(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置における熱伝達のためのシステムであって、
前記通信装置が稼働しているときに熱を発生させる誘電体共振器であって、少なくとも１つの導体壁によって画定された空洞内に配置された遠心面および隣接面を有するパックを備え、前記パックが前記少なくとも１つの導体壁に接触しない誘電体共振器と、
内面を前記パックの前記隣接面に接触させることにより、前記発生した熱を前記誘電体共振器から外に伝達する前記内面および外面を有し、前記パックの前記隣接面に垂直な長軸を有するように延伸した延在部を有する温度補償構造体であって、前記温度補償構造体の前記内面および前記パックの前記隣接面が実質的に等しい面積を有する温度補償構造体と、
前記温度補償構造体の前記外面からの前記伝達された熱を受ける、前記温度補償構造体に隣接する支持体であって、前記少なくとも１つの導体壁に接触し、前記パック内の水平軸に対して垂直な垂直軸を有する支持体とを備えるシステム。
【請求項２】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部分に沿ってフラストコニカル形状の表面を画定する錐台として形状づけられ、前記錐台の中心軸が前記支持体の前記垂直軸である、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
フラストコニカル形状の表面が、少なくとも１つの導体壁に向かう方向に前記支持体の前記垂直軸に沿って先細になっている、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部に沿って配置された湾曲双曲面を有し、前記延伸した延在部の中心軸は前記支持体の前記垂直軸である、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記双曲面は、前記少なくとも１つの導体壁に向かう方向に前記支持体の前記垂直軸に沿って狭くなっている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部分に沿ってフラストコニカル形状の表面を画定する錐台として形状づけられ、前記錐台の中心軸が前記パックの前記水平軸に対して垂直である、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記双曲面が、前記パックの前記上面に向かう方向に狭くなっている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記延伸した延在部は、前記パックの少なくとも一部に沿って配置された湾曲双曲面を有し、前記延伸した延在部の中心軸は、前記パックの水平軸に対して垂直である、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記双曲面は、前記パックの上面に向かう方向に狭くなっている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
複数の支持体および温度補償構造体をさらに備え、各温度補償構造体の前記内面が前記パックから熱を受け、各温度補償構造体の前記外面が前記受けた熱をそれぞれの支持体に伝達する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
熱伝達の熱効率がよい誘電体フィルタであって、
複数の誘電体共振器と、
前記複数の誘電体共振器の間の開口とを備え、各誘電体共振器が、
少なくとも１つの導体壁によって画定された空洞と、
前記空洞内に配置された遠心面および隣接面を有するパックであって、前記少なくとも１つの導体壁に接触していないパックと、
内面を前記パックの前記隣接面に接触させることにより、前記発生した熱を前記誘電体フィルタから外に伝達する前記内面および外面を有し、前記パックの前記隣接面に垂直な長軸を有するように延伸した延在部を有する温度補償構造体であって、前記温度補償構造体の前記内面および前記パックの前記隣接面が実質的に等しい面積を有する温度補償構造体と、
前記温度補償構造体の前記外面からの前記伝達された熱を受ける、前記温度補償構造体の下にある支持体であって、前記少なくとも１つの導体壁に接触し、前記パック内の水平軸に対して垂直な垂直軸を有する支持体を含む誘電体フィルタ。
【請求項１２】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部分に沿ってフラストコニカル形状の表面を画定する錐台として形状づけられ、前記錐台の中心軸が前記支持体の前記垂直軸である、請求項１１記載の誘電体フィルタ。
