KR20090051979A - 무선통신 중계기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥외용 무선통신 중계기에 설치되는 증폭기에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킴과 동시에 무선통신 중계기의 전체 크기를 대폭 줄일 수 있는 방열구조를 갖는 무선통신 중계기에 관한 것으로, 본 발명의 무선통신 중계기는, 양면에 개방부가 각각 형성된 함체와; 상기 함체의 첫번째 개방부를 개폐하는 제1도어와; 상기 함체 내부에 고정되게 설치되는 열전도성 재질의 내부 히트싱크와, 상기 내부 히트싱크의 면 중 제1도어와 마주보는 면에 고정되게 부착되는 적어도 1개 이상의 내측 증폭기와, 상기 제1도어에 그 외측면이 외부와 연통되며 그 내측면이 함체 내부와 연통되도록 설치된 열전도성 재질의 외부 히트싱크와, 상기 외부 히트싱크의 내측면에 고정되게 부착되는 적어도 1개 이상의 외측 증폭기로 구성된 고발열부와; 상기 함체의 두번째 개방부를 개폐하는 제2도어와; 상기 함체 내에서 상기 내부 히트싱크의 외측과 상기 제2도어 사이에 구획된 공간에 구성되며, 상기 내부 히트싱크를 통해 상기 증폭기들과 전기적으로 연결되는 전자부품들이 설치된 시스템부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 따르면, 무선통신 중계기의 전체 구조적인 복잡성과 크기를 증대시키지 않고 기존보다 많은 수의 증폭기를 하나의 함체에 구성할 수 있으며, 다른 전자부품들의 열적 안정성이 확보되어 고온에 의한 성능저하 및 시스템 오류를 방지할 수 있다.

무선통신 중계기, 중계기, 증폭기, 앰프, 고발열, 방열구조, 히트싱크

Description

무선통신 중계기{repeater for radio communication}

본 발명은 무선통신 중계기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥외용 무선통신 중계기에 설치되는 고발열부, 예컨대 증폭기에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킴과 동시에 무선통신 중계기의 전체 크기를 대폭 줄일 수 있는 방열구조를 갖는 무선통신 중계기에 관한 것이다.

일반적으로 무선통신 중계기는 기지국에서 송출되는 전파의 세기가 약해지는 곳에 설치되어 기지국의 신호를 증폭시켜 줌으로써 통화가능 지역범위를 확대하고 통화 품질을 향상시켜주는 무선통신장치이다.

이러한 무선통신 중계기는 대부분 옥외에 설치되기 때문에 외부 환경으로부터 전자부품을 보호하기 위한 함체를 구비한다. 그리고, 상기 함체 내에는 고출력 증폭기(HPA: High Power Amplifier) 및/또는 선형출력증폭기(LPA; Linear Power Amplifier), 전원공급장치(SMPS), 디지털 신호처리장치 등과 같은 무선통신용 전자부품들이 설치된다.

그런데, 상기 무선통신 중계기에 설치되는 전자부품들 중 증폭기는 최대로 동작할 때 50℃ 이상의 고열이 발생되는 고발열체로서 함체 내부의 온도를 크게 상 승시켜 주변의 다른 전자부품들의 동작 이상을 초래하는 원인이 될 수 있다.

이에 통상의 무선통신 중계기는 함체 내부에 열전도성 금속 재질의 히트싱크를 설치하고, 이 히트싱크에 증폭기를 접촉시켜 장착함으로써 선형증폭기에서 발생한 열이 히트싱크를 통해 외부로 방열되도록 하고 있다. 이러한 무선통신 중계기의 방열 성능을 더욱 향상시키기 위해 함체의 일측에 상기 히트싱크로 외부 공기를 송풍하여 주는 송풍기(blower)가 장착되기도 한다.

그런데, 최근들어 이동통신 1세대인 AMPS(Advanced Mobile Phone Service), 2세대 IS-95(CDMA One) 계열, 그리고 3세대인 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000 (CDMA 2000) 및 WiBro, 위성 DMB에 이르기까지 이동통신 및 방송기술이 단기간에 비약적인 발전을 거듭함에 따라 하나의 무선통신 중계기 내에 여러개의 증폭기들과 전자부품 모듈들이 설치되는 경우가 발생한다.

