(57)【要約】  【課題】  真空チャンバを構成する筐体から冷却ユニットへの放射熱を低減し、必要な冷凍能力を少なくすることによって小型にした無線機を提供する。  【解決手段】  この発明の無線機１００において、真空チャンバ３０を構成する筐体と冷却ユニット２０との間には放射熱を遮断する断熱シート７０が配置されている。この断熱シート７０は、真空チャンバ３０を構成する筐体から冷却ユニット２０に向かう放射熱を遮断するので、電子機能部である超伝導受信フィルタ１１および低雑音増幅器１２に従来支配的に影響を与えていた放射熱を減少させることができ、電子機能部を冷却していた冷凍機４０の能力およびサイズを小さくすることができ、ひいては、無線機の小型化、電力消費の低減、低価格化を実現できる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバを構成する筐体からの熱伝達をできるだけ少なくするように前記筐体の中に冷却ユニットを配置するとともに、冷却ユニットに電子機能部を配置し、冷却ユニットを冷凍機で冷却することにより、電子機能部を極低温に冷却して動作させる無線機において、
真空チャンバを構成する筐体と冷却ユニットとの間に、冷却ユニットを取り囲むように断熱シートを配置していることを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機に関し、特に、真空チャンバを構成する筐体からの熱伝達をできるだけ少なくするように前記筐体の中に冷却ユニットを配置するとともに、冷却ユニットに電子機能部を配置し、冷却ユニットを冷凍機で冷却することにより、電子機能部を極低温に冷却して動作させる無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動無線用基地局受信システムなどに利用する目的で、基板の上に受信フィルタと増幅器とを配置し、これらを冷却して超伝導化し、低雑音高選択性を有する無線機を実現しようとしている。図３は、この種の無線機の一例である、特許文献１に開示された無線機の構成を示す図である。この無線機２００において、真空チャンバ３０の中に配置された冷却ユニット２０の中には、超伝導受信フィルタ１１および低雑音増幅器１２が搭載された高選択受信基板１０が収納されている。冷却ユニット２０は、冷凍機４０によって冷却されるコールドヘッド４１の上に配置されて冷却される。真空チャンバ３０の内部は、真空ポンプ５０によって真空に保たれる。冷却ユニット２０内部の超伝導受信フィルタ１１および低雑音増幅器１２と外部との信号の授受は、ケーブル６１，６２を介して行われる。このような構成により、無線機の小型化や熱効率は相当に改良された。
【特許文献１】特開２００３−１７９５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の無線機に関して、さらなる小型化や熱効率向上についての改良が求められている。そこで、無線機の冷却ユニット２０に外部から侵入してくる熱量について考えてみると、下記の式で示されるようにケーブル６１，６２から伝わってくる熱量Ｑ１と、真空チャンバ３０の筐体から放射されてくる熱量Ｑ２とが考えられる。すなわち、
【０００４】
Ｑ１＝λ・Ａ・（Ｔ１−Ｔ２）／Ｌ  ・・・・・・・（１）
Ｑ２＝ε・σ・（Ｔ１＾４−Ｔ２＾４）・Ａ  ・・・（２）
但し、
Ｑ１，Ｑ２＝伝熱量
Ａ＝ケーブルの断面積
Ｌ＝ケーブルの長さ
λ＝ケーブルの熱伝導率
Ｔ１＝外気温
Ｔ２＝内部温度
ε＝放射率
σ＝ステファンボルツマン定数である。
【０００５】
さらに、無線機に関する熱量としては、上記の式（１），（２）の伝熱量Ｑ１，Ｑ２の他に低雑音増幅器１２の発熱量Ｑ３があり、冷凍機の仕様の決定には、これらの伝熱量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の全部を考慮しなければならず、結局、冷凍機ひいては無線機が大型となり、電力を多く消費し、価格も高いものとなっている。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、無線機に対する熱量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を検討した結果、熱量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の中で最も支配的なものは放射による熱量Ｑ２であることが理解できたので、この熱量Ｑ２の伝達を抑え、小型化を実現した無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る無線機は、真空チャンバを構成する筐体からの熱伝達をできるだけ少なくするように前記筐体の中に冷却ユニットを配置するとともに、冷却ユニットに電子機能部を配置し、冷却ユニットを冷凍機で冷却することにより、電子機能部を極低温に冷却して動作させる無線機において、真空チャンバを構成する筐体と冷却ユニットとの間に、冷却ユニットを取り囲むように断熱シートを配置している。
