DE3038138C2

DE3038138C2 -

Info

Publication number: DE3038138C2
Application number: DE3038138A
Authority: DE
Inventors: Egbert Bernardus Gretinus Willem Gotje; Franciscus Napoleon Adrianus Eindhoven Nl Kerstens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1989-09-28
Also published as: JPS6332215B2; DE3038138A1; NL7907593A; GB2067350B; GB2067350A; FR2467479A1; US4371848A; FR2467479B1; JPS5663746A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Magnetron nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Magnetron ist aus der US-PS 38 49 737 bekannt und wird insbesondere in Mikrowellen öfen für die Speisebereitung und dgl. verwendet. In diesem Magnetron wird das Filter durch einen metallenen becher förmigen Körper gebildet, der die Antennensonde koaxial um gibt und dessen Boden mit der Antennensonde verbunden ist. Die Herstellung von Filtern dieser Art und ihre Befestigung im Magnetron machen die Herstellung des Magnetrons ver wickelt, was bei einer Massenfertigung nachteilig ist und eine Erhöhung der Herstellungskosten zur Folge hat.

Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, bei einem Magnetron nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einfachen Mitteln eine von der Grundfrequenz ver schiedenen Frequenz zu schwächen.

Diese Aufgabe wird mit einem Magnetron nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Ein auf diese Weise erhaltenes Filter hat sich nicht nur als besonders zweckmäßig erwiesen, sondern weist außerdem eine besonders einfache Bauart auf. Die benötig ten Teile des Filters lassen sich einfach herstellen und ihre Befestigung im Magnetron kann durch einen einfachen und schnellen Vorgang, wie Punktschweißen, erzielt werden.

Es sei bemerkt, daß die Anwendung von Bandsperr filtern für Mikrowellenfrequenzen an sich bekannt ist ("Electronic Engineering", Band 50, Nr. 604, April 1978, S. 39-41). Diese bekannten Filter beziehen sich aber auf Mikrostreifenkonstruktionen, die ihre Anwendung in Über tragungssystemen auf dem Gebiet von Niederleistungssignal verarbeitung finden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filter durch zwei Ansätze gebil det wird, die zu der Mittellinie der Antennensonde symme trisch liegen. Eine derartige symmetrische Ausführung des Filters erhöht die Zweckmäßigkeit in bezug auf die Schwächung einer unerwünschten Frequenz.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich zu beiden Seiten der Antennensonde ein Ansatz entlang der Antennensonde er streckt, wobei diese Ansätze zwei Schlitze mit einer wirk samen elektrischen Länge l ₁ bzw. l ₂ bilden, wobei l ₁ etwa ein Viertel der zu einer ersten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge und l₂ etwa ein Viertel der zu einer zweiten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge betragen. Mit einem derartigen Filter werden zwei Frequenzen z. B. die zweite und die dritte Harmonische der Grundfrequenz des Magnetrons, geschwächt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Antennensonde ein langgestreckter Metallstreifen und sind die genannten Ansätze aus dem Streifen gebildet. Der Vor teil dieser Bauart ist der, daß für die Filter keine ge sonderten Teile verwendet werden und daher keine besonderen Vorgänge zur Befestigung der Einzelteile durchgeführt zu werden brauchen. Eine weitere Ausgestaltung dieser Aus führungsform besteht darin, daß jeder der ein Filter bildenden Ansätze aus einer Zunge besteht, die durch einen in dem Antennenstreifen angebrachten und in dessen Rand mündenden Schlitz gebildet wird, der sich über eine wirksame elektrische Länge l _n erstreckt, wobei l _n etwa ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f _n gehörigen Wellenlänge beträgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Magnetron mit einem Filter,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1 und

Fig. 3 bis 6 Schnitte entlang der Linie II-II nach Fig. 1 mit gegenüber Fig. 2 anderen Ausführungsformen von Filtern.

