JP3404413B2 - 一体の整合回路を有する無電極高輝度放電ランプ結合構造体 - Google Patents
一体の整合回路を有する無電極高輝度放電ランプ結合構造体Info
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- JP3404413B2 JP3404413B2 JP26687392A JP26687392A JP3404413B2 JP 3404413 B2 JP3404413 B2 JP 3404413B2 JP 26687392 A JP26687392 A JP 26687392A JP 26687392 A JP26687392 A JP 26687392A JP 3404413 B2 JP3404413 B2 JP 3404413B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無電極光源に関し、特
定するとランプへの電力の結合およびインピーダンス整
合を可能にする照明用取付け具に関する。この種の取付
け具は、予め決められた値（例えば、５０または７５
Ω）の公称定常状態入力インピーダンスを提供し、それ
により従来の伝送ライン手段を介してＲＦ電源（例えば
９１５または２４５０ＭＨｚ）への直接接続を可能にす
る。
定するとランプへの電力の結合およびインピーダンス整
合を可能にする照明用取付け具に関する。この種の取付
け具は、予め決められた値（例えば、５０または７５
Ω）の公称定常状態入力インピーダンスを提供し、それ
により従来の伝送ライン手段を介してＲＦ電源（例えば
９１５または２４５０ＭＨｚ）への直接接続を可能にす
る。
【０００２】
【従来技術、発明の課題】マイクロ波無電極高輝度放電
ランプ（ＨＩＤ）は普通大型で、嵩高で、遮蔽された同
軸構造体である端末取付け具を使用して電源に結合され
てきた。この種の取付け具の例は、米国特許第３，９４
３，４０３号および米国特許第４，００２，９４４号に
記述されている。これらの端末取付け具のため、無電極
ランプは、光学的特性に起因して多くの応用に望ましく
ないものとなった。
ランプ（ＨＩＤ）は普通大型で、嵩高で、遮蔽された同
軸構造体である端末取付け具を使用して電源に結合され
てきた。この種の取付け具の例は、米国特許第３，９４
３，４０３号および米国特許第４，００２，９４４号に
記述されている。これらの端末取付け具のため、無電極
ランプは、光学的特性に起因して多くの応用に望ましく
ないものとなった。
【０００３】Lapatovichの米国特許第5,113,121号及び
5,070,277号はデュアルエンド励起方式の（すなわち、
同軸上に配置された２つのカプラを備える）ランプ取付
け具を開示している。この構成は上述の米国特許に記載
されているような単一のカプラの構成に比べ、大幅に光
学的特性を向上させ、さらに、バラン／アプリケータを
プリント基板上に形成することにより、ランプ取付け具
の全体的な大きさ及び重さを大幅に小さくすることを可
能にした。しかしながら、このLapatovichの特許に開示
されたランプ取付け具は、取付け具のインピーダンスを
マイクロ波源に整合させることによってランプの効率を
向上させるために、（例えば、米国特許第4,001,632号
に記載されているような）比較的高価な外付け式の可変
インピーダンス整合手段を必要とするという欠点を有し
ている。
5,070,277号はデュアルエンド励起方式の（すなわち、
同軸上に配置された２つのカプラを備える）ランプ取付
け具を開示している。この構成は上述の米国特許に記載
されているような単一のカプラの構成に比べ、大幅に光
学的特性を向上させ、さらに、バラン／アプリケータを
プリント基板上に形成することにより、ランプ取付け具
の全体的な大きさ及び重さを大幅に小さくすることを可
能にした。しかしながら、このLapatovichの特許に開示
されたランプ取付け具は、取付け具のインピーダンスを
マイクロ波源に整合させることによってランプの効率を
向上させるために、（例えば、米国特許第4,001,632号
に記載されているような）比較的高価な外付け式の可変
インピーダンス整合手段を必要とするという欠点を有し
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は米国特許第5,11
3,121号及び米国特許第5,070,277号に開示されているよ
うな、デュアルエンド励起方式のバラン／アプリケータ
