JPH0389632A - 低雑音受信装置 - Google Patents
低雑音受信装置Info
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- JPH0389632A JPH0389632A JP22642289A JP22642289A JPH0389632A JP H0389632 A JPH0389632 A JP H0389632A JP 22642289 A JP22642289 A JP 22642289A JP 22642289 A JP22642289 A JP 22642289A JP H0389632 A JPH0389632 A JP H0389632A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract 1
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- Waveguide Connection Structure (AREA)
- Structure Of Receivers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は衛星等からの微弱な信号を受信するために低
雑音増幅器、ミキサなどの半導体装置を極低温まで冷却
して雑音指数の改善を図る低雑音受信装置に関するもの
である。
雑音増幅器、ミキサなどの半導体装置を極低温まで冷却
して雑音指数の改善を図る低雑音受信装置に関するもの
である。
ダイオードやHEMT等の半導体素子は冷却するほど雑
音特性の改善が図れることから、衛星等からの極微弱な
信号を受信する低雑音受信装置においては低雑音増幅器
、ミキサなどの半導体装置を液体ヘリウム温度まで冷却
して使用する場合がある。
音特性の改善が図れることから、衛星等からの極微弱な
信号を受信する低雑音受信装置においては低雑音増幅器
、ミキサなどの半導体装置を液体ヘリウム温度まで冷却
して使用する場合がある。
第5図は例えばテレビジョン学会技術報告RE86−3
2.p30に示された従来の低雑音受信装置の構成図で
あり、半導体装置としてHEMT増幅器を用いている0
図において、1はHEMT増幅器、2はHEMT増幅器
1の入力VSWRを改善するためのサーキュレータ、3
は同軸線路、4は同軸・導波管変換器、5は同軸・導波
管変換器4の一端に設けられたフランジ、6は断熱導波
管、7は断熱導波管6の両端に設けられたフランジ〜8
は導波管、9は導波管8内に設けられた気密窓、10は
同軸ケーブル、11はHEMTI及びサーキュレータ2
を冷却するための冷却板、12は外壁、13は冷却板1
1.外壁12等からなる冷凍機、14は入力端子、15
は出力端子である。実際の冷凍機13は外壁12.冷却
板11の他にさらに圧縮機、コールドヘッド等を備えて
いるが、図中ではこれらを省略している。
2.p30に示された従来の低雑音受信装置の構成図で
あり、半導体装置としてHEMT増幅器を用いている0
図において、1はHEMT増幅器、2はHEMT増幅器
1の入力VSWRを改善するためのサーキュレータ、3
は同軸線路、4は同軸・導波管変換器、5は同軸・導波
管変換器4の一端に設けられたフランジ、6は断熱導波
管、7は断熱導波管6の両端に設けられたフランジ〜8
は導波管、9は導波管8内に設けられた気密窓、10は
同軸ケーブル、11はHEMTI及びサーキュレータ2
を冷却するための冷却板、12は外壁、13は冷却板1
1.外壁12等からなる冷凍機、14は入力端子、15
は出力端子である。実際の冷凍機13は外壁12.冷却
板11の他にさらに圧縮機、コールドヘッド等を備えて
いるが、図中ではこれらを省略している。
この低雑音受信装置ではHEMT増幅器lの入力端子に
はサーキュレータ2.同軸ケーブル3゜同軸・導波管変
換器4.断熱導波管6及び導波管8が、またHEMT増
幅器lの出力端子には同軸ケーブル10がそれぞれ接続
されており、これらは冷凍機13内に収納された構成と
なっている。
はサーキュレータ2.同軸ケーブル3゜同軸・導波管変
換器4.断熱導波管6及び導波管8が、またHEMT増
幅器lの出力端子には同軸ケーブル10がそれぞれ接続
されており、これらは冷凍機13内に収納された構成と
なっている。
導波管8と断熱導波管6との接続はフランジ7を外壁1
2にネジ等で固定することにより行われ、断熱導波管6
と同軸・導波管変換器4との接続はフランジ5と7とを
ネジ等で密着することにより行われている。
2にネジ等で固定することにより行われ、断熱導波管6
と同軸・導波管変換器4との接続はフランジ5と7とを
ネジ等で密着することにより行われている。
