JP7214415B2 - RF power combiner - Google Patents

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies

Description

本発明の実施形態は、高周波電力合成器に関する。 Embodiments of the present invention relate to high frequency power combiners.

例えばテレビ放送用送信機などでは、大電力を出力するため、高周波出力を合成するための高周波電力合成器が用いられている。高周波電力合成器は、内導体（高周波線路）が発熱しやすいため、小型化が難しい。 For example, in a transmitter for television broadcasting, etc., a high-frequency power combiner is used for combining high-frequency outputs in order to output a large amount of power. It is difficult to miniaturize the high-frequency power combiner because the inner conductor (high-frequency line) tends to generate heat.

特表２０１６－５２８８３６号公報Japanese Patent Publication No. 2016-528836

本発明が解決しようとする課題は、小型化が可能な高周波電力合成器を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a high-frequency power combiner that can be miniaturized.

実施形態の高周波電力合成器は、外導体と、内導体とを持つ。前記外導体は、内部空間を形成する。前記内導体は、出力側線路と前記出力側線路から分岐する複数の入力側線路とを有する。前記内導体は、前記外導体の内部空間に設けられている。前記外導体は、底板と、側板と、端板と、天板と、を持つ。前記側板は、前記底板の一方および他方の側縁にそれぞれ立設されている。前記端板は、前記底板の一方および他方の端縁にそれぞれ立設されている。前記天板は、前記側板および前記端板の上縁に設けられている。前記出力側線路および前記入力側線路に、それぞれ端部導体が接続されている。前記端板に、前記端部導体が挿通する挿通孔が形成されている。前記内部空間は、前記底板と前記側板と前記端板と前記天板とに囲まれた空間である。前記内部空間は、前記内導体と接触した状態の液体を貯留可能である。前記内導体は、前記底板、前記側板、前記端板および前記天板から、前記液体が流通可能な空間を隔てて配置されている。 A high frequency power combiner of an embodiment has an outer conductor and an inner conductor. The outer conductor forms an internal space. The inner conductor has an output-side line and a plurality of input-side lines branched from the output-side line. The inner conductor is provided in the inner space of the outer conductor. The outer conductor has a bottom plate, side plates, end plates and a top plate. The side plates are erected on one side edge and the other side edge of the bottom plate, respectively. The end plates are respectively erected on one and the other edge of the bottom plate. The top plate is provided on upper edges of the side plate and the end plate. End conductors are connected to the output-side line and the input-side line, respectively. The end plate has an insertion hole through which the end conductor is inserted. The internal space is a space surrounded by the bottom plate, the side plates, the end plates, and the top plate. The internal space can store liquid in contact with the internal conductor . The inner conductor is arranged with a space through which the liquid can flow from the bottom plate, the side plates, the end plates and the top plate.

実施形態の高周波電力合成器の構成の概略を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the outline of the configuration of the high-frequency power combiner of the embodiment; 実施形態の高周波電力合成器の構成の概略を示す側断面図。FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the outline of the configuration of the high-frequency power combiner of the embodiment; 実施形態の高周波電力合成器の出力側端子の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the output terminal of the high-frequency power combiner of the embodiment; 実施形態の高周波電力合成器の入力側端子の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of input-side terminals of the high-frequency power combiner of the embodiment; 実施形態の高周波電力合成器の変形例の概略を示す平面図。The top view which shows the outline of the modification of the high frequency power combiner of embodiment. 出力側端子の変形例の断面図。Sectional drawing of the modification of an output side terminal. 入力側端子の変形例の断面図。Sectional drawing of the modification of an input side terminal.

以下、実施形態の高周波電力合成器を、図面を参照して説明する。 A high-frequency power combiner according to an embodiment will be described below with reference to the drawings.

図１は、実施形態の高周波電力合成器１０の構成の概略を示す平面図である。図２は、高周波電力合成器１０の構成の概略を示す断面図である。図２は、図１のＩ－Ｉ断面を示す。図１および図２において、Ｘ方向は、外導体１の底板１１の長さ方向である。Ｙ方向は、底板１１に沿う面内でＸ方向に直交する方向であり、底板１１の幅方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向であり、底板１１の厚さ方向である。以下の説明において、Ｚ方向を上下方向または高さ方向ともいう。平面視とはＺ方向から見ることをいう。なお、図１では天板１４を図示しない。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a high-frequency power combiner 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the high-frequency power combiner 10. As shown in FIG. FIG. 2 shows the II section of FIG. 1 and 2, the X direction is the length direction of the bottom plate 11 of the outer conductor 1. As shown in FIG. The Y direction is a direction perpendicular to the X direction within the plane along the bottom plate 11 and is the width direction of the bottom plate 11 . The Z direction is a direction perpendicular to the X direction and the Y direction, and is the thickness direction of the bottom plate 11 . In the following description, the Z direction is also referred to as the vertical direction or the height direction. Planar view means viewing from the Z direction. Note that the top plate 14 is not shown in FIG.

以下、高周波電力合成器１０は、底板１１に対して天板１４が上側に位置する姿勢をとると仮定して、高周波電力合成器１０の各部の位置関係を説明する。なお、この高周波電力合成器１０の姿勢は説明の便宜のために仮に定められているに過ぎない。よって、ここで定めた高周波電力合成器１０の姿勢は、高周波電力合成器の使用時の姿勢を限定しない。 Hereinafter, the positional relationship of each part of the high frequency power combiner 10 will be described on the assumption that the top plate 14 is positioned above the bottom plate 11 of the high frequency power combiner 10 . It should be noted that the posture of the high-frequency power combiner 10 is tentatively determined for convenience of explanation. Therefore, the posture of the high-frequency power combiner 10 defined here does not limit the posture during use of the high-frequency power combiner.