【請求項１３】
フラストコニカル形状の表面が、少なくとも１つの導体壁に向かう方向に前記支持体の前記垂直軸に沿って先細になっている、請求項１２記載の誘電体フィルタ。
【請求項１４】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部に沿って配置された湾曲双曲面を有し、前記延伸した延在部の中心軸は前記支持体の前記垂直軸である、請求項１１記載の誘電体フィルタ。
【請求項１５】
前記双曲面は、前記少なくとも１つの導体壁に向かう方向に前記支持体の前記垂直軸に沿って狭くなっている、請求項１４に記載の誘電体フィルタ。
【請求項１６】
前記延伸した延在部は、前記支持体の少なくとも一部分に沿ってフラストコニカル形状の表面を画定する錐台として形状づけられ、前記錐台の中心軸が前記パックの前記水平軸である、請求項１１記載の誘電体フィルタ。
【請求項１７】
前記双曲面が、前記パックの前記上面に向かう方向に狭くなっている、請求項１６に記載の誘電体フィルタ。
【請求項１８】
前記延伸した延在部は、前記パックの少なくとも一部に沿って配置された湾曲双曲面を有し、前記延伸した延在部の中心軸は、前記パックの水平軸に対して垂直である、請求項１１記載の誘電体フィルタ。
【請求項１９】
前記双曲面は、前記パックの上面に向かう方向に狭くなっている、請求項１８に記載の誘電体フィルタ。
【請求項２０】
複数の支持体および温度補償構造体をさらに備え、各温度補償構造体の前記内面が前記パックから熱を受け、各温度補償構造体の前記外面が前記受けた熱をそれぞれの支持体に伝達する、請求項１１に記載の誘電体フィルタ。
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される実施形態は、一般に誘電体共振器の動作中に熱を伝達するための熱効率のよい構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体共振器は、一般にマイクロ波帯において、狭い範囲の周波数で共振を示す電子構成部品である。共振器は、たとえば、無線周波数の通信機器に使用される。所望の動作を実現するために、多くの共振器は、誘電率が高く誘電正接が低い、空洞内の中央の位置に配置された「パック」を備える。
【０００３】
パックと空洞の組合せは、空洞内の電磁放射に境界条件を課す。空洞は少なくとも１つの導体壁を有し、これは金属製材料から製造してもよい。パックの縦軸は、空洞内の電磁界に対して実質的に垂直に配置してもよく、それにより電磁界の共振を制御する。
【０００４】
パックがセラミックなどの誘電体材料で作られているとき、空洞は横電場（ＴＥ）モードで共振することがある。したがって、電磁界の伝搬方向に電界が存在することはできない。多くのＴＥモードを使用してもよいが、誘電体共振器は、マイクロ波の周波数を必要とする用途にＴＥ０１１モードを使用してもよい。例示的な場合としてＴＥ０１１モードを使用すると、電界は、パック内で最大値に達し、パックの中心軸に沿ってアジマス成分を有し、パックから離れると空洞内で全体的に減少し、任意の導体空洞壁に沿って完全に消失することになる。磁界もパック内で最大値に達することになるが、アジマス成分はない。
【０００５】
誘電体共振器は電磁界を蓄えることになるが、やはり著しい量の熱を生成することがある。パックを他の対象物に結合することにより、加熱を打ち消すことができる。２つの固体が接触すると、熱い方の固体から冷たい方の固体に熱が流れる。この流れは瞬間的なものではないので、接触している２つの表面の間の界面で温度降下が生じる。界面を横切るこの温度降下と平均熱流との比が、「接触熱抵抗」として知られている。この抵抗を最小化すると、熱が急速に流れる。
【０００６】
したがって、誘電体共振器は、パックから支持体に、かつ共振器から外に熱が伝達されるよう、熱伝達のための「支持体」を使用してもよい。設計者は、支持体の熱を伝達する能力を示すパラメータであるその熱伝導率によって支持体の材料の特性を決定することになる。遺憾ながら、熱伝導率が非常に高く導電率が非常に低い材料は、こうした支持体に使用するにはしばしば手が出ないほど高価である。結果として、現在の実装形態では、特に高電力の用途において外部環境へ効果的に熱を放射することができず、それにより、加熱が原因で共振器が正常動作しなくなり、または故障することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、誘電体共振器向けの熱効率がよく費用対効果の大きい支持体が必要とされる。具体的には、相対的に接触熱抵抗が低く、急速な熱伝導を可能にするが、共振器の動作を妨げることのない電気特性をも有する支持体が必要とされる。従来の技法では、発生した熱をゆっくり排出することしかできず、したがってそれらの技法は、中央のパックに急速な温度スパイクを生成することのある高電力動作において使用される誘電体共振器には適していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