In Fig. 1 und 2 ist ein Magnetron dargestellt, mit einem kupfernen Anodengehäuse 1 und einer Anzahl kupfer ner Anodenfahnen 2, die sich von der Innenwand des Anoden gehäuses 1 her zu einer schraubenlinienförmigen Kathode 3 hin erstrecken. Die Anodenfahnen 2 sind in der Nähe der Kathode 3 auf den Stirnseiten durch gut leitende Ringe 4, sogenannte Strapringe, abwechselnd miteinander verbunden. Topfförmige Metallhülsen 5 und 6 bilden die Endräume des Magnetrons. Der Endraum 6 ist mit einer keramischen Platte 7 verschlossen, durch die die Anschlußleitungen 8 und 9 für die Kathode 3 hindurchgeführt sind. Ein zylindrisches keramisches Fenster 10 schließt sich dem Endraum 5 an. Eine streifenförmige Antennensonde 11 ist durch eine Öffnung 12 eines inneren magnetischen Polschuhs 13 ge führt. Die Antennensonde 11 ist an einem Ende mit einer der Anodenfahnen 2 verbunden. Das andere Ende der Antennensonde 11 kann sich frei in dem Ausgangsteil des Magnetrons er strecken oder es kann, wie deutlich aus Fig. 6 ersichtlich ist, mit einem metallenen Pumprohr 14 verbunden sein. Der Quetschpunkt 15 und das Pumprohr 14 sind von einer metalle nen Abschirmkappe 16 umgeben, die über eine Metallklappe 17 elektrisch mit dem Pumprohr 14 und über das Pumprohr 14 mit der Antennensonde 11 verbunden ist. Das Magnetron weist weiterhin axial magnetisierte Magnete 18, Kühlrippen 19 und ein Magnetjoch 20 auf, die zugleich das Kühlergehäuse bildet. Der durch das keramische Fenster 10 und die Metall kappe 17 gebildete Ausgangsteil des Magnetrons wird beim Gebrauch in einem Wellenleiter oder Hohlraumresonator, oder gegebenenfalls Ofenraum, geführt, wobei die vom Magnetron erzeugte Hochfrequenzenergie über den Ausgangsteil in den sich daran anschließenden Wellenleiter oder Hohlraumresona tor eingestrahlt wird. Neben der vom Magnetron erzeugten Grundschwingung werden auch Harmonische dieser Grund schwingung erzeugt. In Magnetrons für Kochzwecke weist die Grundschwingung eine Frequenz von etwa 2450 MHz auf. Bezüg lich der Grundschwingung kann die Abstrahlung des Ofens in genügendem Maße eingeschränkt werden. Es ist aber sehr schwierig, auch die Abstrahlung des Ofens für die zweiten und gegebenenfalls höheren Harmonischen in genügendem Maße einzuschränken. Aus diesem Grunde weist das Magnetron selbst Filter auf, die die Ausstrahlung von Energie mit einer von der Grundfrequenz verschiedenen Frequenz schwächen.

In Fig. 1 wird ein derartiger Filter durch zwei metallene Streifen 21 und 22 gebildet, die durch eine Punkt schweißung 23 an der Antennensonde 11 befestigt sind. Die Streifen 21 und 22 erstrecken sich entlang der Antennensonde 11 bis in oder in die Nähe der Öffnung 12 und bilden je einen Schlitz 24 dessen wirksame elektrische Länge "l" etwa gleich einem Viertel der der vom Filter zu schwächen den Frequenz entsprechenden Wellenlänge ist. Es ist möglich, das Filter mit Hilfe eines einzigen Streifens zu bilden. Die hier gegebene symmetrische Ausführungsform ist aber zweckmäßigerweise als die Ausführungsform mit einem einzigen Streifen 21. Weiterhin ist es möglich, den Streifen 21 und 22 eine verschiedene Länge zu geben. Zum Beispiel kann der Streifen 21 einen Schlitz mit einer elektrischen Länge l = l ₁ und der Streifen 22 einen Schlitz mit einer elektrischen Länge l = l ₂ bilden, wobei l ₁ etwa ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequen f ₁ gehörigen Wellenlänge und l ₂ ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f ₂ gehörigen Wellenlänge beträgt.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Magnetrons nach Fig. 1 entlang der Linie II-II nach Fig. 1.

In den Fig. 3 bis 6 sind verschiedene Ausführungs formen der Sperren dargestellt, bei denen ein Teil des Magnetrons in einer der Schnittdarstel lung nach Fig. 2 analogen Schnittdarstellung gezeichnet ist. Einander entsprechende Teile des Magnetrons sind mit den auch in Fig. 2 verwendeten Bezugsziffern versehen.