と同じプリント基板上に、インピーダンス整合回路網を
一体形成することによって外付け式の可変インピーダン
ス整合手段の必要性を排除し、ランプ取付け具をマイク
ロ波源に直接接続（すなわち、ランプ取付け具とマイク
ロ波源との間に外付け式の可変インピーダンス整合手段
や、それに伴うコネクタ及び同軸ケーブルを必要とせず
に接続）することを可能にした。インピーダンス整合回
路網は、バラン／アプリケータ構造体と一体形成される
ため、従来の外付け式の可変インピーダンス手段を接続
するために必要であったコネクタや同軸ケーブルの必要
性も排除する。このような外付け部品の排除は製造時の
バラツキを大幅に下げると共に、コンパクトで、軽量
で、廉価で、かつ、頑丈な製品の提供を可能にする。
3,121号及び米国特許第5,070,277号に開示されているよ
うな、デュアルエンド励起方式のバラン／アプリケータ
と同じプリント基板上に、インピーダンス整合回路網を
一体形成することによって外付け式の可変インピーダン
ス整合手段の必要性を排除し、ランプ取付け具をマイク
ロ波源に直接接続（すなわち、ランプ取付け具とマイク
ロ波源との間に外付け式の可変インピーダンス整合手段
や、それに伴うコネクタ及び同軸ケーブルを必要とせず
に接続）することを可能にした。インピーダンス整合回
路網は、バラン／アプリケータ構造体と一体形成される
ため、従来の外付け式の可変インピーダンス手段を接続
するために必要であったコネクタや同軸ケーブルの必要
性も排除する。このような外付け部品の排除は製造時の
バラツキを大幅に下げると共に、コンパクトで、軽量
で、廉価で、かつ、頑丈な製品の提供を可能にする。
【０００５】本発明に従うと、一体のＲＦアプリケータ
およびインピーダンス整合回路網であって、第１の端部
に入力電力を受け入れ、かつランプカプセルを包含する
ギャップに面して第２の端部を有する第１のらせん状カ
プラと、該第１らせんカプラと同軸に配置され、第１の
端部に入力電力を受け入れ、ランプカプセルを包含する
ギャップに面して第２の端部を有し、かつ、第１カプラ
および当該第２カプラをおおむね１８０°位相をずらす
ように当該第２カプラに対する電力を遅延させる結合手
段を備える第２のらせんカプラと、第１らせんカプラの
第１端部に結合される第１の端部、および分路レラクタ
ンスおよび高周波数電源に結合される第２の端部とを有
する１／４波長変圧器とを備えることを特徴とする一体
のＲＦアプリケータおよびインピーダンス整合回路網が
提供される。本発明の他の側面に従うと、無電極ランプ
に結合される１または複数のＲＦアプリケータにＲＦ電
力を供給し、到来ＲＦ電力信号を無電極ランプおよび１
または複数のＲＦアプリケータのインピーダンスと整合
させ、前記無電極ランプおよび１または複数のランプの
整合されたインピーダンスを測定し、ランプおよびアプ
リケータの測定されたインピーダンスをＲ−Ｃ回路網と
して近似させ、そして近似されたＲ−Ｃ回路網からＲＦ
アプリケータに結合される１／４波長変圧器に対する分
路インダクタンスを決定する諸段階を含むことを特徴と
するＲＦアプリケータおよび無電局ランプに対する整合
回路を設計する方法が提供される。
およびインピーダンス整合回路網であって、第１の端部
に入力電力を受け入れ、かつランプカプセルを包含する
ギャップに面して第２の端部を有する第１のらせん状カ
プラと、該第１らせんカプラと同軸に配置され、第１の
端部に入力電力を受け入れ、ランプカプセルを包含する
ギャップに面して第２の端部を有し、かつ、第１カプラ
および当該第２カプラをおおむね１８０°位相をずらす
ように当該第２カプラに対する電力を遅延させる結合手
段を備える第２のらせんカプラと、第１らせんカプラの
第１端部に結合される第１の端部、および分路レラクタ
ンスおよび高周波数電源に結合される第２の端部とを有
する１／４波長変圧器とを備えることを特徴とする一体
のＲＦアプリケータおよびインピーダンス整合回路網が
提供される。本発明の他の側面に従うと、無電極ランプ
に結合される１または複数のＲＦアプリケータにＲＦ電
力を供給し、到来ＲＦ電力信号を無電極ランプおよび１
または複数のＲＦアプリケータのインピーダンスと整合
させ、前記無電極ランプおよび１または複数のランプの
整合されたインピーダンスを測定し、ランプおよびアプ
リケータの測定されたインピーダンスをＲ−Ｃ回路網と
して近似させ、そして近似されたＲ−Ｃ回路網からＲＦ
アプリケータに結合される１／４波長変圧器に対する分
