FR2602114A1 - Four a micro-ondes a filtre rejecteur d'harmoniques - Google Patents

Abstract

FOUR A MICRO-ONDES COMPORTANT UN GENERATEUR D'ONDES HYPERFREQUENCES, TEL QU'UN MAGNETRON. IL COMPREND, POUR ELIMINER LES PREMIERES HARMONIQUES DU SIGNAL PRODUIT PAR LE GENERATEUR, ENTRE LA SORTIE DE CE DERNIER ET LA CAVITE DE CUISSON, UN GUIDE D'ONDES 12 DANS LEQUEL EST FORME UN FILTRE 13. CE FILTRE 13 PRESENTE PAR EXEMPLE DES COLONNES OU SAILLIES 27 DE CHAQUE COTE D'UN PLAN MEDIAN 23.

Description

FOUR A MICRO-ONDES A FILTRE
REJECTEUR D'HARMONIQUES
L'invention est relative à un four à micro-ondes.

Un four à micro-ondes comporte un générateur, en général un magnétron, d'ondes électromagnétiques à la fréquence de 2,45 GHz.

Ces ondes hyperfréquences circulent dans la cavité que constitue le four pour chauffer ou cuire les aliments.

En raison des dangers présentés par les ondes hyperfréquences, le four doit être étanche à ces ondes. L'étanchéité est bien assurée pour la fréquence de 2,45 GHz. Mais la plupart du temps le magnétron engendre des harmoniques à des fréquences supérieures et donc à des longueur d'ondes plus courtes pour lesquelles l'étanchéité est beaucoup moins bien assurée. La cinquième harmonique est particulièrement gênante car elle se situe dans le domaine des fréquences de réception des émissions de- télévision provenant de satellites géostationnaires ; cet harmonique risque donc de perturber la réception de telles émissions.

Pour résoudre ce problème on a jusqu'à présent proposé d'améliorer la qualité du signal du magnétron et d'améliorer l'étanchéité du four. Mais ces solutions sont onéreuses, ce qui est d'autant plus gênant qu'on a affaire à un appareil fabriqué en très grande série.

L'invention remédie à ces inconvénients.

Elle est caractérisé en ce qu'elle comporte entre la sortie du générateur hyperfréquence et l'enceinte de cuisson un guide d'ondes présentant une partie de filtrage des harmoniques indésirables.

Dans le mode de réalisation préféré le filtre est en forme dite de "gaufrier", c'est-à-dire avec deux parois sensiblement parallèles avec des éléments en saillie symétriques par rapport à un plan médian parallèle aux deux parois. On peut ainsi réaliser, notamment par moulage, le guide d'ondes à partir de deux demi-coquilles identiques ou presque identiques.

De préférence, pour faciliter le démoulage, les dépouilles sont relativement inl" cs, de l'ordre de 20, et les arêtes sont arrondies. On au-ait pu penser que ces dépouilles et ces arrondis, provoqueraient une détérioration de la qualité du filtrage; mais on a constaté qu'au moins jusqu'à l'harmonique de rang 7 la qualité du filtrage restait tout à fait satisfaisante.

Dans une réalisation le filtre est de type uniforme, toutes les saillies étant identiques. Pour une meilleure qualité de filtrage, dans une variante, tout en conservant la symétrie par rapport à un plan médian, les saillies ne sont pas toutes identiques entre elles au moins en ce qui concerne leur section et leur longueur. Dans ce cas, chaque demi-coquille ne présente pas une mais plusieurs faces formant un escalier.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une coupe transversale longitudinale d'un guide-d'ondes pour four à micro-ondes selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en plan d'une première partie du guide-d'on-des de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en plan de la seconde partie du guided'ondes de la figure 1,
- - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 1,
- la figure 5 est une vue suivant la flèche F de la figure 1, et
- les figures 6 et 7 sont des vues analogues à celles des figures 1 et 2 mais pour une variante.