外壁12及び気密窓9は冷凍機13の内部を真空に保つ
ことにより、空気を介しての熱流入を防ぐためのもので
ある。また、断熱導波管6はHEMT増幅器1の入力側
の回路損失を低減し、かつ熱伝導による外部からの熱流
入を小さくするために用いている。この断熱導波管6は
一般に熱伝導率の小さなステンレスやキュプロニッケル
等で形成され、断熱導波管6の金属の厚さ及び長さは使
用する冷凍機13の能力に応じて選ばれている。
ことにより、空気を介しての熱流入を防ぐためのもので
ある。また、断熱導波管6はHEMT増幅器1の入力側
の回路損失を低減し、かつ熱伝導による外部からの熱流
入を小さくするために用いている。この断熱導波管6は
一般に熱伝導率の小さなステンレスやキュプロニッケル
等で形成され、断熱導波管6の金属の厚さ及び長さは使
用する冷凍機13の能力に応じて選ばれている。
例えば、冷凍能力の小さな冷凍機13を用いた場合、長
い断熱導波管6が用いられる。
い断熱導波管6が用いられる。
このように空気を介しての熱流入及び伝導による熱流入
をできる限り小さくすることにより、HEMT増幅器1
を極低温まで冷却することができる。
をできる限り小さくすることにより、HEMT増幅器1
を極低温まで冷却することができる。
−iにある物体から発生する熱雑音は温度に比例するた
め、この低雑音受信装置のようにHEMT増幅器1を極
低温まで冷却することにより、HEMT増幅器1から発
生する熱雑音を非常に少なくすることができる。従って
、アンテナで受信した微弱な信号は入力端子14.導波
管8.断熱導波管6.同軸・導波管変換器4.同軸ケー
ブル3及びサーキュレータ2を通ってHEMT増幅器1
へ供給される。そこで、増幅された信号は同軸ケーブル
10を通って出力端子15へ供給され、さらに出力端子
15に接続された信号処理回路(図示せず)へと供給さ
れる。
め、この低雑音受信装置のようにHEMT増幅器1を極
低温まで冷却することにより、HEMT増幅器1から発
生する熱雑音を非常に少なくすることができる。従って
、アンテナで受信した微弱な信号は入力端子14.導波
管8.断熱導波管6.同軸・導波管変換器4.同軸ケー
ブル3及びサーキュレータ2を通ってHEMT増幅器1
へ供給される。そこで、増幅された信号は同軸ケーブル
10を通って出力端子15へ供給され、さらに出力端子
15に接続された信号処理回路(図示せず)へと供給さ
れる。
以上のように、HEMT増幅器lを極低温まで冷却する
ことにより、HEMT増幅器lで発生する熱雑音を低減
でき、非常に微弱な信号を受信することができる。
ことにより、HEMT増幅器lで発生する熱雑音を低減
でき、非常に微弱な信号を受信することができる。
従来の低雑音受信装置では使用する冷凍機13の能力に
応じて断熱導波管6の長さを選ぶ必要があり、冷凍能力
の小さな冷凍機13を使用するには断熱導波管6の長さ
を長くする必要がある。この場合、断熱導波管6の損失
が増えるため、低雑音受信装置の雑音指数が増大すると
いう問題点があった。
応じて断熱導波管6の長さを選ぶ必要があり、冷凍能力
の小さな冷凍機13を使用するには断熱導波管6の長さ
を長くする必要がある。この場合、断熱導波管6の損失
が増えるため、低雑音受信装置の雑音指数が増大すると
いう問題点があった。
一方、冷凍能力の大きな冷凍機13を使用すれば、断熱
導波管6の長さを短くできるため、低雑音受信装置の雑
音指数が増大することはない、しかし、この場合、非常
に高価な冷凍機13が必要になってしまうという問題点
があった。
導波管6の長さを短くできるため、低雑音受信装置の雑
音指数が増大することはない、しかし、この場合、非常
に高価な冷凍機13が必要になってしまうという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、冷凍能力の小さな冷凍機を用いて構成した雑
音指数の良好な低雑音受信装置を得ることを目的とする
。
たもので、冷凍能力の小さな冷凍機を用いて構成した雑
音指数の良好な低雑音受信装置を得ることを目的とする
。
この発明に係る低雑音受信装置は、半導体装置の所定の
端子と冷凍機の外壁に設けた入力端子あるいは出力端子
とを電気的に接続する導波管の一部に電界に平行にすき
間を設け、かつすき間を設けた側の導波管端面にチョー
クフランジを設けたものである。
端子と冷凍機の外壁に設けた入力端子あるいは出力端子
とを電気的に接続する導波管の一部に電界に平行にすき
間を設け、かつすき間を設けた側の導波管端面にチョー
クフランジを設けたものである。
この発明における低雑音受信装置は、導波管の一部に設
けたすき間により導波管からの伝導による熱流入を遮断