Ｘ方向の一方をＡ方向といい、その反対の方向をＢ方向という。Ｙ方向の一方をＣ方向といい、その反対の方向をＤ方向という。Ｚ方向の一方をＥ方向といい、その反対の方向をＦ方向という。Ｅ方向は上方である。Ｘ方向とＹ方向とによって形成される平面をＸＹ平面という。Ｘ方向とＺ方向とによって形成される平面をＸＺ平面という。Ｙ方向とＺ方向とによって形成される平面をＹＺ平面という。 One of the X directions is called the A direction, and the opposite direction is called the B direction. One of the Y directions is called the C direction, and the opposite direction is called the D direction. One of the Z directions is called the E direction, and the opposite direction is called the F direction. The E direction is upward. A plane formed by the X direction and the Y direction is called an XY plane. A plane formed by the X direction and the Z direction is called an XZ plane. A plane formed by the Y direction and the Z direction is called a YZ plane.

図１および図２に示すように、高周波電力合成器１０は、外導体１と、内導体２と、出力側端子３と、入力側端子４，４とを備えている。
外導体１は、底板１１と、側板１２，１２と、端板１３，１３と、天板１４（図２参照）とを備えており、容器状に形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the high-frequency power combiner 10 includes an outer conductor 1, an inner conductor 2, an output terminal 3, and input terminals 4,4.
The outer conductor 1 includes a bottom plate 11, side plates 12, 12, end plates 13, 13, and a top plate 14 (see FIG. 2), and is formed like a container.

図１に示すように、底板１１は、平面視において矩形状、例えば長方形状とされている。側板１２，１２は、底板１１の側縁１１ａ，１１ａに立設されている。側板１２，１２はＸＺ平面に沿って形成されている。端板１３，１３は、底板１１の端縁１１ｂ，１１ｂに立設されている。端板１３，１３はＹＺ平面に沿って形成されている。 As shown in FIG. 1, the bottom plate 11 has a rectangular shape, for example, a rectangular shape in plan view. The side plates 12 , 12 are erected on the side edges 11 a, 11 a of the bottom plate 11 . The side plates 12, 12 are formed along the XZ plane. The end plates 13 , 13 are erected on the edges 11 b, 11 b of the bottom plate 11 . The end plates 13, 13 are formed along the YZ plane.

図２に示すように、天板１４は、側板１２および端板１３の上縁に設けられている。天板１４はＸＹ平面に沿って形成されている。底板１１と、側板１２，１２と、端板１３，１３と、天板１４とにより囲まれた空間を内部空間１５という。外導体１は、内部空間１５を形成している。 As shown in FIG. 2 , the top plate 14 is provided on the upper edges of the side plate 12 and the end plate 13 . The top plate 14 is formed along the XY plane. A space surrounded by the bottom plate 11 , the side plates 12 , 12 , the end plates 13 , 13 , and the top plate 14 is called an internal space 15 . The outer conductor 1 forms an internal space 15 .

側板１２の下縁および端板１３の下縁と、底板１１の周縁とは液密に接合されている。側板１２の上縁および端板１３の上縁と、天板１４の周縁とは液密に接合されている。側板１２の端縁と端板１３の側縁とは液密に接合されている。そのため、外導体１は、内部空間１５に液体５（熱媒体）を貯留可能である。
底板１１、側板１２，１２、端板１３，１３、および天板１４は、これらのうち隣り合う２以上が一体形成されていてもよい。例えば、底板１１、側板１２，１２および端板１３，１３は、一体形成されていてもよい。外導体１は、後述のように、内導体２と接触した状態の液体５を貯留可能である。 The lower edge of the side plate 12 and the lower edge of the end plate 13 are joined to the peripheral edge of the bottom plate 11 in a liquid-tight manner. The upper edge of the side plate 12 and the upper edge of the end plate 13 and the peripheral edge of the top plate 14 are liquid-tightly joined. The edge of the side plate 12 and the side edge of the end plate 13 are liquid-tightly joined. Therefore, the outer conductor 1 can store the liquid 5 (heat medium) in the internal space 15 .
Adjacent two or more of the bottom plate 11, the side plates 12, 12, the end plates 13, 13, and the top plate 14 may be integrally formed. For example, the bottom plate 11, the side plates 12, 12 and the end plates 13, 13 may be integrally formed. The outer conductor 1 can store the liquid 5 in contact with the inner conductor 2 as described later.

外導体１は、密閉構造であってもよい。外導体１が密閉構造であると、液体５の漏れおよび蒸散を防ぐことができる。また、外導体１内の圧力を一定に保つことができる。 The outer conductor 1 may have a closed structure. Leakage and evaporation of the liquid 5 can be prevented if the outer conductor 1 has a sealed structure. Also, the pressure in the outer conductor 1 can be kept constant.

底板１１および天板１４は、一部または全部が導電性材料からなる。導電性材料としては、例えばアルミニウム（またはその合金）、銅（またはその合金）などの金属が好適である。底板１１および天板１４は、接続線路（図示略）を介して接地されるため、外導体１は接地導体である。 The bottom plate 11 and the top plate 14 are partially or entirely made of a conductive material. Metals such as aluminum (or its alloys) and copper (or its alloys) are suitable as the conductive material. Since the bottom plate 11 and the top plate 14 are grounded via a connection line (not shown), the outer conductor 1 is a ground conductor.

一対の端板１３，１３のうち一方の端板１３（１３Ａ）には、端部導体２５が挿通する挿通孔１３ａが形成されている。挿通孔１３ａの内径は端部導体２５の外形寸法より大きい。他方の端板１３（１３Ｂ）には、端部導体２８，２８がそれぞれ挿通する一対の挿通孔１３ｂ，１３ｂが形成されている。挿通孔１３ｂの内径は端部導体２８の外形寸法より大きい。 One end plate 13 (13A) of the pair of end plates 13, 13 is formed with an insertion hole 13a through which the end conductor 25 is inserted. The inner diameter of the insertion hole 13 a is larger than the outer dimension of the end conductor 25 . The other end plate 13 (13B) is formed with a pair of insertion holes 13b, 13b through which the end conductors 28, 28 are respectively inserted. The inner diameter of the insertion hole 13b is larger than the outer dimension of the end conductor 28. As shown in FIG.