Les ondes hyperfréquences produites par un magnétron d'un four à micro-ondes (non représenté) sont appliquées à une antenne introduite par un trou 10 dans la partie 11 d'entrée d'un guide d'ondes 12 selon l'invention. L'entrée 11 réalise une adaptation du guide dindes à l'antenne. Ce guide d'ondes présente en outre, à l'aval de l'entrée 11, une partie de filtrage 13 et ensuite, à la sortie, une autre partie d'adaptation 14 débouchant dans l'enceinte de cuisson (également non représentée).

Le guide d'ondes 12 a une forme générale de parallèlépipède rectangle. II est constitué par deux éléments ou demi-coquilles 15 et 16 établies en un alliage à base d'aluminium par moulage. Ces demicoquilles ont des formes internes pratiquement identiques à l'exception du trou 10 que présente la demi-coquille 16 et que ne présente pas la demi-coquille 15. Comme autres différences entre les éléments 15 et 16 on peut noter, dans l'exemple, que la demicoquille 16 comporte, autour du trou 10, à l'extérieur, un évidement 17 constitué par une rainure transversale que présente la grande face extérieure 18 de la demi-coquille 16, avec des bords d'extrémités transversaux 171 et 172. Cette rainure permet le positionnement et la fixation d'un support 19 d'antenne.

Les épaisseurs des parois longitudinales de petite superficie sont, dans l'exemple, inégales pour les éléments 15 et 16. On voit ainsi sur la figure 5 que la paroi longitudinale 20 de la demi-coquille 16 est d'épaisseur inférieure à celle de la paroi longitudinale 21 de la demi-coquille 15.

Les deux parois longitudinales 21 et 21' de la demi-coquille 15 s'ajustent entre les parois longitudinales 20 et 20' de la demicoquille 16.

Chacune de ces parois longitudinales 20, 21, 20', 21' présente des trous traversants coaxiaux 22 (figure 4) pour permettre le passage de vis d'assemblage des deux demi-coquilles 15 et 16.

Les faces internes des demi-coquilles 15 et 16 sont symétriques par rapport à un plan médian 23 (figure 1) parallèle aux grandes faces longitudinales 18 et 18'.

La partie 11 d'entrée présente une large ouverture et elle est raccordée à la partie de filtre 13, dont l'ouverture est nettement plus faible, par une section 24 de largeur intermédiaire.

Le filtre 13 a une forme de "gaufrier". Il présente deux faces 25 et 26 dans le même plan que les faces parallèles au plan médian 23 de la partie intermédiaire 24. De chacune de ces faces 25 et 26 sont en saillie des cylindres 27 de section carrée. Dans l'exemple ces saillies sont réparties régulièrement suivant un carré de côté égal à la las set (dimension transversale) de la grande face de chaque demi-coquille. Dans cet exemple la distance séparant les deux faces 27 et 272 les plus voisines de deux saillies 27 d'une même demicoquille est pratiquement égale à la longueur du côté du carré que forme, en section, cette saillie.

Le filtre 13 constitue un piège à ondes permettant de filtrer efficacement les harmoniques de l'onde à 2,45 GHz jusqu'au rang 8.

Ainsi il n'est pas nécessaire de prévoir de moyen d'étanchéité particulier pour empêcher que les harmoniques de rang élevé s'é- chappent de l'enceinte de cuisson.

Toutes les faces transversales, notamment celles, 28, des saillies 27 présentent une dépouille relativement importante, de l'ordre de 20, pour permettre le démoulage. Par ailleurs les diverses pièces, et il en est de même des saillies 27, ne présentent pas d'arête vive mais des arrondis, également pour faciliter le moulage et le démoulage. Malgré ces caractéristiques dévaforables au filtrage on a constaté que la qualité du filtre n'était pratiquement pas affectée.

La section 14 de sortie est pratiquement identique à la section 24 intermédiaire entre la partie d'entrée il et le filtre 13.

Dans l'exemple le guide d'ondes a une longueur de l'ordre de 40 cm, une largeur hors tout de l'ordre de 11 cm et une hauteur hors tout de l'ordre de 6 cm. Le nombre de saillies 27 dans chaque demicoquille est de 49, la longueur du côté du carré que forme en section chaque saillie est de 6,5 mm. La hauteur de chaque saillie est de 7 mm et la distance séparant les faces en regard de deux saillies est de l'ordre de 3 mm.

