JP2002050319A - Electrode-less lamp resonator - Google Patents

Electrode-less lamp resonator

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JP2002050319A
JP2002050319A JP2000235610A JP2000235610A JP2002050319A JP 2002050319 A JP2002050319 A JP 2002050319A JP 2000235610 A JP2000235610 A JP 2000235610A JP 2000235610 A JP2000235610 A JP 2000235610A JP 2002050319 A JP2002050319 A JP 2002050319A
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Japan
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dielectric
resonator
electrodeless lamp
lamp
ground conductor
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JP2000235610A
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Japanese (ja)
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Takaaki Saeki
隆昭 佐伯
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, light-weight and high-efficiency electrode-less lamp resonator. SOLUTION: The electrode-less lamp resonator comprises a first dielectric 21, a ground conductor arranged on the surface of the first dielectric 21, a signal wire 13 including matching circuit patterns 13C, 13L arranged opposite to the ground conductor 12 on the backside of the first dielectric 21, a second dielectric 22 arranged at the bottom part of the first dielectric 21 through the signal wire 13, a third dielectric 23 arranged at the bottom part of the second dielectric 22, a lamp-containing hole 31 for containing the electrode-less lamp arranged inside the third dielectric 23, and an embedded part 12b extended from an end of the ground conductor 12 up to the vicinity of the lamp-containing hole 31. The first dielectric 21, the ground conductor 12 and the signal wire 13 make up a microstrip line. The embedded part 12b makes up a one-side-open and one-side-grounded λg/4 resonator with the vicinity of the lamp-containing part 31 as an open end and a standard grounding point 12s for the resonator as a grounding end.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置の光源に
好適な無電極ランプに用いる高周波共振器(以下におい
て「無電極ランプ共振器」という。)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency resonator (hereinafter, referred to as "electrodeless lamp resonator") used for an electrodeless lamp suitable for a light source of a lighting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波無電極ランプは、有電極放電
ランプに比して、電磁エネルギを封入物に結合しやす
く、放電発光のための封入物から水銀(Hg)を省くこ
とが容易である特徴を有している。更に、放電空間内部
に電極を持たないため、電極蒸発によるバルブ内壁の黒
化が発生せず、ランプ寿命を大幅に伸ばすことが可能で
ある。このため、最近、塗料の硬化装置、表面洗浄装
置、殺菌装置、光化学反応用装置、半導体製造装置等の
光源としての使用が進められている。また、投射型画像
表示装置、ディジタル複写機、スキャナ、ファクシミリ
などのOA機器等、或いは、橋梁や建造物の夜間照明等
にも使われ始めている。
2. Description of the Related Art Microwave electrodeless lamps are easier to couple electromagnetic energy to an enclosure than electrode discharge lamps, and it is easier to eliminate mercury (Hg) from the enclosure for discharge emission. Has features. Furthermore, since there is no electrode in the discharge space, the inner wall of the bulb is not blackened by electrode evaporation, and the lamp life can be greatly extended. For this reason, use as a light source of a paint curing device, a surface cleaning device, a sterilizing device, a photochemical reaction device, a semiconductor manufacturing device, and the like has recently been promoted. In addition, it has begun to be used for OA equipment such as a projection type image display device, a digital copying machine, a scanner, and a facsimile, and night illumination of a bridge or a building.

【0003】無電極ランプは、所定のマイクロ波を印加
することにより、無電極ランプに封入された気体をプラ
ズマ放電させるものである。例えば図14に示す従来の
無電極ランプ共振器は、側部86及び端部84,87で
囲まれた円筒壁からなる空洞共振器85から構成されて
いる。無電極ランプ93は、空洞共振器85のほぼ中心
近くに位置されている。
[0003] The electrodeless lamp discharges a gas sealed in the electrodeless lamp by applying a predetermined microwave to the plasma. For example, the conventional electrodeless lamp resonator shown in FIG. 14 includes a cavity resonator 85 having a cylindrical wall surrounded by side portions 86 and ends 84 and 87. The electrodeless lamp 93 is located substantially near the center of the cavity resonator 85.

【0004】マグネトロン88は、2.45GHzのマ
イクロ波エネルギを発生し、そのエネルギは導波管89
を介して円筒壁内の結合用スロット90へ供給される。
この無電極ランプ93はステム91により支持されてお
り、モータ92は、ステム91を介して、無電極ランプ
93を回転させる。一方、冷却ガスが無電極ランプ93
上に吹き付けられる。マイクロ波の空洞共振器85は、
使用されるマイクロ波エネルギの周波数、及び共振モー
ドにより、その幾何学的寸法が決定される。例えば、共
振モードとしては、TM010モードが選ばれる。空洞
共振器85の高さは十分に小さく設定されるが、図14
においては2.69cm程度必要である。空洞共振器8
5の端部87は、無電極ランプ93から放出した光を外
部に取り出す構造が必要である。このため、空洞共振器
85の端部87は、紫外線や可視光線等の光を透過し、
且つマイクロ波エネルギを空洞内に閉じ込める機能を有
するメッシュ或いはスクリーン等で構成されている。
[0004] The magnetron 88 generates microwave energy of 2.45 GHz, which energy is transmitted to a waveguide 89.
To the coupling slot 90 in the cylindrical wall.
The electrodeless lamp 93 is supported by a stem 91, and a motor 92 rotates the electrodeless lamp 93 via the stem 91. On the other hand, the cooling gas is
Sprayed on top. The microwave cavity resonator 85
The frequency of the microwave energy used and the resonance mode determine its geometric dimensions. For example, the TM010 mode is selected as the resonance mode. Although the height of the cavity resonator 85 is set sufficiently small, FIG.
Requires about 2.69 cm. Cavity resonator 8
The end portion 87 of 5 needs to have a structure for taking out the light emitted from the electrodeless lamp 93 to the outside. For this reason, the end 87 of the cavity resonator 85 transmits light such as ultraviolet light or visible light,
Further, it is constituted by a mesh or a screen having a function of confining microwave energy in the cavity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図14に示すような従
来の無電極ランプ共振器にマイクロ波エネルギを供給す
る方法においては、マイクロ波の周波数(波長)を考慮
して空洞共振器の形状及び寸法が決定される。例えば7
00MHzのマイクロ波(電磁波)の自由空間における
波長λ=428mmであるため、共振長λ/4=1
07mmと長くなるためにより高い周波数で動作させる
ことが考えられる。
In the conventional method for supplying microwave energy to an electrodeless lamp resonator as shown in FIG. 14, the shape and the shape of the cavity resonator are taken into consideration in consideration of the frequency (wavelength) of the microwave. The dimensions are determined. For example, 7
Since the free space microwave 00MHz (electromagnetic waves) the wavelength λ 0 = 428mm, resonant length λ 0/4 = 1
It is conceivable to operate at a higher frequency because it is as long as 07 mm.

【0006】しかし、2.45GHzの周波数では、導
波管構造の空洞共振器を用いる必要が生じる。このた
め、導波管構造の空洞共振器は、より高周波のマイクロ
波を用いる必要が生じる。現段階では、トランジスタ等
の半導体装置で、無電極ランプ93を放電させるに十分
なエネルギを有した2.45GHz以上のマイクロ波を
発生するのは困難で、マグネトロン88が用いられるこ
とになる。マグネトロン88は、そのサイズが大きいこ
とに加え、動作のためには高電圧が必要で、駆動電源も
大きくなる。このため、小型で低価格な無電極ランプ共
振器の実現を困難にしていた。
However, at a frequency of 2.45 GHz, it becomes necessary to use a cavity resonator having a waveguide structure. For this reason, the cavity resonator having the waveguide structure needs to use a higher frequency microwave. At this stage, it is difficult for a semiconductor device such as a transistor to generate a microwave of 2.45 GHz or more having sufficient energy to discharge the electrodeless lamp 93, and the magnetron 88 is used. The magnetron 88 has a large size, requires a high voltage for operation, and requires a large driving power supply. For this reason, it has been difficult to realize a small and inexpensive electrodeless lamp resonator.