するとともに、チョークフランジによりすき間の電気的
な影響を小さくしている。
けたすき間により導波管からの伝導による熱流入を遮断
するとともに、チョークフランジによりすき間の電気的
な影響を小さくしている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例による低雑音受信装置の
構成を示しており、図において、第5図と同一符号は同
一部分を示し、16は入力端子14側の断熱導波管6端
面に設けたチョークフランジ、17は導波管8と断熱導
波管6との間に電界に対して平行に設けたすき間である
。
構成を示しており、図において、第5図と同一符号は同
一部分を示し、16は入力端子14側の断熱導波管6端
面に設けたチョークフランジ、17は導波管8と断熱導
波管6との間に電界に対して平行に設けたすき間である
。
また、第2図(a)はチョークフランジ16近傍の詳細
な構造図、第2図(b)はその等価回路図である。
な構造図、第2図(b)はその等価回路図である。
第2図(a)において、すき間17のAB間及びBD間
はラジアル線路であり、チョークフランジ16に設けら
れた溝は導波管と見なすことができる。
はラジアル線路であり、チョークフランジ16に設けら
れた溝は導波管と見なすことができる。
従って、第2図(a)は第2図い)のようにラジアル線
路AB間にリアクタンスjxと先端短絡の導波管BC間
が接続された回路が導波管8と断熱導波管6との間に直
列に接続された等価回路で表わすことができる。ここで
、リアクタンスjxはラジアル線路BD間によるもので
ある。ラジアル線路AB間及び導波管BC間を1/4波
長に選び、リアクタンスjxが小さくなるようにすき間
17の間隔、BD間の長さを適当に選ぶことにより、点
AAから点BB側を見たインピーダンスはほぼ零となる
。このため、導波管8からきたマイクロ波帯の受信信号
はすき間17に影響されることなく断熱導波管6へ伝搬
する。
路AB間にリアクタンスjxと先端短絡の導波管BC間
が接続された回路が導波管8と断熱導波管6との間に直
列に接続された等価回路で表わすことができる。ここで
、リアクタンスjxはラジアル線路BD間によるもので
ある。ラジアル線路AB間及び導波管BC間を1/4波
長に選び、リアクタンスjxが小さくなるようにすき間
17の間隔、BD間の長さを適当に選ぶことにより、点
AAから点BB側を見たインピーダンスはほぼ零となる
。このため、導波管8からきたマイクロ波帯の受信信号
はすき間17に影響されることなく断熱導波管6へ伝搬
する。
従って、第1図に示すように導波管8と断熱導波管6と
間にすき間17を設け、断熱導波管6のすき間17側の
端面にチョークフランジ16を設けることにより、導波
管8側から断熱導波管6への伝導による熱流入を遮断で
きるとともに、電気的にはすき間17の影響を小さくす
ることができる。このようにすき間17により熱流入を
遮断できるため、冷凍能力の小さな冷凍機13を用いて
も極低温までHEMT増幅器1を冷却することができる
。また、断熱導波管6の長さも十分短くできるため、回
路の低損失化が図れ、雑音指数の優れた低雑音受信装置
を得ることができる。
間にすき間17を設け、断熱導波管6のすき間17側の
端面にチョークフランジ16を設けることにより、導波
管8側から断熱導波管6への伝導による熱流入を遮断で
きるとともに、電気的にはすき間17の影響を小さくす
ることができる。このようにすき間17により熱流入を
遮断できるため、冷凍能力の小さな冷凍機13を用いて
も極低温までHEMT増幅器1を冷却することができる
。また、断熱導波管6の長さも十分短くできるため、回
路の低損失化が図れ、雑音指数の優れた低雑音受信装置
を得ることができる。
さらには、断熱導波管6の代わりに熱伝導率はやや大き
いが、電気抵抗の非常に小さな金属材料で形成した導波
管を用いることもでき、より雑音指数の改善を図ること
もできる。
いが、電気抵抗の非常に小さな金属材料で形成した導波
管を用いることもでき、より雑音指数の改善を図ること
もできる。
以上のように、この発明の低雑音受信装置では冷凍機1
3の外壁12に設けられた導波管8と断熱導波管6との
間にすき間17を設け、かつすき間17側の断熱導波管
6端面にチョークフランジ16を設けることにより、電
気的にはすき間17の影響を小さ(できるとともに伝導
による熱流入を遮断できる。従って、冷凍能力の小さな
冷凍機13の使用が可能になり、低雑音受信装置の低価
格化が図れるとともに非常に短い断熱導波管6を用いる
ことができるために、雑音指数の優れた低雑音受信装置
を得ることもできる。
3の外壁12に設けられた導波管8と断熱導波管6との
間にすき間17を設け、かつすき間17側の断熱導波管