Le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7 ne se distingue de celui que l'on vient de décrire en relation avec les figures 1 à 9 que par la constitution du filtre 131 dont les saillies ou colonnes ne sont pas toutes identiques entre elles. Cependant, comme dans le premier exemple, ce filtre présente un plan de symétrie 231 qui est le plan médian du guide d'ondes 121. En outre le filtre 131 présente : un second plan de symétrie 30 perpendiculaire à l'axe longitudinal du guide d'ondes et un troisième plan de symétrie 31 qui contient l'axe longitudinal du guide d'ondes et est parallèle aux parois 20, 21, 20', 21'.

Du fait de la symétrie on ne décrira que la moitié de la demicoquille 161 qui se trouve en amont du plan de symétrie 30.

Cette moitié de demi-coquille présente trois surfaces de fond 32, 33 et 34. Le fond 32 est le plus éloigné du plan 231 et le plus proche du plan 30. Le fond 34 est le plus proche du plan 231 et le plus en amont, c'est-à-dire du côté de l'entrée du guide d'ondes.

Le fond 32 présente une rangée de cinq saillies 35 alignées suivant une direction parallèle au plan 30. Chaque saillie 35. est de forme cylindrique et de section carrée.

Le fond 33 présente une rangée de sept saillies 36 de section carrée mais de plus petites dimensions que celles des saillies 35. De même le fond 34 comporte une rangée de huit saillies 38 de section carrée de plus petites dimensions que celles des saillies 36.

Les saillies 36 présentent une face 39 coplanaire à la face 40 séparant les fonds 32 et 33: De même les saillies 38 comportent une face 41 coplanaire à la face 42 séparant les fonds 33 et 34.

Toutes les faces d'extrémités 43 des saillies 35, 36, 38 sont dans un même plan parallèle au plan 231.

Dans l'exemple la longueur du côté du carré de la section de chaque saillie 35 est de 8,7 mm et la plus petite distance entre deux saillies 35 est de 18,3 mm. En section la longueur du côté de chaque saillie 36 est de 7,3 mm et la longueur du côté du carré de la section de chaque saillie 38 est de 5 mm.

Comme dans le mode de réalisation précédent, les parois perpendiculaires au plan 231 présentent des dépouilles facilitant le démoulage et les arêtes de séparation'entre parois sont arrondies.

Un filtre du type de celui décrit en relation avec les figures 6 et 7, avec des saillies de dimensions inégales, est d'une plus grande efficacité pour le filtrage des harmoniques de rang élevé que le filtre 13 à saillies toutes identiques entre elles.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Four à micro-ondes comportant un générateur d'ondes hyperfréquences, tel qu'un magnétron, émettant une composante fondamentale et des harmoniques, caractérisé en ce qu'il comporte, entre la sortie du générateur et la cavité de cuisson, un guide d'ondes (12) dans lequel est formé un filtre (13) pour éliminer au moins les premières harmoniques.

2. Four à micro-ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (13) présente de chaque côté d'un plan médian (23, 231) des colonnes ou saillies (27, 35, 36, 38) de préférence en des positions symétriques par rapport à ce plan médian.

3. Four à micro-ondes selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guide d'ondes comprend deux éléments (15, 16) de part et d'autre du plan médian (231).

4. Four à micro-ondes selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément étant réalisé par moulage les colonnes ou saillies présentent des dépouilles de l'ordre de 2" et aucun angle vif.

5. Four à micro-ondes selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les saillies ou colonnes (27) sont toutes identiques entre elles.

6. Four à micro-ondes selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le filtre (131) comporte des saillies ou colonnes (35, 36, 38) de dimensions inégales.

7. Four à micro-ondes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence fondamentale est de 2,45 GHz et en ce que le filtre (13, 131) élimine au moins l'harmonique de rang 5.