図３は、出力側端子３の断面図である。図３に示すように、出力側端子３は、概略、筒状（例えば円筒状）に形成されており、端板１３（１３Ａ）の外面に設けられている。出力側端子３は、挿通孔１３ａと整合する位置に設けられている。出力側端子３には、端部導体２５が挿通する。出力側端子３および挿通孔１３ａの内部には、円環状の介装部材１７（１７Ａ）が設けられている。出力側端子３は、端板１３（１３Ａ）の外面に当接することによって端板１３（１３Ａ）と電気的に接続する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the output terminal 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the output-side terminal 3 is formed in a substantially cylindrical shape (for example, a cylindrical shape) and provided on the outer surface of the end plate 13 (13A). The output terminal 3 is provided at a position aligned with the insertion hole 13a. An end conductor 25 is inserted through the output terminal 3 . An annular intermediate member 17 (17A) is provided inside the output terminal 3 and the insertion hole 13a. The output terminal 3 is electrically connected to the end plate 13 (13A) by coming into contact with the outer surface of the end plate 13 (13A).

挿通孔１３ａの内周面と介装部材１７（１７Ａ）の外周面との間には、円環状のパッキン１８（１８Ａ１）（閉止部材）が設けられている。介装部材１７（１７Ａ）の内周面と端部導体２５の外周面との間には、円環状のパッキン１８（１８Ａ２）（閉止部材）が設けられている。介装部材１７（１７Ａ）およびパッキン１８（１８Ａ１，１８Ａ２）は、挿通孔１３ａを液密に閉止する。そのため、外導体１内の液体５が挿通孔１３ａから外に漏出するのを抑制できる。 An annular packing 18 (18A1) (closing member) is provided between the inner peripheral surface of the insertion hole 13a and the outer peripheral surface of the intermediate member 17 (17A). An annular packing 18 (18A2) (closing member) is provided between the inner peripheral surface of the interposed member 17 (17A) and the outer peripheral surface of the end conductor 25. As shown in FIG. Interposed member 17 (17A) and packing 18 (18A1, 18A2) liquid-tightly close insertion hole 13a. Therefore, it is possible to prevent the liquid 5 in the outer conductor 1 from leaking out from the insertion hole 13a.

図４は、入力側端子４の断面図である。図４に示すように、入力側端子４は、概略、筒状（例えば円筒状）に形成されており、端板１３（１３Ｂ）の外面に設けられている。入力側端子４は、挿通孔１３ｂと整合する位置に設けられている。入力側端子４には、端部導体２８が挿通する。挿通孔１３ｂの内部には、円環状の介装部材１７（１７Ｂ）が設けられている。入力側端子４は、端板１３（１３Ｂ）の外面に当接することによって端板１３（１３Ｂ）と電気的に接続する。 4 is a cross-sectional view of the input terminal 4. FIG. As shown in FIG. 4, the input terminal 4 is formed in a substantially cylindrical shape (for example, a cylindrical shape) and is provided on the outer surface of the end plate 13 (13B). The input terminal 4 is provided at a position aligned with the insertion hole 13b. An end conductor 28 is inserted through the input terminal 4 . An annular interposition member 17 (17B) is provided inside the insertion hole 13b. The input terminal 4 is electrically connected to the end plate 13 (13B) by coming into contact with the outer surface of the end plate 13 (13B).

介装部材１７（１７Ａ，１７Ｂ）は、樹脂（例えばテフロン（登録商標）、ポリオレフィン系樹脂など）、ゴムなどからなる絶縁体である。パッキン１８は、軟質樹脂（ポリオレフィン系樹脂など）、ゴムなどからなり、弾性変形可能である。 The interposed members 17 (17A, 17B) are insulators made of resin (for example, Teflon (registered trademark), polyolefin resin, etc.), rubber, or the like. The packing 18 is made of soft resin (such as polyolefin resin), rubber, or the like, and is elastically deformable.

挿通孔１３ｂの内周面と介装部材１７（１７Ｂ）の外周面との間には、円環状のパッキン１８（１８Ｂ１）（閉止部材）が設けられている。介装部材１７（１７Ｂ）の内周面と端部導体２８の外周面との間には、円環状のパッキン１８（１８Ｂ２）（閉止部材）が設けられている。介装部材１７（１７Ｂ）およびパッキン１８（１８Ｂ１，１８Ｂ２）は、挿通孔１３ｂを液密に閉止する。そのため、外導体１内の液体５が挿通孔１３ｂから外に漏出するのを抑制できる。 An annular packing 18 (18B1) (closing member) is provided between the inner peripheral surface of the insertion hole 13b and the outer peripheral surface of the intermediate member 17 (17B). An annular packing 18 (18B2) (closing member) is provided between the inner peripheral surface of the interposed member 17 (17B) and the outer peripheral surface of the end conductor 28. As shown in FIG. Interposed member 17 (17B) and packing 18 (18B1, 18B2) liquid-tightly close insertion hole 13b. Therefore, it is possible to prevent the liquid 5 in the outer conductor 1 from leaking out from the insertion hole 13b.

端板１３は、例えばアルミニウム（またはその合金）、銅（またはその合金）などの金属からなる。 The end plate 13 is made of metal such as aluminum (or its alloy) or copper (or its alloy).