【0007】また、空洞共振器では、伝送線路や整合器
も大型化してしまい、全体のシステムとしてますます大
型化するという欠点も有している。
Further, the cavity resonator has a disadvantage that the transmission line and the matching device are also increased in size, and the overall system is further increased in size.

【0008】一方、無電極ランプに対して強力なマイク
ロ波エネルギの結合を発生させるためには、導波管構造
の空洞共振器の寸法は、かなり小さく設計することが好
ましい。しかし、上述のように、所要のマイクロ波の共
振周波数により定まる物理寸法(λ/4)は大きいた
め、無電極ランプの寸法と空洞共振器の寸法とのギャッ
プが大きく、効率よく無電極ランプ共振器を発光するこ
とが困難であった。
On the other hand, in order to generate strong coupling of microwave energy to the electrodeless lamp, it is preferable that the size of the cavity resonator having the waveguide structure is designed to be considerably small. However, as described above, since the physical dimensions determined by the resonance frequency of the required microwave (λ 0/4) is large, the gap between the dimensions of the cavity resonator of the electrodeless lamp is large, efficient electrodeless lamp It was difficult to emit light from the resonator.

【0009】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、上述した従来技術の欠点を解消し、より小型、軽量
の無電極ランプ共振器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a smaller and lighter electrodeless lamp resonator.

【0010】本発明の他の目的は、無電極ランプとマイ
クロ波等の高周波電磁波の電磁界との結合効率が高い無
電極ランプ共振器を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an electrodeless lamp resonator having a high coupling efficiency between an electrodeless lamp and an electromagnetic field of a high frequency electromagnetic wave such as a microwave.

【0011】本発明の更に他の目的は、より低周波数で
無電極ランプを放電させることが可能な無電極ランプ共
振器を提供することである。
It is still another object of the present invention to provide an electrodeless lamp resonator capable of discharging an electrodeless lamp at a lower frequency.

【0012】本発明の更に他の目的は、無電極ランプを
も小型化することが可能な無電極ランプ共振器を提供す
ることである。
Still another object of the present invention is to provide an electrodeless lamp resonator capable of reducing the size of an electrodeless lamp.

【0013】本発明の更に他の目的は、動作原理上必要
な整合器をなくし、より効率よくマイクロ波エネルギを
無電極ランプに供給することが可能な無電極ランプ共振
器を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide an electrodeless lamp resonator capable of supplying microwave energy to an electrodeless lamp more efficiently by eliminating a matching device necessary for the operation principle. .

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1誘電体、この第1誘電体の表面に配
置された接地導体、第1誘電体の裏面に接地導体と対向
配置された整合回路パターンを含む信号線、第1誘電体
の下部に信号線を介して配置された第2誘電体、第2誘
電体の下部に配置された第3誘電体、第3誘電体の内部
に配置された無電極ランプを収納するためのランプ収納
孔、接地導体の一端からランプ収納孔近傍まで一定の線
幅で伸延された埋め込み部、信号線に接続されたマイク
ロ波エネルギ給電手段等からなる無電極ランプ共振器と
したことである。第1誘電体、接地導体、及び信号線で
マイクロストリップ線路が構成されている。「埋め込み
部」は、接地導体の一端を共振器基準接地点とし、この
共振器基準接地点から高周波電磁波の実効共振長となる
長さを有してランプ収納孔近傍まで伸延されている。誘
電体内の管内波長をλとすると、この「埋め込み部」
は、ランプ収納孔近傍を開放端、共振器基準接地点を接
地端とする片側開放、片側接地のλ/4共振器を構成
する。つまり、本発明の「実効共振長」は、λ/4で
ある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first dielectric, a ground conductor disposed on a surface of the first dielectric, and a ground conductor on a back surface of the first dielectric. A signal line including a matching circuit pattern disposed opposite to the first dielectric; a second dielectric disposed below the first dielectric via the signal line; a third dielectric disposed below the second dielectric; Lamp housing hole for housing the electrodeless lamp placed inside the body, embedded part extending with a constant line width from one end of the ground conductor to the vicinity of the lamp housing hole, microwave energy supply connected to the signal line That is, an electrodeless lamp resonator comprising means and the like. A microstrip line is composed of the first dielectric, the ground conductor, and the signal line. The “embedded portion” has one end of the ground conductor as a resonator reference ground point, and extends from this resonator reference ground point to the vicinity of the lamp receiving hole with a length that is an effective resonance length of high-frequency electromagnetic waves. When the guide wavelength of the dielectric body and λ g, this "embedded portion"
Constitutes a one-sided, one-sided grounded λ g / 4 resonator having an open end near the lamp housing hole and a ground end at the resonator reference ground point. That is, the “effective resonance length” of the present invention is λ g / 4.

【0015】通常、給電伝送路を構成するマイクロスト
リップ線路は、50Ω近辺のインピーダンスを持つよう
に設計されるが、実際には第2及び第3誘電体と片側開
放、片側接地のλ/4共振器とで、共振系を構成する
ため、共振器全体の共振周波数における入力インピーダ
ンスはR±jXという複素インピーダンスの値をとる。
共振周波数での複素入力インピーダンスの実部Rを50
Ω近辺に設計することはかなり困難であり、また虚部の
リアクタンスjXは0とすることは不可能である。その
ため、一般のマイクロストリップ線路においては、共振
器の入力部に外部から整合器を挿入して、整合器の入力
端からみたインピーダンスを50Ω±0としてマッチン
グをとり、効率よく高周波電力を伝送するようにしてい
る。しかし、無電極ランプ共振器において、外部に新た
に整合器を付加するのは、コスト、大きさ、マッチング
性能の点から好ましくない。そこで、本発明において
は、マイクロストリップ線路自体のパターン上に整合回
路を生成することにより、小型、低コストで整合回路を
内蔵し、共振器の入力インピーダンスを50Ω±0とす
ることを可能にしている。この結果、効率よく高周波電
力を無電極ランプ共振器に注入することが可能となる。
Normally, the microstrip line constituting the power transmission line is designed to have an impedance of about 50Ω, but in practice, the second and third dielectrics and one side open and one side grounded λ g / 4 In order to form a resonance system with the resonator, the input impedance at the resonance frequency of the entire resonator takes a complex impedance value of R ± jX.
The real part R of the complex input impedance at the resonance frequency is 50
It is very difficult to design around Ω, and it is impossible to make the reactance jX of the imaginary part zero. For this reason, in a general microstrip line, a matching device is externally inserted into the input portion of the resonator, matching is performed with the impedance viewed from the input terminal of the matching device being 50Ω ± 0, and high-frequency power is transmitted efficiently. I have to. However, in the electrodeless lamp resonator, it is not preferable to newly add an external matching device in terms of cost, size, and matching performance. Therefore, in the present invention, by generating a matching circuit on the pattern of the microstrip line itself, it is possible to incorporate a matching circuit at a small size and at low cost, and to make the input impedance of the resonator 50Ω ± 0. I have. As a result, high-frequency power can be efficiently injected into the electrodeless lamp resonator.

