JP5234353B2 - Microwave power controller - Google Patents
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Description
本発明は、マグネトロンを備えるマイクロ波発振器が出力するマイクロ波の電力値を制御するマイクロ波電力制御装置に関する。 The present invention relates to a microwave power control apparatus that controls a power value of a microwave output from a microwave oscillator including a magnetron.
図6は、従来例として示したマイクロ波応用装置の簡略的な構成図である。
このマイクロ波応用装置は、マグネトロンを備えるマイクロ波発振器11から出力されたマイクロ波電力(この例では、2.45GHz帯)が、ランチャー導波管(方向性結合器)12、テーパー導波管13、アイソレータ14、パワーモニタ15、EHチューナ16を順次接続した導波管系回路10を介してアプリケータ18に送られる。
FIG. 6 is a simplified configuration diagram of a microwave application apparatus shown as a conventional example.
In this microwave application apparatus, microwave power (in this example, 2.45 GHz band) output from a
上記ランチャー導波管12は、マイクロ波発振器11が備えるマグネトロンのアンテナを内装し、マイクロ波発振器11が出力したマイクロ波電力を結合させる。
ランチャー導波管12によって結合されたマイクロ波電力は、テーパー導波管13によって標準導波管に送られる。
The
The microwave power coupled by the
上記アイソレータ14は、図7に示すように、サーキュレータ14aとダミーロード14bから形成されており、アプリケータ18側からマイクロ波発振器11側に戻るマイクロ波電力を吸収する。
すなわち、アプリケータ18側に向かうマイクロ波電力は透過させるが、アプリケータ18側からマイクロ波発振器11側に向かうマイクロ波電力はサーキュレータ14aで曲げられダミーロード14bに進んで吸収される。
したがって、マイクロ波発振器11へ戻るマイクロ波電力はない。
As shown in FIG. 7, the
That is, the microwave power traveling toward the
Therefore, there is no microwave power returning to the
上記パワーモニタ15は、マイクロ波電力の進行波と反射波をモニタするものである。
上記EHチューナ16は、マイクロ波電力のインピーダンスを調整し、反射波の無い状態を実現するもので、Eチューナ16aとHチューナ16bとを備えている。
EHチューナ16のEチューナー16aは、図8に示すように、主導波管の仮想壁面D0から短絡面16cまでの距離L0を管内波長の0〜1/4とし、それぞれ自由に調整が可能となっている。
なお、図8はEチューナ16aについて示しているが、Hチューナ16bは主導波管のような構成となっていて、Eチューナー16aは主導波管のH面に、Hチューナー16bは主導波管のE面に、それぞれの中心が主導波管の同じ位置になるように配置してEHチューナー16が構成されている。
The
The
As shown in FIG. 8, the E tuner 16a of the
Although FIG. 8 shows the E tuner 16a, the
このEHチューナ16は、パワーモニタ15の反射波の指示値を確認しながらEチューナ16aとHチューナ16bの短絡板位置を動かして反射波の指示値がゼロとなるように調整する。
マイクロ波電力の反射波がゼロとなれば、EHチューナ16から照射アンテナ17に向かうマイクロ波電力は、マイクロ波発振器11が発振したマイクロ波電力で、アイソレータ14を透過したマグネトロン11の発振電力となる。
照射アンテナ17からアプリケータ18内に照射されたマイクロ波電力は、ターンテーブル19に置かれたマイクロ波被処理物20に作用し、マイクロ波処理をする。
The
If the reflected wave of the microwave power becomes zero, the microwave power directed from the
The microwave power irradiated into the
上記したマイクロ波応用装置は、マグネトロンの陽極電流を制御してマイクロ波の電力値を調整している。
具体的には、マイクロ波発振器11の駆動回路21に備えたマグネトロンの陽極電圧調整回路によって、マグネトロンの陽極電流値をモニタしながら電圧調整してマイクロ波の電力値を増減する構成となっている。
この調整は、マイクロ波電力と陽極電流とが比例関係にあることを利用している。
The above microwave application apparatus adjusts the power value of the microwave by controlling the anode current of the magnetron.
Specifically, the microwave power value is increased or decreased by adjusting the voltage while monitoring the anode current value of the magnetron by the magnetron anode voltage adjusting circuit provided in the
This adjustment utilizes the fact that the microwave power and the anode current are in a proportional relationship.