路インダクタンスを決定する諸段階を含むことを特徴と
するＲＦアプリケータおよび無電局ランプに対する整合
回路を設計する方法が提供される。
【０００６】本発明を、これらおよびその他の利点とと
もにその一層の理解を得るため、以下図面を参照して説
明する。
もにその一層の理解を得るため、以下図面を参照して説
明する。
【０００７】
【実施例】本発明は、従来のマイクロ波プリント回路材
料を使用し、結合およびインピーダンス整合の両機能を
提供するＨＩＤランプ取付け具を提供する。ここに記述
される取付け具は、５０Ωの公称定常状態インピーダン
スを提供するが、他の定常状態インピーダンスレベルも
可能である。取付け具のインピーダンスは、ランプ外囲
器および充填物の特性に依存して変わる。
料を使用し、結合およびインピーダンス整合の両機能を
提供するＨＩＤランプ取付け具を提供する。ここに記述
される取付け具は、５０Ωの公称定常状態インピーダン
スを提供するが、他の定常状態インピーダンスレベルも
可能である。取付け具のインピーダンスは、ランプ外囲
器および充填物の特性に依存して変わる。
【０００８】第１図は、多数のランプ外囲器についてイ
ンピーダンスを決定するのに使用されるアセンブリを示
す。アセンブリは、９１５ＭＨｚにてＲＦ信号を発生す
るマグネトロン電源１０を備える。到来信号のインピー
ダンスをランプのインピーダンスと整合させるために、
スタブチューナが使用される。ランプ１４およびらせん
アプリケータ１５のインピーダンスは、ついで、基準平
面１６においてスタブチューナ１２により提示されるイ
ンピーダンスを測定し、アプリケータの入力端子に対す
るこの測定されたインピーダンスの複素共役を適当に掘
り起こす（デエンベディングする）ことにより決定され
る。これは、一般に使用されるインピーダンス決定置換
法である。ＲＦ信号は、らせんコイル１５によりランプ
カプセル１４に結合されるが、カップやループのような
他の結合方式も可能である。ランプへの電力信号は、マ
イクロストリップラインがほぼ１／２波長に等しい長さ
を有するように、基準面１６にて分割される。この半波
長の延長部は、バランインピーダンス変圧器を構成し、
４：１のインピーダンスの逓減を生ずる。
ンピーダンスを決定するのに使用されるアセンブリを示
す。アセンブリは、９１５ＭＨｚにてＲＦ信号を発生す
るマグネトロン電源１０を備える。到来信号のインピー
ダンスをランプのインピーダンスと整合させるために、
スタブチューナが使用される。ランプ１４およびらせん
アプリケータ１５のインピーダンスは、ついで、基準平
面１６においてスタブチューナ１２により提示されるイ
ンピーダンスを測定し、アプリケータの入力端子に対す
るこの測定されたインピーダンスの複素共役を適当に掘
り起こす（デエンベディングする）ことにより決定され
る。これは、一般に使用されるインピーダンス決定置換
法である。ＲＦ信号は、らせんコイル１５によりランプ
カプセル１４に結合されるが、カップやループのような
他の結合方式も可能である。ランプへの電力信号は、マ
イクロストリップラインがほぼ１／２波長に等しい長さ
を有するように、基準面１６にて分割される。この半波
長の延長部は、バランインピーダンス変圧器を構成し、
４：１のインピーダンスの逓減を生ずる。
【０００９】本発明におけるインピーダンスを決定する
のに使用されるランプカプセルは、１０ミリメータの内
長、２ミリメータの内径および３ミリメータの外径を有
する。ランプカプセルは、０．０４５ｍｇＨｇから０．
０６０ｍｇＨｇの範囲で変わる種々の量の水銀が満たさ
れる。ランプは、普通、標準モル含有量すなわち（Ｎａ
対Ｓｃ １１．４対１）の０．１ｍｇのＮａＩ・ＳｃＩ
３塩を含む。
のに使用されるランプカプセルは、１０ミリメータの内
長、２ミリメータの内径および３ミリメータの外径を有
する。ランプカプセルは、０．０４５ｍｇＨｇから０．
０６０ｍｇＨｇの範囲で変わる種々の量の水銀が満たさ
れる。ランプは、普通、標準モル含有量すなわち（Ｎａ
対Ｓｃ １１．４対１）の０．１ｍｇのＮａＩ・ＳｃＩ
３塩を含む。
【００１０】本発明に使用されるらせんコイル１５は、
同じ回転方向を有するが（例えば右手巻きコイル）、反
対の回転方向も使用できる。カプラの対抗する端部は、
圧縮波長の約１／４の長さを有するギャップにより分離
されている。ランプカプセル１４は、カプラ間に同軸的
に配置される。
同じ回転方向を有するが（例えば右手巻きコイル）、反
