JPH0749875Y2 - ローノイズコンバータ - Google Patents

ローノイズコンバータ

Info

Publication number
JPH0749875Y2
JPH0749875Y2 JP1988034001U JP3400188U JPH0749875Y2 JP H0749875 Y2 JPH0749875 Y2 JP H0749875Y2 JP 1988034001 U JP1988034001 U JP 1988034001U JP 3400188 U JP3400188 U JP 3400188U JP H0749875 Y2 JPH0749875 Y2 JP H0749875Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electronic cooling
converter
power
semiconductor element
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1988034001U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01137639U (ja
Inventor
利夫 安彦
康弘 藤井
実 神田
秀嗣 布谷
幹生 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP1988034001U priority Critical patent/JPH0749875Y2/ja
Publication of JPH01137639U publication Critical patent/JPH01137639U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0749875Y2 publication Critical patent/JPH0749875Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、放送衛星からの電波を受信するローノイズコ
ンバータに関するものである。
[従来の技術] 放送衛星からの電波を受信するコンバータにおいて、現
在のものは、外部から電圧が約15Vの電源が供給されて
いる。また、コンバータ内部の初段の増幅回路、ミキ
サ、局部発振回路、中間増幅回路等は3V〜8V程度で動作
するようになっており、コンバータ内部では定電圧回路
で電圧の安定化を図っている。
一方、初段の増幅回路に用いられるローノイズの半導体
素子として用いられるGaAsFETのNF値によりそのローノ
イズ化は大きく影響され、最近はHEMTのような超ローノ
イズのデバイスまで出てきたが、コスト面、生産歩どま
りの面で問題もある。しかし、GaAsFET、HEMTにおいて
も、温度を下げることによりNF値が下がることは一般に
言われており、我々の実験でも、0.01dB/℃、つまり、
1℃下げることでNF値が0.01dBも改善されることが確認
されており、そのため、20〜30℃下げるだけでも、0.2
〜0.3dBのNF値を改善することができることになる。
しかし、電子冷却装置に電源が必要であり、外部から供
給される電源は限界があり(約4Wmax)、一方、定電圧
回路では電圧を一定にするために、トランジスタを可変
抵抗代わりに使用するために発熱させているのが現状で
ある。
第9図は、従来のコンバータAの例を示し、例えば、Ga
AsFET,HEMT等の半導体素子1からなる増幅回路2、所定
の周波数を発振する局部発振回路3、増幅回路2出力と
局部発振回路3とを混合して所定の周波数に落として出
力するミキサ4と、ミキサ4出力を増幅する増幅回路
5、各回路へ電源を供給する電源回路6等で構成されて
いる。該コンバータAは例えばチューナ8とケーブル7
を介して接続されており、コンバータAからケーブル7
により信号をチューナ8に出力すると共に、チューナ8
からの電源9からケーブル7の芯線7aを介してコンバー
タAに電源を供給している。しかして、衛星からの電波
をパラボラアンテナあるいは平面アンテナ等で受信して
コンバータAの入力端子10に入力され、ローノイズの半
導体素子1で構成されている増幅回路2で2〜3段階増
幅される。局部発振回路3は日本のDBS(直接放送衛星
受信)の場合は、10.678GHzの周波数であり、ミキサ4
で合成することにより、その差の周波数1.0GHz帯のIF帯
に変換され、GaAsのようなMMICからなる増幅回路5で増
幅される。
この場合、初段のローノイズデバイスの半導体素子1に
おいて、3V,20mA程度の電流が流れ、60mW程度の発熱体
となる。ここで、テフロン等のトータル熱抵抗を200℃/
Wとした場合、12℃程度の温度上昇となり、ノイズは0.0
1×12=0.12dB程度のNF劣化を生じることになる。尚、
上記の12℃は次式から計算される。
(温度上昇式) デバイス温度−周辺温度 =0.06(200℃/W)=12℃ [考案が解決しようとする課題] 本考案は、上述の点に鑑みて提供したものであって、必
要な電圧降下をさせるために電子冷却用素子をコントロ
ール用抵抗として使用し、電子冷却用素子への電力供給
をオンオフするスイッチで複数の電子冷却用素子を外部
の電源に対して最適負荷(抵抗)とするとともに、電源
回路のロスを無くして電源を有効に利用するようにした
ローノイズコンバータを提供するものである。
[課題を解決するための手段] [作用] 本考案は、外部から電源が供給され受信した信号を所定