熱効率がよく費用対効果の大きい誘電体共振器の支持体についての目下の必要性に照らして、様々な例示的な実施形態の概要を提示する。以下の概要では何らかの簡略化および省略を行うことがあり、この概要は、様々な例示的な実施形態のうちのいくつかの態様を明らかにし紹介するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。発明性のある概念を当業者が作成し使用できるようにするのに適切な、好ましい例示的な実施形態の詳細な説明が後の節に続く。
【０００９】
様々な例示的な実施形態では、通信装置における熱伝達のためのシステムには、この通信装置が稼働しているときに熱を発生させる誘電体共振器が含まれ得る。さらに誘電体共振器には、上面、および少なくとも１つの導体壁によって画定された空洞内に配置された底面を有するパックであって、この少なくとも１つの導体壁に接触しないパックが含まれ得る。誘電体共振器にはまた、温度補償構造体の上面をパックの下面に接触させることにより、発生した熱を誘電体共振器から外に伝達する上面および下面を有する温度補償構造体が含まれ得る。熱伝達を最大にするために、温度補償構造体の上面およびパックの底面は、実質的に表面積が等しくてもよい。最後に、共振器には、伝達された熱を温度補償構造体の下面から受ける支持体が温度補償構造体の下に含まれ得る。この支持体は、導体壁に接触してもよく、パック内の水平軸に垂直な垂直軸を有してもよい。
【００１０】
様々な例示的な実施形態では、熱伝達の熱効率がよい誘電体フィルタは、複数の誘電体共振器と、この複数の誘電体共振器の間の開口とを備えてもよい。誘電体共振器のそれぞれは、少なくとも１つの導体壁によって画定された空洞と、上面、およびこの空洞内に配置された底面を有するパックとを備えてもよい。パックのどの部分も、少なくとも１つの導体壁と接触しなくてよい。上面および下面を有する温度補償構造体は、温度補償構造体の上面をパックの下面に接触させることにより、発生した熱を誘電体フィルタから外に伝達することができる。温度補償構造体の上面およびパックの底面は、実質的に表面積が等しくてもよい。温度補償構造体の下にある支持体は、伝達された熱を温度補償構造体の下面から受けることができる。この支持体は、導体壁に接触してもよく、パック内の水平軸に垂直な垂直軸を有してもよい。
【００１１】
したがって、様々な例示的な実施形態により、誘電体共振器から発生した熱を取り除くための改良された方式が実現する。これらの実施形態により、パックが支持体に熱を急速に伝達することができるようになり、パックが過熱するのを防止する。これらの実施形態により、熱効率のよいやり方で安価な材料を使用することができるようにもなり、それにより通信システムの総合コストが低減する。
【００１２】
様々な例示的な実施形態をよりよく理解するために、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な誘電体フィルタの斜視図である。
【図２】第１の例示的な誘電体共振器の側面図である。
【図３】第２の例示的な誘電体共振器の側面図である。
【図４】第３の例示的な誘電体共振器の側面図である。
【図５】第４の例示的な誘電体共振器の側面図である。
【図６】第５の例示的な誘電体共振器の側面図である。
【図７】例示的な誘電体共振器と２つの従来型の誘電体共振器との比較試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に各図面を参照すると、同じ番号は同じ構成部品またはステップを指し、様々な例示的な実施形態の幅広い態様が開示される。
【００１５】
図１は、例示的な誘電体フィルタ１００の斜視図である。図１に示すように、フィルタ１００は、第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０を備える。開口１３０は、第１の誘電体共振器１１０を第２の誘電体共振器１２０に連結する。第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０についての例示的な構造を、図２〜６を参照して以下で詳細に説明する。例示的なフィルタ１００は２つだけの誘電体共振器を有するが、当業者なら、フィルタ１００への適用可能な環境に応じてフィルタ１００が任意の数の誘電体共振器を有するように設計することができる。