【0016】無電極ランプには、ナトリウム(Na)、
タリウム(Tl)、インジウム(In)又はこれらのハ
ロゲン化物と数kPaの希ガスとからなる封入物が封入
されている。この共振器へのマイクロ波電力は、厚みの
異なる第1誘電体及び第2誘電体と誘電体に挟まれたマ
イクロストリップ線路の片端の給電点から供給される。
この給電点には、給電同軸線、給電ストリップライン
(ストリップ線路)、給電コプレーナ導波路(コプレー
ナウェーブガイド)、給電導波管等の高周波電送線路を
接続すれば良い。
The electrodeless lamp includes sodium (Na),
An enclosure made of thallium (Tl), indium (In), or a halide thereof and a rare gas of several kPa is sealed therein. The microwave power to the resonator is supplied from a feed point at one end of the microstrip line sandwiched between the first and second dielectrics having different thicknesses and the dielectric.
A high-frequency transmission line such as a power supply coaxial line, a power supply strip line (strip line), a power supply coplanar waveguide (coplanar waveguide), a power supply waveguide, or the like may be connected to this power supply point.

【0017】本発明の無電極ランプ共振器は、片側開
放、片側短絡のλ/4共振器を用いているため、この
共振器とマイクロストリップ線路間の第2及び第3誘電
体の誘電率を選択することにより、実効共振波長λ
短くすることが可能になり、空洞共振器と比較し「実効
共振長(=λ/4)」を短くすることが出来る。ま
た、空洞共振器と比較し、より低周波数で共振が可能と
なる。また、片側開放、片側接地のλ/4共振器の電
界分布は開放端で強くなるため、この構造をとることに
よってよりランプに効率よく電界を結合することが可能
になる。
Since the electrodeless lamp resonator of the present invention uses a λ g / 4 resonator having one side open and one side short-circuited, the permittivity of the second and third dielectrics between this resonator and the microstrip line is used. By selecting, the effective resonance wavelength λ g can be shortened, and “effective resonance length (= λ g / 4)” can be shortened as compared with the cavity resonator. In addition, resonance can be performed at a lower frequency as compared with a cavity resonator. In addition, since the electric field distribution of the λ g / 4 resonator with one side open and one side grounded becomes strong at the open end, it is possible to more efficiently couple the electric field to the lamp by adopting this structure.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第1乃至第3の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、
厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実の
ものとは異なることに留意すべきである。従って、具体
的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきもの
である。また図面相互間においても互いの寸法の関係や
比率が異なる部分が含まれていることはもちろんであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic,
It should be noted that the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it goes without saying that parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

【0019】(第1の実施の形態)図1に示すように、
本発明の第1の実施の形態に係る無電極ランプ共振器
は、板状の第1誘電体21、この第1誘電体21の表面
に配置された熱伝導率の高い接地導体12、第1誘電体
21の裏面に、接地導体12と対向配置された、整合回
路パターン13C,13Lを含む信号線13、第1誘電
体21の下部に信号線13を介して配置された板状の第
2誘電体22、第2誘電体22の下部に配置されたブロ
ック状の第3誘電体23、第3誘電体23の内部に配置
された無電極ランプを収納するためのランプ収納孔3
1、接地導体12の一端からL字状に折り曲げられて、
ランプ収納孔31近傍まで、一定の線幅で伸延された埋
め込み部12bとから構成されている。また、接地導体
12の他端には、給電同軸線11が設けられ、この給電
同軸線11の一端が信号線13と接続するようになって
いる。第1誘電体21、接地導体12、信号線13と
で、マイクロストリップ線路が構成されている。信号線
13の線幅は、例えば2mmで、その厚さtは、例えば
0.032mmである。一方、整合回路パターン13C
の線幅は、信号線13の線幅(=2mm)より広く、整
合回路パターン13Lの線幅は、信号線13の線幅(=
2mm)より狭く構成している。整合回路パターン13
C,13Lの厚さは、信号線13の厚さt(=0.03
2mm)と同じでも異なっていてもかまわない。しか
し、同じ厚さの方が、設計や製造が容易である。
(First Embodiment) As shown in FIG.
The electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention includes a plate-shaped first dielectric 21, a ground conductor 12 having a high thermal conductivity disposed on the surface of the first dielectric 21, A signal line 13 including matching circuit patterns 13C and 13L disposed on the back surface of the dielectric 21 so as to face the ground conductor 12, and a plate-shaped second disposed below the first dielectric 21 via the signal line 13. A lamp receiving hole 3 for receiving the dielectric 22, a block-shaped third dielectric 23 disposed below the second dielectric 22, and an electrodeless lamp disposed inside the third dielectric 23.
1. L-shaped bent from one end of the ground conductor 12,
And a buried portion 12b extending with a constant line width up to the vicinity of the lamp housing hole 31. A power supply coaxial line 11 is provided at the other end of the ground conductor 12, and one end of the power supply coaxial line 11 is connected to the signal line 13. The first dielectric member 21, the ground conductor 12, and the signal line 13 form a microstrip line. The line width of the signal line 13 is, for example, 2 mm, and the thickness t is, for example, 0.032 mm. On the other hand, the matching circuit pattern 13C
Is wider than the line width of the signal line 13 (= 2 mm), and the line width of the matching circuit pattern 13L is the line width of the signal line 13 (=
2 mm). Matching circuit pattern 13
The thickness of C, 13L is the thickness t (= 0.03) of the signal line 13.
2 mm) or different. However, the same thickness is easier to design and manufacture.

【0020】図2(b)に示すように、埋め込み部12
bは、接地導体12の一端を共振器基準接地点12sと
し、この共振器基準接地点12sから高周波電磁波の実
効共振長となる長さを有してランプ収納孔31近傍まで
伸延されている。図2(a)は、本発明の第1の実施の
形態に係る無電極ランプ共振器の接地導体12の展開状
態の平面図(展開図)で、図2(b)は、図2(a)を
折り曲げた状態を説明する一部破断鳥瞰図である。図2
(a)及び(b)に示したごとく、接地導体12は、第
1誘電体21上の平坦面12aの板厚Tを厚く形成す
ることで、高周波に対してインピーダンスを低く設定で
きる。平坦面12aから所定の幅で延出した埋め込み部
12bは、平坦面12aの板厚Tよりも薄い板厚T
に形成して、L字状に折り曲げて第3誘電体23内に導
かれている。この際、平坦面12aから折り曲げた埋め
込み部12bの屈折部は、図2(c)に拡大して示した
ように、インピーダンスの変化を最小にするために、平
坦面12aの板厚Tに対して、約1.6倍のコーナ面
取りを施している。図2に示す埋め込み部12bは、ラ
ンプ収納孔31近傍を開放端、共振器基準接地点12s
を接地端とする片側開放、片側接地のλ/4共振器を
構成する。
As shown in FIG. 2B, the embedded portion 12
“b” has one end of the ground conductor 12 as a resonator reference ground point 12 s, and extends from the resonator reference ground point 12 s to the vicinity of the lamp housing hole 31 so as to have an effective resonance length of a high-frequency electromagnetic wave. FIG. 2A is a plan view (development view) of the ground conductor 12 of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention in an unfolded state, and FIG. FIG. 6 is a partially broken bird's-eye view for explaining a state in which) is bent. FIG.
As shown in (a) and (b), the ground conductor 12, by forming a thick plate thickness T 1 of the flat surface 12a of the first dielectric 21 can be set low impedance to high frequency. Buried portion 12b extending at a predetermined width from the flat surface 12a is thinner plate thickness than the plate thickness T 1 of the flat surface 12a T 2
And bent into an L-shape to be guided into the third dielectric 23. Refraction of this time, bent from the flat surface 12a buried portion 12b, as shown enlarged in FIG. 2 (c), to a differential impedance, the thickness T 1 of the flat surface 12a On the other hand, the corner is beveled about 1.6 times. The buried portion 12b shown in FIG. 2 has an open end near the lamp housing hole 31 and a resonator reference ground point 12s.
Constitutes a λ g / 4 resonator with one side open and one side grounded.