図１および図２に示すように、内導体２は、出力側線路２１と、一対の入力側線路２２，２２とを備えている。
出力側線路２１は、第１線路２３と、第２線路２４とを備えている。第１線路２３は、Ｘ方向に延在する。第１線路２３は、例えば動作波長の４分の１に相当する電気長を有する。第２線路２４は、第１線路２３のＢ方向側の端部からＢ方向に延出する。第２線路２４の幅（Ｙ方向寸法）は、第１線路２３の幅より小である。第１線路２３および第２線路２４は、ＸＹ平面に沿う板状に形成されている。
第２線路２４のＢ方向側の端部には、端部導体２５が接続されている。端部導体２５は、第２線路２４のＢ方向側の端部からＢ方向に延出し、端板１３（１３Ａ）の挿通孔１３ａに挿通する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the inner conductor 2 includes an output line 21 and a pair of input lines 22,22.
The output-side line 21 includes a first line 23 and a second line 24 . The first line 23 extends in the X direction. The first line 23 has an electrical length corresponding to, for example, a quarter of the operating wavelength. The second line 24 extends in the B direction from the end of the first line 23 on the B direction side. The width (Y-direction dimension) of the second line 24 is smaller than the width of the first line 23 . The first line 23 and the second line 24 are formed in a plate shape along the XY plane.
An end conductor 25 is connected to the end of the second line 24 on the B direction side. The end conductor 25 extends in the B direction from the end of the second line 24 on the B direction side and is inserted through the insertion hole 13a of the end plate 13 (13A).

図１に示すように、入力側線路２２，２２は、出力側線路２１のＡ方向側の端部２１ａを分岐点として２つに分岐して形成された分岐線路である。
入力側線路２２，２２のうち一方の入力側線路２２（２２Ａ）は、第１線路２６（２６Ａ）と、第２線路２７（２７Ａ）とを備えている。第１線路２６（２６Ａ）は、出力側線路２１の端部２１ａを起点としてＣ方向に延出する。第２線路２７（２７Ａ）は、第１線路２６（２６Ａ）のＣ方向側の端部からＡ方向に延出する。第１線路２６（２６Ａ）および第２線路２７（２７Ａ）は、ＸＹ平面に沿う板状に形成されている。
第２線路２７（２７Ａ）のＡ方向側の端部には、端部導体２８（２８Ａ）が接続されている。端部導体２８（２８Ａ）は、第２線路２７（２７Ａ）のＡ方向側の端部からＡ方向に延出し、端板１３（１３Ｂ）の挿通孔１３ｂに挿通する。 As shown in FIG. 1, the input-side lines 22, 22 are branch lines formed by branching into two with an end 21a on the A-direction side of the output-side line 21 as a branching point.
One input-side line 22 (22A) of the input-side lines 22, 22 includes a first line 26 (26A) and a second line 27 (27A). The first line 26 (26A) extends in the C direction with the end 21a of the output side line 21 as a starting point. The second line 27 (27A) extends in the A direction from the C-direction end of the first line 26 (26A). The first line 26 (26A) and the second line 27 (27A) are formed in a plate shape along the XY plane.
An end conductor 28 (28A) is connected to the A-direction end of the second line 27 (27A). The end conductor 28 (28A) extends in the A direction from the end of the second line 27 (27A) on the A direction side and is inserted through the insertion hole 13b of the end plate 13 (13B).

入力側線路２２，２２のうち他方の入力側線路２２（２２Ｂ）は、第１線路２６（２６Ｂ）と、第２線路２７（２７Ｂ）とを備えている。第１線路２６（２６Ｂ）は、出力側線路２１の端部２１ａを起点としてＤ方向に延出する。第２線路２７（２７Ｂ）は、第１線路２６（２６Ｂ）のＤ方向側の端部からＡ方向に延出する。第１線路２６（２６Ｂ）および第２線路２７（２７Ｂ）は、ＸＹ平面に沿う板状に形成されている。
第２線路２７（２７Ｂ）のＡ方向側の端部には、端部導体２８（２８Ｂ）が接続されている。端部導体２８（２８Ｂ）は、第２線路２７（２７Ｂ）のＡ方向側の端部からＡ方向に延出し、端板１３（１３Ｂ）の挿通孔１３ｂに挿通する。 The other input-side line 22 (22B) of the input-side lines 22, 22 includes a first line 26 (26B) and a second line 27 (27B). The first line 26 (26B) extends in the direction D with the end 21a of the output line 21 as a starting point. The second line 27 (27B) extends in the A direction from the D-direction end of the first line 26 (26B). The first line 26 (26B) and the second line 27 (27B) are formed in a plate shape along the XY plane.
An end conductor 28 (28B) is connected to the A-direction end of the second line 27 (27B). The end conductor 28 (28B) extends in the A direction from the end of the second line 27 (27B) on the A direction side and is inserted through the insertion hole 13b of the end plate 13 (13B).

内導体２は、導電性材料からなる。導電性材料としては、例えば銅（またはその合金）、アルミニウム（またはその合金）などの金属が好適である。出力側線路２１および入力側線路２２，２２は一体に形成されている。 The inner conductor 2 is made of a conductive material. Metals such as copper (or its alloys) and aluminum (or its alloys) are suitable as the conductive material. The output side line 21 and the input side lines 22, 22 are integrally formed.

高周波電力合成器１０は、伝送線路（出力側線路２１、入力側線路２２，２２など）がストリップラインで形成された合成器である。
高周波電力合成器１０は、例えば、内導体２によって出力インピーダンスと入力インピーダンスとを整合（インピーダンス整合）させるインピーダンス変換型の合成器であってよい。 The high-frequency power combiner 10 is a combiner in which transmission lines (output-side line 21, input-side lines 22, 22, etc.) are formed of striplines.
The high-frequency power combiner 10 may be, for example, an impedance transformation type combiner that matches the output impedance and the input impedance by the inner conductor 2 (impedance matching).

