KR200235697Y1 - device for cooling of Linear Power Amplifier to use in Base Station Transciever Subsystem - Google Patents

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KR200235697Y1 KR2020010007329U KR20010007329U KR200235697Y1 KR 200235697 Y1 KR200235697 Y1 KR 200235697Y1 KR 2020010007329 U KR2020010007329 U KR 2020010007329U KR 20010007329 U KR20010007329 U KR 20010007329U KR 200235697 Y1 KR200235697 Y1 KR 200235697Y1
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Abstract

본 고안은 기지국의 내부에 장착되어 높은 온도로 발열되며 작동하는 발열체를 냉각시키는 냉각장치에 있어서, 상기 발열체의 양측에 부착되고, 발열체에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있도록 내측에 수평으로 형성되는 다수개의 안착홈이 구비된 한 쌍의 냉각플레이트를 구성하고, 상기 냉각플레이트의 내부에 부착되어 냉각수를 이동시키는 냉각수 이동부를 구성하며, 상기 냉각수 이동부를 상기 안착홈에 안착시키고, 상기 한 쌍의 냉각플레이트를 고정시키는 도전성 접착제를 구성함으로서, 발열체에서 발생되는 열을 공기보다 열전도성이 우수한 액체를 사용하여 냉각함으로, 발열체를 냉각시키는 냉각기능을 향상시킴과 아울러 회로에 발생하는 왜곡현상을 방지하여 제품의 수명을 연장시킴으로 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention is a cooling device for cooling a heating element that is installed inside the base station to generate a high temperature and operate at a high temperature, attached to both sides of the heating element, a plurality of horizontally formed inside to cool the heat generated from the heating element Comprising a pair of cooling plate provided with two seating grooves, a cooling water moving part attached to the inside of the cooling plate to move the cooling water, seating the cooling water moving part in the seating groove, the pair of cooling plates By forming a conductive adhesive to fix the heat, the heat generated from the heating element is cooled by using a liquid having better thermal conductivity than air, thereby improving the cooling function of cooling the heating element and preventing distortion of the product. Used in base stations to increase product reliability by extending lifespan , To a cooling apparatus for a linear power amplifier.

Description

기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치{device for cooling of Linear Power Amplifier to use in Base Station Transciever Subsystem}Device for cooling of Linear Power Amplifier to use in Base Station Transciever Subsystem}

본 고안은 이동통신 시스템의 기지국에 사용되는 선형전력증폭기(이하 '발열체'라 한다.)가 높은 온도 이상으로 발열되는 것을 방지하여 시스템을 안정하게 작동시키는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention prevents the linear power amplifier (hereinafter, referred to as the 'heating element') used in the base station of a mobile communication system from generating heat above a high temperature. It is about.

일반적으로 이동통신 시스템은, 셀룰러 이동통신(DCS), 개인 휴대 통신 (PCS), IMT-2000 시스템 등에서 전송된 신호는 이동국(MS: Mobile Station)으로 전송되고, 이 이동국(MS: Mobile Station)은 기지국(BTS: Base Station Transciever Subsystem)과 무선으로 통신을 수행하며, 제어국(BSC: Base Station Controller)에서는 상기 기지국(BSC: Base Station Controller)을 제어한다. 또한 교환국(MSC: Mobile Switching Center)은 상기 이동국(MS: Mobile Station)에서 송신된 신호는 다른 통신망으로 스위칭 해주고, 다른 통신망에서 송신된 신호는 스위칭하여 상기 이동국(MS: Mobile Station)에 연결하여 사용된다.In general, in a mobile communication system, a signal transmitted from a cellular mobile communication (DCS), a personal mobile communication (PCS), an IMT-2000 system, or the like is transmitted to a mobile station (MS), which is a mobile station (MS). A base station transceiver (BTS) communicates wirelessly, and a base station controller (BSC) controls the base station controller (BSC). In addition, a mobile switching center (MSC) switches signals transmitted from the mobile station (MS) to another communication network and switches signals transmitted from other communication networks to the mobile station (MS). do.

이러한 이동통신 시스템에 있어, 기지국에 설치되어 무선 주파수에 의해 송신된 신호, 또는 수신된 신호를 증폭하는 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier)는 매우 중요한 소자로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10)의 내부 일측에 격리되어 고정되며, 이러한 선형 전력 증폭기에 장애가 발생하였는지를 지속적으로 진단하고 만일 장애가 발생하였으면, 선형 전력 증폭기를 교체하여 사용한다.In such a mobile communication system, a linear power amplifier installed at a base station and amplifying a signal transmitted by a radio frequency or a received signal is a very important element. As shown in FIG. It is isolated and fixed on the inner side of 10) and continuously diagnoses whether such a linear power amplifier has failed, and if a failure occurs, replace the linear power amplifier.