の周波数に変換して出力するコンバータにおいて、受信
した信号を増幅する半導体素子を冷却する複数の電子冷
却用素子とこれら電子冷却用素子への電力供給を個別に
オンオフする複数のスイッチとの直列あるいは並列回路
を相互に並列又は直列に接続し、外部から供給される電
力を上記電子冷却用素子を除くコンバータ内部の各部に
供給するとともに、この各部で消費される電力分と外部
から供給される電力との差の電力分をさらに上記電子冷
却用素子の電源とする電源供給手段を具備することによ
り、必要な電圧降下をさせるために電子冷却用素子をコ
ントロール用抵抗として使用し、電子冷却用素子への電
力供給をオンオフするスイッチで複数の電子冷却用素子
を外部の電源に対して最適負荷(抵抗)とするととも
に、電源回路のロスを無くして電源を有効に利用するよ
うにしたものである。
また、半導体素子を密閉する密閉手段により、半導体素
子を電子冷却した場合に半導体素子に結露が生じるのを
防止するようにしてもよい。
[実施例] 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。第4
図はGaAsFETからなるローノイズの半導体素子1を電子
冷却する場合の例を示し、プリント板11の上面に半導体
素子1を実装し、プリント板11の下面には電子冷却装置
12を配設している。発熱するローノイズの半導体素子1
を直接電子冷却装置12により冷却することにより、半導
体素子1単体から生じる発熱を防ぎ、また、幾らか冷却
することにより動作温度を下げる。電子冷却装置12はペ
ルチェ効果を利用しているものであり、電源ライン14に
電流を流すことにより、電子冷却装置12の片面(半導体
素子1側)は冷却され、反対側の面は高温になり、その
上昇した温度は放熱フィン13にて放熱される。
ここで、半導体素子1の冷却目標温度を5℃程度にし、
コンバータAの外気温を昼間25℃とし、電子冷却の大き
い場合、半導体素子1自体から発する熱により約10℃程
度の上昇を考えた時、(25℃+10℃)−5℃=(30℃)
と、30℃近い温度を下げることにより、GaAsFETあるい
はHEMTのNF値を約0.3dB程度下げることができる。
例えば、放送衛星受信用のアンテナの総合特性はG/T
(ジーオーバーティ)で評価される。これは、アンテナ
ゲインとアンテナノイズコンバータの熱雑音を含むトー
タルの熱雑音で割ったものである。
ここで、Gはアンテナゲイン、Tantはアンテナノイズ、
Tconverterはアンテナのコンバータのノイズを夫々示し
ている。
一般的に放送衛星受信用のアンテナのゲインは34.0dB程
度である。T(熱雑音)の項は、アンテナノイズは約60
゜K程度であり、コンバータAのNF値は一般的に2.0dBで
ある。これはケルビン表示すると、170゜Kであり、本考
案の冷却方法でNF値が2.0−0.3=1.7dBに改善されれ
ば、140゜Kになる。
次に、熱雑音において、 T=10log(Tant+Tconverter) 10log(60+170)=23.6dB となり、これを冷却すると、 10log(60+140)=23.0dB となる。つまり、アンテナの総合特性として、コンバー
タAのNF値を0.3dB改善することにより、アンテナ全体
で約0.6dBの改善を図ったことになり、この分アンテナ
のゲインを下げることができる。例えば、34.0dBのアン
テナを小型化して、34.0−0.6=33.4dBiまで小型化が進
むことになり、面積で約11%の小型化により屋外に施工
したアンテナが風等に受ける力が11%少なくなり、その
分施工用のポール等取付金具等の小型化ができるもので
ある。
次に、具体的な回路及び構造について説明する。第3図
は本考案の電源回路を示し、DC−DCコンバータの一例を
示している。トランスT1の1次側の一端はチューナ8か
らの電源が供給され、他端には発振回路15にてオンオフ
制御されるトランジスタQ1が接続してある。トランスT1
の2次側は整流用のダイオードD1を介してコンバータA
の各回路の電源回路6と電子冷却用電源部16に供給して
いる。発振回路15によりトランジスタQ1がオンオフする
ことで、トランスT1の2次側で交流を発生させ、トラン
スT1の巻線数に応じて希望の電圧を生じさせる。トラン
スT1の2次側ではダイオードD1で整流して直流を得る。
この直流電圧がコンバータA用の電源と電子冷却用の電
源となるものである。
第1図は、電源を有効に利用するために、定電圧に必要
な電圧降下をさせるために電子冷却装置12の電子冷却用
素子12a…をコントロール用抵抗として使用し、また必
要に応じてスイッチS1…で最適負荷(抵抗)として使用
するようにしたものである。すなわち、コンバータAの
電源回路6の入力側にスイッチS1…、電子冷却用素子12
a…で構成される電源供給手段を設け、外部から供給さ
れる電力を上記電子冷却用素子12aを除くコンバータA
内部の各部に供給するとともに、この各部で消費される
電力分と外部から供給される電力との差の電力分をさら
に電子冷却用素子12aに供給することで、半導体素子1
を冷却するようにしたものである。第1図は並列負荷方
式としたものであり、第2図は直列負荷方式を示し、各
電子冷却用素子12aを直列に接続し、各素子12aにスイッ
チS1を並列に接続している。
第5図は実際に電子冷却装置12を使用してローノイズの
アンプ用半導体素子1の温度を下げるための具体的な構
成を示す図である。電子冷却装置12の冷却面となる一面