図２に示すように、内導体２は、内部空間１５に配置されている。内導体２は、底板１１および天板１４から離間した高さ位置にある。すなわち、内導体２は、底板１１より高く、かつ天板１４より低い位置にある。 As shown in FIG. 2, the inner conductor 2 is arranged in the inner space 15 . The inner conductor 2 is located at a height separated from the bottom plate 11 and the top plate 14 . That is, the inner conductor 2 is positioned higher than the bottom plate 11 and lower than the top plate 14 .

外導体１の内部空間１５には、液体５が貯留されている。
液体５としては、使用温度（例えば２５℃）において絶縁性を有する熱媒体が好ましく、例えば、フッ素系不活性液体、炭化水素系絶縁油、シリコーン油などが使用できる。フッ素系不活性液体としては、３Ｍ社製のフロリナートＦＣ－７７０（登録商標）などが使用できる。炭化水素系絶縁油の主成分は、例えばアルキルベンゼン、ポリブテン、アルキルナフタレン等である。 A liquid 5 is stored in the internal space 15 of the outer conductor 1 .
As the liquid 5, a heat medium having insulating properties at the operating temperature (for example, 25° C.) is preferable. As the fluorine-based inert liquid, Fluorinert FC-770 (registered trademark) manufactured by 3M can be used. Main components of hydrocarbon-based insulating oil are, for example, alkylbenzene, polybutene, alkylnaphthalene, and the like.

液体５の絶縁耐力（２．５４ｍｍ ｇａｐ）は、２５℃において例えば３８ｋＶ～４６ｋＶである。液体５の沸点は、例えば５０℃以上１８０℃以下である。周波数１ｋＨｚにおける誘電率は、２５℃において例えば１．７６～１．９０である。 The dielectric strength (2.54 mm gap) of the liquid 5 is, for example, 38 kV to 46 kV at 25.degree. The boiling point of the liquid 5 is, for example, 50° C. or higher and 180° C. or lower. The dielectric constant at a frequency of 1 kHz is, for example, 1.76 to 1.90 at 25.degree.

液体５は、内導体２に接触可能に内部空間１５に貯留されている。図１等では、液体５は、内部空間１５の全体に満たされているが、液体５が内部空間１５の容積より少量である場合には、液体５の液面は内部空間１５の最上部より低く位置する。 Liquid 5 is stored in internal space 15 so as to be able to contact inner conductor 2 . In FIG. 1 and the like, the entire interior space 15 is filled with the liquid 5 , but if the volume of the liquid 5 is less than the volume of the interior space 15 , the liquid surface of the liquid 5 will be higher than the top of the interior space 15 . located low.

液体５は、内導体２の一部にのみ接触していてもよいが、内導体２の全体が液体５に浸漬することが好ましい。内導体２の全体が液体５に浸漬していると、内導体２の冷却効率を高めることができる。 Although the liquid 5 may contact only a part of the inner conductor 2 , it is preferable that the entire inner conductor 2 is immersed in the liquid 5 . If the entire inner conductor 2 is immersed in the liquid 5, the cooling efficiency of the inner conductor 2 can be enhanced.

通電によって内導体２が発熱すると、液体５は温度上昇により比重が小さくなるため、液体５は内部空間１５で自然対流（熱対流）する。液体５の対流によって、内導体２は効率よく冷却される。 When the inner conductor 2 generates heat due to energization, the temperature of the liquid 5 rises and the specific gravity of the liquid 5 decreases. The convection of the liquid 5 efficiently cools the inner conductor 2 .

液体５が、内部空間１５が形成する最大容積より少量である場合には、液体５の液面と、外導体１の一部（例えば側板１２）との間に空間が確保される。そのため、液体５を沸騰させて潜熱により冷却効果を高める、いわゆる沸騰冷却が可能となる。 When the liquid 5 is smaller than the maximum volume formed by the internal space 15, a space is secured between the liquid surface of the liquid 5 and a part of the outer conductor 1 (for example, the side plate 12). Therefore, so-called boiling cooling, in which the liquid 5 is boiled and the cooling effect is enhanced by the latent heat, is possible.

高周波電力合成器１０では、内部空間１５に貯留された液体５によって内導体２を効率よく冷却することができる。そのため、過度の温度上昇を生じさせることなく、内導体２を小型化（例えば薄型化または幅狭化）できる。よって、高周波電力合成器１０を小型化できる。例えば、高周波電力合成器１０の厚さ（Ｚ方向寸法）を小さくできる。
絶縁性の液体５として誘電体を用いることで、液体５を用いない場合に比べて、出力側線路２１および入力側線路２２，２２の電気長は短くなる。そのため、内導体２のＸ方向の寸法を短くできる。よって、高周波電力合成器１０の長さ（Ｘ方向寸法）を短くできる。したがって、高周波電力合成器１０をさらに小型化できる。 In the high-frequency power combiner 10 , the inner conductor 2 can be efficiently cooled by the liquid 5 stored in the inner space 15 . Therefore, the inner conductor 2 can be miniaturized (for example, thinned or narrowed) without excessive temperature rise. Therefore, the high frequency power combiner 10 can be miniaturized. For example, the thickness (Z-direction dimension) of the high-frequency power combiner 10 can be reduced.
By using a dielectric as the insulating liquid 5, the electrical lengths of the output-side line 21 and the input-side lines 22, 22 are shorter than when the liquid 5 is not used. Therefore, the dimension of the inner conductor 2 in the X direction can be shortened. Therefore, the length (X-direction dimension) of the high-frequency power combiner 10 can be shortened. Therefore, the high frequency power combiner 10 can be further miniaturized.

高周波電力合成器１０は、外導体１として、汎用の高周波電力合成器における外導体を用いることができるため、製造コストを抑えることができる。 Since the high-frequency power combiner 10 can use the outer conductor of a general-purpose high-frequency power combiner as the outer conductor 1, the manufacturing cost can be suppressed.

