(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上板と、第１の切欠きを有する底板と、前記上板と底板とを連結する側板とを有するＣ形状フレームと；
前記底板に固定された集中発熱部を有するメインアンプユニットと；
前記メインアンプユニットの集中発熱部上に搭載され、前記底板の前記第１の切欠きを通して上方に突出した第１放熱フィンユニットと；
前記Ｃ形状フレームに固定された冷却ファンと；
前記Ｃ形状フレームの前記側板に対向する側面に取り付けられた第１プリント配線板と；
前記Ｃ形状フレームの前記上板に固定されたサブアンプユニットとを更に具備し、
前記Ｃ形状フレームの前記上板は前記第１の切欠きに整列した第２の切欠きを有しており、
前記第１放熱フィンユニットは前記第２の切欠きを通して上方に伸長し、その上端は前記サブアンプユニットに固定されているとともに、
前記Ｃ形状フレームと前記第１プリント配線板でダクトを形成することを特徴とする無線通信装置の送信増幅ユニット。
【請求項２】
前記メインアンプユニットに搭載された第２放熱フィンユニットと、前記サブアンプユニットに搭載された第３放熱フィンユニットをさらに具備し、
前記Ｃ形状フレームの前記底板は第１開口を有し、前記上板は第２開口を有しており、
前記第２放熱フィンユニットは前記第１開口を通して上方に突出し、前記第３放熱フィンユニットは前記第２開口を通して下方に突出している請求項１記載の無線通信装置の送信増幅ユニット。
【請求項３】
側板を介して接続され、該側板に対向するプリント配線板とともにダクト構造を構成する、対向する第１，第２のフレームの非対向面側のそれぞれに第１の発熱部を有する第１ユニット、第２の発熱部を有する第２ユニットを搭載したフレームと、
前記第１のフレームにおいて、前記第１の発熱部に対応する位置に設けられた第１切欠き部と、
前記第２のフレームにおいて、前記第２の発熱部に対応する位置に設けられ、前記第１切欠き部に対向するように設けられた第２切欠き部と、
前記第１切欠き部と前記第２切欠き部に挿入され、前記第１ユニットの前記第１の発熱部に隣接するユニット面及び前記第２ユニットの前記第２の発熱部に隣接するユニット面の双方に当接するように挿入された放熱フィンユニットと、
前記第１，第２フレームの端部側に設けられた冷却ファンと、
を備えた冷却構造を有するユニット。
【請求項４】
前記冷却ファンは、前記第１，第２フレームの他方の端部側から気体を吸引するように設定され、
前記第１ユニットは、前記第１の発熱部に対して前記他方の端部側の位置に、前記第１の発熱部よりは発熱の少ない第３の発熱部を備え、
該第３の発熱部に隣接するユニット面に設けられた第２放熱フィンユニットが前記第１フレームに設けられた穴部を介して、前記第２のフレーム側に突出した、
ことを特徴とする請求項３記載の冷却構造を有するユニット。
【請求項５】
前記第１ユニットの側面に貫通コンデンサーが突出しており、
該貫通コンデンサーは、前記第１のフレーム及び第２のフレームの側面側に搭載されたプリント配線板の穴に挿入された、
ことを特徴とする請求項３記載の冷却構造を有するユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置の送信増幅ユニットに関する。
【０００２】
近年、移動基地局用無線通信装置は小型化、高出力化及び高信頼性が要求されている。無線通信装置は、送信増幅ユニット、受信ユニット及び制御ユニット等をラックに実装して構成されている。
【０００３】
無線通信装置の送信増幅ユニットにおいて、特にマイクロ波回路の増幅部にはパワートランジスタ等の発熱部品が多く含まれているため、これらの発熱部品からの熱を効率良く放熱する放熱構造が必要である。
【０００４】
送信出力の比較的小さい送信装置の放熱には自然空冷が採用されているが、近年の通信装置のように送信出力が大きくなると発生する熱量も多くなり、自然対流熱放射による放熱では不充分であるため、強制空冷による放熱構造が必要となる。
【０００５】
一般的に強制空冷による放熱では冷却ファン及び放熱フィンを使用する。強制空冷の場合、自然空冷に比較して放熱フィン間隔を狭く構成でき、十分な放熱面積を確保できる。
【０００６】
しかし、材料の熱伝達率は変化しないので、熱が放熱面積全体に伝わらない内に放熱してしまい、放熱面積を十分確保しても熱伝達に制限があるため、冷却に限界を生じる。熱伝達を効率的にする手段として、熱移送に有効なヒートパイプが挙げられるが、このヒートパイプは実装密度が失われるため小型化には貢献しない。
【０００７】
【従来の技術】
フレームにメインアンプユニット、サブアンプユニットを搭載し、さらにメイン及びサブアンプユニットの発熱部にそれぞれ放熱フィンを実装して、フレームの奥側に搭載した冷却ファンで強制空冷する送信増幅ユニットが知られている。