【0021】図2に示すように、接地導体12の共振器
基準接地点12sと反対側には、図1に示した給電同軸
線11の接地部分を兼ねた貫通孔12hを設ける。給電
同軸線11は、図3(b)に示すように、中心導体64
と外側導体62との間を誘電体63により絶縁してい
る。更に、外側導体62の周囲を外被61でカバーして
いる。なお、図3(a)は、本発明の第1の実施の形態
に係る無電極ランプ共振器の上面図で、図3(b)は、
図3(a)のA−A方向に沿った断面図である。貫通孔
12h直下の給電マイクロストリップ線路の信号線13
の位置が給電点になる。図3に示すように、接地導体1
2の下部にはインピーダンスが50Ωの給電マイクロス
トリップ線路の信号線13及び整合回路パターン13
C,13Lが、厚みの異なる第1誘電体21及び第2誘
電体22に挟まれている。そして、このマイクロストリ
ップ線路の給電点に、給電同軸線11によりマイクロ波
が給電され、第2誘電体22及び第3誘電体23を介し
て片側開放、片側短絡のλ/4共振器を共振する。給
電同軸線11以外の給電ストリップライン(ストリップ
線路)、給電コプレーナ導波路(コプレーナウェーブガ
イド)、給電導波管等の高周波電送線路をマイクロスト
リップ線路の給電点に接続してもかまわない。
As shown in FIG. 2, a through hole 12h is formed on the opposite side of the ground conductor 12 from the resonator reference ground point 12s, which also serves as a ground portion of the feed coaxial line 11 shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the feeding coaxial line 11 is provided with a center conductor 64.
And the outer conductor 62 are insulated by a dielectric 63. Further, the periphery of the outer conductor 62 is covered with a jacket 61. FIG. 3A is a top view of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view along the AA direction in FIG. The signal line 13 of the feed microstrip line immediately below the through hole 12h
Is the feeding point. As shown in FIG.
2, a signal line 13 of a feeding microstrip line having an impedance of 50Ω and a matching circuit pattern 13
C and 13L are sandwiched between the first dielectric 21 and the second dielectric 22 having different thicknesses. The microwave is fed to the feeding point of the microstrip line by the feeding coaxial line 11, and the λ g / 4 resonator that is open on one side and short-circuited on one side resonates via the second dielectric 22 and the third dielectric 23. I do. A high-frequency power transmission line such as a power supply strip line (strip line), a power supply coplanar waveguide (coplanar waveguide), or a power supply waveguide other than the power supply coaxial line 11 may be connected to the power supply point of the microstrip line.

【0022】一例として、ここでは、給電マイクロ波の
周波数を800MHzとして説明する。第1誘電体21
の比誘電率をεr1=10(アルミナ)とする。その時
の標準的なマイクロストリップ線路の特性インピーダン
スZは、図6のように実験的に計算されている。図6
の計算は、図7に示すような標準的なマイクロストリッ
プ線路の構造について計算したものである。第1誘電体
21に対応する厚みhの誘電体82の裏面の全面には、
接地導体12に対応する接地導体81が配置され、誘電
体82の表面には、信号線13に対応する幅W、厚みt
の標準的なマイクロストリップ線路の信号線83が走っ
ている。図6によれば、特性インピーダンス50Ωの場
合、給電マイクロストリップ線路の信号線13の線路幅
Wと第1誘電体21の厚みhの比、W/h≒1.0とす
れば良いことが分かる。実際には第2誘電体22の影響
があり実測し補正する必要が生じるが、この値を目安と
することが出来る。図6を用いて、本発明の第1の実施
の形態に係る無電極ランプ共振器においては、線路幅W
=2.0mm、第1誘電体21の厚みh=2.0mmと
する。
As an example, a description will be given here assuming that the frequency of the feeding microwave is 800 MHz. First dielectric 21
Is set to ε r1 = 10 (alumina). Characteristic impedance Z c standard microstrip line at that time is calculated empirically as in FIG. FIG.
Is calculated for a standard microstrip line structure as shown in FIG. On the entire back surface of the dielectric 82 having a thickness h corresponding to the first dielectric 21,
A ground conductor 81 corresponding to the ground conductor 12 is arranged, and a width W and a thickness t corresponding to the signal line 13 are provided on the surface of the dielectric 82.
The standard microstrip line signal line 83 is running. According to FIG. 6, when the characteristic impedance is 50Ω, the ratio of the line width W of the signal line 13 of the feeding microstrip line to the thickness h of the first dielectric 21, that is, W / h ≒ 1.0, is sufficient. . Actually, there is an influence of the second dielectric 22 and it is necessary to measure and correct it. However, this value can be used as a guide. Referring to FIG. 6, in the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention, the line width W
= 2.0 mm, and the thickness h of the first dielectric 21 is 2.0 mm.

【0023】次に800MHzにおいて共振周波数を有
する片側開放、片側短絡のλ/4共振器について説明
する。誘電体を使用しない自由空間における800MH
zにおける共振器の共振波長は、λg0=37.5であ
る。
Next, a one-side open and one-side short circuit λ g / 4 resonator having a resonance frequency at 800 MHz will be described. 800 MH in free space without using dielectric
The resonance wavelength of the resonator at z is λ g0 = 37.5.

【0024】図1に示す本発明の第1の実施の形態に係
る無電極ランプ共振器の構成の場合、電界、磁界の伝播
モードはTEMモードと考えられ、実効誘電率εeff
内での実効共振波長λは、(εeff1/2分短縮
される。
In the case of the configuration of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the propagation mode of the electric field and the magnetic field is considered to be the TEM mode, and the effective permittivity ε eff.
Effective resonant wavelength lambda g of the inner is shortened (ε eff) 1/2 minutes.

【0025】 λ=λg0/(εeff1/2 ・・・・・(1) 実効誘電率εeffを、図1の立体構造から正確に計算
で求めることは困難である。そこで、誘電体の比誘電率
εが実効誘電率εeffとほぼ同じ値を示すことか
ら、比誘電率の値を目安にして、図1の片側開放、片側
短絡のλ/4共振器の800MHzにおける実効共振
長(=λ/4)を推定する。
Λ g = λ g0 / (ε eff ) 1/2 (1) It is difficult to accurately calculate the effective dielectric constant ε eff from the three-dimensional structure of FIG. Therefore, since the relative permittivity ε r of the dielectric material is substantially the same as the effective permittivity ε eff , the λ g / 4 resonator with one side open and one side short-circuited in FIG. Estimate the effective resonance length at 800 MHz (= λ g / 4).