【００１６】
図１には、第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０が六角形のプリズムとして示してある。したがって、第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０は、８つの面を有する準正多面体である。各面のうちの２つは六角形であるが、各面のうちの６つは長方形である。しかし、当業者なら、他の形状を有する誘電体共振器を使用するようにフィルタ１００を設計できることが明らかになるはずである。代替の形には、たとえば球、楕円、円筒、円錐、リング、および立方体が含まれる。誘電体共振器はまた、六角形のプリズム以外の多面体の形状を有することもできる。
【００１７】
各実施形態では、少なくとも１つの金属壁が、第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０の空間を全体的に囲むことができる。したがって、適切な刺激により、囲まれた空間が共振するようにでき、第１の誘電体共振器１１０および第２の誘電体共振器１２０が電磁的な発振源になることができる。開口１３０は、これらの発振において同調器として働くことができ、それによりフィルタ１００は適切な周波数範囲内で電磁信号を発生させることができるようになる。
【００１８】
誘電体共振器の動作が所定の範囲の周波数内で生じることがあるとき、同調する必要性が特に切実である。高電力誘電体共振器は、タワーから受信機へのビデオ、オーディオ、他のマルチメディアの無線放送などの用途で広く使用することができる。米国での現在の実装形態では、このような技術では、７１６〜７２２ＭＨｚの周波数スペクトル上の信号を伝送することができる。したがって、このスペクトル範囲内で、カプラが正確な同調を必要とすることがある。
【００１９】
図２には、第１の例示的な誘電体共振器２００の側面図が示してある。共振器２００には、パック２１０、温度補償構造体２２０、および支持体２３０が含まれ得る。
【００２０】
当業者には明らかになるように、パック２１０は、セラミックまたは他の適切な材料から作製してもよい。パック２１０の総合的な物理寸法、およびその材料の誘電率により、誘電体共振器２００の共振周波数を決定することができる。一般に、パック２１０は、例示的なセラミック化合物ＢａＣｅ２Ｔｉ５Ｏ１５やＢａ５Ｎｂ４Ｏ１５など、誘電率が大きく誘電正接が低い材料から作製してもよい。
【００２１】
パック２１０の誘電正接が低くても、どんな誘電体材料も、電磁エネルギーを損失する材料の傾向を示すパラメータである損失正接を有する。したがって、誘電体共振器２００が動作している間、その電磁エネルギーの一部分が熱に変わることになる。この熱が十分な速度で外部環境に放射されない場合、誘電体共振器２００の温度が過度に上昇することがある。このような加熱により、誘電体共振器２００の動作が損なわれることがあり、または誘電体共振器２００を損傷することさえある。
【００２２】
したがって、誘電体共振器２００は温度補償構造体２２０を備えてもよく、この温度補償構造体が、発生した熱をパック２１０から受け、この受けた熱を支持体２３０に伝達する。温度補償構造体２２０は、この熱伝達を実現するようパック２１０と接触していてもよい。したがって、温度補償構造体２２０は、適切な誘電率を有する熱伝導性の接着剤によってパック２１０に接着してもよい。あるいは、温度補償構造体２２０は、当業者には明らかである他の機械的手段（たとえば、クランプ、ねじ、ボルトなど）を用いてパック２１０に取り付けてもよい。温度補償構造体２２０は、支持体２３０と一体化してもよく、または何らかの方法で、支持体２３０に取り付けられた別々の構成部品を構成してもよい。
【００２３】
図示した実施形態では、支持体２３０は円筒形であり、パック２１０の隣接面に接触する内面を有する。パック２１０の隣接面は、温度補償構造体２２０および支持体２３０に近接しているパック２１０の表面であり、パック２１０の遠心面は、温度補償構造体２２０および支持体２３０から離れている。
【００２４】