【０００８】
この従来の送信増幅ユニットは、複数のプリント配線板と複数の放熱フィンを有しており、重量が重く装置が比較的複雑であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送信増幅ユニットでは、各放熱フィンのサイズが大きいため送信増幅ユニット全体が重く、その軽量化を阻害する一因となっていた。
【００１０】
最適放熱効率を得るには、メインアンプユニットに存在する集中発熱部を効率的に放熱する必要があるが、電気特性確保によるところの実装位置の制約があり、従来の送信増幅ユニットは集中発熱部を効率良く冷却できる構造ではなかった。
【００１１】
例えば、放熱フィンは前後方向に長いため圧力損失が大きく、且つ冷却ファン実装位置に制約があるため、集中発熱部に冷却空気を集中的にあてようにもそれができず、効率的な放熱が行なわれない。
【００１２】
従来の送信増幅ユニットでは数多くのプリント配線板を使用していたため、プリント配線板同士を接続する接続ケーブルも多く、さらに部品点数も多いため、組み立て工数がかかりコスト高であるという問題があった。
【００１３】
よって、本発明の目的は、部品点数が比較的少なく、軽量で放熱効率の良い無線通信装置の送信増幅ユニットを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によると、上板と、第１の切欠きを有する底板と、前記上板と底板とを連結する側板とを有するＣ形状フレームと；前記底板に固定された集中発熱部を有するメインアンプユニットと；前記メインアンプユニットの集中発熱部上に搭載され、前記底板の前記第１の切欠きを通して上方に突出した第１放熱フィンユニットと；前記Ｃ形状フレームに固定された冷却ファンと；前記Ｃ形状フレームの前記側板に対向する側面に取り付けられた第１プリント配線板と；前記Ｃ形状フレームの前記上板に固定されたサブアンプユニットとを更に具備し、前記Ｃ形状フレームの前記上板は前記第１の切欠きに整列した第２の切欠きを有しており、前記第１放熱フィンユニットは前記第２の切欠きを通して上方に伸長し、その上端は前記サブアンプユニットに固定されているとともに、前記Ｃ形状フレームと前記第１プリント配線板でダクトを形成することを特徴とする無線通信装置の送信増幅ユニットが提供される。
【００１７】
メインアンプユニットは第２プリント配線板を有しており、サブアンプユニットは第３プリント配線板を有している。第２及び第３プリント配線板はそれぞれ複数の貫通コンデンサにより第１プリント配線板に接続されている。
【００１８】
好ましくは、送信増幅ユニットは更に、メインアンプユニットに搭載された第２放熱フィンユニットと、サブアンプユニットに搭載された第３放熱フィンユニットを具備している。
【００１９】
Ｃ形状フレームの底板は第１開口を有し、上板は第２開口を有している。第２放熱フィンユニットは第１開口を通して上方に突出し、第３放熱フィンユニットは第２開口を通して下方に突出している。
【００２０】
本発明の他の側面によると、対向する第１，第２のフレームの非対向面側のそれぞれに第１の発熱部を有する第１ユニット、第２の発熱部を有する第２ユニットを搭載したフレームと、前記第１のフレームにおいて、前記第１の発熱部に対応する位置に設けられた第１切欠き部と、前記第２のフレームにおいて、前記第２の発熱部に対応する位置に設けられ、前記第１切欠き部に対向するように設けられた第２切欠き部と、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部に挿入され、前記第１ユニットの前記第１の発熱部に隣接するユニット面及び前記第２ユニットの前記第２の発熱部に隣接するユニット面の双方に当接するように挿入された放熱フィンユニットと、前記第１，第２フレームの端部側に設けられた冷却ファンと、を備えた冷却構造を有するユニットが提供される。
【００２２】
第１の電子回路は例えばメインアンプユニットから構成され、第２の電子回路は例えばサブアンプユニットから構成される。Ｃ形状フレームとプリント配線板とでダフトが形成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、無線通信装置２の概略正面図が示されている。無線通信装置２は、縦長のラック４に送信増幅ユニット６、受信ユニット８、制御ユニット１０及びインターフェースユニット１２等を搭載して構成されている。
【００２４】
本実施形態では、６つの送信増幅ユニット６がシェルフ７に搭載されている。各送信増幅ユニット６は図示しないガイドに案内されてシェルフ７に実装され、さらにシェルフ７がラック４に搭載されている。
【００２５】
