JP2000164151A - マグネトロン - Google Patents

マグネトロン

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JP2000164151A
JP2000164151A JP10339815A JP33981598A JP2000164151A JP 2000164151 A JP2000164151 A JP 2000164151A JP 10339815 A JP10339815 A JP 10339815A JP 33981598 A JP33981598 A JP 33981598A JP 2000164151 A JP2000164151 A JP 2000164151A
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magnetron
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cylindrical body
harmonic
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Masayuki Aiga
正幸 相賀
Kazuki Miki
一樹 三木
Setsuo Hasegawa
節雄 長谷川
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/36Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
    • H01J23/54Filtering devices preventing unwanted frequencies or modes to be coupled to, or out of, the interaction circuit; Prevention of high frequency leakage in the environment
    • HELECTRICITY
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/36Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
    • H01J23/40Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy to or from the interaction circuit
    • H01J23/44Rod-type coupling devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/50Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field

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  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チョーク効果の帯域が広がり、不要な高調波
雑音を効果的に抑制できるマグネトロンを提供する。 【解決手段】 マイクロ波を伝送するアンテナリード1
8の周囲に筒状に、前記マイクロ波における基本波の複
数の高調波を抑制する複数のλ/4チョークを、それら
の各開口部26c,26dが交互に上下に形成されるよ
うにして一体に形成して成るチョーク構造26を有する
マグネトロンであって、前記各開口部26c,26dと
隣接する閉口部26e,26fを狭くすることにより、
前記各開口部26c,26dを広げた。具体的には、ア
ンテナリード18に最も近い筒状体26bの外側に位置
する筒状体26aをテーパー状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、電子レンジ等の
マイクロ波加熱機器などに用いられてマイクロ波を発生
するマグネトロンに係わり、特にその高調波雑音抑制の
ためのチョーク構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、電子レンジ等に用いられる一般
的なマグネトロンの全体構成図である。
【0003】このマグネトロンは、コンデンサ1やチョ
ークコイル2等が内蔵されたケース3上に、ヨーク4や
放熱用フィン5で覆われた2極真空管であるマグネトロ
ン本体部10が構成されている。
【0004】本体部10の真空壁の一部を構成する陽極
円筒11は無酸素銅などで形成されており、その内周に
は偶数枚のベイン12が放射状に設けられ、各ベイン1
2は1枚おきに小径(内側)および大径(外側)のスト
ラップリング13,14により接続されて、πモード発
振の安定化が図られている。
【0005】上記陽極円筒11の両端には、その上下に
配置される円環状の永久磁石15の磁界を、ベイン12
の先端と陽極円筒11の中心部に設けられる陰極16と
の間の作用空間に集中させるためのポールピース17が
それぞれ設けられている。
【0006】上記陰極16は、例えばトリムタングステ
ン線などがコイル状に巻かれたフィラメントから成り、
各ベイン12の先端で囲まれた空間に、陽極円筒11の
中心部に位置するように設けられている。
【0007】上記ベイン12の1枚には出力アンテナリ
ード18の一端が接合され、その他端はポールピース1
7の貫通孔17a、出力側金属筒19及びセラミック円
筒などから成る絶縁筒20の中心部を貫通して排気管の
封止部21で固定されている。この封止部21にはアン
テナキャップ22が被せられている。
【0008】上記出力側金属筒19は陽極円筒11と直
接電気的に接続されており、陽極円筒11とベイン12
で形成される空洞共振回路で発振したマイクロ波電力
は、出力側金属筒19の中心軸上を延びる出力アンテナ