6端面にチョークフランジ16を設けることにより、電
気的にはすき間17の影響を小さ(できるとともに伝導
による熱流入を遮断できる。従って、冷凍能力の小さな
冷凍機13の使用が可能になり、低雑音受信装置の低価
格化が図れるとともに非常に短い断熱導波管6を用いる
ことができるために、雑音指数の優れた低雑音受信装置
を得ることもできる。
なお、上記実施例ではすき間17を導波管8と断熱導波
管6との間に設けた場合について述べたが、これは本発
明の第2の実施例である第3図に示すようにすき間17
を断熱導波管6と同軸・導波管変換器4との間に設け、
そのすき間17の一部に熱伝導の非常に小さな誘電体ス
ペーサ18を設けたものであっても良い、この場合、誘
電体スペーサ18の厚さを適当に選ぶことにより、電界
に対して平行に設けたすき間17の間隔を容易に設定で
きる。
管6との間に設けた場合について述べたが、これは本発
明の第2の実施例である第3図に示すようにすき間17
を断熱導波管6と同軸・導波管変換器4との間に設け、
そのすき間17の一部に熱伝導の非常に小さな誘電体ス
ペーサ18を設けたものであっても良い、この場合、誘
電体スペーサ18の厚さを適当に選ぶことにより、電界
に対して平行に設けたすき間17の間隔を容易に設定で
きる。
また、さらには本発明の第3の実施例として第4図に示
すように、断熱導波管6を用いずに同軸・導波管変換器
4と導波管8とを直接接続し、両者間にすき間17を設
けるとともに、そのすき間17全体に誘電体スペーサ1
8を設けても良い、このような構成では、上記第2の実
施例と同様にすき間170間隔が容易に設定可能となる
とともに、誘電体スペーサ18に気密窓9の機能を持た
せることができるため、気密窓9が不要となり、装置の
簡略化を図ることができる。
すように、断熱導波管6を用いずに同軸・導波管変換器
4と導波管8とを直接接続し、両者間にすき間17を設
けるとともに、そのすき間17全体に誘電体スペーサ1
8を設けても良い、このような構成では、上記第2の実
施例と同様にすき間170間隔が容易に設定可能となる
とともに、誘電体スペーサ18に気密窓9の機能を持た
せることができるため、気密窓9が不要となり、装置の
簡略化を図ることができる。
さらに、上記実施例ではHEMT増幅器lの入力端子側
に導波管8.断熱導波管6を用いた場合について述べた
が、これはHEMT増幅器1の出力端子側に設けても良
く、また、半導体装置としてHEMT増幅器1の代わり
にミキサ、FET増幅器等を用いても良い。
に導波管8.断熱導波管6を用いた場合について述べた
が、これはHEMT増幅器1の出力端子側に設けても良
く、また、半導体装置としてHEMT増幅器1の代わり
にミキサ、FET増幅器等を用いても良い。
以上のように、この発明によれば、導波管の一部に電界
に平行にすき間を設けて、導波管を物理的に分割し、そ
の分割された導波管のすき間左設けた側の端面にチョー
クフランジを設けることにより、電気的にはすき間の影
響を小さくすることができ、しかも熱的には導波管を介
しての伝導による熱流入を遮断できる効果がある。従っ
て、冷凍能力の小さな冷凍機を用いても極低温まで半導
体装置を冷却することができ、低雑音受信装置を安価に
できるとともに非常に短い導波管の使用が可能となるた
め、雑音指数の良好な低雑音受信装置を得ることができ
る効果がある。
に平行にすき間を設けて、導波管を物理的に分割し、そ
の分割された導波管のすき間左設けた側の端面にチョー
クフランジを設けることにより、電気的にはすき間の影
響を小さくすることができ、しかも熱的には導波管を介
しての伝導による熱流入を遮断できる効果がある。従っ
て、冷凍能力の小さな冷凍機を用いても極低温まで半導
体装置を冷却することができ、低雑音受信装置を安価に
できるとともに非常に短い導波管の使用が可能となるた
め、雑音指数の良好な低雑音受信装置を得ることができ
る効果がある。
第1図はこの発明の第1の実施例による低雑音受信装置
の構成図、第2図(a)、 (b)はそれぞれ第1図の
すき間近傍の詳細な構造及び等価回路を示す図、第3図
及び第4図はこの発明の第2及び第3の実施例を示す低
雑音受信装置の構成図、第5図は従来の低雑音受信装置
の構成図である。 図中、1はHEMT増幅器、2はサーキュレータ、3は
同軸ケーブル、4は同軸・導波管交換器、5はフランジ
、6は断熱導波管、7はフランジ、8は導波管、9は気
密窓、10は同軸ケーブル、11は冷却板、12は外壁
、13は冷凍機、14は入力端子、15は出力端子、1
6はチョークフランジ、17はすき間、18は誘電体ス
ペーサである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