対の回転方向も使用できる。カプラの対抗する端部は、
圧縮波長の約１／４の長さを有するギャップにより分離
されている。ランプカプセル１４は、カプラ間に同軸的
に配置される。
【００１１】らせんコイルは、０．５ｍｍ直径を有する
金メッキニッケル線から作られた。らせんカプラの外径
は５．０ｍｍ、ピッチは、５．６回巻きのコイルに対し
て１．２２ｍｍであった。ランプカプセルは、無水の石
英から作られたが、他の材料も使用可能である。測定さ
れたインピーダンスは、ランプおよびらせんコイル１５
のインピーダンスである。ランプおよびらせんコイルの
抵抗性およびリアクタンス性成分は、同時的に決定さ
れ、独立的に分解されない。けれども、ランプインピー
ダンスを明示的に知ることなく、電源インピーダンスを
この包含されたインピーダンスに整合させることが可能
である。印加される電力の範囲にわたり（２ないし３０
ワット）包含インピーダンスの抵抗性部分は、約１００
Ωの値で実質的に平坦である。この範囲は、検討されて
いる水銀圧力の範囲に対しておおむね一定であった。設
計された回路は、このインピーダンスに対して最適化さ
れ、その概略図は図２に示されている。
金メッキニッケル線から作られた。らせんカプラの外径
は５．０ｍｍ、ピッチは、５．６回巻きのコイルに対し
て１．２２ｍｍであった。ランプカプセルは、無水の石
英から作られたが、他の材料も使用可能である。測定さ
れたインピーダンスは、ランプおよびらせんコイル１５
のインピーダンスである。ランプおよびらせんコイルの
抵抗性およびリアクタンス性成分は、同時的に決定さ
れ、独立的に分解されない。けれども、ランプインピー
ダンスを明示的に知ることなく、電源インピーダンスを
この包含されたインピーダンスに整合させることが可能
である。印加される電力の範囲にわたり（２ないし３０
ワット）包含インピーダンスの抵抗性部分は、約１００
Ωの値で実質的に平坦である。この範囲は、検討されて
いる水銀圧力の範囲に対しておおむね一定であった。設
計された回路は、このインピーダンスに対して最適化さ
れ、その概略図は図２に示されている。
【００１２】図２において、マイクロ波電力は、ランプ
およびらせんの定常状態インピーダンスを５０Ωに変換
するインピーダンス整合回路／バランの入力３０に供給
される。ランプおよびらせんの正味インピーダンスは、
直列抵抗−コンデンサ組合せ３１として近似できる。こ
の実効インピーダンスは、１／２波長バラン３２により
１／４に低減される。かくして、半波長バランにおけ入
力インピーダンスも、直列Ｒ−Ｃ回路網により近似でき
る。このとき、単一部片マイクロストリップ１／４波長
変圧器３３は、インピーダンスの実数部分を５０Ωの実
効分路抵抗に変換するのに使用される。１／４波長変圧
器３３のイミッタンス反転特性のため、変圧器の入力に
見かけの分路インダクタンスをもたらす（すなわち、直
列抵抗は、分路インダクタンスに変換される）。分路コ
ンデンサ３５（これは集中または分布要素として、ある
いは機械的に可変のまたは電気的可変の要素として実現
できる）は、後で、見かけの分路インピーダンスを共振
させ、公称５０Ω入力インピーダンスをもたらすのに使
用される。この実施例において使用されるランプおよび
らせんの等価回路は、直列Ｒ−Ｃ回路網により表わされ
るが、もしもカップ、ループ等のような代替的結合形態
が使用されるならば、類似の整合手段が当業者には明ら
かであろう。本発明の新規な特徴は、小型化ＨＩＤラン
プに必要とされるように整合回路網／アプリケータをコ
ンパクトにするために、マイクロストリップ伝送ライン
部片および小型分路コンデンサを使用することである。
本発明の有用で望ましい特徴は、チューニング（整合）
回路網がバラン／アプリケータと係合させて連続的態様
で適用されることである。これは、嵩高で高価な複数の
コネクタを排除し、反射率および電力損失を減ずる。
およびらせんの定常状態インピーダンスを５０Ωに変換
するインピーダンス整合回路／バランの入力３０に供給
される。ランプおよびらせんの正味インピーダンスは、
直列抵抗−コンデンサ組合せ３１として近似できる。こ
の実効インピーダンスは、１／２波長バラン３２により
１／４に低減される。かくして、半波長バランにおけ入
力インピーダンスも、直列Ｒ−Ｃ回路網により近似でき
る。このとき、単一部片マイクロストリップ１／４波長
変圧器３３は、インピーダンスの実数部分を５０Ωの実
効分路抵抗に変換するのに使用される。１／４波長変圧