リード18を同軸線路として進み、その先端の出力アン
テナ23から放射される。このとき、不要な雑音成分
(高調波雑音)も出力アンテナリード18を通って伝送
され、放射される。
【0009】このような高調波雑音の伝送を抑制するた
め、出力側金属筒19内に1/4波長形チョーク(以
下、λ/4チョークと記す)を形成することが、従来よ
り導入されている。
【0010】図5に、2つの高調波雑音帯域を抑制した
従来のチョーク構造を示す。なお、前記図4と同一符号
は同一又は相当部分を示している。
【0011】前記ポールピース17と絶縁筒20間に位
置する出力側金属筒19内には、その中心を通るアンテ
ナリード18の周囲に、長短の外側筒状体25aと内側
筒状体25bが上部連結で一体に成型されたチョーク構
造体25が、その底面周縁を出力側金属筒19の内周に
ろう付け接合することにより取り付けられている。そし
て、外側筒状体25aにより形成されるλ/4チョーク
の開口部25cは上向きに開口し、内側筒状体25bに
より形成されるλ/4チョークの開口部25dが下向き
に開口している。
【0012】上記外側筒状体25aと内側筒状体25b
は、抑制しようとする高調波の1/4波長(λ)に相当
する長さ(高さ)に形成されており、ここでは、電子レ
ンジ用マグネトロンの2450MHzの基本波に対し
て、外側筒状体25aが第3高調波(7.35GH
z)、内側筒状体25bが第5高調波(12.25GH
z)に対応するように構成されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子レンジ
等に用いられるマイクロ波(2450MHz)の高調波
は、基本波自体が電子レンジの庫内で食品の載ったター
ンテーブルの回転等に伴って帯域が変動するため、高調
波の帯域はそれ以上に変動する。従って、高調波雑音の
チョーク効果の帯域もより広い方が望ましい。
【0014】ところが、上記構成においては、限られた
空間(径及び高さ共20mmに満たない)の中に、2つ
のλ/4チョークが一体化されたチョーク構造体25を
配設しなければならないため、各々の開口部25c,2
5dが小さく、チョーク効果の帯域が狭くなるという課
題があった。
【0015】そこで、本願発明はこのような課題を解決
するためになされたものであり、チョーク効果の帯域が
広がり、不要な高調波雑音を効果的に抑制できるマグネ
トロンを提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本願発明は、マイクロ波を伝送するアンテ
ナリードの周囲に筒状に、前記マイクロ波における基本
波の複数の高調波を抑制する複数のλ/4チョークを、
それらの各開口部が交互に上下に形成されるようにして
一体に形成して成るチョーク構造を有するマグネトロン
であって、前記各開口部と隣接する閉口部を狭くするこ
とにより、前記各開口部を広げたことを特徴とするもの
である。
【0017】また、前記アンテナリードに最も近い筒状
体の外側に位置する筒状体をテーパー状に形成すること
により、各開口部を広げたことを特徴とするものであ
る。
【0018】また、前記チョーク構造を、2つの高調波
を抑制するチョーク構造に適用したことを特徴とするも
のである。
【0019】また、前記2つの高調波として、基本波の
第3高調波と第5高調波を抑制することを特徴とするも
のである。
【0020】また、電子レンジ等のマイクロ波加熱機器
のマイクロ波発生源として用いることを特徴とするもの
である。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、マグネトロンの全体
構成は前記図4に示したものと同様である。
【0022】図1は、本願発明の実施形態の要部構成図
であり、前記図5と同一符号は同一又は相当部分を示し
ている。
【0023】本願発明者らは、実験等による試行錯誤を
繰り返して、λ/4チョークの開口部を広くすると、高
調波雑音の抑制帯域が広がることを確認した。
【0024】しかし、前記図5に示したような従来構成
のチョーク構造体25では、限られた空間内で、隣接す
る2つの開口部25c,25dを共に広げることは無理
である。すなわち、一方を広げると他方が狭くなり、他
方を広げると一方が狭くなることになり、いずれか一方
が犠牲になることになるので、これでは余り意味がな
い。
【0025】なお、内側筒状体25bとアンテナリード
18の間隔を狭くすることにより、λ/4チョークの各
開口部25c,25dを広くすることも考えられるが、
内側筒状体25bとアンテナリード18の間隔を狭くす
ると、本来の基本波の通りを悪くすることになってしま
うので、本末転倒である。
【0026】そこで、図1に示した本実施形態のチョー
ク構造体26では、外側筒状体26aをテーパー状に形
成することにより、各開口部26c、26dと隣接する
閉口部26e、26fを狭くすることによって、内側筒
状体26bはアンテナリード18と従来と同様な間隔を
保ったまま、両方の開口部26c、26dを広げるよう
にしたものである。
【0027】図2は、上記図1の実施形態に基づき実際
に製作したチョーク構造体26の実寸法を示したもので
ある。
【0028】このチョーク構造体26の底面外周の径は
18.0mm、底面内周,すなわちテーパー状の外側筒
状体26aの底辺の径は14.5mmである。また、上
面外周,すなわちテーパー状の外側筒状体26aの上辺
の径は13.0mm、上面内周,すなわち内側筒状体2
6bの径は9.0mmである。そして、テーパー状の外
側筒状体26aの高さは9.5mm、内側筒状体26b
の高さは5.2mmである。なお、これらのチョーク材
厚は0.3mmである。
【0029】上記の寸法で構成したチョーク構造体26
を用いて、実験した結果、図3にグラフで示すような結
果が得られた。なお、グラフの縦軸は透過量(dB)
で、0は全て透過、−10は1/10透過、−20は1