한편, 상기 기지국(10)의 내부로 전달되는 신호는 안테나를 통하여 외부로 전송하며, 이 전송되는 신호의 출력을 크게 하여 전송하려면 출력이 큰 전력 증폭기가 사용되고, 입력된 신호에 비례하여 선형적으로 증폭해주는 고주파 트랜지스터의 발열량이 커짐에 따라 시스템의 운영중에 발생되는 열을 냉각시켜 일정한 온도로 유지 시켜야 한다. 이는 이동통신 시스템의 성능 및 안전도 면에서 매우 중요한 요소로 작용한다.On the other hand, the signal transmitted to the inside of the base station 10 is transmitted to the outside through the antenna, in order to increase the output of the transmitted signal is used a power amplifier having a large output, linearly proportional to the input signal As the heat output of the amplifying high frequency transistor increases, the heat generated during the operation of the system must be cooled and maintained at a constant temperature. This is a very important factor in the performance and safety of the mobile communication system.

이렇게 기지국(10)의 내부에 장착된 발열체(11)에서 발생된 열을 냉각시키기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발열체(11)를 중앙에 장착한 냉각플레이트(21)가 상.하로 구성되고, 상기 발열체(11)에서 발생된 열을 전달하며, 발열체(11)의 전표면을 수용하는 히트싱크(22)가 구성되며, 이 히트싱크(22)에 전달된 열을 냉각시키기 위해 외부의 공기를 흡입하여 배출하는 흡입팬(23)과 배출팬(24)이 냉각플레이트(21)의 일측과 타측에 고정된다. 상기 히트싱크(22)의 상면에는 다수개의 방열핀(221)이 형성된다.In order to cool the heat generated by the heating element 11 mounted inside the base station 10 as shown in FIG. 2, the cooling plate 21 having the heating element 11 in the center is configured up and down. The heat sink 22 is configured to transfer heat generated by the heat generating element 11 and to receive the entire surface of the heat generating element 11, and to cool the heat transferred to the heat sink 22. The suction fan 23 and the discharge fan 24 for sucking and discharging air are fixed to one side and the other side of the cooling plate 21. A plurality of heat sink fins 221 are formed on the top surface of the heat sink 22.

상기와 같이 구성된 종래 냉각장치의 작동과정을 설명한다.It describes the operation of the conventional cooling device configured as described above.

먼저, 기지국(10)의 내부로 전원이 인가되면, 발열체(11)가 작동하면서 열이 발생하며, 발생된 열은 발열체(11)의 하부에 장착된 히트싱크(22)로 이동되고, 히트싱크(22)에 전달된 열은 방열핀(221)으로 전달된다.First, when power is applied to the inside of the base station 10, heat is generated while the heat generator 11 operates, and the generated heat is moved to the heat sink 22 mounted under the heat generator 11, and the heat sink Heat transmitted to the 22 is transferred to the heat radiation fins 221.

이렇게 방열핀(221)으로 전달된 열은, 공기대류에 의해 열교환되어 발열체(11)를 냉각시키는 자연공기대류방식이 있고, 또 다른 냉각방법은, 흡입팬(23)이 외부의 공기를 흡입하여 온도가 높은 방열핀(221)과 열교환된 후, 열교환된 공기는 배출팬(24)으로 배출하여 발열체(11)를 냉각시키는 팬에 의한 강제공기대류방식이 있었다.The heat transferred to the heat dissipation fin 221 is a natural air convection method of heat exchange by air convection to cool the heating element 11, and another cooling method is that the suction fan 23 sucks outside air to After the heat exchange with the high heat radiation fin 221, the heat-exchanged air was discharged to the discharge fan 24, there was a forced air convection method by the fan to cool the heating element (11).

상기와 같은 방법으로 높은 온도가 발생되는 발열체(11)를 냉각하여 일정 온도를 유지하면서 작동하게 되는 것이다.By operating the above-described method to cool the heating element 11 is generated a high temperature to maintain a constant temperature.

그런데 상기와 같은 종래의 냉각장치는, 공냉식으로 높은 출력이 요구되는 발열체의 발열 온도를 제어하는데 한계가 있고, 높은 온도에서 출력되는 회로에 왜곡현상이 발생하여 제품의 수명이 단축되는 문제점이 있고, 외부 공기의 흡입으로 인한 먼지가 히트싱크에 부착되어 발열체에서 발생된 열을 냉각시키는 냉각기능이 떨어져 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, the conventional cooling device as described above, there is a limit in controlling the heating temperature of the heating element that requires a high output by air-cooled, there is a problem that the life of the product is shortened by distortion occurs in the circuit output at a high temperature, Dust caused by the intake of external air is attached to the heat sink, there is a problem that the cooling function to cool the heat generated by the heating element is lowered, thereby reducing the reliability of the product.