しかしながら、上記のように陽極電流値を制御する調整では、マイクロ波の電力値を微細にコントロールすることができない。
その理由は、マグネトロンが備える永久磁石(フェライト磁石)が、−0.2%/℃の温度係数をもっているため、マグネトロンのピーク陽極電圧も、マイクロ波出力もこの温度係数で変化する。
したがって、安定した出力を得るために、マイクロ波発振器11を20〜30分間連続運転して温度が平衡状態になったところから、マイクロ波処理作業に入ることになる。
However, the adjustment for controlling the anode current value as described above cannot finely control the microwave power value.
The reason is that the permanent magnet (ferrite magnet) included in the magnetron has a temperature coefficient of −0.2% / ° C., and therefore the peak anode voltage of the magnetron and the microwave output change with this temperature coefficient.
Therefore, in order to obtain a stable output, the
ところが、常温より高い温度で熱平衡状態になるので、安定した出力を得る状態におけるマイクロ波の電力値が若干低い値になってしまうと言う問題がある。
これを避けるために、マイクロ波電力を検出して、マイクロ波電圧を増減させて調整する方法もあるが、信頼性を確保するための工夫が必要になる。
However, since the thermal equilibrium state is reached at a temperature higher than room temperature, there is a problem that the power value of the microwave in a state where a stable output is obtained becomes a slightly low value.
In order to avoid this, there is a method in which the microwave power is detected and the microwave voltage is increased / decreased, but a device for ensuring reliability is required.
一方、陽極電流を変えて行うマイクロ波の電力値の調整には、マグネトロンのスペクトラムの問題がある。
すなわち、陽極電流を変えてマイクロ波の電力値を増減すると、基本波発振周波数(以下、「発振周波数」と呼ぶ)も、その発振周波数を含むスペクトラムも変化する。
図9は直流陽極電源でマグネトロンを駆動した場合のパフォーマンス特性とスペクトラムの例を示す。
なお、上側のスペクトラムの図は、横軸が周波数で、縦軸が周波数成分の強度を示す。
On the other hand, there is a problem of the spectrum of the magnetron in the adjustment of the microwave power value performed by changing the anode current.
That is, when the anode power is changed to increase or decrease the microwave power value, both the fundamental wave oscillation frequency (hereinafter referred to as “oscillation frequency”) and the spectrum including the oscillation frequency change.
FIG. 9 shows an example of performance characteristics and spectrum when a magnetron is driven by a DC anode power source.
In the upper spectrum diagram, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the intensity of the frequency component.
この図から分かるように、マグネトロンを整合状態で運転しているにもかかわらず、直流陽極電流50mAから150mAの範囲でスペクトラムが大きく割れている。
そして、200mA以上では安定したスペクトラムになっている。
したがって、安定なスペクトラムが得られると推定される直流陽極電源であっても、実際に測定してみると、図9に示すような不安定なスペクトラムになっている。
As can be seen from this figure, although the magnetron is operated in a matched state, the spectrum is largely broken in the range of DC anode current 50 mA to 150 mA.
A stable spectrum is obtained at 200 mA or more.
Therefore, even a direct current anode power source estimated to obtain a stable spectrum has an unstable spectrum as shown in FIG. 9 when actually measured.
上記したスペクトラムの問題は、マグネトロン固有の特徴と推定され、どのマグネトロンでも観測される。
そして、同じ品種のマグネトロンであっても、発振周波数が上記のように変化を起こす陽極電流値(即ち、マイクロ波の電力値)が異なり、マグネトロンの陽極電源回路のタイプや回路定数によっても影響が異なる。
The above-mentioned spectrum problem is presumed to be a characteristic characteristic of the magnetron, and can be observed in any magnetron.
Even in the same type of magnetron, the anode current value (that is, the microwave power value) causing the oscillation frequency to change as described above is different, and it is affected by the type and circuit constant of the magnetron anode power supply circuit. Different.