【0026】共振器周辺の第3誘電体23の比誘電率ε
r3を4.8とすると、片側開放、片側短絡のλ/4
共振器の800MHzにおける実効共振長は、 λ/4=(37.5/(4.8)1/2)/4=4.28cm・・・・・(2) となる。誘電体を用いない場合、共振長は9.38cm
であるから、45%ほど実効共振長が短縮されることに
なる。
The relative dielectric constant ε of the third dielectric 23 around the resonator
Assuming that r3 is 4.8, one-side open and one-side short-circuit λ g / 4
The effective resonance length of the resonator at 800 MHz is λ g /4=(37.5/(4.8) 1/2 ) /4=4.28 cm (2) When no dielectric is used, the resonance length is 9.38 cm.
Therefore, the effective resonance length is reduced by about 45%.

【0027】また、第1、第2、第3誘電体21,2
2,23の誘電率εr1,εr2,ε r3や第1、第
2、第3誘電体21,22,23とマイクロストリップ
線路の物理寸法を変えることにより任意のZ、λ
調整することも可能である。
The first, second and third dielectrics 21 and
Dielectric constant ε of 2,23r1, Εr2, Ε r3And the first and second
2. Third dielectrics 21, 22, 23 and microstrip
Arbitrary Z by changing the physical dimensions of the trackc, ΛgTo
Adjustments are also possible.

【0028】本発明の第1の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器の埋め込み部12bの先端には、無電極ラン
プ32本体を埋め込むランプ収納孔31が空いており、
ここに無電極ランプ32を、セラミックホルダ33と共
に挿入する(図3(a)参照)。
At the tip of the buried portion 12b of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention, a lamp housing hole 31 for burying the electrodeless lamp 32 is provided.
Here, the electrodeless lamp 32 is inserted together with the ceramic holder 33 (see FIG. 3A).

【0029】図4は、整合回路パターン13C,13L
の一例を示す。図4(a)に示すように、整合回路パタ
ーン13Cの線幅Wを、信号線13の線幅W=2mm
より広くすれば、図4(c)に示すようなコンデンサと
して機能する。即ち、図8のマイクロストリップ線路用
リアクタンス素子のリアクタンス値と素子物理寸法との
関係に明らかなように、線幅W'=Wを、信号線13
の線幅Wより広くすれば(W'/W>1)、容量性にな
る。一方、図8は、線幅W'を、信号線13の線幅Wよ
り狭くすれば(W'/W<1)誘導性になることを示し
ている。従って、図4(b)に示すように、整合回路パ
ターン13Lの線幅Wを、信号線13の線幅Wより狭
くすれば、図4(d)に示すような直列のコイル(リア
クタンス素子)として機能する。マイクロストリップ線
路内にリアクタンス素子を構成する場合、図8から、分
かるようにキャパシタンスについては、0から3pF、
インダクタンスについては0から4nH程度がマイクロ
ストリップ線路で得られるリアクタンス値として制限を
受ける。そのため、インピーダンス整合の設計(検討)
時にはこの点に注意して各リアクタンス素子数と値を求
めていくことが重要である。
FIG. 4 shows matching circuit patterns 13C and 13L.
An example is shown below. Figure 4 (a), the line width W C of the matching circuit pattern 13C, the line width W = 2 mm of the signal line 13
If it is made wider, it functions as a capacitor as shown in FIG. That it is, as is evident in the relationship between the reactance value and the elements physical dimensions of microstrip line reactance element in FIG. 8, the line width W '= W C, the signal line 13
If it is wider than the line width W (W '/ W> 1), the capacitance becomes capacitive. On the other hand, FIG. 8 shows that if the line width W ′ is made smaller than the line width W of the signal line 13 (W ′ / W <1), the line becomes inductive. Accordingly, as shown in FIG. 4 (b), the line width W L of the matching circuit pattern 13L, if narrower than the line width W of the signal line 13, a series of coils (reactance element such as shown in FIG. 4 (d) ). When a reactance element is formed in a microstrip line, as can be seen from FIG. 8, the capacitance is 0 to 3 pF,
About the inductance, about 0 to 4 nH is limited as a reactance value obtained by the microstrip line. Therefore, impedance matching design (examination)
At times, it is important to pay attention to this point and calculate the number and value of each reactance element.

【0030】図4を基礎として、その組み合わせによ
り、種々の具体的な整合回路を構成することが可能であ
る。例えば、図5(a)に示すような整合回路のパター
ンが使用できる。図5(a)に示す整合回路のパターン
は、整合範囲が広く、LPF(ローパスフィルタ)型の
特性を示し、本発明の無電極ランプ共振器に応用するに
は都合が良い。図5(a)の等価回路表示が、図5
(b)である。図5(b)の中央部のコイルLの両側
にコンデンサC,Cが並列接続されΠ型回路を構成
している。図5(b)のコイルLに対応するのが、図
5(a)の中央部のパターン13Lである。図5
(b)のコンデンサC,Cに対応するのが、図5
(a)のパターン13C,13Cである。更に、こ
のΠ型回路の両側にコイルL,Lが直列接続されて
いる。図5(b)のコイルL,Lに対応するのが、
図5(a)のパターン13L,13Lである。図5
(b)に示す回路は「L−Π−L回路」と呼ばれ、比較
的広い整合範囲を有し、LPFの特性も併せ持ち、不必
要な高調波の低減も可能である。
On the basis of FIG. 4, various specific matching circuits can be formed by the combination. For example, a matching circuit pattern as shown in FIG. 5A can be used. The pattern of the matching circuit shown in FIG. 5A has a wide matching range and exhibits LPF (low-pass filter) characteristics, which is convenient for application to the electrodeless lamp resonator of the present invention. The equivalent circuit display of FIG.
(B). Capacitors C 1 and C 2 are connected in parallel on both sides of the coil L 2 at the center in FIG. 5B to form a Π-shaped circuit. 5 to correspond to the coil L 2 of (b) is a pattern 13L 2 of the central portion of FIG. 5 (a). FIG.
FIG. 5 corresponds to the capacitors C 1 and C 2 of FIG.
These are the patterns 13C 1 and 13C 2 in (a). Further, coils L 1 and L 3 are connected in series on both sides of the Π-shaped circuit. The coils L 1 and L 3 shown in FIG.
These are the patterns 13L 1 and 13L 3 in FIG. FIG.
The circuit shown in (b) is called an "L-Π-L circuit", has a relatively wide matching range, has LPF characteristics, and can reduce unnecessary harmonics.

【0031】本発明の第1の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器に用いるマイクロストリップ線路の物理寸法
は以下のように決定すれば良い。
The physical dimensions of the microstrip line used in the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention may be determined as follows.

【0032】(イ)まず最初に整合回路を埋め込まない
状態の50Ωマイクロストリップ線路で無電極ランプ共
振器を製作する。
(A) First, an electrodeless lamp resonator is manufactured using a 50Ω microstrip line in which no matching circuit is embedded.

【0033】(ロ)次に無電極ランプ32点灯時のマイ
クロストリップ線路の同軸給電点からみた入力インピー
ダンスをネットワークアナライザその他から求める。
(B) Next, the input impedance as viewed from the coaxial feed point of the microstrip line when the electrodeless lamp 32 is turned on is obtained from a network analyzer or the like.

【0034】(ハ)その値を、図9のスミスチャート上
に求め、図5の整合回路を前提とした各リアクタンスの
整合値を図9で作図して求める。図9では、整合前の無
電極ランプ32点灯時の共振周波数800MHzにおけ
る入力インピーダンスが、25+j20Ωと求められた
ときのインピーダンス整合の作図軌跡と整合時の各リア
クタンス値計算例を示している。
(C) The values are obtained on the Smith chart of FIG. 9, and the matching values of the respective reactances are plotted and obtained on the assumption of the matching circuit of FIG. FIG. 9 shows a drawing locus of impedance matching when the input impedance at the resonance frequency 800 MHz when the electrodeless lamp 32 is turned on before the matching is 25 + j20Ω and an example of calculation of each reactance value at the time of matching.