In Fig. 3 weist die streifenförmige Antennensonde 11 einen in den Rand 30 des Streifens mündenden Schlitz 31 auf, durch den eine Zunge 32 gebildet ist. Die Länge "l" des Schlitzes 31 ist etwa gleich einem Viertel der einer zu schwächenden Frequenz entsprechenden Wellenlänge. Eine symmetrische Ausführungsform dieses Filters zeigt Fig. 4. In der streifenförmigen Antennensonde 11 sind zwei Schlitze 33 mit einer Länge "l" angeordnet, die je in einen Rand des Streifens münden, wodurch zwei Zungen 34 und 35 gebildet sind. Eine Abwandlung dieser Ausführungsform zeigt Fig. 5. Der Schlitz 36 weist eine Länge "l ₁" und der Schlitz 37 eine Länge "l ₂" auf, wobei l ₁ etwa gleich einem Viertel der einer ersten zu schwächenden Frequenz f ₁ entsprechenden Wellenlänge und l ₂ etwa gleich einem Viertel der einer zweiten zu schwächenden Frequenz f ₂ entsprechenden Wellen länge sind. In einem praktischen Beispiel weist die Grund schwingung des Magnetrons eine Frequenz von 2450 MHz auf und es ist f ₁ = 4900 MHz die zweite Harmonische, während f ₂ = 4300 MHz ist. Die Frequenz f ₂ ist z. B. die Frequenz des vom Magnetron neben der Grundschwingung erzeugten so genannten π-1-Modus.

Fig. 6 zeigt eine von der Ausführungsform nach Fig. 3 abweichende Ausführungsform, bei der das Filter 40 nicht in der Nähe der Öffnung 12 im Polschuh 13 liegt, sondern im Ausgangsteil des Magnetrons angeordnet ist. Die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen Abwandlungen sind auch hier wieder möglich.

Es sind weitere Ausführungsformen der Erfindung möglich. So kann das mit der Antennensonde ein Filter bildende Element auch aus einem im wesentlichen U-förmigen, aus einer Metallplatte gestanz ten Element bestehen, dessen beide Schenkel sich zu beiden Seiten der streifenförmigen Antennensonde erstrecken und Schlitze einer Länge L bilden, wie oben angegeben ist, und bei dem der Steg der Schenkel auf der flachen Seite der streifenförmigen Antennensonde festgeschweißt ist.

Claims

1. Magnetron mit einem vakuumdichten Kolben, einem Anodengehäuse (1) mit sich auf der Innenseite von der Innenwand des Anodengehäuses (1) her erstreckenden Anoden fahnen (2), einem Ausgangsteil und einer sich im Ausgangs teil erstreckenden Antennensonde (11), die mit mindestens einer der Anodenfahnen (2) verbunden und mit einem Filter zum Schwächen einer von der Grundfrequenz des Magne trons verschiedenen Frequenz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter durch einen oder mehrere flache Ansätze (21, 22; 32; 34, 35) an der Antennensonde (11) gebildet wird, die sich entlang der Antennensonde (11) erstrecken, derart, daß sie an einer Seite der Antennensonde je einen Schlitz (24; 31; 33; 36, 37) bilden, der eine wirk same elektrische Länge von etwa einem Viertel der zu der zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge aufweist.

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter durch zwei Ansätze (21, 22; 34, 35) gebildet wird, die zu der Mittellinie der Antennensonde (11) symmetrisch liegen.

3. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zu beiden Seiten der Antennensonde ein Ansatz entlang der Antennensonde erstreckt und daß diese Ansätze zwei Schlitze (36, 37) mit einer wirksamen elektrischen Länge l ₁ bzw. l ₂ bilden und l ₁ beträgt etwa ein Viertel der zu einer ersten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge und l ₂ etwa ein Viertel der zu einer zweiten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge.

4. Magnetron nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Antennensonde (11) ein langgestreckter Metallstreifen ist und die genannten Ansätze (32; 34, 35) aus dem Strei fen gebildet sind.

5. Magnetron nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ein Filter bildenden Ansätze (32; 34, 35) aus einer Zunge besteht, die durch einen in dem Antennenstreifen angebrach ten und in dessen Rand mündenden Schlitz (31; 36, 37) gebildet wird, der sich über eine wirksame elektrische Länge l _n erstreckt, und l _n beträgt etwa ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f _n gehörigen Wellenlänge.