マイクロ波応用装置の一例として、マイクロ波プラズマを利用した表面改質処理装置があるが、この装置のプラズマ強度はマイクロ波の電力値を増減して調整することから、上記したように、マグネトロンの発振周波数が2つに割れるスペクトラムの影響を受けてプラズマが不安定となるなどの問題がある。 As an example of a microwave application apparatus, there is a surface modification processing apparatus using microwave plasma. The plasma intensity of this apparatus is adjusted by increasing / decreasing the power value of the microwave. There is a problem that the plasma becomes unstable under the influence of a spectrum in which the oscillation frequency is divided into two.
上記した実情にかんがみ、マグネトロンを備えるマイクロ波発振器が出力するマイクロ波の電力値を微細に調整可能なマイクロ波電力制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a microwave power control apparatus capable of finely adjusting the power value of the microwave output from the microwave oscillator including the magnetron.
上記した目的を達成するため、本発明では、第1の発明として、マグネトロンを備えるイクロ波発振器が出力するマイクロ波電力をアプリケータに送る導波管系回路に、マイクロ波発振器からアプリケータに向かって順次接続したアイソレータ、可変型リアクタンス素子(可変型サセプタンス素子)、パワー測定手段からなるマイクロ波可変減衰器を備えて、マイクロ波の電力値を制御する構成としたことを特徴とするマイクロ波電力制御装置を提案する。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, as a first invention, a waveguide system circuit for sending microwave power output from an microwave oscillator including a magnetron to an applicator is used. A microwave power comprising a microwave variable attenuator comprising an isolator, a variable reactance element (variable susceptance element), and a power measuring means, which are sequentially connected to each other, and configured to control a microwave power value. A control device is proposed.
第2の発明としては、マグネトロンを備えるマイクロ波発振器が出力するマイクロ波電力をアプリケータに送る導波管系回路に、マイクロ波発振器からアプリケータに向かって順次接続したアイソレータ、可変型リアクタンス素子(可変型サセプタンス素子)、パワー測定手段、アイソレータからなるマイクロ波可変減衰器を備えて、マイクロ波の電力値を制御する構成としたことを特徴とするマイクロ波電力制御装置を提案する。 According to a second aspect of the present invention, an isolator, a variable reactance element (sequentially connected from a microwave oscillator to an applicator) is connected to a waveguide circuit that sends microwave power output from a microwave oscillator including a magnetron to an applicator. The present invention proposes a microwave power control apparatus comprising a microwave variable attenuator including a variable susceptance element), power measuring means, and an isolator, and configured to control the power value of the microwave.
第3の発明としては、上記した第1又は第2の発明のマイクロ波電力制御装置において、前記可変型リアクタンス素子は、スタブチューナ、Eチューナ、Hチューナ、EHチューナのいずれかより形成したことを特徴とするマイクロ波電力制御装置を提案する。 As a third invention, in the microwave power control apparatus according to the first or second invention described above, the variable reactance element is formed of any one of a stub tuner, an E tuner, an H tuner, and an EH tuner. A featured microwave power controller is proposed.
第4の発明としては、上記した第1又は第2の発明のマイクロ波電力制御装置において、前記パワー測定手段は、前記導波管に結合させた方向性結合器を介して取り出した進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力を測定して前記導波管内を伝播する進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力値を求めるパワーモニタなどのデバイスによって形成したことを特徴とするマイクロ波電力制御装置を提案する。 As a fourth invention, in the microwave power control apparatus according to the first or second invention described above, the power measuring means includes a traveling wave extracted via a directional coupler coupled to the waveguide. Formed by a device such as a power monitor that measures the power of both the reflected wave or the traveling wave or only the reflected wave and determines the power value of both the traveling wave and reflected wave propagating in the waveguide or the traveling wave or reflected wave only A microwave power control apparatus characterized by the above is proposed.
第5の発明としては、上記した第1又は第2の発明のマイクロ波電力制御装置において、マイクロ波の電力値を制御するマグネトロンの陽極電流制御手段を備え、当該陽極電流制御手段と前記マイクロ波可変減衰器とを併用してマイクロ波電力値を制御する構成としたことを特徴とするマイクロ波電力制御装置を提案する。 As a fifth invention, the microwave power control apparatus according to the first or second invention described above further comprises a magnetron anode current control means for controlling the power value of the microwave, the anode current control means and the microwave A microwave power control device is proposed in which a microwave power value is controlled by using a variable attenuator together.