器３３のイミッタンス反転特性のため、変圧器の入力に
見かけの分路インダクタンスをもたらす（すなわち、直
列抵抗は、分路インダクタンスに変換される）。分路コ
ンデンサ３５（これは集中または分布要素として、ある
いは機械的に可変のまたは電気的可変の要素として実現
できる）は、後で、見かけの分路インピーダンスを共振
させ、公称５０Ω入力インピーダンスをもたらすのに使
用される。この実施例において使用されるランプおよび
らせんの等価回路は、直列Ｒ−Ｃ回路網により表わされ
るが、もしもカップ、ループ等のような代替的結合形態
が使用されるならば、類似の整合手段が当業者には明ら
かであろう。本発明の新規な特徴は、小型化ＨＩＤラン
プに必要とされるように整合回路網／アプリケータをコ
ンパクトにするために、マイクロストリップ伝送ライン
部片および小型分路コンデンサを使用することである。
本発明の有用で望ましい特徴は、チューニング（整合）
回路網がバラン／アプリケータと係合させて連続的態様
で適用されることである。これは、嵩高で高価な複数の
コネクタを排除し、反射率および電力損失を減ずる。
【００１３】ランプおよびアプリケータを含む全回路の
アセンブリは、図３に示されている。これらのランプア
センブリを約２０製造し、試験した。これらのランプ
は、各々、９１５ＭＨｚで２５Ｗの入力電力レベル、
１．５：１以下の定常状態入力ＶＳＷＲで、２００ルー
メンの光を生じた。この仕事は９１５ＭＨｚ（Wester H
emisphereで許容されるＩＳＭ帯域）でなされたが、こ
れらの技術は、任意の周波数にて、特定すると２４５０
ＭＨｚのような他の許容されるＩＳＭ周波数で適用され
得るであろうことは、斯界に精通した者には明らかであ
ろう。
アセンブリは、図３に示されている。これらのランプア
センブリを約２０製造し、試験した。これらのランプ
は、各々、９１５ＭＨｚで２５Ｗの入力電力レベル、
１．５：１以下の定常状態入力ＶＳＷＲで、２００ルー
メンの光を生じた。この仕事は９１５ＭＨｚ（Wester H
emisphereで許容されるＩＳＭ帯域）でなされたが、こ
れらの技術は、任意の周波数にて、特定すると２４５０
ＭＨｚのような他の許容されるＩＳＭ周波数で適用され
得るであろうことは、斯界に精通した者には明らかであ
ろう。
【００１４】図３は、ランプ外囲器１４および遅波結合
コイル１５を含む本発明の全回路のアセンブリを図示す
る。全アセンブリは、マイクロ波源１０、高周波ストリ
ップライン送り出し部２１およびプリント回路、ならび
に一体の回路網を備える。接地平面１７は、プリント回
路１８の逆の側部上にある。マイクロ波源１０は無線周
波数信号を発生し、これがマイクロストリップライン２
０およびらせんカプラ１５を介してランプ１４に結合さ
れる。同軸ストリップ送り出し部材２１は、マイクロ波
源から入力電力信号を導電性ストリップ２０に結合す
る。インピーダンス整合回路網は、高周波数ストリップ
ライン送り出し部材２１からノードＡに延びるマイクロ
ストリップライン２０の部分を含み、固定の同調コンデ
ンサ１１を含んでいる。電力信号は、マイクロストリッ
プラインの残部を約１／２波長に等しくすることによっ
て、ノードＡで分割される。マイクロストリップライン
の延長部の長さを適正に調節することによって、２つの
らせんカプラ１５は、ランプ外囲器１４に対して１８０
°ずれの電力を供給する。この半波長延長部は、バラン
インピーダンス変圧器を構成し、マイクロ波電力源１０
に対して４：１のインピーダンス逓減を行う。
コイル１５を含む本発明の全回路のアセンブリを図示す
る。全アセンブリは、マイクロ波源１０、高周波ストリ
ップライン送り出し部２１およびプリント回路、ならび
に一体の回路網を備える。接地平面１７は、プリント回
路１８の逆の側部上にある。マイクロ波源１０は無線周
波数信号を発生し、これがマイクロストリップライン２
０およびらせんカプラ１５を介してランプ１４に結合さ
れる。同軸ストリップ送り出し部材２１は、マイクロ波
源から入力電力信号を導電性ストリップ２０に結合す
る。インピーダンス整合回路網は、高周波数ストリップ
ライン送り出し部材２１からノードＡに延びるマイクロ
ストリップライン２０の部分を含み、固定の同調コンデ
ンサ１１を含んでいる。電力信号は、マイクロストリッ
プラインの残部を約１／２波長に等しくすることによっ
て、ノードＡで分割される。マイクロストリップライン
の延長部の長さを適正に調節することによって、２つの
らせんカプラ１５は、ランプ外囲器１４に対して１８０