/100透過で、横軸は周波数(GHz)であり、ま
た、グラフの実線は従来のチョーク効果帯域を、破線は
本発明の図2に示したもののチョーク効果帯域を示して
いる。
【0030】図3のグラフから明らかなように、本実施
形態のものでは、従来のものに比べて、第3高調波
(7.35GHz)及び第5高調波(12.25GH
z)のいずれにおいても、チョーク効果帯域が実質的に
広がっていることが実証できた。なお、透過量も僅かで
はあるが、低下している。
【0031】以上のようにチョーク効果の帯域が広がる
ことにより、不要な高調波雑音を効果的に抑制できる。
特に、電子レンジ等のマイクロ波加熱機器においては、
前述したように、基本波自体が電子レンジの庫内で食品
の載ったターンテーブルの回転等に伴って帯域が変動す
ることにより、高調波の帯域はそれ以上に変動するの
で、いっそう効果的で有効である。
【0032】また、上記のように外側筒状体26aをテ
ーパー状とすることにより、上記の作用効果が効率よく
実現できると共に、二次的効果として、金型の抜き勾配
が確保されるので、成型工程が容易かつ低コストで行え
るようになる。
【0033】なお、上記実施形態では、外側筒状体26
aをテーパー状としたが、試行錯誤の過程で、外側筒状
体26aを段階的に広げても一定の効果が得られたこと
を付言しておく。
【0034】また、上記実施形態では、高調波雑音の大
きさや衛星放送の周波数帯域と重なる等で、影響の大き
い第3高調波と第5高調波の2つの高調波雑音を抑制す
るものに本願発明を適用した場合について説明したが、
他の高調波雑音にも適用でき、更に、成型上は現実的に
2つが最適であるが、成型上の困難を克服できれば3つ
以上の高調波雑音を抑制することも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上のように本願発明によれば、マイク
ロ波を伝送するアンテナリードの周囲に筒状に、前記マ
イクロ波における基本波の複数の高調波を抑制する複数
のλ/4チョークを、それらの各開口部が交互に上下に
形成されるようにして一体に形成して成るチョーク構造
を有するマグネトロンであって、前記各開口部と隣接す
る閉口部を狭くすることにより、前記各開口部を広げた
ので、チョーク効果の帯域が広がり、不要な高調波雑音
を効果的に抑制できるようになる。
【0036】また、前記アンテナリードに最も近い筒状
体の外側に位置する筒状体をテーパー状に形成すること
により、各開口部を広げたので、上記効果を効率良く実
現できると共に、金型の抜き勾配が確保されることによ
り、成型工程が容易かつ低コストで行えるようになる。
【0037】また、前記チョーク構造を、2つの高調波
を抑制するチョーク構造に適用することが成型上の容易
性等から最適である。
【0038】また、前記2つの高調波として、基本波の
第3高調波と第5高調波を抑制することにより、電子レ
ンジ等の基本波が2450MHzのマイクロ波に適用し
て有効となる。
【0039】また、電子レンジ等のマイクロ波加熱機器
のマイクロ波発生源として用いることにより、電子レン
ジ等のマイクロ波加熱機器においては、基本波自体が電
子レンジの庫内で食品の載ったターンテーブルの回転等
に伴って帯域が変動するため、高調波の帯域はそれ以上
に変動するので、いっそう効果的で有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施形態の要部構成図。
【図2】上記実施形態において、実際に製作したチョー
ク構造体の実寸法を示した要部構成図。
【図3】上記の寸法で構成したチョーク構造体を用いて
実験した結果と従来技術の場合とをグラフで示した図。
【図4】電子レンジ等に用いられる一般的なマグネトロ
ンの全体構成図。
【図5】従来技術を示す要部構成図。
【符号の説明】
10 マグネトロン本体部 11 陽極円筒 12 ベイン 13,14 ストラップリング 15 永久磁石 16 陰極 17 ポールピース 18 アンテナリード 19 出力側金属筒 26 チョーク構造体 26a 外側筒状体 26b 内側筒状体 26c,26d 開口部 26e,26f 閉口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 節雄 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5C029 QQ02 QQ04 QQ07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波を伝送するアンテナリードの
    周囲に筒状に、前記マイクロ波における基本波の複数の
    高調波を抑制する複数の1/4波長形チョークを、それ
    らの各開口部が交互に上下に形成されるようにして一体
    に形成して成るチョーク構造を有するマグネトロンであ
    って、 前記各開口部と隣接する閉口部を狭くすることにより、
    前記各開口部を広げたことを特徴とするマグネトロン。
  2. 【請求項2】 前記アンテナリードに最も近い筒状体の
    外側に位置する筒状体をテーパー状に形成することによ
    り、各開口部を広げたことを特徴とする請求項1記載の
    マグネトロン。
  3. 【請求項3】 前記チョーク構造を、2つの高調波を抑
    制するチョーク構造に適用したことを特徴とする請求項
    1又は請求項2記載のマグネトロン。
  4. 【請求項4】 前記2つの高調波として、基本波の第3
    高調波と第5高調波を抑制することを特徴とする請求項
    3記載のマグネトロン。
  5. 【請求項5】 電子レンジ等のマイクロ波加熱機器のマ
    イクロ波発生源として用いることを特徴とする請求項1
    ないし請求項4のいずれかに記載のマグネトロン。
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