第1の発明のマイクロ波電力制御装置は、アイソレータ、可変型リアクタンス素子、パワー測定手段を順次接続したマイクロ波可変減衰器を導波管系回路に備えた構成としてある。
したがって、パワー測定手段の指示値が所望の電力値になるように、可変型リアクタンス素子を調整して反射波電力を増減させると、この可変型リアクタンス素子からアプリケータに向かうマイクロ波電力を微細に制御でき、マイクロ波の電力値を所望の値に設定することができる。
なお、可変型リアクタンス素子で反射した反射電力はアイソレータで吸収する。
The microwave power control apparatus according to the first aspect of the present invention has a configuration in which a waveguide variable circuit includes a microwave variable attenuator in which an isolator, a variable reactance element, and a power measuring unit are sequentially connected.
Therefore, when the variable reactance element is adjusted to increase or decrease the reflected wave power so that the indicated value of the power measurement means becomes a desired power value, the microwave power from the variable reactance element to the applicator is finely adjusted. The power value of the microwave can be set to a desired value.
The reflected power reflected by the variable reactance element is absorbed by the isolator.
第2の発明のマイクロ波電力制御装置は、マイクロ波発振器からアプリケータに向かって順次接続したアイソレータ、可変型リアクタンス素子、パワー測定手段、アイソレータからなるマイクロ波可変減衰器を導波管系回路に備えた構成としてある。
したがって、アプリケータ内に置いたマイクロ波被処理物の状況が変わり、導波管系回路内を伝播するマイクロ波電力の反射波が変化、つまり、反射波の位相と大きさが変化しても、反射波がアプリケータ側のアイソレータにより吸収されるので、可変型リアクタンス素子とマイクロ波発振器側のアイソレータとの間は、常に反射波のないマイクロ波電力状態を保持することができる。
A microwave power control device according to a second aspect of the present invention is a waveguide system circuit comprising a microwave variable attenuator comprising an isolator, a variable reactance element, power measuring means, and an isolator sequentially connected from a microwave oscillator to an applicator. It is as a configuration provided.
Therefore, even if the condition of the microwave workpiece placed in the applicator changes, the reflected wave of the microwave power propagating in the waveguide circuit changes, that is, the phase and magnitude of the reflected wave change. Since the reflected wave is absorbed by the isolator on the applicator side, a microwave power state without a reflected wave can always be maintained between the variable reactance element and the isolator on the microwave oscillator side.
したがって、パワー測定手段がアプリケータに向かうマイクロ波電力の正しい指示値を示すので、その指示値に基づいて可変型リアクタンス素子によって反射波を増減し、この可変型リアクタンス素子からアプリケータに向かうマイクロ波電力を微細に制御し、マイクロ波の電力値を設定することができる。
このように、第2の発明によれば、マイクロ波被処理物の状況が変わり、反射波が変化した場合にも対応できるマイクロ波電力制御装置となる。
Therefore, since the power measurement means indicates a correct indication value of the microwave power directed to the applicator, the reflected wave is increased or decreased by the variable reactance element based on the indicated value, and the microwave directed from the variable reactance device to the applicator The power can be finely controlled and the power value of the microwave can be set.
Thus, according to the second aspect of the invention, the microwave power control apparatus can cope with the situation where the state of the microwave workpiece changes and the reflected wave changes.
因みに、第1の発明では、マイクロ波電力を照射し続けると被処理物の状況が変わって反射波が変化すると、パワー測定手段の指示値が影響を受けるので、従来の調整方法と同様に、アプリケータからの反射波をアプリケータとパワー測定手段との間に設置したEHチューナで打ち消した上で、可変型リアクタンス素子を調整して所望のマイクロ波電力値に設定することになる。 Incidentally, in the first invention, if the reflected wave changes when the state of the object to be processed is changed by continuing to irradiate the microwave power, the indicated value of the power measuring means is affected. After canceling the reflected wave from the applicator with an EH tuner installed between the applicator and the power measuring means, the variable reactance element is adjusted and set to a desired microwave power value.