外導体１の内部空間１５に熱媒体５が充てんされた高周波電力合成器１０は、外導体１と、内導体２と、出力側端子３と、入力側端子４，４と、熱媒体５とを備えて構成されている。 A high-frequency power combiner 10 in which an inner space 15 of an outer conductor 1 is filled with a heat medium 5 includes an outer conductor 1, an inner conductor 2, an output terminal 3, input terminals 4 and 4, and a heat medium 5. is configured with

図５は、他の実施形態の高周波電力合成器１０Ａの構成の概略を示す平面図である。なお、図５では天板１４を図示しない。 FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of a high frequency power combiner 10A of another embodiment. Note that the top plate 14 is not shown in FIG.

図５に示すように、高周波電力合成器１０Ａでは、一対の側板１２，１２のうち一方の側板１２Ａに、液体５の導入路３１が設けられている。導入路３１は、例えば筒状に形成されている。導入路３１は、側板１２Ａの導入孔１２ａを通して、図示しない供給源からの液体５を外導体１の内部空間１５に導入できる。 As shown in FIG. 5, in the high-frequency power combiner 10A, one side plate 12A of the pair of side plates 12, 12 is provided with an introduction path 31 for the liquid 5. As shown in FIG. The introduction path 31 is formed in a tubular shape, for example. The introduction path 31 can introduce the liquid 5 from a supply source (not shown) into the internal space 15 of the outer conductor 1 through the introduction hole 12a of the side plate 12A.

側板１２，１２のうち他方の側板１２Ｂには、液体５の導出路３２が設けられている。導出路３２は、例えば筒状に形成されている。導出路３２は、側板１２Ｂの導出孔１２ｂを通して、外導体１の内部空間１５の液体５を、外導体１の外に導出できる。 The other side plate 12</b>B of the side plates 12 , 12 is provided with a lead-out path 32 for the liquid 5 . The lead-out path 32 is formed in a cylindrical shape, for example. The outlet path 32 can lead the liquid 5 in the internal space 15 of the outer conductor 1 to the outside of the outer conductor 1 through the outlet hole 12b of the side plate 12B.

高周波電力合成器１０Ａでは、外部から供給された液体５を外導体１の内部空間１５に流通させ、液体５が内導体２を冷却する効率を高めることができる。
導出路３２によって導出された熱媒体５は、熱交換器（図示略）によって冷却し、導入路３１を通して再利用してもよい。 In the high-frequency power combiner 10A, the liquid 5 supplied from the outside is circulated in the internal space 15 of the outer conductor 1, and the efficiency of cooling the inner conductor 2 by the liquid 5 can be enhanced.
The heat medium 5 led out through the lead-out path 32 may be cooled by a heat exchanger (not shown) and reused through the lead-in path 31 .

実施形態の高周波電力合成器は、３ｄＢカプラ型、ウィルキンソン型、ラットレース型などの構造を採用してもよい。
内導体において、１つの出力側線路から分岐する入力側線路の数は、２に限らず、３以上の任意の数であってもよい。
実施形態の高周波電力合成器１０，１０Ａは、外導体１が液体５を貯留可能に構成されているが、高周波電力合成器の構成はこれに限定されない。例えば、実施形態の高周波電力合成器は、外導体以外に、内導体と接触した状態の液体を内部空間に貯留可能である構成要素（例えば外導体内に設けられた容器状の中間構造体）を備えていれば、外導体が液体を貯留可能な構造でなくてもよい。 The RF power combiner of the embodiment may employ a structure such as a 3 dB coupler type, Wilkinson type, or rat race type.
In the inner conductor, the number of input-side lines branched from one output-side line is not limited to two, and may be any number of three or more.
Although the high-frequency power combiners 10 and 10A of the embodiments are configured such that the outer conductor 1 can store the liquid 5, the configuration of the high-frequency power combiner is not limited to this. For example, the high-frequency power combiner of the embodiment includes, in addition to the outer conductor, a component (for example, a container-shaped intermediate structure provided within the outer conductor) capable of storing liquid in the inner space in contact with the inner conductor. is provided, the outer conductor does not have to have a structure capable of storing liquid.

図６は、出力側端子３の変形例である出力側端子１０３の断面図である。図６に示すように、出力側端子１０３は、概略、筒状（例えば円筒状）に形成されており、端板１３（１３Ａ）の外面に設けられている。出力側端子１０３は、挿通孔１３ａと整合する位置に設けられている。出力側端子１０３には、端部導体２５が挿通する。出力側端子１０３は、円環状の介装部材１１７を介して端板１３（１３Ａ）の外面に取り付けられている。出力側端子１０３は、図示しない接続箇所において端板１３（１３Ａ）と電気的に接続する。 FIG. 6 is a cross-sectional view of an output terminal 103 that is a modification of the output terminal 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the output-side terminal 103 is formed in a substantially cylindrical shape (for example, a cylindrical shape) and provided on the outer surface of the end plate 13 (13A). The output-side terminal 103 is provided at a position aligned with the insertion hole 13a. The end conductor 25 is inserted through the output terminal 103 . The output terminal 103 is attached to the outer surface of the end plate 13 (13A) via an annular interposition member 117. As shown in FIG. The output terminal 103 is electrically connected to the end plate 13 (13A) at a connection point (not shown).