°ずれの電力を供給する。この半波長延長部は、バラン
インピーダンス変圧器を構成し、マイクロ波電力源１０
に対して４：１のインピーダンス逓減を行う。
【００１５】ランプカプセル１４、らせんコイルすなわ
ちカプラ１５およびランプ充填物は、インピーダンス決
定に使用されたものであり、先に詳細に記述した。
ちカプラ１５およびランプ充填物は、インピーダンス決
定に使用されたものであり、先に詳細に記述した。
【００１６】以上本発明の好ましい実施例について説明
したが、斯界に精通した者とっては種々の変更および交
換が明らかであろう。
したが、斯界に精通した者とっては種々の変更および交
換が明らかであろう。
【図１】ランプカプセルおよびアプリケータのインピー
ダンスを決定するのに使用される実験装置を示す概略図
である。
ダンスを決定するのに使用される実験装置を示す概略図
である。
【図２】本発明の１実施例の概略線図である。
【図３】本発明の１実施例の全アセンブリを示す概略線
図である。
図である。
（図１および図２において）
１０ マグネトロン電源
１２ スタブチューナ
１４ ランプ
１５ らせんコイルまたはカプラ
１６ 基準平面
３１ 抵抗−コンデンサ組合せ
３２ 半波長バラン
３３ マイクロストリップ１／４波長変圧器
３５ 分路コンデンサ
（図３において）
１１ 固定チューニングコンデンサ
１０ マイクロ波源
１４ ランプ
１５ 結合コイルまたはらせんカプラ２１
ストリップライン送り出し部材
１７ 接地平面
１８ プリント回路
２０ マイクロストリップライン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ウォルター・ピー・ラパトビッチ
アメリカ合衆国マサチューセッツ州マー
ルボロ、バーナード・ロード135
(72)発明者 ジェイソン・アール・ボチンスキ
アメリカ合衆国オレゴン州スプリングフ
ィールド、ウェスト・センテニアル・ブ
ールバード506
(56)参考文献 特開 平２−312139（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−220903（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−84802（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 41/24
H01J 65/04
F21S 2/00
F21V 19/00 310
Claims (20)
- 【請求項１】 一体のＲＦアプリケータおよびインピー
ダンス整合回路網であって、 第１の端部に入力電力を受け入れ、かつランプカプセル
を包含するギャップに面して第２の端部を有する第１の
らせん状カプラと、 該第１らせんカプラと同軸に配置され、第１の端部に入
力電力を受け入れ、ランプカプセルを包含するギャップ
に面して第２の端部を有し、かつ、第１カプラおよび当
該第２カプラをおおむね１８０°位相をずらすように当
該第２カプラに対する電力を遅延させる結合手段を備え
る第２のらせんカプラと、 第１らせんカプラの第１端部に結合される第１の端部、
および分路レラクタンスおよび高周波数電源に結合され
る第２の端部とを有する１／４波長変圧器とを備えるこ
とを特徴とする一体のＲＦアプリケータおよびインピー
ダンス整合回路網。 - 【請求項２】 分路リアクタンスが固定コンデンサより
成る請求項１記載の一体のＲＦアプリケータおよびイン
ピーダンス整合回路網。 - 【請求項３】 前記固定コンデンサが、約４ピコファラ
ッドの容量を有する請求項１記載の一体のＲＦアプリケ
ータおよびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項４】 前記の１／４波長変圧器および結合手段
が、マイクロストリップ、ストリップラインまたはスタ
ブライン形式で作られる請求項１記載の一体のＲＦアプ
リケータおよびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項５】 入力および出力端部を有する１／４波長
変圧器と、 該１／４波長変圧器の入力端部に結合され、かつ容量を
変化させるための手段を有する分路コンデンサと、 前記１／４波長変圧器の出力端部に結合され、互いに対
向する第１および第２の端部を有する半波長バランと、 該半波長バランの第１および第２端部に取り付けられる
第１のアプリケータマイクロ波アプリケータおよび第２