【0035】(ニ)図9の結果より、図10の等価回路
のコイルの値2.0nH,2.1nHが、コンデンサの
値2.5pF,2.25pFが決定される。
(D) From the results shown in FIG. 9, the coil values of 2.0 nH and 2.1 nH and the capacitor values of 2.5 pF and 2.25 pF in the equivalent circuit of FIG. 10 are determined.

【0036】(ホ)図10の等価回路から、図8を参照
すれば、50Ω整合回路付加時のマイクロストリップ線
路のパターンとして、図11に示すパターン長L、L
,L,L,及び線幅W,W,W,Wのパ
ターンが決定される。ただし、当然ながら求めるリアク
タンス値を示すパターン長L、L,L,L,及
び線幅W,W,W,Wの各値は、図11の値に
限定されるものではなく、無限の組み合わせで実現でき
る(図11は、一例である。)ことに留意すべきであ
る。また、整合回路も図5に限定されるものではない。
(E) From the equivalent circuit of FIG. 10, referring to FIG. 8, the pattern lengths L 1 and L 1 shown in FIG.
2 , L 3 , L 4 and the patterns of the line widths W 1 , W 2 , W 3 , W 4 are determined. However, the values of the pattern lengths L 1 , L 2 , L 3 , L 4 and the line widths W 1 , W 2 , W 3 , W 4 indicating the reactance values to be obtained are naturally limited to the values in FIG. It should be noted that the present invention is not limited to this and can be realized by infinite combinations (FIG. 11 is an example). Further, the matching circuit is not limited to FIG.

【0037】無電極ランプ32は気密封じされたガラス
管で、管内には次に示すような各種気体、金属とその化
合物とからなる封入物が封じられることによって発光す
る。無電極ランプ32内に封入する物質は用途に応じて
変わり、例えば、可視光を利用する場合には、ナトリウ
ム(Na)、タリウム(Tl)、インジウム(In)、
スカンジウム(Sc)、トリウム(Th)、スズ(S
n)、又はこれらのハロゲン化物と数kPaの希ガスと
からなる封入物を封入する。また、紫外線を利用する場
合は、ランプ外壁の材質を溶融石英(SiO)、サフ
ァイヤ(Al )、フッ化カルシウム(Ca
)、フッ化マグネシウム(MgF)、フッ化リチ
ウム(LiF)などの紫外線の透過率が良いものを用い
るが、特に金属不純物が少ない溶融石英を用いることが
加工性などの面から適している。封入物としては、亜鉛
(Zn)、カドミウム(Cd)、セレン(Se)、砒素
(As)又はこれらのハロゲン化物と、希ガス或いはヨ
ウ素(I)ガス、水素(H)ガス、重水素(D
ガス、キセノン(Xe)ガスなどが適している。無電極
ランプの長さは用途に応じて変わる。セラミックホルダ
33は、反射鏡を有しており、無電極ランプ32からの
光は、セラミックホルダ33と反対方向に出力する。
The electrodeless lamp 32 is a hermetically sealed glass.
Various gases, metals and their compounds as shown below
Emits light when the enclosure consisting of the compound is sealed
You. The substance sealed in the electrodeless lamp 32 depends on the application.
On the other hand, for example, when using visible light, sodium
(Na), thallium (Tl), indium (In),
Scandium (Sc), Thorium (Th), Tin (S
n) or these halides and a rare gas of several kPa
Is sealed. In addition, place using ultraviolet rays
If the lamp outer wall is made of fused quartz (SiO2), Suff
Wire (Al2O 3), Calcium fluoride (Ca
F2), Magnesium fluoride (MgF2), Lithi fluoride
Using a material with good transmittance of ultraviolet rays, such as aluminum (LiF)
However, in particular, fused quartz with few metallic impurities can be used.
Suitable for workability. Zinc as the filling
(Zn), cadmium (Cd), selenium (Se), arsenic
(As) or a halide thereof and a rare gas or
Udine (I2) Gas, hydrogen (H2) Gas, deuterium (D2)
Gas, xenon (Xe) gas and the like are suitable. Electrodeless
The length of the lamp will vary depending on the application. Ceramic holder
33 has a reflecting mirror, from which the electrodeless lamp 32
The light is output in a direction opposite to that of the ceramic holder 33.

【0038】無電極ランプ32の管径は、800MHz
では13mm程度が良いが、更に高周波にすれば小さく
出来る。なお、給電マイクロ波の周波数は、800MH
zに限定されるものではないが、300MHz以上のマ
イクロ波が好ましい。従って、高周波電源は300MH
z以上のマイクロ波を発生するものであれば種々のもの
が採用できる。小型化のためにはMOSFET,HEM
T,静電誘電トランジスタ(SIT)等を用いたトラン
ジスタ電源が好ましい。或いはマグネトロン(2.45
GHz)を用いても良い。上記マイクロ波の電力は用途
により異なるが、数百Wから数kWである。片側開放、
片側短絡のλ/4共振器では、開放端の先端がもっと
も電界が強く発生するため、図1の構造では効率よく、
無電極ランプ32に電界を結合させることが可能とな
る。
The tube diameter of the electrodeless lamp 32 is 800 MHz.
In this case, about 13 mm is good, but it can be made smaller by further increasing the frequency. The frequency of the feeding microwave is 800 MHz.
Although not limited to z, a microwave of 300 MHz or more is preferable. Therefore, the high frequency power supply is 300 MH
Various types can be adopted as long as they generate microwaves of z or more. MOSFET, HEM for miniaturization
A transistor power supply using a T, electrostatic dielectric transistor (SIT) or the like is preferable. Or a magnetron (2.45)
GHz). The power of the microwave varies from several hundred W to several kW, depending on the application. One side open,
In a single-sided short-circuited λ g / 4 resonator, the strongest electric field is generated at the tip of the open end, so the structure of FIG.
An electric field can be coupled to the electrodeless lamp 32.

【0039】また、図1〜図3に示した無電極ランプ共
振器の構造をとると、無電極ランプ32を点光源化する
ために小型に設計すれば、無電極ランプ32点灯前と点
灯後の共振器の特性変化が少なくてすむという利点もあ
る。
When the structure of the electrodeless lamp resonator shown in FIGS. 1 to 3 is adopted, if the electrodeless lamp 32 is designed to be small in size to be a point light source, it can be used before and after the electrodeless lamp 32 is turned on. There is also an advantage that the change in the characteristics of the resonator is small.