【０００８】
このような構成によれば、断熱シートは、真空チャンバを構成する筐体から冷却ユニットに向かう放射熱を遮断するので、従来において電子機能部に支配的に影響を与えていた放射熱を減少させることができ、電子機能部を冷却していた冷凍機の能力およびサイズを小さくすることができ、ひいては、無線機の小型化、電力消費の低減、低価格化を実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に詳述したように本発明によれば、従来において電子機能部に支配的に影響を与えていた放射熱を減少させることができ、電子機能部を冷却していた冷凍機の能力およびサイズを小さくすることができ、真空チャンバも小型化が可能であり、ひいては、無線機の小型化、電力消費の低減、低価格化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の無線機の構成を示す図、図２は、図１の無線機の断熱シートを詳しく示す拡大断面図である。図１の無線機１００は、移動無線用基地局受信システムなどに利用する目的で、基板の上に受信フィルタと増幅器とを配置し、これらを冷却して超伝導化し、低雑音高選択性を有する無線機を実現するとともに、その冷却効率をより向上させようとするものである。
【００１１】
図１の無線機１００において、真空チャンバ３０の中に配置された冷却ユニット２０の中には、超伝導受信フィルタ１１および低雑音増幅器１２が搭載された高選択受信基板１０が収納されている。冷却ユニット２０は、冷凍機４０によって冷却されるコールドヘッド４１の上に配置されて冷却される。真空チャンバ３０の内部は、真空ポンプ５０によって真空に保たれる。冷却ユニット２０内部の超伝導受信フィルタ１１および低雑音増幅器１２と外部との信号の授受は、ケーブル６１，６２を介して行われる。このように冷却ユニット２０には、できるだけ熱が伝わらないように工夫されているが、この実施の形態においては、さらに、真空チャンバ３０を構成する筐体からの放射熱の遮断を行うために、冷却ユニット２０と真空チャンバ３０との間に、冷却ユニット２０を取り囲むように断熱シート７０が配置されている。
【００１２】
図１の断熱シート７０は、１枚あるいは複数枚のアルミ蒸着プラスチックシートであってもよいが、この例では、図２に示すように、複数のアルミ蒸着プラスチックシート７１と、それらの間に挟まれるように配置されたネット状スペーサ７２とから構成されている。この場合、アルミ蒸着プラスチックシート７１は、断熱効果を上げるために、ｎ枚積層して使用している。この場合、アルミ蒸着プラスチックシート同士が接触すると断熱効果を低下させるので、アルミ蒸着プラスチックシート７１の間にネット状スペーサ７２（プラスチック等の断熱性のよいものが好ましい）を挿入している。なお、アルミ蒸着プラスチックシート７１は、一例として挙げたものであって、反射率の高いものであれば他の材料のシートでもかまわない。
【００１３】
図１の無線機１００は、上述したような構造になっていることにより、真空チャンバ３０を構成している筐体からの放射熱を断熱シート７０が効率よく遮断しするので、高選択受信基板１０が不都合な放射熱を受けることが無い。したがって、放射熱が遮断される分、冷凍機４０は冷却する必要がなくなり、冷凍機４０は従来よりも小型のものでもよく、真空チャンバ３０も小型化が可能となり、無線機の小型化が実現できる。このことにより、電力の消費量も少なくなり、無線機の低価格化も実現できる。以上、本発明を上述の実施の形態によって説明したが、この説明は発明をこれらの実施の形態に制限するものではなく、特許請求の範囲に限定される発明の精神および範囲に含まれる全ての代替物、変更および等価物を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の無線機の構成を示す図である。
【図２】図１の無線機の断熱シートを詳しく示す拡大断面図である。
【図３】無線機の従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  高選択受信基板、１１  超伝導受信フィルタ、１２  低雑音増幅器、２０  冷却ユニット、３０  真空チャンバ、４０  冷凍機、４１  コールドヘッド、５０  真空ポンプ、６１，６２  ケーブル、７０  断熱シート、７１  アルミ蒸着プラスチックシート、７２ネット状スペーサ、１００  無線機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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