マイクロ波アプリケータとを備え、前記分路コンデンサ
が、回路網の見掛けの分路インダクタンスを予定された
入力インピーダンスに共振させるのに使用されることを
特徴とする一体のＲＦアプリケータおよびインピーダン
ス整合回路網。 - 【請求項６】 分路コンデンサが手動的に調節し得る請
求項５記載の一体のＲＦアプリケータおよびインピーダ
ンス整合回路網。 - 【請求項７】 前記分路コンデンサが電圧調整可能であ
る請求項５記載の一体のＲＦアプリケータおよびインピ
ーダンス整合回路網。 - 【請求項８】 前記の予定された入力インピーダンスが
５０Ωである請求項５記載の一体のＲＦアプリケータお
よびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項９】 前記の予定された入力インピーダンスが
７５Ωである請求項５記載の一体のＲＦアプリケータお
よびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１０】 整合回路網がマイクロストリップ形式
で作られる請求項５記載の一体のＲＦアプリケータおよ
びインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１１】 前記第１および第２アプリケータがら
せんコイルである請求項５記載の一体のＲＦアプリケー
タおよびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１２】 前記第１および第２アプリケータがカ
ップ状である請求項５記載の一体のＲＦアプリケータお
よびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１３】 前記第１および第２アプリケータがル
ープ状である請求項５記載の一体のＲＦアプリケータお
よびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１４】 設計される動作周波数が９０２ないし
９２７ＭＨｚである請求項５記載の一体のＲＦアプリケ
ータおよびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１５】 設計される動作周波数が２４００ない
し２５００ＭＨｚである請求項５記載の一体のＲＦアプ
リケータおよびインピーダンス整合回路網。 - 【請求項１６】 無電極ランプに結合される１または複
数のＲＦアプリケータにＲＦ電力を供給し、 到来ＲＦ電力信号を無電極ランプおよび１または複数の
ＲＦアプリケータのインピーダンスと整合させ、 前記無電極ランプおよび１または複数のランプの整合さ
れたインピーダンスを測定し、 ランプおよびアプリケータの測定されたインピーダンス
をＲ−Ｃ回路網として近似させ、 そして近似されたＲ−Ｃ回路網からＲＦアプリケータに
結合される１／４波長変圧器に対する分路インダクタン
スを決定する諸段階を含むことを特徴とするＲＦアプリ
ケータおよび無電局ランプに対する整合回路網設計方
法。 - 【請求項１７】 前記１または複数のＲＦアプリケータ
が半波長バランに結合される請求項１６記載の整合回路
網設計方法。 - 【請求項１８】 １または複数のアプリケータがらせん
コイルである請求項１６記載の整合回路網設計方法。 - 【請求項１９】 １または複数のアプリケータがカップ
状である請求項１６記載の整合回路網設計方法。 - 【請求項２０】 １または複数のアプリケータがループ
状である請求項１６記載の整合回路網設計方法。
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|---|---|---|---|
| US757094 | 1991-09-10 | ||
| US07/757,094 US5144206A (en) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | Electrodeless HID lamp coupling structure with integral matching network |
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| JPH05266987A JPH05266987A (ja) | 1993-10-15 |
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