第3の発明のマイクロ波電力制御装置は、上記した可変型リアクタンス素子については、スタブチューナ、Eチューナ、Hチューナ、EHチューナのいずれかにより形成したことを特徴とする発明となっている。 The microwave power control apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that the variable reactance element is formed of any one of a stub tuner, an E tuner, an H tuner, and an EH tuner.
第4の発明のマイクロ波電力制御装置は、上記したパワー測定手段について、前記導波管に結合させた方向性結合器を介して取り出した進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力を測定して前記導波管内を伝播する進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力値を求めるパワーモニタ等によって形成したことを特徴とする発明となっている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a microwave power control apparatus that includes both the traveling wave and the reflected wave, or only the traveling wave or the reflected wave, which are extracted through the directional coupler coupled to the waveguide. The invention is characterized in that it is formed by a power monitor or the like that determines the power value of both the traveling wave and the reflected wave propagating in the waveguide and the traveling wave or the reflected wave alone.
第5の発明のマイクロ波電力制御装置は、マグネトロンの陽極電流制御手段を使用してマイクロ波発振器が出力するマイクロ波の電力値をマイクロ波応用装置が必要とするマイクロ波電力の上限に設定した後、上記したマイクロ波可変減衰器を使用して必要なマイクロ波の電力値に減少調節する。
このようにすると、マイクロ波の電力値を調節する際の反射波の発生が最小になるので、エネルギーの省力化に有利となる。
In the microwave power control device according to the fifth aspect of the invention, the microwave power value output from the microwave oscillator is set to the upper limit of the microwave power required by the microwave application device using the anode current control means of the magnetron. Thereafter, the above-described microwave variable attenuator is used to reduce and adjust to the required microwave power value.
This minimizes the generation of reflected waves when adjusting the power value of the microwave, which is advantageous for energy saving.
さらに、上記のようにマイクロ波の電力値を上限に設定した後、マイクロ波可変減衰器で減少制御すれば、マグネトロンの発振周波数と基本波発振スペクトラム波形が一定の状態を維持するので、照射するマイクロ波電力の周波数特性に敏感なアプリケータやマイクロ波被処理物に対し、マイクロ波電力の微細な調整が可能になる。 Furthermore, if the microwave power value is set to the upper limit as described above and then controlled to decrease with the microwave variable attenuator, the magnetron oscillation frequency and the fundamental oscillation spectrum waveform will be maintained at a constant state. Microwave power can be finely adjusted for an applicator or microwave workpiece that is sensitive to the frequency characteristics of microwave power.
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図1は、第1実施形態として示したマイクロ波応用装置の簡略構成図である。
本実施形態のマイクロ波応用装置は、従来例として示した図6のマイクロ波応用装置のアイソレータ14とパワーモニタ(パワー測定手段)15との間に可変型リアクタンス素子30を接続することによって、可変型リアクタンス素子30とアイソレータ14とでマイクロ波可変減衰器31を形成した点に特徴がある。
したがって、その他の構成は図6の従来例のマイクロ波応用装置と同構成であるので、同じ部材には同符号を付してその説明を省略する。
ただし、本実施形態のパワーモニタ15は、進行波と反射波の両方が測定できるパワー測定手段となっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a simplified configuration diagram of the microwave application apparatus shown as the first embodiment.
The microwave application apparatus according to the present embodiment is variable by connecting a
Therefore, since the other configuration is the same as that of the conventional microwave application apparatus of FIG. 6, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
However, the
上記した可変型リアクタンス素子30は、図2に示す如く、導波管系回路(主導波管)10のE面(電界に平行な面)あるいはH面(磁界に平行な面)に副導波管30aを設け、副導波管30a内に移動可能な短絡板(バックプランジャ)30bを設けた構成としてあり、短絡板30bを可動させて、リアクタンスを0〜∞まで可変することができる。
As shown in FIG. 2, the
図3は、上記した可変型リアクタンス素子30のバックプランジャ距離(主導波管の仮想壁面D1から短絡板30bまでの距離)L1とリアクタンス量の関係を示す特性図である。
図4はバックプランジャ距離と反射電力係数及び透過電力係数の関係を示す特性図である。
なお、この図において、4Aが反射電力、4Bが透過電力を示している。
これらの特性図から分かるように、上記した可変型リアクタンス素子30は、バックプランジャ距離L1を10mmの位置に設定すると、透過電力が5%減り、95%となる。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the back plunger distance (distance from the imaginary wall surface D1 of the main waveguide to the short-
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the back plunger distance, the reflected power coefficient, and the transmitted power coefficient.