に半導体素子1を接触させ、この半導体素子1をガラス
からなるケース17にて密封している。尚、該ケース17が
密閉手段を構成している。また、電子冷却装置12の温度
が上昇する他面には外ケース18が配置され、放熱板とし
て使用している。ここで、ケース17内に結露が生じない
ように、つまり、空気中に水蒸気が温度差で冷たい面に
水分がつくことを防ぐために、ケース17で半導体素子1
を密封して内部を真空に近い状態にしている。外ケース
18はアルミダイキャストで形成され、それを電子冷却装
置12の放熱板として使用している。
第6図はサーミスタ19により電子冷却装置12の温度を検
知し、冷却温度が0℃以下にならないように温度コント
ロールをした実施例を示すものである。サーミスタ19は
第7図に示すように温度上昇に反比例して抵抗値が減少
するものであり、この特性を利用して第8図に示すよう
な制御回路を構成している。すなわち、固定抵抗R1とサ
ーミスタ19とを直列に接続し、その接続点における中間
電圧が変化するのを、コンパレータのような電圧比較器
21で、温度設定用のボリウムVRで設定された値を比較
し、ある一定の電圧(温度)になると、比較器12が反転
動作して出力がオンオフし、電子冷却用素子12aの制御
用トランジスタQ2をオンオフせしめる。このトランジス
タQ2がオンオフすることにより、電子冷却用素子12aが
0℃以下にならないように制御するものである。
[考案の効果] 本考案は上述のように、外部から電源が供給され受信し
た信号を所定の周波数に変換して出力するコンバータに
おいて、受信した信号を増幅する半導体素子を冷却する
複数の電子冷却用素子とこれら電子冷却用素子への電力
供給を個別にオンオフする複数のスイッチとの直列ある
いは並列回路を相互に並列又は直列に接続し、外部から
供給される電力を上記電子冷却用素子を除くコンバータ
内部の各部に供給するとともに、この各部で消費される
電力分と外部から供給される電力との差の電力分をさら
に上記電子冷却用素子の電源とする電源供給手段を具備
したので、必要な電圧降下をさせるために電子冷却用素
子をコントロール用抵抗として使用し、電子冷却用素子
への電力供給をオンオフするスイッチで複数の電子冷却
用素子を外部の電源に対して最適負荷(抵抗)とするこ
とができ、トータルの電力は従来の電子冷却をしない場
合と同等にすることができるという効果を奏するもので
ある。
また、半導体素子を密閉する密閉手段により、半導体素
子を電子冷却した場合に半導体素子に結露が生じるのを
防止することができる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例の要部回路図、第2図は同上の
直列負荷方式とした場合の要部回路図、第3図は同上の
コンバータの電源回路図、第4図は同上の半導体素子を
電子冷却する場合のモデル図、第5図は同上の電子冷却
する場合の具体構造を示す断面図、第6図は同上のサー
ミスタを付加した場合の断面図、第7図は同上のサーミ
スタの特性図、第8図は同上の制御回路図、第9図はコ
ンバータの具体回路図である。 1は半導体素子、12は電子冷却装置、Aはコンバータで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 布谷 秀嗣 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)考案者 小松 幹生 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部から電源が供給され受信した信号を所
    定の周波数に変換して出力するコンバータにおいて、受
    信した信号を増幅する半導体素子を冷却する複数の電子
    冷却用素子とこれら電子冷却用素子への電力供給を個別
    にオンオフする複数のスイッチとの直列あるいは並列回
    路を相互に並列又は直列に接続し、外部から供給される
    電力を上記電子冷却用素子を除くコンバータ内部の各部
    に供給するとともに、この各部で消費される電力分と外
    部から供給される電力との差の電力分をさらに上記電子
    冷却用素子の電源とする電源供給手段を具備して成るこ
    とを特徴とするローノイズコンバータ。
  2. 【請求項2】上記半導体素子を密閉手段により密閉して
    成ることを特徴とする請求項1記載のローノイズコンバ
    ータ。
JP1988034001U 1988-03-15 1988-03-15 ローノイズコンバータ Expired - Lifetime JPH0749875Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988034001U JPH0749875Y2 (ja) 1988-03-15 1988-03-15 ローノイズコンバータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988034001U JPH0749875Y2 (ja) 1988-03-15 1988-03-15 ローノイズコンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01137639U JPH01137639U (ja) 1989-09-20
JPH0749875Y2 true JPH0749875Y2 (ja) 1995-11-13

Family