図２には、温度補償構造体２２０および支持体２３０の上にあるものとしてパック２１０が示してあるが、代替実施形態では、温度補償構造体２２０および支持体２３０をパック２１０の上にすることもできる。他の代替実施形態では、温度補償構造体２２０および支持体２３０は、パック２１０の左または右に配置することもできる。さらに他の代替実施形態では、温度補償構造体２２０および支持体２３０は、パック２１０の前または後に配置することもできる。一般に、パック２１０に面している温度補償構造体２２０および支持体２３０の表面は「内」面と呼ばれることがあるが、それというのもこのような表面が空洞の中心に向いているからである。逆に言えば、パック２１０から離れる表面は「外」面と呼ばれることがあるが、それというのもこのような表面が空洞の導体壁を指しているからである。
【００２５】
さらに、誘電体共振器２００は、その空洞内の様々な位置に配置された複数の支持体を有してもよい。たとえば、第２の支持体は、支持体２３０に対してパック２１０の反対側に配置してもよい。この例では、パック２１０は、上部支持体と底部支持体の中間にあってもよい。
【００２６】
２つの対象物のサイズが異なるときには、熱広がり抵抗によって熱の伝達が妨げられることがある。したがって、熱を効率よく伝達するために、パック２１０と温度補償構造体２２０の隣接部分は、実質的に表面積が等しくてもよい。隣接した表面積が同様なので、パック２１０から温度補償構造体２２０に流れる熱に対する熱広がり抵抗は最小となり得る。
【００２７】
支持体２３０は、受けた熱をこの支持体２３０が伝達するよう、温度補償構造体２２０に結合してもよい。支持体２３０は円筒形状でもよく、その内面が温度補償構造体２２０の外面に接触している。あるいは、前述の通り、温度補償構造体２２０および支持体２３０は単一ユニットでもよい。支持体２３０の垂直軸２４０は、パック２１０の水平軸２５０に対して垂直でもよい。
【００２８】
温度補償構造体２２０および支持体２３０は両方とも、十分な熱伝導性を有しており、パック２１０から外部環境へと熱を伝達することができる。熱伝導率ｋは、材料が熱を伝導する能力であり、通常、所与の温度（ケルビン）において、ある距離（メートル）にわたって伝達される電力（ワット）で示される。
【００２９】
したがって、温度補償構造体２２０および支持体２３０用の材料は、パック２１０が放射する熱エネルギーの量に応じて選択してもよい。前述の通り、通常の実装形態ではセラミックを使用してもよい。熱伝導率が相対的に高く、導電率が相対的に低い他の適切な材料が、当業者には明らかになろう。たとえば、炭素の同素体である純粋なダイヤモンドは、２３２０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有し、非常に高価であるが、温度補償構造体２２０および支持体２３０向けに使用することができる。酸化ベリリウム（ＢｅＯ）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は、他の適切な、ただし高価な例である。
【００３０】
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は、他のセラミックに比べて、誘電損失が低く、熱伝導率が高い。さらに、アルミナは、従来のセラミックに対して正の誘電温度係数を有する。したがって、アルミナは、誘電体共振器２００向けの有効な支持体材料になり得る。やはり、当業者には明らかになるように、温度補償構造体２２０および支持体２３０向けに、他の材料も使用することもできる。
【００３１】
図３は、第２の例示的な誘電体共振器３００の側面図を示す。共振器３００は、パック３１０、温度補償構造体３２０、および支持体３３０を備える。温度補償構造体２２０とは異なり、温度補償構造体３２０は、支持体３３０上に配置された、またはそれと一体に形成された延在部３４０を有してもよい。支持体３３０は円筒表面を有してもよく、支持体３３０の垂直軸３５０はパック３１０の水平軸３６０に対して垂直でもよい。前述の通り、共振器３００の空洞内の様々な位置に配置された複数の支持体が存在してもよい。
【００３２】
支持体３３０が円筒である例示的な場合では、延在部３４０は、温度補償構造体３２０と支持体３３０の間の接触表面積を最大化するように、支持体３３０の周りで３次元的に押し出してもよい。したがって、延在部３４０は、温度補償構造体３２０の底面での最大幅から円錐状に徐々に先細になってもよく、支持体３３０の垂直軸３５０が円錐の中心軸となる。図３の２次元投影では、この円錐面の各ナップはそれぞれ、支持体３３０の左側または右側のいずれかにおいて三角形として見える。
【００３３】