の構成図、第2図(a)、 (b)はそれぞれ第1図の
すき間近傍の詳細な構造及び等価回路を示す図、第3図
及び第4図はこの発明の第2及び第3の実施例を示す低
雑音受信装置の構成図、第5図は従来の低雑音受信装置
の構成図である。 図中、1はHEMT増幅器、2はサーキュレータ、3は
同軸ケーブル、4は同軸・導波管交換器、5はフランジ
、6は断熱導波管、7はフランジ、8は導波管、9は気
密窓、10は同軸ケーブル、11は冷却板、12は外壁
、13は冷凍機、14は入力端子、15は出力端子、1
6はチョークフランジ、17はすき間、18は誘電体ス
ペーサである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- (1)外壁で覆われた冷凍機内に半導体装置を装着し、
これらの半導体装置を極低温まで冷却する低雑音受信装
置において、 上記半導体装置の所定の端子と上記冷凍機の外壁に設け
た入力端子あるいは出力端子とを電気的に接続する導波
管と、 上記導波管を電界に対して平行に所定のすき間を設けて
物理的に分割し、該分割された少なくとも一方の導波管
の、すき間を設けた側の端面に設けたチョークフランジ
とを備えたことを特徴とする低雑音受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22642289A JPH0389632A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 低雑音受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22642289A JPH0389632A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 低雑音受信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0389632A true JPH0389632A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=16844877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22642289A Pending JPH0389632A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 低雑音受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0389632A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268122A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 導波管の接続構造 |
WO2012060154A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 日立マクセル株式会社 | 高周波デバイスモジュール及び外気からの高周波デバイスの封止方法 |
JP2013239768A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | アレイアンテナ装置 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22642289A patent/JPH0389632A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268122A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 導波管の接続構造 |
WO2012060154A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 日立マクセル株式会社 | 高周波デバイスモジュール及び外気からの高周波デバイスの封止方法 |
JP2013239768A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | アレイアンテナ装置 |
US9088325B2 (en) | 2012-05-11 | 2015-07-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Array antenna apparatus |
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