出力側端子１０３内には、円環状のパッキン１１８（１１８Ａ）（閉止部材）が設けられている。パッキン１１８は、軟質樹脂（ポリオレフィン系樹脂など）、ゴムなどからなり、弾性変形可能である。パッキン１１８は、端部導体２５が挿通する挿通孔１１８ａを有する。パッキン１１８の外周面は出力側端子１０３の内周面に隙間なく当接する。パッキン１１８の内周面は端部導体２５の外周面に隙間なく当接する。パッキン１１８、出力側端子１０３および介装部材１１７によって挿通孔１３ａは液密に閉止されるため、外導体１内の液体５が挿通孔１３ａから外に漏出するのを防ぐことができる。 An annular packing 118 (118A) (closing member) is provided in the output terminal 103 . The packing 118 is made of soft resin (such as polyolefin resin), rubber, or the like, and is elastically deformable. The packing 118 has an insertion hole 118a through which the end conductor 25 is inserted. The outer peripheral surface of the packing 118 contacts the inner peripheral surface of the output terminal 103 without any gap. The inner peripheral surface of the packing 118 contacts the outer peripheral surface of the end conductor 25 without any gap. Since the insertion hole 13a is liquid-tightly closed by the packing 118, the output terminal 103 and the interposition member 117, the liquid 5 in the outer conductor 1 can be prevented from leaking out from the insertion hole 13a.

図７は、入力側端子４の変形例である入力側端子１０４の断面図である。図７に示すように、入力側端子１０４は、概略、筒状（例えば円筒状）に形成されており、端板１３（１３Ｂ）の外面に設けられている。入力側端子１０４は、挿通孔１３ｂと整合する位置に設けられている。入力側端子１０４には、端部導体２８が挿通する。入力側端子１０４は、円環状の介装部材１１７を介して端板１３（１３Ｂ）の外面に取り付けられている。入力側端子１０４は、図示しない接続箇所において端板１３（１３Ｂ）と電気的に接続する。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an input-side terminal 104 that is a modification of the input-side terminal 4. As shown in FIG. As shown in FIG. 7, the input-side terminal 104 is formed in a substantially tubular shape (for example, a cylindrical shape) and is provided on the outer surface of the end plate 13 (13B). The input terminal 104 is provided at a position aligned with the insertion hole 13b. The end conductor 28 is inserted through the input terminal 104 . The input terminal 104 is attached to the outer surface of the end plate 13 (13B) via an annular interposition member 117. As shown in FIG. The input terminal 104 is electrically connected to the end plate 13 (13B) at a connection point (not shown).

入力側端子１０４内には、円環状のパッキン１１８（１１８Ｂ）（閉止部材）が設けられている。パッキン１１８は、端部導体２８が挿通する挿通孔１１８ｂを有する。パッキン１１８の外周面は入力側端子１０４の内周面に隙間なく当接する。パッキン１１８の内周面は端部導体２８の外周面に隙間なく当接する。パッキン１１８、入力側端子１０４および介装部材１１７によって挿通孔１３ｂは液密に閉止されるため、外導体１内の液体５が挿通孔１３ｂから外に漏出するのを防ぐことができる。 An annular packing 118 (118B) (closing member) is provided inside the input terminal 104 . The packing 118 has an insertion hole 118b through which the end conductor 28 is inserted. The outer peripheral surface of the packing 118 contacts the inner peripheral surface of the input-side terminal 104 without any gap. The inner peripheral surface of the packing 118 contacts the outer peripheral surface of the end conductor 28 without any gap. Since the insertion hole 13b is liquid-tightly closed by the packing 118, the input terminal 104 and the interposition member 117, the liquid 5 in the outer conductor 1 can be prevented from leaking out from the insertion hole 13b.

介装部材１１７は、樹脂（例えばテフロン（登録商標）、ポリオレフィン系樹脂など）、ゴムなどからなる。出力側端子１０３および入力側端子１０４は、介装部材１１７を介して端板１３の外面に隙間なく当接するため、液体５の漏出を防ぐことができる。 The interposed member 117 is made of resin (for example, Teflon (registered trademark), polyolefin resin, etc.), rubber, or the like. Since the output-side terminal 103 and the input-side terminal 104 are in contact with the outer surface of the end plate 13 via the interposing member 117 without any gap, the leakage of the liquid 5 can be prevented.

なお、パッキン１１８は、端板１３の挿通孔１３ａ，１３ｂ内に、挿通孔１３ａ，１３ｂの内周面に当接して設けられていてもよい。この場合でも挿通孔１３ａ，１３ｂは閉止され、外導体１内の液体５が外に漏出するのを防ぐことができる。 The packing 118 may be provided in the insertion holes 13a and 13b of the end plate 13 so as to contact the inner peripheral surfaces of the insertion holes 13a and 13b. Even in this case, the insertion holes 13a and 13b are closed, and the liquid 5 in the outer conductor 1 can be prevented from leaking to the outside.

実施形態の説明においては、高周波電力合成器１０は、底板１１に対して天板１４が上側に位置する姿勢をとると仮定したが、高周波電力合成器１０の姿勢は特に限定されない。例えば、高周波電力合成器１０は、一方の側板１２に対して他方の側板１２が上側に位置する姿勢で使用してもよい。 In the description of the embodiment, it is assumed that high-frequency power combiner 10 takes a posture in which top plate 14 is positioned above bottom plate 11, but the posture of high-frequency power combiner 10 is not particularly limited. For example, the high-frequency power combiner 10 may be used in a posture in which one side plate 12 is positioned above the other side plate 12 .