이에 본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은, 발열체에서 발생되는 열을 공기보다 열전도성이 우수한 액체를 사용하여 냉각함으로, 발열체를 냉각시키는 냉각기능을 향상시킴과 아울러, 회로에 발생하는 왜곡현상을 방지하여 제품의 수명을 연장시킴으로 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to cool the heat generated by the heating element using a liquid having better thermal conductivity than air, thereby improving the cooling function of cooling the heating element. In addition, the present invention provides a cooling device for a linear power amplifier used in a base station, which improves reliability of a product by preventing a distortion phenomenon occurring in a circuit and extending a product life.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 기지국의 내부에 장착되어 높은 온도로 발열되도록 작동하는 발열체를 냉각시키는 냉각장치에 있어서, 상기 발열체의 양측에 부착되고 발열체에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있도록 내측에 수평으로 형성되는 다수개의 안착홈이 구비된 한 쌍의 냉각플레이트와; 상기 냉각플레이트의 내부에 부착되어 냉각수를 이동시키는 냉각수 이동부와; 상기 냉각수 이동부를 상기 안착홈에 안착시키고, 상기 한 쌍의 냉각플레이트를 고정시키는 도전성 접착제로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object, in the cooling device for cooling the heating element mounted inside the base station to operate to generate heat at a high temperature, which is attached to both sides of the heating element so as to cool the heat generated in the heating element A pair of cooling plates provided with a plurality of seating grooves formed horizontally in the chamber; A coolant moving part attached to the inside of the cooling plate to move the coolant; The cooling water moving portion is seated in the mounting groove, characterized in that consisting of a conductive adhesive for fixing the pair of cooling plates.

도 1은 일반적인 기지국의 정단면도1 is a front cross-sectional view of a typical base station

도 2는 종래의 냉각장치를 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing a conventional cooling apparatus.

도 3은 본 고안이 적용된 냉각장치의 분리사시도3 is an exploded perspective view of a cooling apparatus to which the present invention is applied

도 4는 본 고안이 적용된 냉각장치의 단면도4 is a cross-sectional view of a cooling apparatus to which the present invention is applied.

도 5는 본 고안이 적용된 냉각장치의 사용상태도5 is a state of use of the cooling device to which the present invention is applied

도 6은 본 고안이 적용된 냉각장치의 다른실시예의 사시도6 is a perspective view of another embodiment of a cooling apparatus to which the present invention is applied

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 기지국 11: 발열체10: base station 11: heating element

30: 냉각플레이트 31: 안착홈30: cooling plate 31: seating groove

40: 냉각수 이동부 41, 41': 파이프40: coolant moving part 41, 41 ': pipe

42: 연결부재 50: 도전성 접착제42: connecting member 50: conductive adhesive

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 3은 본 고안이 적용된 냉각장치의 분리사시도이고, 도 4는 본 고안이 적용된 냉각장치의 단면도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is an exploded perspective view of a cooling apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling apparatus to which the present invention is applied.

본 고안은, 기지국(10)의 내부에 장착되어 높은 온도로 발열되도록 작동하는 발열체(11)를 냉각시키는 냉각장치에 있어서, 상기 발열체(11)의 양측에 부착하여 발열체(11)에서 발생된 열을 냉각시킬 수 있도록 내측에 수평으로 형성되는 다수개의 안착홈(31)이 구비된 한 쌍의 냉각플레이트(30)가 구성되고, 상기 냉각플레이트(30)의 내부에 부착되어 냉각수를 이동시키는 냉각수 이동부(40)가 구성되며, 상기 냉각수 이동부(40)를 상기 안착홈(31)에 안착시키고, 상기 한 쌍의 냉각플레이트(30)를 고정시키는 도전성 접착제(50)로 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention is a cooling device for cooling the heating element 11 mounted inside the base station 10 to operate to generate heat at a high temperature, the heat generated by the heating element 11 attached to both sides of the heating element 11 A pair of cooling plates 30 are provided with a plurality of seating grooves 31 formed horizontally inside the cooling plates 30 so as to cool them, and are attached to the inside of the cooling plates 30 to move the cooling water. The part 40 is configured, and consists of a conductive adhesive 50 for seating the coolant moving part 40 in the seating groove 31, and fixing the pair of cooling plates 30, more Specifically, it is as follows.