In this figure, 4A represents reflected power, and 4B represents transmitted power.
As can be seen from these characteristic diagrams, in the
なお、図2は、H面に設けた可変型リアクタンス素子30について示したが、E面についても同様に設けることができ、また、E面とH面の両面に設けてEHチューナと同様に構成することもできる。
FIG. 2 shows the
上記のように構成したマイクロ波応用装置は、パワーモニタ15の反射波指示値がゼロまたはゼロに近くなるようにEHチューナ16を調節する。
The microwave application apparatus configured as described above adjusts the EH
したがって、この調節により、パワーモニタ15が設置される場所では、反射波指示値がゼロまたはゼロ近くになって定在波が無視できるようになるので、パワーモニタ15が示す進行波電力値は、マイクロ波発振器11で発振したマイクロ波電力で、アイソレータ14を透過したマイクロ波電力(透過電力)を正しく示すことができる。
そして、この透過電力が、EHチューナ16以降のアプリケータ18内に照射されるので、この透過電力であるマイクロ波電力によってマイクロ波被処理物20が処理される。
Therefore, by this adjustment, the reflected wave instruction value becomes zero or close to zero at the place where the
And since this transmitted power is irradiated in the
マイクロ波電力を調整する場合は、この状態、すなわち、EHチューナ16を調節して反射波指示値がゼロまたはゼロの近くに設定して、パワーモニタ15の進行波指示値がアイソレータ14の透過電力を正しく示すようになってから、この進行波指示値が所望の電力値になるように、可変型リアクタンス素子30を調整する。
When adjusting the microwave power, in this state, that is, by adjusting the EH
図5は、第2実施形態として示したマイクロ波応用装置の簡略構成図である。
本実施形態のマイクロ波応用装置は、図1に示したマイクロ波応用装置の可変型リアクタンス素子30とパワーモニタ15の間に、パワーモニタ33とアイソレータ32とを接続することによって、アイソレータ14、可変型リアクタンス素子30、パワーモニタ33、アイソレータ32、パワーモニタ15によってマイクロ波可変減衰器34を形成した点に特徴がある。
したがって、その他の構成は図1のマイクロ波応用装置と同構成であるので、同じ部材には同符号を付してその説明を省略する。
FIG. 5 is a simplified configuration diagram of the microwave application apparatus shown as the second embodiment.
The microwave application apparatus according to the present embodiment connects the
Therefore, since the other structure is the same structure as the microwave application apparatus of FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and the description is abbreviate | omitted.
このマイクロ波応用装置は、アイソレータ32でアプリケータ18からの反射波を吸収してマイクロ波発振器11側に反射波を透過させないので、アプリケータ18内のマイクロ波被処理物20の状態如何に関わらず、また、EHチューナ16の調整如何に関わらず、パワーモニタ33の設置場所では進行波しか伝播しないから、パワーモニタ33の指示値は正しい値を示す。
This microwave application apparatus absorbs the reflected wave from the
すなわち、EHチューナ16は、透過したマイクロ波電力がEHチューナ16以降で全て吸収されるように調整する。
つまり、パワーモニタ15の反射波指示値がゼロになるように、このEHチューナ16を調整する。
That is, the EH
That is, the EH
一方、マイクロ波可変減衰器34は、アイソレータ32でアプリケータ18からの反射波の影響を打ち消すことができるから、EHチューナ16の調整の適否に関わらず、パワーモニタ33の進行波指示値が所望の電力値なるように可変型リアクタンス素子30を独立させて調整してマイクロ波電力を制御し、アイソレータ32を透過する進行波電力を微調整することができる。
On the other hand, since the
これより、照射アンテナ17からアプリケータ18内に照射されたマイクロ波電力値が微妙に制御されることにより、マイクロ波被処理物20のマイクロ波処理精度を高めることができる。
なお、上記のように、パワーモニタ33は進行波だけが測定できる仕様でもよいので、それだけ安価なパワーモニタを使用することができる。
Thereby, the microwave power value irradiated into the
Note that, as described above, the
以上、第1、第2実施形態のマイクロ波応用装置について説明したが、マイクロ波可変減衰器31、34による電力値の制御に加え、駆動回路21によってマグネトロンの陽極電流を増減して電力値を制御することにり、マイクロ波電力値を精度高く微細に調整することができる。
The microwave application apparatus according to the first and second embodiments has been described above. In addition to the control of the power value by the
また、既に述べたように、マグネトロンの陽極電流を制御してマイクロ波発振器が出力するマイクロ波の電力値をマイクロ波応用装置が必要とするマイクロ波電力の上限に設定した後、上記した、マイクロ波可変減衰器31、34を使用して必要なマイクロ波の電力値に減少調節すれば、マイクロ波の電力値を調節する際の反射波の発生が最小になるので、エネルギーの省力化に有利となる。