図２を参照すると、本発明実施形態の送信増幅ユニットの分解斜視図が示されている。図３はその斜視図であり、図４は主要部分解斜視図を示している。
【００２６】
図２に最も良く示されるように、Ｃ形状フレーム１４は上板１４ａと、底板１４ｂと上板１４ａと底板１４ｂを連結する側板１４ｃを有している。Ｃ形状フレーム１４は例えば鋼から形成されており、上板１４ａ、底板１４ｂ、側板１４ｃは一体的に形成されている。
【００２７】
上板１４ａは切り欠き１６と、開口１８を有している。底板１４ｂは切り欠き２０と開口２２を有している。切り欠き１６と切り欠き２０は整列している。
【００２８】
符号２４はメインアンプユニットであり、第２放熱フィンユニット２６が搭載されている。図５（Ａ）を参照すると、メインアンプユニット２４の平面図が示されている。図５（Ｂ）はその側面図、図５（Ｃ）はその正面図である。
【００２９】
メインアンプユニット２４はアルミニウム等の良熱伝導体から形成された筐体３２と、筐体３２に固定された蓋３４を有している。蓋３４もアルミニウム等の良熱伝導体から形成されている。筐体３２の一側面からは複数の貫通コンデンサ３６が突出している。
【００３０】
図６は蓋３４を取り外した状態のメインアンプユニット２４の裏面図であり、プリント配線板３８が筐体３２中に収納されている。符号４０はパワートランジスタが筐体３２に実装された集中発熱部を示している。よって、メインアンプユニット２４が駆動されると、集中発熱部４０近辺で温度が最も上昇する。
【００３１】
符号４１はパワートランジスタが筐体３２に実装された発熱部であり、メインアンプユニットが駆動されると、発熱部４１近辺でも温度が上昇する。
【００３２】
図２を再び参照すると、第２放熱フィンユニット２６がＣ形状フレーム１４の底板１４ｂの開口２２中に挿入されてメインアンプユニット２４がＣ形状フレーム１４の底板１４ｂに固定される。
【００３３】
符号２８はサブアンプユニットを示しており、第３放熱フィンユニット３０が搭載されている。サブアンプユニット２８は、第３放熱フィンユニット３０がＣ形状フレーム１４の上板１４ａに形成された開口１８中に挿入されてＣ形状フレーム１４の上板１４ａに固定される。
【００３４】
図７（Ａ）を参照すると、サブアンプユニット２８の底面図が示されている。図７（Ｂ）はその側面図、図７（Ｃ）はその正面図である。
【００３５】
サブアンプユニット２８はアルミニウム等の良熱伝導体から形成された筐体４２と、筐体４２に固定された同じくアルミニウム等の良熱伝導体から形成された蓋４４を有している。筐体４２に第３放熱フィンユニット３８が搭載されている。筐体４２の側面からは複数の貫通コンデンサ４６が突出している。
【００３６】
図８を参照すると、蓋４４を取り外した状態のサブアンプユニット２８の上面図が示されている。サブアンプユニット２８の筐体４２中にはプリント配線板４８が収納されている。
【００３７】
符号４７はパワートランジスタが筐体４２に実装された第１発熱部であり、符号４９は同じくパワートランジスタが筐体４２に実装された第２発熱部を示している。
【００３８】
メインアンプユニット２４のプリント配線板３８及びサブアンプユニット２８のプリント配線板４８は、それぞれ複数の貫通コンデンサ３６及び４６をプリント配線板６６の穴に挿入することにより、プリント配線板６６と接続することができる。これにより、従来必要であった接続ケーブルを省略することができる。
【００３９】
メインアンプユニット２４の集中発熱部４０上に第１放熱フィンユニット５０が搭載固定されている。第１放熱フィンユニット５０はＣ形状フレーム１４の底板１４ｂの切り欠き２０及び上板１４ａの切り欠き１６を通して上方に伸長し、その上端がサブアンプユニット２８の第１発熱部４７を含む領域に密着固定されている。
【００４０】
第１放熱フィンユニット５０をメインアンプユニット２４及びサブアンプユニット２８に密着させるため、第１放熱フィンユニット５０をメインアンプユニット２４及びサブアンプユニット２８に固定してから、メインアンプユニット２４をＣ形状フレーム１４の底板１４ｂに固定し、サブアンプユニット２８をＣ形状フレーム１４の上板１４ａに固定する。
【００４１】
図９を参照すると、メインアンプユニット２４をＣ形状フレーム１４の底板１４ｂに固定し、サブアンプユニット２８をＣ形状フレーム１４の上板１４ａに固定した状態の側面図が示されている。図１０は第２放熱フィンユニット２６及び第３放熱フィンユニット３０を省略した状態の図９の正面図である。
【００４２】
第２放熱フィンユニット２６はメインアンプユニット２４の発熱部４１上に搭載されており、第３放熱フィンユニット３０はサブアンプユニット２８の第２発熱部４９上に搭載されている。
【００４３】
図１１（Ａ）を参照すると、第１放熱フィンユニット５０の正面図が示されている。図１１（Ｂ）はその左側面図、図１１（Ｃ）はその右側面図である。