상기 냉각수 이동부(40)는, 상기 안착홈(31)에 안착되는 파이프(41)(41')가 구비되고, 상기 파이프(41)와 파이프(41')를 연결하는 연결부재(42)가 구성된다.The coolant moving part 40 is provided with pipes 41 and 41 ′ which are seated in the seating groove 31, and a connection member 42 connecting the pipe 41 and the pipe 41 ′ is provided. It is composed.

한편, 상기 파이프(41)(41')와 연결부재(42)를 일체로 성형하여 유로를 제작한 냉각수 이동부재(43)가 구성된다.On the other hand, the pipe 41, 41 'and the connecting member 42 is integrally molded to form a cooling water moving member 43 to produce a flow path.

상기 도전성 접착제(50)는, 에폭시와 알루미늄분말을 40%: 60%로 혼합하여 형성한다.The conductive adhesive 50 is formed by mixing epoxy and aluminum powder at 40%: 60%.

다음은 상기와 같이 구성된 본 고안 냉각장치의 제작과정을 설명한다.The following describes the manufacturing process of the present invention cooling device configured as described above.

먼저, 에폭시 40%와 알루미늄 분말 60%의 배율로 혼합하여 도전성 접착제(50)를 제작하고, 한 쌍의 냉각플레이트(30)의 내측에 형성된 안착홈(31)이, 서로 대응하도록 한 상태에서, 상기 냉각플레이트(30)의 안착홈(31)이 형성된 내측면에 도전성 접착제(50)를 바르고, 상기 안착홈(31)에 파이프(41)(41')를 안착시켜 결합시킨 후, 냉각플레이트(30')의 안착홈(30')을 파이프(41)(41')의 상면에 위치시킨 후, 결합하여 고정시킨다. 이때, 상기와 같이 결합된 파이프(41)(41')의 단부를 연결부재(42)로 결합하여 냉각수가 이동될 수 있도록 유로를 형성하게 되는 것이다.First, a conductive adhesive 50 is prepared by mixing at a magnification of 40% epoxy and 60% aluminum powder, and in a state in which the mounting grooves 31 formed inside the pair of cooling plates 30 correspond to each other, Applying a conductive adhesive 50 to the inner surface on which the seating groove 31 of the cooling plate 30 is formed, and seating and coupling the pipes 41 and 41 'to the seating groove 31, the cooling plate ( The mounting groove 30 'of the 30' is positioned on the upper surface of the pipes 41 and 41 ', and then coupled and fixed. At this time, the ends of the pipes 41 and 41 'coupled as described above are coupled to the connection member 42 to form a flow path so that the coolant can be moved.

다음은 상기와 같이 결합된 냉각장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.Next will be described the operation of the combined cooling device as follows.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수 발생부(60)의 수조(61)에 저장된 펌프(62)에 의해 냉각플레이트(30)의 하부에 수평으로 장착된 냉각수 이동부(40)측으로 강제로 펌핑된다. 이렇게 펌핑된 냉각수는 냉각수 이동부(40)의 파이프(41)로 유입되고, 유입된 냉각수는 다시 연결부재(42)를 통해 파이프(41')로 유입되는 과정을 통하여, 냉각플레이트(30)에 부착된 발열체(11)에서 발생된 열을 냉각시키게 된다. 이때, 상기 발열체(11)에서 발생된 열은 냉각플레이트(30)로 전달되고, 냉각플레이트(30)로 전달된 열은 냉각수 발생부(60)의 펌프(62))에 의해 펌핑되어 냉각수 이동부(40)로 이동되는 냉각수에 의해 열을 흡수하게 함으로서 발열체(11)를 냉각시킨다. 이러한 과정을 통하여 열을 흡수한 냉각수는 냉각플레이트(30)의 상부에 수평으로 형성된 파이프(41')를 통해 라이에이터(63)측으로 배출된다.First, as shown in FIG. 5, the pump 62 stored in the water tank 61 of the coolant generator 60 is forced to the coolant moving part 40 mounted horizontally to the lower part of the coolant plate 30. Pumped. The pumped coolant flows into the pipe 41 of the coolant moving part 40, and the introduced coolant flows back into the pipe 41 ′ through the connection member 42 to the cooling plate 30. The heat generated by the attached heating element 11 is cooled. At this time, the heat generated in the heating element 11 is transferred to the cooling plate 30, the heat transferred to the cooling plate 30 is pumped by the pump 62 of the coolant generator 60, the coolant moving unit The heat generating element 11 is cooled by allowing heat to be absorbed by the cooling water moved to 40. The coolant absorbing heat through this process is discharged to the writer 63 through a pipe 41 'formed horizontally on the top of the cooling plate 30.