【0040】(第2の実施の形態)図12に示すよう
に、本発明の第2の実施の形態に係る無電極ランプ共振
器は、第1誘電体21、この第1誘電体21の表面に配
置された接地導体12、第1誘電体21の裏面に、接地
導体12と対向配置された、整合回路パターン13C,
13Lを含む信号線13、第1誘電体21の下部に信号
線13を介して配置された第2誘電体22、第2誘電体
22の下部に配置された第3誘電体23、第3誘電体2
3の内部に配置された無電極ランプ32を収納するため
のランプ収納孔31、接地導体12の一端からランプ収
納孔31近傍まで、一定の線幅で伸延された埋め込み部
12bとから構成されている。第1誘電体21、接地導
体12、信号線13とで、マイクロストリップ線路が構
成されている。図12(a)は、本発明の第2の実施の
形態に係る無電極ランプ共振器の上面図で、図12
(b)は、図12(a)のA−A方向に沿った断面図で
ある。整合回路パターン13Cの線幅は、信号線13の
線幅(=2mm)より広く、整合回路パターン13Lの
線幅は、信号線13の線幅(=2mm)より狭く構成し
ている。
(Second Embodiment) As shown in FIG. 12, an electrodeless lamp resonator according to a second embodiment of the present invention includes a first dielectric 21 and a surface of the first dielectric 21. , The matching circuit pattern 13C, which is disposed on the back surface of the first dielectric 21 so as to face the ground conductor 12.
13L, a second dielectric 22 disposed below the first dielectric 21 via the signal line 13, a third dielectric 23 disposed below the second dielectric 22, and a third dielectric 21 below the first dielectric 21. Body 2
3 and a buried portion 12b extending with a constant line width from one end of the grounding conductor 12 to the vicinity of the lamp housing hole 31 for housing the electrodeless lamp 32 disposed inside. I have. The first dielectric member 21, the ground conductor 12, and the signal line 13 form a microstrip line. FIG. 12A is a top view of an electrodeless lamp resonator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12B is a cross-sectional view along the AA direction in FIG. The line width of the matching circuit pattern 13C is wider than the line width of the signal line 13 (= 2 mm), and the line width of the matching circuit pattern 13L is smaller than the line width of the signal line 13 (= 2 mm).

【0041】本発明の第2の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器においては、より効率よく、無電極ランプ3
2に電界を結合させるために、埋め込み部12bの先端
部を無電極ランプ32を包むようにリング状に形成して
いる点が、本発明の第1の実施の形態に係る無電極ラン
プ共振器とは異なる。他は、本発明の第1の実施の形態
に係る無電極ランプ共振器と共通であるので、重複した
説明は省略する。
In the electrodeless lamp resonator according to the second embodiment of the present invention, the electrodeless lamp 3 is more efficiently used.
The point that the tip of the buried portion 12b is formed in a ring shape so as to surround the electrodeless lamp 32 in order to couple the electric field to the electrodeless lamp 2 is different from the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention. Is different. The other parts are common to the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention, and thus redundant description will be omitted.

【0042】本発明の第2の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器は、第1の実施の形態と同様な片側開放、片
側短絡のλ/4共振器を用いているため、この共振器
とマイクロストリップ線路間の第2及び第3誘電体の誘
電率εr2,εr3を選択することにより、実質的なλ
を短くすることが可能になり、空洞共振器と比較し実
効共振長を短くすることが出来る。また、空洞共振器と
比較しより低周波数で共振が可能となる。また、片側開
放、片側接地のλ/4共振器の電界分布は開放端で強
くなるので、無電極ランプ32に効率よく電界を結合す
ることが可能になる。
The electrodeless lamp resonator according to the second embodiment of the present invention uses a λ g / 4 resonator with one side open and one side short-circuited like the first embodiment. By selecting the dielectric constants ε r2 and ε r3 of the second and third dielectrics between the device and the microstrip line, a substantial λ
g can be shortened, and the effective resonance length can be shortened as compared with the cavity resonator. In addition, resonance can be performed at a lower frequency as compared with the cavity resonator. In addition, the electric field distribution of the λ g / 4 resonator with one side open and one side grounded becomes strong at the open end, so that the electric field can be efficiently coupled to the electrodeless lamp 32.

【0043】(第3の実施の形態)図13に示すよう
に、本発明の第3の実施の形態に係る無電極ランプ共振
器は、第1誘電体21、この第1誘電体21の表面に配
置された接地導体12、第1誘電体21の裏面に、接地
導体12と対向配置された、整合回路パターン13C,
13Lを含む信号線13、第1誘電体21の下部に信号
線13を介して配置された第2誘電体22、第2誘電体
22の下部に配置された第3誘電体23、第3誘電体2
3の内部に配置された無電極ランプ32を収納するため
のランプ収納孔31、接地導体12の一端からランプ収
納孔31近傍まで、一定の線幅で伸延された埋め込み部
12bとから構成されている。第1誘電体21、接地導
体12、信号線13とで、マイクロストリップ線路が構
成されている。図13(a)は、本発明の第3の実施の
形態に係る無電極ランプ共振器の上面図で、図13
(b)は、図13(a)のA−A方向に沿った断面図で
ある。整合回路パターン13Cの線幅は、信号線13の
線幅(=2mm)より広く、整合回路パターン13Lの
線幅は、信号線13の線幅(=2mm)より狭く構成し
ている。
(Third Embodiment) As shown in FIG. 13, an electrodeless lamp resonator according to a third embodiment of the present invention comprises a first dielectric 21 and a surface of the first dielectric 21. , The matching circuit pattern 13C, which is disposed on the back surface of the first dielectric 21 so as to face the ground conductor 12.
13L, a second dielectric 22 disposed below the first dielectric 21 via the signal line 13, a third dielectric 23 disposed below the second dielectric 22, and a third dielectric 21 below the first dielectric 21. Body 2
3 and a buried portion 12b extending with a constant line width from one end of the grounding conductor 12 to the vicinity of the lamp housing hole 31 for housing the electrodeless lamp 32 disposed inside. I have. The first dielectric member 21, the ground conductor 12, and the signal line 13 form a microstrip line. FIG. 13A is a top view of an electrodeless lamp resonator according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 13B is a cross-sectional view along the AA direction in FIG. The line width of the matching circuit pattern 13C is wider than the line width of the signal line 13 (= 2 mm), and the line width of the matching circuit pattern 13L is smaller than the line width of the signal line 13 (= 2 mm).

【0044】本発明の第3の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器の埋め込み部12bの先端部が、無電極ラン
プ32の半周分を包むように円弧状に形成されている点
が、本発明の第1及び第2の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器とは異なる。他は、本発明の第1及び第2の
実施の形態に係る無電極ランプ共振器と共通であるの
で、重複した説明は省略する。
The point that the tip of the buried portion 12b of the electrodeless lamp resonator according to the third embodiment of the present invention is formed in an arc shape so as to wrap around a half circumference of the electrodeless lamp 32 of the present invention. This is different from the electrodeless lamp resonators according to the first and second embodiments. Others are the same as those of the electrodeless lamp resonators according to the first and second embodiments of the present invention, and thus redundant description will be omitted.