이 경우, 종래의 무선통신 중계기는 장착되는 증폭기의 수에 비례하여 함체의 크기가 증가하게 되고, 이에 따라 제작 비용이 대폭 증가하며, 설치공간의 제약을 받는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 증폭기(amplifier)와 같은 고발열체의 수가 증가하더라도 구조적인 복잡성과 크기를 증가시키지 않고 고발열체들을 효과적으로 방열시키면서 함체 내부에 장착할 수 있는 무선통신 중계기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 적어도 일면에 개방부가 형성된 함체와; 상기 함체의 내부에 설치되며, 그 외측면은 외부와 연통되게 설치되고, 그 내측면에는 증폭기가 고정되게 부착되는 열전도성 재질의 내부 히트싱크와; 상기 함체의 개방부를 개폐하는 도어와; 상기 도어에 고정되게 설치되며, 그 외측면은 외부와 연통되게 설치되고, 그 내측면에는 증폭기가 고정되게 부착되는 열전도성 재질의 외부 히트싱크를 포함하여 구성된 무선통신 중계기가 제공된다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 양면에 개방부가 각각 형성된 함체와; 상기 함체의 첫번째 개방부를 개폐하는 제1도어와; 상기 함체 내부에 고정되게 설치되는 열전도성 재질의 내부 히트싱크와, 상기 내부 히트싱크의 면 중 제1도어와 마주보는 면에 고정되게 부착되는 적어도 1개 이상의 내측 증폭기와, 상기 제1도어에 그 외측면이 외부와 연통되며 그 내측면이 함체 내부와 연통되도록 설치된 열전도성 재질의 외부 히트싱크와, 상기 외부 히트싱크의 내측면에 고정되게 부착되는 적 어도 1개 이상의 외측 증폭기로 구성된 고발열부와; 상기 함체의 두번째 개방부를 개폐하는 제2도어와; 상기 함체 내에서 상기 내부 히트싱크의 외측과 상기 제2도어 사이에 구획된 공간에 구성되며, 상기 내부 히트싱크를 통해 상기 증폭기들과 전기적으로 연결되는 전자부품들이 설치된 시스템부를 포함하여 구성된 무선통신 중계기가 제공된다.

이러한 본 발명에 따르면, 고발열체인 증폭기가 함체 내의 내부 히트싱크와 도어에 고정되는 외부 히트싱크에 각각 부착되며, 도어 폐쇄시 상기 증폭기들이 설치된 부분이 무선통신을 위한 각종 전자부품들이 실장된 시스템부와는 분리된 상태로 별도의 방열구조를 이루게 된다. 따라서, 무선통신 중계기의 전체 구조적인 복잡성과 크기를 증대시키지 않고 기존보다 많은 수의 증폭기를 하나의 중계기 함체에 구성할 수 있으며, 다른 전자부품들의 열적 안정성이 확보되어 고온에 의한 성능저하 및 시스템 오류를 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 일 실시예를 나타낸 도면들로, 본 발명의 무선통신 중계기는 제1면(편의상 이하부터 '후방면'이라 함)과 제2면(편의상 이하부터 '전방면'이라 함)이 개방된 함체(10)와, 상기 함체(10)의 후방면을 개폐하는 제1도어(20)와, 상기 함체(10)의 전방면을 개폐하는 제2도 어(30)와, 상기 함체(10) 내부의 전방부에 구성되는 시스템부(40)와, 상기 함체(10)의 후방부에 구성되는 고발열부(50)로 구성된다.

도 1에 도시된 것과 같이, 상기 함체(10)는 금속 재질로 이루어지며, 내부가 비어 있는 직육면체의 박스 형태를 갖는다. 상기 함체(10)의 양측면과 상,하부면의 중간에는 내부 공간으로 연통되는 복수개의 통기공(12)들이 관통되게 형성되어 있다.

도 2와 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 시스템부(40)는 함체(10)의 내부 공간에 고정되게 설치되는 열전도성 금속, 예컨대 알루미늄 재질의 시스템측 내부 히트싱크(41)와, 상기 시스템측 내부 히트싱크(41)의 방열판(41a)에 고정되는 무선통신을 위한 각종 전자부품(42)들로 이루어진다.

상기 시스템측 내부 히트싱크(41)는 함체(10) 내부 공간에 고정되어 격벽을 형성하는 판상의 방열판(41a)과, 상기 방열판(41a)의 일면에 후방으로 수직하게 연장되게 형성되면서 방열 면적을 증대시키는 복수개의 방열핀(41b)(heat radiating fin)으로 이루어져, 상기 전자부품(42)들에서 발생하는 열을 방출하는 기능을 수행한다.

