は互いに所定の角度をなして配置され、接触部の切欠きが線対称に向き合って配置されることで、ろ波器３の一端面の外縁の概ね全周を覆う。
排熱器４は、接触部がろ波器３に接し、平板部が図１の下方の基体１００に熱的に接続する。

構造支持ブラケット５は、平板部から接触部が垂直に谷折れに曲がった形状をなしている。
中空導波管１は、他方の導波管フランジ１ａが一方の構造支持ブラケット５により保持される。中空導波管２は、他方の導波管フランジ２ａが他方の構造支持ブラケット５により保持される。
構造支持ブラケット５は、平板部が図１の下方の基体１００に機械的に接続し、導波管フィルタを保持する。

実施の形態１による導波管フィルタは、図２に示す特に発熱の大きな電気結合穴７の近傍に、排熱器４との締結点を設けることができる。このため電気結合穴７から排熱器４までの内部熱抵抗が低減し、ろ波器の排熱性能が向上する。

また、排熱器４を導波管フランジ１ａ、２ａとの共締めで直接ねじ締結することにより、中空導波管１，２からも排熱器４を介し排熱することができる。

また、導波管フィルタを構成する中空導波管１，２とろ波器３の間に、熱伝導率の高い材料で製作した排熱器４をねじ部品で共締めし、取付けることで、ろ波器３の発熱部近傍から排熱器４までの距離を短くすることができる。結果、ろ波器３の内部熱抵抗が最小化されるため、排熱性能が向上する。

また、排熱器４に中空導波管１，２が直接締結されるため、ろ波器３だけでなく中空導波管１，２からも排熱することができる。

実施の形態１による導波管フィルタ用排熱器は、電気結合穴を有したろ波器３と、上記ろ波器３の一方の端面側に導波管フランジ１ａが配置された中空導波管１と、上記ろ波器３の他方の端面側に導波管フランジ２ａが配置された中空導波管２と、上記中空導波管１の導波管フランジ１ａと上記ろ波器３の一方の端面の間に接続され、上記電気結合穴７の周囲を円形状に囲むように配置された一方の排熱器４と、上記中空導波管２の導波管フランジ２ａと上記ろ波器３の他方の端面の間に接続され、上記電気結合穴７の周囲を円形状に囲むように配置された他方の排熱器４とを備え、上記中空導波管１の導波管フランジ１ａ、一方の排熱器４、ろ波器３、他方の排熱器４、中空導波管２の導波管フランジ２ａを締結ねじ６により共締めしたものである。これにより、導波管フィルタの温度上昇を抑制し、所望の電気性能を得ることができる。

実施の形態２．
次に、図３は、実施の形態２による排熱器を取り付けた導波管フィルタの構成を例示する図である。図３において、実施の形態２による導波管フィルタは、中空導波管１と、中空導波管２と、中空導波管１と中空導波管２の間に挟持されたろ波器３と、２箇所の排熱器４と、２箇所の構造支持ブラケット５から構成される。排熱器４は、熱伝導率が高い金属材料で製作する。中空導波管１、中空導波管２、ろ波器３、構造支持ブラケット５は図１，２で説明した実施の形態１のものと同じである。

実施の形態２による排熱器４は、図３に示すように、接触部と平面部の間を繋ぐ構造部材に屈曲部２００を設けて、歪を緩和するストレスリリーフを形成している。
この屈曲部２００は、温度変化により導波管フィルタ及び排熱ブラケット４に発生する熱応力を緩和することができ、延いては歪が緩和されることで導波管フィルタをより長寿命化することができる。
また、導波管フィルタが振動環境にさらされた場合に、構造的に耐えうる強度を確保することが可能となる。

また、排熱器４に、グラファイトシートのような熱伝導率が高く柔軟な有機材料または無機材料等の柔軟な素材を用いても良い。この場合、屈曲部２００を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
また、金属材料より加工が容易であるため、排熱器４の製造性が向上する。
更に、金属材料よりも軽量であることに加え、ストレスリリーフを設ける必要がないため、排熱器４の軽量化も可能となる。

更に、締結ねじ６の線膨張係数が、中空導波管１，２及びろ波器３よりも大きく、かつ排熱器４よりも小さくなる材料を用いても良い。この場合、高温環境下において、温度変化により生じる排熱器４の導波管管軸方向の変形量を、締結ねじ６の導波管管軸方向の変形量より大きくし、接触部の面圧を増加させることができる。これにより接触熱抵抗を減少させ、排熱性能を向上することが可能となる。

１中空導波管１（第１の導波管）、１ａ導波管フランジ（フランジ）、２中空導波管（第２の導波管）、２a 導波管フランジ（フランジ）、３ろ波器、４排熱器、５構造支持ブラケット、６締結ねじ、７電気的結合穴。

Claims

電気結合穴を有したろ波器と、
上記ろ波器の一方の端面側にフランジが配置された第１の導波管と、
上記ろ波器の他方の端面側にフランジが配置された第２の導波管と、
上記第１の導波管のフランジと上記ろ波器の一方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された一方の排熱器と、
上記第２の導波管のフランジと上記ろ波器の他方の端面の間に接続され、上記電気結合穴の周囲を円形状に囲むように配置された他方の排熱器と、
を備え、
上記第１の導波管のフランジ、一方の排熱器、ろ波器、他方の排熱器、第２の導波管のフランジを締結ねじにより共締めした導波管フィルタ用排熱器。
上記一方の排熱器および他方の排熱器は、屈曲部を有した請求項１記載の導波管フィルタ用排熱器。
上記一方の排熱器および他方の排熱器は、柔軟な素材で形成された請求項１記載の導波管フィルタ用排熱器。
上記締結ねじの線膨張係数は、上記第１、第２の導波管及びろ波器より大きく、かつ上記一方の排熱器および他方の排熱器よりも小さい請求項１記載の導波管フィルタ用排熱器。