Further, as described above, after setting the microwave power value output from the microwave oscillator by controlling the magnetron anode current to the upper limit of the microwave power required by the microwave application device, By using the wave
さらに、上記のようにマイクロ波の電力値を上限に設定した後、マイクロ波可変減衰器31、34で減少制御すれば、マグネトロンの発振周波数と基本波発振スペクトラム波形が一定の状態を維持するので、スペクトラムに影響されずにマイクロ波の電力値の微細な調整が可能になる。
Further, after setting the microwave power value to the upper limit as described above, if the decrease control is performed by the
また、本発明の実施に際しては、マイクロ波可変減衰器31、34を形成する可変型リアクタンス素子30としては、EHチューナを基本としたEチューナやHチューナを用いたが、スタブチューナも可変型リアクタンス素子の一種であり、リアクタンスを0〜∞まで可変することができるができるから、EHチューナに換えてスタブチューナを備えてもよい。
In implementing the present invention, an E tuner or an H tuner based on an EH tuner is used as the
マイクロ波電力を利用して加熱や乾燥する装置、マイクロ波電力を供給してプラズマを発生させるプラズマ発生装置などに備えて、マイクロ波の電力値を制御するマイクロ波電力制御装置として適用することができる。 It can be applied as a microwave power control device that controls the power value of the microwave in preparation for a device that heats and dries using microwave power, a plasma generator that generates plasma by supplying microwave power, etc. it can.
10 導波管系回路
11 マイクロ波発振器
14 アイソレータ
14a サーキュレータ
14b ダミーロード
15 パワーモニタ
16 EHチューナ
18 アプリケータ
21 駆動回路
30 可変型リアクタンス素子
31 マイクロ波可変減衰器
32 アイソレータ
33 パワーモニタ
34 マイクロ波可変減衰器
10
Claims (5)
前記可変型リアクタンス素子は、スタブチューナ、Eチューナ、Hチューナ、EHチューナのいずれかより形成したことを特徴とするマイクロ波電力制御装置。 In the microwave power control device according to claim 1 or 2,
2. The microwave power control apparatus according to claim 1, wherein the variable reactance element is formed of any one of a stub tuner, an E tuner, an H tuner, and an EH tuner.
前記パワー測定手段は、前記導波管に結合させた方向性結合器を介して取り出した進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力を測定して前記導波管内を伝播する進行波と反射波の両方または進行波或いは反射波のみの電力値を求めるパワーモニタなどのデバイスによって形成したことを特徴とするマイクロ波電力制御装置。 In the microwave power control device according to claim 1 or 2,
The power measuring means measures the power of both the traveling wave and the reflected wave, or the traveling wave or only the reflected wave, taken out through the directional coupler coupled to the waveguide, and propagates through the waveguide. A microwave power control apparatus formed by a device such as a power monitor that obtains the power value of both a traveling wave and a reflected wave or only a traveling wave or a reflected wave.
マイクロ波の電力値を制御するマグネトロンの陽極電流制御手段を備え、当該陽極電流制御手段と前記マイクロ波可変減衰器とを併用してマイクロ波の電力値を制御する構成としたことを特徴とするマイクロ波電力制御装置。 In the microwave power control device according to claim 1 or 2,
A magnetron anode current control means for controlling the microwave power value is provided, and the microwave power value is controlled by using the anode current control means and the microwave variable attenuator together. Microwave power control device.
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