그리고, 상기 시스템측 내부 히트싱크(41)의 방열판(41a)의 양측 중간부분에는 시스템부(40)의 전자부품(42)들과 고발열부(50)의 증폭기(52, 54)들을 전기적으로 연결하기 위한 전선(57)(도 3참조)들이 통과하는 관통공(41c)이 형성되어 있다.

상기 고발열부(50)는 도 3 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 함체(10)의 내부 공간에 고정되게 설치되는 열전도성 금속 재질의 고발열측 내부 히트싱크(51)와, 상기 고발열측 내부 히트싱크(51)의 방열판(51a) 후면에 접촉하여 부착되는 적어도 1개 이상(이 실시예에서 2개)의 내측 증폭기(52)들과, 상기 제1도어(20)에 고정되게 부착되는 외부 히트싱크(53)와, 상기 외부 히트싱크(53)의 내측면에 접촉하여 부착되는 적어도 1개 이상(이 실시예에서 2개)의 외측 증폭기(54)들을 포함하여 구성된다.

상기 고발열측 내부 히트싱크(51)는 시스템측 내부 히트싱크(41)와 마찬가지로 함체(10) 내부 공간을 가로지르며 격벽을 형성하는 판상의 방열판(51a)과, 상기 방열판(51a)의 전방면에 전방으로 수직하게 연장되게 형성되면서 방열 면적을 증대시키는 복수개의 방열핀(51b)으로 이루어진다.

또한, 고발열측 내부 히트싱크(51)의 중간부분 양측에도 시스템측 내부 히트싱크(41)의 관통공(41c)과 대응하는 위치에 전선(57)들이 통과하는 관통공(51c)들이 형성되어 있다.

상기 외부 히트싱크(53)는 사각 프레임 형태의 제1도어(20)의 내측 개구부에 일체로 결합되는 판상의 방열판(53a)과, 이 방열판(53a)의 외면에 후방으로 수직하게 연장되게 형성되면서 방열 면적을 증대시키는 복수개의 방열핀(53b)으로 이루어진다.

상기 고발열측 내부 히트싱크(51)와 외부 히트싱크(53)에는 각각의 증폭기(52, 54)가 부착되는 부분에 증폭기(52, 54)와 접촉하면서 방열 성능을 더욱 향상시키는 히트파이프(55)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 히트파이프(55)는 열전도성이 매우 좋은 금속, 예컨대 구리로 된 중공의 파이프 내에 열전도성 액체 물 질이 채워진 구조로 이루어져, 증폭기(52, 54)에서 발생된 열이 상기 히트파이프(55) 내의 액체 물질로 전달되면서 방열이 더욱 원활하게 이루어지도록 하는 기능을 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기 제1도어(20)와 제2도어(30)는 일측 가장자리에 장착된 복수개의 힌지어셈블리(21, 31)에 의해 함체(10)에 선회 가능하게 연결되어, 상기 힌지어셈블리(21, 31)를 중심으로 수평 회전하면서 함체(10)의 전,후방 개구부들을 개폐한다. 또한, 제1도어(20)와 제2도어(30)의 반대편 일측 가장자리에는 함체(10)에 대해 제1도어(20)와 제2도어(30)를 각각 고정 또는 해제시키는 클램프(22, 32)가 장착되어 있다.

상기 제1도어(20)와 제2도어(30)의 내측에는 가장자리를 따라 밀폐용 가스켓(23, 33)과, 도어 폐쇄시 함체(10)의 내측 가장자리와 탄성적으로 접촉하면서 전자파장해(EMI)를 방지하기 위한 접속핀(미도시)들이 설치된다.

또한, 상기 제1도어(20)의 외면에는 상기 외부 히트싱크(53)를 덮음으로써 외부 히트싱크(53)를 외부로부터 보호함과 더불어 작업자가 외부 히트싱크(53)에 접촉하여 상해를 입는 안전사고를 방지하는 도어커버(25)가 결합된다. 상기 도어커버(25)는 외부 히트싱크(53)가 외부와 연통된 상태를 유지할 수 있도록 상,하부면이 개방되고, 전면(全面)에 복수개의 통기공(26)들이 관통되게 형성된 구조를 갖는다.