以上説明した実施形態によれば、内導体２と接触する液体５を貯留可能であるため、内部空間１５に充てんされた液体５によって内導体２を効率よく冷却することができる。そのため、過度の温度上昇を生じさせることなく、内導体２を小型化（例えば薄型化または幅狭化）できる。よって、高周波電力合成器１０を小型化できる。例えば、高周波電力合成器１０の厚さ（Ｚ方向寸法）を小さくできる。
絶縁性の液体５は誘電体とすることで、液体５を用いない場合に比べて、出力側線路２１および入力側線路２２，２２の電気長は短くなる。そのため、内導体２のＸ方向の寸法を短くできる。よって、高周波電力合成器１０の長さ（Ｘ方向寸法）を短くできる。したがって、高周波電力合成器１０をさらに小型化できる。 According to the embodiment described above, since the liquid 5 in contact with the inner conductor 2 can be stored, the inner conductor 2 can be efficiently cooled by the liquid 5 filled in the internal space 15 . Therefore, the inner conductor 2 can be miniaturized (for example, thinned or narrowed) without excessive temperature rise. Therefore, the high frequency power combiner 10 can be miniaturized. For example, the thickness (Z-direction dimension) of the high-frequency power combiner 10 can be reduced.
By using a dielectric as the insulating liquid 5, the electrical lengths of the output-side line 21 and the input-side lines 22, 22 are shorter than when the liquid 5 is not used. Therefore, the dimension of the inner conductor 2 in the X direction can be shortened. Therefore, the length (X-direction dimension) of the high-frequency power combiner 10 can be shortened. Therefore, the high frequency power combiner 10 can be further miniaturized.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

１…外導体、２…内導体、５…液体（熱媒体）、１３ａ，１３ｂ…挿通孔、１８…パッキン（閉止部材）、１５…内部空間、２１…出力側線路、２２…入力側線路、２５，２８…端部導体、３１…導入路、３２…導出路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Outer conductor, 2... Inner conductor, 5... Liquid (heat medium), 13a, 13b... Insertion hole, 18... Packing (closing member), 15... Internal space, 21... Output-side line, 22... Input-side line, 25, 28 end conductors, 31 lead-in path, 32 lead-out path.

Claims (5)

内部空間を形成する外導体と、
出力側線路と前記出力側線路から分岐する複数の入力側線路とを有し、前記外導体の内部空間に設けられた内導体と、を備え、
前記外導体は、底板と、前記底板の一方および他方の側縁にそれぞれ立設された側板と、前記底板の一方および他方の端縁にそれぞれ立設された端板と、前記側板および前記端板の上縁に設けられた天板と、を備え、
前記出力側線路および前記入力側線路に、それぞれ端部導体が接続され、
前記端板に、前記端部導体が挿通する挿通孔が形成され、
前記内部空間は、前記底板と前記側板と前記端板と前記天板とに囲まれた空間であって、前記内導体と接触した状態の液体を貯留可能であり、
前記内導体は、前記底板、前記側板、前記端板および前記天板から、前記液体が流通可能な空間を隔てて配置されている、
高周波電力合成器。 an outer conductor forming an inner space;
an inner conductor having an output-side line and a plurality of input-side lines branching from the output-side line, and provided in an internal space of the outer conductor;
The outer conductor includes a bottom plate, side plates standing on one and the other side edges of the bottom plate, end plates standing on one and the other edges of the bottom plate, and the side plates and the ends. a top plate provided on the upper edge of the plate,
end conductors are connected to the output-side line and the input-side line, respectively;
An insertion hole through which the end conductor is inserted is formed in the end plate,
The internal space is a space surrounded by the bottom plate, the side plate, the end plate, and the top plate, and is capable of storing liquid in contact with the inner conductor,
The inner conductor is arranged with a space through which the liquid can flow from the bottom plate, the side plate, the end plate and the top plate,
High frequency power combiner. 前記挿通孔は、閉止部材により液密に閉止されている、請求項１に記載の高周波電力合成器。 2. The high-frequency power combiner according to claim 1, wherein said insertion hole is liquid-tightly closed by a closing member. 前記外導体に、前記液体を前記内部空間に導入する導入路と、前記液体を前記外導体から導出する導出路とが設けられている、請求項１または２に記載の高周波電力合成器。 3. The high-frequency power combiner according to claim 1, wherein said outer conductor is provided with an introduction path for introducing said liquid into said internal space and an extraction path for leading said liquid from said outer conductor. 前記外導体は、密閉構造である、請求項１～３のうちいずれか１項に記載の高周波電力合成器。 The high frequency power combiner according to any one of claims 1 to 3, wherein said outer conductor has a closed structure. 内部空間に液体を貯留可能な外導体と、
出力側線路と前記出力側線路から分岐する複数の入力側線路とを有し、前記外導体の内部空間に設けられた内導体と、
前記外導体の内部空間に、前記内導体に接触可能に充てんされた絶縁性の液体である熱媒体と、を備え、
前記外導体は、底板と、前記底板の一方および他方の側縁にそれぞれ立設された側板と、前記底板の一方および他方の端縁にそれぞれ立設された端板と、前記側板および前記端板の上縁に設けられた天板と、を備え、
前記出力側線路および前記入力側線路に、それぞれ端部導体が接続され、
前記端板に、前記端部導体が挿通する挿通孔が形成され、
前記内部空間は、前記底板と前記側板と前記端板と前記天板とに囲まれた空間であって、前記熱媒体を貯留可能であり、
前記内導体は、前記底板、前記側板、前記端板および前記天板から、前記液体が流通可能な空間を隔てて配置されている、
高周波電力合成器。 an outer conductor capable of storing liquid in the inner space;
an inner conductor having an output-side line and a plurality of input-side lines branching from the output-side line, and provided in an inner space of the outer conductor;
a heat medium that is an insulating liquid filled in the internal space of the outer conductor so as to be able to contact the inner conductor ;
The outer conductor includes a bottom plate, side plates standing on one and the other side edges of the bottom plate, end plates standing on one and the other edges of the bottom plate, and the side plates and the ends. a top plate provided on the upper edge of the plate,
end conductors are connected to the output-side line and the input-side line, respectively;
An insertion hole through which the end conductor is inserted is formed in the end plate,
The internal space is a space surrounded by the bottom plate, the side plate, the end plate, and the top plate, and is capable of storing the heat medium,
The inner conductor is arranged with a space through which the liquid can flow from the bottom plate, the side plate, the end plate and the top plate.
High frequency power combiner.
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