【００４４】
第１放熱フィンユニット５０は例えばアルミニウム製の上板５２、下板５４に、多数の放熱フィン５８がロウ付け等により固定されたヒートパイプ５６を、ロウ付け等により固定して構成されている。ヒートパイプ５６及び放熱フィン５８は例えばアルミニウムから形成されている。
【００４５】
ヒートパイプ５６中には図１１（Ｂ）に示される作動液注入口６０を介して例えばクロロ・フルオロ・カーボン（ＣＦＣ）等の作動液が注入されている。
【００４６】
再び図２及び図３を参照すると、Ｃ形状フレーム１４の上板１４ａにはサブアンプユニット２８に隣接してフィルタユニット６２が搭載されている。フィルタユニット６２は放熱フィン６４を有している。フィルタユニット６２は送信信号の位相を遅らせる機能を有している。
【００４７】
図３に示すように、Ｃ形状フレーム１４の側板１４ｃに対向する側面にはプリント配線板６６が固定される。Ｃ形状フレーム１４及びプリント配線板６６により箱形状のダクトが形成される。
【００４８】
Ｃ形状フレーム１４の奥側端部にはフレーム７０，７２を介して冷却ファン６８が固定される。一方、Ｃ形状フレーム１４の前端部には表板７４及びエアフィルタ７６が固定される。さらに、底板７８及びカバー８２がＣ形状フレーム１４に固定される。
【００４９】
符号８０はコネクタ金具であり、図示しない電源コネクタが搭載される。コネクタ金具８０は、底板７８との間に電源コネクタに接続されたコードを収納しながら底板７８に挿入され固定される。
【００５０】
しかして、送信増幅ユニット６を駆動すると、メインアンプユニット２４及びサブアンプユニット２８のパワートランジスタ等の発熱部品の温度が上昇する。特にメインアンプユニット２４には集中発熱部４０に大パワーのパワートランジスタが実装されているため、この部分の温度上昇が顕著である。
【００５１】
メインアンプユニット２４の集中発熱部４０の発熱及びサブアンプユニット２８の発熱はヒートパイプを採用した第１放熱フィンユニット５０で熱輸送され、冷却ファン６８を駆動することにより効率良く放熱される。
【００５２】
特に本実施形態では、Ｃ形状フレーム１４とプリント配線板６６で箱形状のダクトを形成しているため、冷却ファン６８を駆動するとエアフィルタ７６を介して吸引された気流はこのダクト内を流れ、第１放熱フィンユニット５０、第２放熱フィンユニット２６、第３放熱フィンユニット３０及び放熱フィン６４を強制的に冷却する。
【００５３】
よって、メインアンプユニット２４及びサブアンプユニット２８を効率良く冷却することができ、約２０℃程度の温度に抑えることができる。
【００５４】
メインアンプユニット２４及びサブアンプユニット２８の発熱量に応じて第１放熱フィンユニット５０、第２放熱フィンユニット２６、第３放熱フィンユニット３０を最適サイズに構成し、さらに最適位置に実装することにより、放熱フィン全体の軽量化を達成することが可能となる。
【００５５】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００５６】
（付記１）  上板と、第１の切り欠きを有する底板と、前記上板と底板とを連結する側板とを有するフレームと；
前記底板に固定された集中発熱部を有するメインアンプユニットと；
前記メインアンプユニットの集中発熱部上に搭載され、前記底板の前記第１の切り欠きを通して上方に突出した第１放熱フィンユニットと；
前記フレームに固定された冷却ファンと；
を具備したことを特徴とする無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００５７】
（付記２）  上板と、第１の切り欠きを有する底板と、前記上板と底板とを連結する側板とを有するＣ形状フレームと；
前記底板に固定された集中発熱部を有するメインアンプユニットと；
前記メインアンプユニットの集中発熱部上に搭載され、前記底板の前記第１の切り欠きを通して上方に突出した第１放熱フィンユニットと；
前記Ｃ形状フレームに固定された冷却ファンと；
前記Ｃ形状フレームの前記側板に対向する側面に取り付けられた第１プリント配線板とを具備し；
前記Ｃ形状フレームと前記第１プリント配線板でダクトを形成することを特徴とする無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００５８】
（付記３）  前記Ｃ形状フレームの前記上板に固定されたサブアンプユニットを更に具備し、
前記Ｃ形状フレームの前記上板は前記第１の切り欠きに整列した第２の切り欠きを有しており、
前記第１放熱フィンユニットは前記第２の切り欠きを通して上方に伸長し、その上端は前記サブアンプユニットに固定されている付記２記載の無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００５９】