상기 제1도어(20)는 전술한 것처럼 외부 히트싱크(53)와 외측 증폭기(54), 도어커버(25) 등을 장착하고 있기 때문에 중량이 증가하게 되고, 이에 따라 제1도 어(20)의 처짐 등이 발생하여 중계기를 이동하거나 외측 증폭기(54)를 동작시킬 때 진동이 발생할 수 있다. 이에 본 발명의 무선통신 중계기는 이러한 제1도어(20)의 진동을 방지하기 위한 진동방지수단으로서, 상기 함체(10)의 후방측 개방부의 가장자리 외측에 오목한 고정홈(62)이 형성된 복수개의 고정홈부(61)를 형성하고, 상기 제1도어(20)의 가장자리 외측에 상기 고정홈부(61)의 고정홈(62)에 대응하여 삽입되는 고정돌기(66)가 형성된 복수개의 고정돌기부(65)를 형성함으로써, 제1도어(20)가 함체(10)의 개방부를 폐쇄할 때 상기 고정돌기(66)가 고정홈(62)에 거의 꼭 맞게 삽입되면서 제1도어(20)가 함체(10)에 견고하게 지지되도록 한다. 물론, 상기 고정홈부(61)와 고정돌기부(65)는 반대로 형성될 수도 있다. 즉, 함체(10)에 고정돌기부(65)가 구성되고, 제1도어(20)에 고정홈부(61)가 구성될 수도 있다.

상기 고정홈(62)과 고정돌기(66)는 단순한 사각형 형태로 이루어질 수도 있지만, 도 7에 도시된 것과 같이, 고정홈부(61)의 고정홈(62)은 중앙으로 수렴하면서 경사지게 형성되어 고정돌기(66)의 진입을 안내하는 가이드경사면(62a)과, 이 가이드경사면(62a)의 중앙에 상하방향으로 오목하게 형성된 측방이동방지홈(62b)과, 상기 고정홈부(61)의 중간 부분에 사각형 형태로 오목하게 형성된 상하이동방지홈(62c)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 고정돌기부(65)는 상기 고정홈부(61)의 측방이동방지홈(62b)에 대응하여 삽입되는 측방이동방지돌기(66a)와, 상기 상하이동방지홈(62c)에 대응하여 삽입되는 상하이동방지돌기(66b)로 이루어질 수 있다.

따라서, 제1도어(20)를 폐쇄하게 되면, 상기 고정돌기부(65)의 측방이동방지돌기(66a)가 고정홈부(61)의 가이드경사면(62a)에 의해 위치가 안내되면서 측방이 동방지홈(62b)에 거의 꼭맞게 삽입됨과 동시에, 상하이동방지돌기(66b)가 상하이동방지홈(62c) 내에 삽입되면서 견고하게 지지되어, 제1도어(20)의 측방 이동 및 상하 이동이 제한되고, 진동이 최소화될 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 함체(10)의 하부면 중간부분에는 외부 공기를 강제 흡입하여 상기 시스템측 내부 히트싱크(41)와 고발열측 내부 히트싱크(51) 쪽으로 송풍시킴으로써 방열 성능을 극대화시키는 송풍기(70)들이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 송풍기(70)에 의해 송풍되는 공기는 함체(10)의 통기공(12)들을 통해 유동하며 열을 외부로 배출시킨다.

이 실시예에서 상기 송풍기(70)는 함체(10)의 하부에 구성되지만, 이와 다르게 함체(10)의 내부 공간, 엄밀히 말해서 시스템측 내부 히트싱크(41)와 고발열측 내부 히트싱크(51) 사이 공간 등, 임의의 적절한 부분에 설치될 수도 있을 것이다.

또한, 이 실시예에서 상기 함체(10)는 일체형으로 이루어진 것을 예시하지만, 이와 다르게 서로 분리된 2개의 함체를 일체로 결합시켜 하나의 중계기 함체를 구성할 수도 있다. 즉, 상기 고발열부(50)가 구성된 함체와 시스템부(40)가 구성된 함체를 별도로 제작한 다음, 이들을 통기공이 형성된 금속 플레이트 등을 이용하여 일체로 결합시켜 하나의 중계기를 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 무선통신 중계기는 고발열체인 증폭기(52, 54)가 함체(10) 내부와 제1도어(20)의 내측에 각각 분할 설치되고, 각각의 증폭기(52, 54)들이 함체(10) 내부에 설치된 고발열측 내부 히트싱크(51)와 제1도어(20)의 외부 히트싱크(53)에 의해 방열되는 구조를 이루므로, 중계기의 전체 크기가 동일하다고 가정할 때 기존보다 2배 더 많은 수의 증폭기(52, 54)를 장착할 수 있다. 예를 들어, 이 실시예에 제시된 크기의 중계기를 기준으로 할 때, 기존의 무선통신 중계기는 함체(10) 내부에 2개의 증폭기만 설치할 수 있지만, 본 발명의 무선통신 중계기는 4개의 증폭기를 설치할 수 있다.