ID=31260721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1988034001U Expired - Lifetime JPH0749875Y2 (ja) 1988-03-15 1988-03-15 ローノイズコンバータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0749875Y2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4706149B2 (ja) * 2001-08-24 2011-06-22 日本電気株式会社 温度分布制御電子冷却装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58184830A (ja) * 1982-04-22 1983-10-28 Nec Corp 受信装置
JPS617041U (ja) * 1984-06-18 1986-01-16 三菱重工業株式会社 電子冷却素子防湿装置
JPS61142288U (ja) * 1985-02-26 1986-09-02

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01137639U (ja) 1989-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6700440B2 (en) High frequency power amplifier
US6617930B2 (en) Power supply circuit for transmitter
Au et al. A 5.8-GHz rectifier using diode-connected MESFET for space solar power satellite system
US9041469B1 (en) High-efficiency power module
Jing et al. A 150-W spaceborne GaN solid-state power amplifier for BeiDou navigation satellite system
CN113708515B (zh) 一种具有自动调控二次谐波反馈无线功率传输系统
US8896382B2 (en) Amplification device and amplification method
JP3023172B2 (ja) 誤差補正を備えたtrモジュール
CN114583846B (zh) 一种功放整流器双模式切换电路
US7593702B1 (en) Open-loop RF transmitter output power control for increased power efficiency
CA2111616A1 (en) Dual-mode power amplification apparatus
Simons et al. A Novel Reconfigurable GaN Based Fully Solid-State Microwave Power Module for Communications/Radar Applications
Rodwell Sub-mm-wave technologies: Systems, ICs, THz transistors
US5121083A (en) High frequency transistor power amplifier
Fei et al. Q band solid-state power amplifier for aerospace
JP2708004B2 (ja) Shfコンバータ
McSpadden et al. A novel oscillating rectenna for wireless microwave power transmission
Kawasaki et al. C-band energy harvester by Si RFICs with GaN diodes for microwave power transfer
Fezai et al. Reducing electronic device standby power using a remote wake-up system [antenna applications corner]
Giofrè et al. A flexible and efficient GaN-Based SSPA for next-generation L-Band reconfigurable payloads
Colantonio et al. Solid state power amplifiers for satellite communication: A feasible solution
Sekiguchi et al. Ultra small sized low noise block downconverter module
US6421533B1 (en) Method and apparatus for controlling the envelope of a radio signal
US6999736B2 (en) Transmitting apparatus
US7190228B2 (en) Gain control device of transmitter in mobile communication terminal and method thereof