（付記４）  前記メインアンプユニットは第２プリント配線板を有し、前記サブアンプユニットは第３プリント配線板を有しており、
前記第２及び第３プリント配線板はそれぞれ複数の貫通コンデンサにより前記第１プリント配線板に接続されている付記３記載の無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００６０】
（付記５）  前記メインアンプユニットに搭載された第２放熱フィンユニットと、前記サブアンプユニットに搭載された第３放熱フィンユニットをさらに具備し、
前記Ｃ形状フレームの前記底板は第１開口を有し、前記上板は第２開口を有しており、
前記第２放熱フィンユニットは前記第１開口を通して上方に突出し、前記第３放熱フィンユニットは前記第２開口を通して下方に突出している付記３記載の無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００６１】
（付記６）  上板と、底板と、前記上板と底板を連結する側板とを有するＣ形状フレームと；
前記底板に固定された第１の電子回路と；
前記上板に固定された第２の電子回路と；
前記Ｃ形状フレームの前記側板に対向する側面に、前記第１の電子回路及び前記第２の電子回路に電気的に接続される状態で取り付けられたプリント配線板と；
を具備したことを特徴とする無線通信ユニット。
【００６２】
（付記７）  第１の切り欠きを有する上板と、該第１の切り欠きに整列した第２の切り欠きを有する底板と、前記上板と底板とを連結する側板とを有するＣ形状フレームと；
前記底板に固定された集中発熱部を有するメインアンプユニットと；
前記上板に固定されたサブアンプユニットと；
前記メインアンプユニットの集中発熱部上に搭載され、前記底板の前記第１の切り欠き及び前記上板の前記第２の切り欠きを通して上方に伸長し、上端が前記サブアンプユニットに固定された放熱フィンユニットと；
前記Ｃ形状フレームに固定された冷却ファンと；
前記Ｃ形状フレームの前記側板に対向する側面に取り付けられたプリント配線板と；
を具備したことを特徴とする無線通信装置の送信増幅ユニット。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように構成したので、小型軽量で放熱効率の良い無線通信装置の送信増幅ユニットを提供することができる。さらに、部品点数小による組み立て工数が削減可能であるため、送信増幅ユニットの低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線通信装置の概略正面図である。
【図２】本発明実施形態の送信増幅ユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明実施形態の斜視図である。
【図４】主要部分の分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）はメインアンプユニットの平面図、図５（Ｂ）はその側面図、図５（Ｃ）はその正面図である。
【図６】蓋を取り外した状態のメインアンプユニットの裏面図である。
【図７】図７（Ａ）はサブアンプユニットの底面図であり、図７（Ｂ）はその側面図、図７（Ｃ）はその正面図である。
【図８】蓋を取り外した状態のサブアンプユニットの上面図である。
【図９】本発明実施形態の要部側面図である。
【図１０】第２及び第３放熱フィンユニットを省略した図９の正面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第１放熱フィンユニットの正面図であり、図１１（Ｂ）はその左側面図、図１１（Ｃ）はその右側面図である。
【符号の説明】
２  無線通信装置
６  送信増幅ユニット
１４  Ｃ形状フレーム
２４  メインアンプユニット
２６  第２放熱フィンユニット
２８  サブアンプユニット
３０  第３放熱フィンユニット
５０  第１放熱フィンユニット
６２  フィルタユニット
６６  プリント配線板
６８  冷却ファン
７８  底板
８２  カバー
【図１】
0003983496.tif 000002
【図２】
0003983496.tif 000003
【図３】
0003983496.tif 000004
【図４】
0003983496.tif 000005
【図５】
0003983496.tif 000006
【図６】
0003983496.tif 000007
【図７】
0003983496.tif 000008
【図８】
0003983496.tif 000009
【図９】
0003983496.tif 000010
【図１０】
0003983496.tif 000011
【図１１】
0003983496.tif 000012