따라서, 본 발명의 무선통신 중계기는 함체 크기를 증가시키지 않고 한번에 설치할 수 있는 증폭기의 수를 증가시킬 수 있는 이점을 제공한다.

또한, 본 발명의 무선통신 중계기는 고발열체인 증폭기(52, 54)들이 함체(10) 내에서 시스템부(40)와는 별도로 구성되므로 시스템부(40)로의 열전달이 최소화되고, 이에 따라 전자부품(42)들이 증폭기(52, 54)의 발열에 의해 영향을 받는 것이 최소화되는 이점도 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 일 실시예를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 무선통신 중계기의 시스템부의 구조를 나타낸 것으로, 제2도어를 개방한 상태의 정면도

도 3은 도 1의 무선통신 중계기의 고발열부의 구조를 나타낸 것으로, 제1도어를 개방한 상태의 정면도

도 4는 도 1의 무선통신 중계기의 요부 종단면도

도 5는 도 1의 무선통신 중계기의 위에서 본 요부 횡단면도

도 6은 도 1의 무선통신 중계기의 아래에서 본 요부 횡단면도

도 7은 도 1의 무선통신 중계기의 진동방지수단의 일 실시예를 나타낸 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 함체 12 : 통기공

20 : 제1도어 21 : 힌지어셈블리

22 : 클램프 25 : 도어커버

30 : 제2도어 31 : 힌지어셈블리

32 : 클램프 40 : 시스템부

41 : 시스템측 내부 히트싱크 42 : 전자부품

50 : 고발열부 51 : 고발열측 내부 히트싱크

52, 54 : 증폭기 53 : 외부 히트싱크

61 : 고정홈부 62 : 고정홈

65 : 고정돌기부 66 : 고정돌기

70 : 송풍기

Claims (5)

1. 적어도 일면에 개방부가 형성된 함체와;

   상기 함체의 내부에 설치되며, 그 외측면은 외부와 연통되게 설치되고, 그 내측면에는 증폭기가 고정되게 부착되는 열전도성 재질의 내부 히트싱크와;

   상기 함체의 개방부를 개폐하는 도어와;

   상기 도어에 고정되게 설치되며, 그 외측면은 외부와 연통되게 설치되고, 그 내측면에는 증폭기가 고정되게 부착되는 열전도성 재질의 외부 히트싱크를 포함하여 구성된 무선통신 중계기.
2. 제1항에 있어서, 도어가 함체의 개방부를 폐쇄할 때 상호 결합되면서 함체에 대해 도어를 견고하게 지지하여 도어의 진동을 방지하는 진동방지수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.
3. 제2항에 있어서, 상기 진동방지수단은, 상기 함체의 개방부의 가장자리 외측 또는 도어의 가장자리 외측에 설치되며 오목한 고정홈이 형성된 고정홈부와, 상기 도어의 가장자리 외측 또는 함체의 개방부의 가장자리 외측에 설치되며 상기 고정홈부의 고정홈에 대응하여 삽입되는 고정돌기가 형성된 고정돌기부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.
4. 양면에 개방부가 각각 형성된 함체와;

   상기 함체의 첫번째 개방부를 개폐하는 제1도어와;

   상기 함체 내부에 고정되게 설치되는 열전도성 재질의 내부 히트싱크와, 상기 내부 히트싱크의 면 중 제1도어와 마주보는 면에 고정되게 부착되는 적어도 1개 이상의 내측 증폭기와, 상기 제1도어에 그 외측면이 외부와 연통되며 그 내측면이 함체 내부와 연통되도록 설치된 열전도성 재질의 외부 히트싱크와, 상기 외부 히트싱크의 내측면에 고정되게 부착되는 적어도 1개 이상의 외측 증폭기로 구성된 고발열부와;

   상기 함체의 두번째 개방부를 개폐하는 제2도어와;

   상기 함체 내에서 상기 내부 히트싱크의 외측과 상기 제2도어 사이에 구획된 공간에 구성되며, 상기 내부 히트싱크를 통해 상기 증폭기들과 전기적으로 연결되는 전자부품들이 설치된 시스템부를 포함하여 구성된 무선통신 중계기.
5. 제4항에 있어서, 상기 함체는, 상기 제1도어와 고발열부가 설치되는 제1함체와, 상기 제1함체에 고정되게 결합되며 상기 제2도어와 시스템부가 설치되는 제2함체의 2부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.

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