【0045】本発明の第3の実施の形態に係る無電極ラ
ンプ共振器は、第1及び第2の実施の形態と同様な片側
開放、片側短絡のλ/4共振器を用いているため、こ
の共振器とマイクロストリップ線路間の第2及び第3誘
電体の誘電率εr2,εr3を選択することにより、実
質的なλを短くすることが可能になり、空洞共振器と
比較し実効共振長を短くすることが出来る。また、空洞
共振器と比較しより低周波数で共振が可能となる。ま
た、片側開放、片側接地のλ/4共振器の電界分布は
開放端で強くなるので、無電極ランプ32に効率よく電
界を結合することが可能になる。
The electrodeless lamp resonator according to the third embodiment of the present invention uses a λ g / 4 resonator having a one-side open circuit and a one-side short circuit similar to the first and second embodiments. , the dielectric constant epsilon r2 of the second and third dielectric between the resonator and the microstrip line, by selecting the epsilon r3, it is possible to shorten the substantial lambda g, compared to the cavity resonator Thus, the effective resonance length can be shortened. In addition, resonance can be performed at a lower frequency as compared with the cavity resonator. In addition, the electric field distribution of the λ g / 4 resonator with one side open and one side grounded becomes strong at the open end, so that the electric field can be efficiently coupled to the electrodeless lamp 32.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明の無電極ラン
プ共振器によれば、従来の空洞共振器を用いたものに比
較して小型、軽量、高効率な無電極ランプ共振器を提供
することが出来る。
As described above, according to the electrodeless lamp resonator of the present invention, there is provided an electrodeless lamp resonator that is smaller, lighter, and more efficient than one using a conventional cavity resonator. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る無電極ランプ
共振器の一部破断鳥瞰図である。
FIG. 1 is a partially broken bird's-eye view of an electrodeless lamp resonator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)は、本発明の第1の実施の形態に係
る無電極ランプ共振器の接地導体12の展開状態の平面
図で、図2(b)は、折り曲げた状態を説明する一部破
断鳥瞰図である。また、図2(c)は、平坦面から埋め
込み部に移行する屈折部の拡大図である。
FIG. 2A is a plan view of a grounded conductor 12 of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention in a developed state, and FIG. It is a partially broken bird's-eye view for explaining. FIG. 2C is an enlarged view of the refraction portion that transitions from the flat surface to the buried portion.

【図3】図3(a)は、本発明の第1の実施の形態に係
る無電極ランプ共振器の上面図で、図3(b)は、図3
(a)のA−A方向に沿った断面図である。
FIG. 3A is a top view of the electrodeless lamp resonator according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
It is sectional drawing which followed the AA direction of (a).

【図4】マイクロストリップ線路によるリアクタンス素
子の平面パターンと対応する等価回路を示す原理図であ
る。
FIG. 4 is a principle diagram showing an equivalent circuit corresponding to a plane pattern of a reactance element formed by a microstrip line.

【図5】図4の原理図を用いて整合器を構成するときの
マイクロストリップ線路の平面パターンと対応する等価
回路との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a plane pattern of a microstrip line and a corresponding equivalent circuit when a matching device is formed using the principle diagram of FIG. 4;

【図6】標準的なマイクロストリップ線路の信号線のW
/hと特性インピーダンスの関係を示す図である。
FIG. 6 shows the signal line W of a standard microstrip line.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between / h and characteristic impedance.

【図7】標準的なマイクロストリップ線路の構造を示す
鳥瞰図である。
FIG. 7 is a bird's-eye view showing a structure of a standard microstrip line.

【図8】マイクロストリップ線路用リアクタンス素子の
リアクタンス値と物理寸法との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a reactance value and a physical dimension of a reactance element for a microstrip line.

【図9】スミスチャートを用いて整合回路の整合条件と
必要なリアクタンス値を求めた図である。
FIG. 9 is a diagram in which a matching condition of a matching circuit and a required reactance value are obtained using a Smith chart.

【図10】図9より求まった整合回路の等価回路とリア
クタンス素子値を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of a matching circuit and a reactance element value obtained from FIG. 9;

【図11】図9より求まった整合回路のマイクロストリ
ップ線路に置き換えた場合の物理的寸法を示した図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing physical dimensions when the matching circuit obtained from FIG. 9 is replaced with a microstrip line.

【図12】図12(a)は、本発明の第2の実施の形態
に係る無電極ランプ共振器の上面図で、図12(b)
は、図12(a)のA−A方向に沿った断面図である。
FIG. 12 (a) is a top view of an electrodeless lamp resonator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12 (b)
FIG. 13 is a cross-sectional view along the AA direction of FIG.

【図13】図13(a)は、本発明の第3の実施の形態
に係る無電極ランプ共振器の上面図で、図13(b)
は、図13(a)のA−A方向に沿った断面図である。
FIG. 13A is a top view of an electrodeless lamp resonator according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view along the AA direction in FIG.

【図14】従来のマグネトロンを用いた導波管構造の無
電極ランプ共振器の構造を示す鳥瞰図である。
FIG. 14 is a bird's-eye view showing the structure of a conventional electrodeless lamp resonator having a waveguide structure using a magnetron.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 給電同軸線 12 接地導体 12a 平坦面 12b 埋め込み部 12s 共振器基準接地点 12h 貫通孔 13 信号線 13C、13L 整合回路パターン 21 第1誘電体 22 第2誘電体 23 第3誘電体 31 ランプ収納孔 32 無電極ランプ 33 セラミックホルダ 61 外被 62 外側導体 63 誘電体 64 中心導体 81 接地導体 82 誘電体 83 信号線 84、87 端部 85 空洞共振器 86 側部 93 無電極ランプ REFERENCE SIGNS LIST 11 feed coaxial line 12 ground conductor 12 a flat surface 12 b buried portion 12 s resonator reference ground point 12 h through hole 13 signal line 13 C, 13 L matching circuit pattern 21 first dielectric 22 second dielectric 23 third dielectric 31 lamp housing hole Reference Signs List 32 electrodeless lamp 33 ceramic holder 61 jacket 62 outer conductor 63 dielectric 64 center conductor 81 ground conductor 82 dielectric 83 signal line 84, 87 end 85 cavity resonator 86 side 93 electrodeless lamp

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1誘電体と、 前記第1誘電体の表面に配置された接地導体と、 前記第1誘電体の裏面に、前記接地導体とマイクロスト
リップ線路を構成すべく対向配置された、整合回路パタ
ーンを含む信号線と、 前記第1誘電体の下部に前記信号線を介して配置された
第2誘電体と、 前記第2誘電体の下部に配置された第3誘電体と、 前記第3誘電体の内部に配置された無電極ランプを収納
するためのランプ収納孔と、 前記接地導体の一端を共振器基準接地点とし、該共振器
基準接地点から高周波電磁波の実効共振長となる長さを
有して前記ランプ収納孔近傍まで、一定の線幅で伸延さ
れた埋め込み部と、 前記信号線に接続されたマイクロ波エネルギ給電手段と
からなることを特徴とする無電極ランプ共振器。
1. A first dielectric, a ground conductor disposed on a surface of the first dielectric, and a rear surface of the first dielectric opposed to the ground conductor to form a microstrip line. A signal line including a matching circuit pattern; a second dielectric disposed below the first dielectric via the signal line; a third dielectric disposed below the second dielectric; A lamp housing hole for housing an electrodeless lamp disposed inside the third dielectric, an end of the ground conductor being a resonator reference ground point, and an effective resonance length of a high-frequency electromagnetic wave from the resonator reference ground point An electrodeless lamp comprising: a buried portion having a length and extending to a vicinity of the lamp housing hole with a constant line width; and a microwave energy feeding unit connected to the signal line. Resonator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004004423A (en) * 2002-04-05 2004-01-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Glass optical fiber strand for fiber grating
WO2006002146A2 (en) * 2004-06-23 2006-01-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Plasma lamp with light-transmissive waveguide
JP2009539214A (en) * 2006-05-30 2009-11-12 セラビジョン・リミテッド lamp

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004004423A (en) * 2002-04-05 2004-01-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Glass optical fiber strand for fiber grating
WO2006002146A2 (en) * 2004-06-23 2006-01-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Plasma lamp with light-transmissive waveguide
WO2006002146A3 (en) * 2004-06-23 2007-03-01 Hewlett Packard Development Co Plasma lamp with light-transmissive waveguide
JP2009539214A (en) * 2006-05-30 2009-11-12 セラビジョン・リミテッド lamp

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