이렇게 발열체(11)로부터 발생하는 열을 흡수한 높은 온도의 냉각수는 라디에이터(63)를 통과하면서 상온에서 열교환된 후, 다시 수조(61)에 저장되며, 수조(61)에 저장된 냉각수는 펌프(62)의 강제 펌핑력에 의해 냉각수 이동부(40)측으로 펌핑되고, 펌핑된 냉각수는 냉각플레이트(30)의 내측에 형성된 냉각수 이동부(40)의 내부를 순환하는 과정을 반복하면서 냉각기능을 연속적으로 수행하게 되는 것이다.The high temperature cooling water absorbing the heat generated from the heating element 11 is heat-exchanged at room temperature while passing through the radiator 63, and is then stored in the water tank 61, and the cooling water stored in the water tank 61 is pump 62 Pumped to the coolant moving part 40 by the forced pumping force of the), the pumped coolant is continuously cooling the cooling function while repeating the process of circulating the inside of the coolant moving part 40 formed inside the cooling plate 30 It will be done.

이상에서와 같이 본 고안 선형전력증폭기의 냉각장치는, 발열체에서 발생되는 열을 공기보다 열전도성이 우수한 액체를 사용하여 냉각함으로, 발열체를 냉각시키는 냉각기능을 향상시킴과 아울러, 회로에 발생하는 왜곡현상을 방지하여 제품의 수명을 연장시킴으로 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 이점이 있는 것이다.As described above, the cooling device of the linear power amplifier of the present invention cools heat generated by the heating element by using a liquid having better thermal conductivity than air, thereby improving the cooling function of cooling the heating element and generating distortion in the circuit. It has the advantage of improving the reliability of the product by preventing the phenomenon to extend the life of the product.

Claims (4)

기지국(10)의 내부에 장착되어 높은 온도로 발열되도록 작동하는 발열체(11)를 냉각시키는 냉각장치에 있어서,In the cooling device for cooling the heating element 11 mounted inside the base station 10 to operate to generate heat at a high temperature, 상기 발열체(11)의 양측에 부착되고, 발열체(11)에서 발생된 열을 냉각시킬수 있도록 내측에 수평으로 형성되는 다수개의 안착홈(31)이 구비된 한 쌍의 냉각플레이트(30)와;A pair of cooling plates 30 attached to both sides of the heating element 11 and having a plurality of seating grooves 31 formed horizontally inside to cool the heat generated by the heating element 11; 상기 냉각플레이트(30)의 내부에 부착되어 냉각수를 이동시키는 냉각수 이동부(40)와;A coolant moving part (40) attached to the inside of the cooling plate (30) to move the coolant; 상기 냉각수 이동부(40)를 상기 안착홈(31)에 안착시키고, 상기 한 쌍의 냉각플레이트(30)를 고정시키는 도전성 접착제(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치.In the linear power amplifier of the base station, characterized in that the cooling water moving part 40 is seated in the seating groove 31, and composed of a conductive adhesive 50 for fixing the pair of cooling plates 30 Chiller. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 이동부(40)는,The method of claim 1, wherein the coolant moving unit 40, 상기 안착홈(31)에 안착되는 파이프(41)(41')가 구비되고, 상기 파이프(41)와 파이프(41')를 연결하는 연결부재(42)가 구성된 것을 특징으로 하는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치.Pipes 41 and 41 ′ which are seated in the seating groove 31 are provided, and a connecting member 42 connecting the pipe 41 and the pipe 41 ′ is used for the base station. Cooling device for linear power amplifiers. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 이동부(40)는,The method of claim 1, wherein the coolant moving unit 40, 상기 파이프(41)(41')와 연결부재(42)를 일체로 성형하여 유로를 제작한 냉각수 이동부재(43)가 구성되는 특징으로 하는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치.Cooling apparatus for a linear power amplifier for a base station, characterized in that the pipe 41, 41 'and the connecting member 42 is integrally molded to form a coolant moving member 43 for producing a flow path. 제1항에 있어서, 상기 도전성 접착제(50)는,The method of claim 1, wherein the conductive adhesive 50, 에폭시와 알루미늄분말을 40%: 60%로 혼합하여 형성된 것을 특징으로 하는 기지국에 사용되는 선형전력증폭기의 냉각장치.Cooling apparatus of a linear power amplifier for a base station, characterized in that formed by mixing 40%: 60% epoxy and aluminum powder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100397126B1 (en) * 2001-09-04 2003-09-06 주식회사 현대시스콤 Device for cooling lpa

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