導体壁が共振器３００用の空洞の外面を画定するので、２つのナップは完全な円錐形を形成することはできない。したがって、延在部３４０によって画定された２つのナップは、完全な円錐形を画定するように単一点で交わることができない。さらに、このナップは、導体壁の上の何らかの点で終了し、ごく部分的に支持体３３０の長さ方向に沿って延在してもよい。どちらの場合でも、延在部３４０は先端を切り取った円錐形を有してもよく、その結果、フラストコニカル形状の表面として説明することができる。当業者には明らかなように、ゼロに近いガウスの曲率を有する、実質的に平坦な他の表面を使用してもよい。
【００３４】
それにより、延在部３４０は、温度補償構造体３２０と支持体３３０の間の熱界面の表面積を増大させることがある。表面積は同様なので、温度補償構造体３２０から支持体３３０に流れる熱に対する熱広がり抵抗は最小となる。延在部３４０でのナップにより、周囲を囲む温度補償構造体３２０から支持体３３０へ内側に熱が流れるようになり、熱効率を増大させる。
【００３５】
図４は、第３の例示的な誘電体共振器４００の側面図を示す。共振器４００は、パック４１０、温度補償構造体４２０、および支持体４３０を備える。支持体４３０は円筒表面を有してもよく、支持体４３０の垂直軸４５０はパック４１０の水平軸４６０に対して垂直でもよい。前述の通り、共振器４００の空洞内の様々な位置に配置された複数の支持体が存在してもよい。
【００３６】
温度補償構造体２２０とは異なり、温度補償構造体４２０は、支持体４３０上に配置されてもよく、またはそれと一体に形成されてもよい湾曲した延在部４４０を有する。この延在部４４０は、負のガウスの曲率を有してもよく、外側または真っ直ぐにではなく内側に湾曲している。したがって、延在部４４０は、双曲面を有するものとして説明できる。
【００３７】
延在部４４０は、温度補償構造体４２０と支持体４３０の間の接触表面積が最大になるよう、支持体４３０の周りで３次元的に押し出してもよい。延在部４４０の双曲面は、支持体４３０の少なくとも一部分に沿って配置してもよく、双曲面の中心軸は、支持体４３０の垂直軸４５０である。延在部４４０は負の曲率を有してもよいので、延在部４４０は、パック４１０が凸面状である場合にはより効率的に熱を伝達する。逆に言えば、延在部４４０は、パック４１０が凹面状である場合には正の曲率を有することもできる。
【００３８】
図５は、第４の例示的な誘電体共振器５００の側面図を示す。共振器５００は、パック５１０、温度補償構造体５２０、および支持体５３０を備える。支持体５３０は円筒表面を有してもよく、支持体５３０の垂直軸５５０はパック５１０の水平軸５６０に対して垂直でもよい。前述の通り、共振器５００の空洞内の様々な位置に配置された複数の支持体が存在してもよい。
【００３９】
温度補償構造体５２０は、パック５１０と温度補償構造体５２０の間の接触表面積が最大になるよう、パック５１０の周りで３次元的に押し出される延在部５４０を有してもよい。延在部５４０は、温度補償構造体５２０の上面での最大幅から円錐状に徐々に先細になってもよく、パック５１０の水平軸５６０が円錐の中心軸に対して垂直になるはずである。図５の２次元投影では、この円錐面の各ナップはそれぞれ、パック５１０の左側または右側のいずれかにおいて三角形として見える。
【００４０】
２つのナップは、パック５１０の遠心面を越えて延在することができないので、完全な円錐を形成することができない。さらに、このナップは、パック５１０の遠心面の下の何らかの点で終了してもよい。どちらの場合でも、延在部５４０は先端を切り取った円錐形を有してもよく、その結果、フラストコニカル形状の表面として説明することができる。当業者には明らかになるように、他の形状を使用してもよい。
【００４１】
他の例として、延在部５４０は、円錐パターンを使用することなくパック５１０と温度補償構造体５２０の間の接触表面積が最大になるよう、５１０の周りで３次元的に押し出してもよい。延在部５４０は、パック５１０の周りにコップのような構造体を形成して、パック５１０の隣接面とパック５１０の任意の側壁の両方から放射される熱を吸収してもよい。したがって、熱はパック５１０の左側とパック５１０の右側の両方から温度補償構造体５２０に流れることができる。隣接した表面積は、平坦である単一の隣接面を使用するときよりも大きいことがあるので、第４の例示的な誘電体共振器５００が熱伝達を改善した可能性がある。
【００４２】
図６は、第５の例示的な誘電体共振器６００の側面図を示す。共振器６００は、パック６１０、温度補償構造体６２０、および支持体６３０を備える。支持体６３０は円筒表面を有してもよく、支持体６３０の垂直軸６５０はパック６１０の水平軸６６０に対して垂直でもよい。前述の通り、共振器６００の空洞内の様々な位置に配置された複数の支持体が存在してもよい。
【００４３】
温度補償構造体６２０は、パック６１０の隣接面に配置された、湾曲した延在部６４０を有してもよい。したがって、パック６１０の隣接面から温度補償構造体６２０の内面に熱が流れることになる。隣接した表面積は、平坦である単一の隣接面を使用するときよりも、湾曲した延在部６４０とパック６１０の間で大きいので、第５の例示的な誘電体共振器６００は、第１の例示的な誘電体共振器２００よりも熱伝達を速くすることができる。
【００４４】
湾曲した延在部６４０は、負のガウスの曲率を有してもよい。したがって、延在部６４０は、パック６１０の少なくとも一部分に沿って配置された双曲面を有し、双曲面の中心軸は、パック６１０の水平軸６６０に対して垂直でもよい。延在部６４０の双曲面はまた、パック６１０の遠心面に向かう方向に狭くなってもよい。
【００４５】
延在部６４０は、凹面の曲率を有してもよく、パック６１０の遠心面に延在してもよい。この代替実施形態では、パック６１０は、半球または楕円の隣接面を有してもよく、それにより均一に熱を放射する。この場合、延在部６４０の凹面の曲率は、パック６１０の凸面の隣接面にマッチしてもよく、熱がパック６１０から急速に流れることができるようになる。
【００４６】
図７は、例示的な誘電体共振器と２つの従来型の誘電体共振器との比較試験結果７００を示す。図７は、電気試験結果７００からのシミュレーションおよび測定値をグラフ形式で示す。グラフのｘ軸は、ミリ秒での時間を示し、０〜７０ｍｓの範囲にある。グラフのｙ軸は摂氏での温度を示し、３５℃から８５℃の範囲にある。これらの温度は、誘電体共振器を画定する空洞内のパックの中心で測定される。
【００４７】
第１の例７１０は、第１の従来の誘電体共振器についての温度曲線を示す。この例では、パックとその対応する支持体との間の接触表面積は、約２．７４平方センチメートルでもよい。誘電体共振器の動作により、１０ｍｓ以内でパックが約６０℃〜８０℃を超えて暖まる。温度が２０℃上昇すると、パックが損傷することがあり、または共振器の動作が妨げられることがある。
【００４８】
第２の例７２０は、第２の従来の誘電体共振器についての温度曲線を示す。この例では、パックとその対応する支持体との間の接触表面積は、約６．７３平方センチメートルでもよい。接触表面積がより大きいので、パックとその支持体の間でより急速な熱伝導が生じることが当業者には考えつくはずである。それにもかかわらず、やはりこの誘電体共振器の動作により、パックの温度がほぼ８０℃にまで上昇することになる。このような急速な加熱により、共振器の周波数性能が変化することがある。
【００４９】
第３の例７３０は、図２に関して本明細書において開示される一実施形態による温度補償構造体を有する例示的な誘電体共振器についての温度曲線を示す。接触面積は約１３．５６平方センチメートルであり、例７１０または例７２０のいずれかの場合よりも著しく大きい。温度上昇が依然として生じている間も、パックの温度が７５℃を超えて上がることは決してない。したがって、例示的な誘電体共振器は、例７１０および例７２０の従来の共振器よりもはるかに有効になり得る。
【００５０】
前述の各実施形態を様々な組合せで使用してもよいことが、当業者には明らかになるはずである。たとえば、図３の延在部３４０を図５の延在部５４０に追加してもよい。あるいは、図４の延在部４４０を図６の延在部６４０に追加してもよい。接触面積を増やすための他の適切な構成および修正が当業者には明らかになろう。
【００５１】
様々な例示的な実施形態を、具体的にその例示的な一定の態様に関して詳細に説明してきたが、本発明は、他の実施形態が可能であり、その詳細は、様々な自明の点において修正が可能であることを理解されたい。当業者には容易に分かるように、本発明の精神および範囲内を維持しながら、変更形態および修正形態を実施することができる。したがって、前述の開示、説明、および図は、例示のみを目的としており、本発明を少しも限定するものではなく、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図１】
0005517175.tif 000002
【図２】
0005517175.tif 000003
【図３】
0005517175.tif 000004
【図４】
0005517175.tif 000005
【図５】
0005517175.tif 000006
【図６】
0005517175.tif 000007
【図７】
0005517175.tif 000008