KR100559685B1 - 마그네트론 - Google Patents

Abstract

본 발명의 마그네트론은 베인(2)의 임의의 위치에 접속된 안테나리드(17)가 자극편(7)과 금속관(8)을 비접촉으로 관통하여, 마그네트론의 출력부에 접속되어 있고, 이 안테나리드(17)에 있어서의 제 3 고조파 억지용 통형상 초크(15)의 개구끝단부와 베인(2)의 접속부와의 사이의 전기장 L1이 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/2이 되도록 구성되어 있고, 이에 따라 제 3 고조파 및 제 3 고조파의 사이드밴드를 억제한다.

Description

마그네트론{MAGNETRON}

도 1은 본 발명에 관한 제 1 실시형태를 나타내는 마그네트론의 주요부를 나타내는 단면도,

도 2는 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의 주요부의 치수를 나타내는 확대단면도,

도 3은 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의, 안테나리드의 베인 끝단부로부터 제 3 고조파억지용 초크까지의 길이와 노이즈레벨과의 관계를 나타내는 그래프,

도 4는 제 1 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 제 3 고조파의 주변대역의 노이즈레벨을 나타내는 그래프,

도 5는 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론의 주요부를 나타내는 단면도,

도 6은 제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서의 주요부의 치수를 나타내는 확대단면도,

도 7은 제 3 고조파 억지용 초크의 소경부의 지름과 억제하고 있는 주파수대역과의 관계를 나타내는 그래프,

도 8은 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 제 3 고조파의 주변대역의 노이즈레벨을 나타내는 그래프,

도 9는 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 각 고조파의 노이즈레벨을 나타내는 그래프,

도 10은 종래의 마그네트론의 주요부를 나타내는 단면도,

도 11은 종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 각 고조파의 노이즈레벨을 나타내는 그래프,

도 12는 종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지로부터 출력할 수 있는 제 3 고조파의 주변대역에 있어서의 노이즈레벨을 미세한 레인지로 플롯한 일례를 나타내는 그래프이다.

도면의 일부 또는 전부는 도시를 목적으로 한 개요적 표현에 의해 그려져 있고, 반드시 거기에 표시된 요소의 실제의 상대적 크기나 위치를 충실히 묘사하고 있다고는 한정하지 않는 것은 고려하기 바란다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 101 : 양극원통 2, 102 : 베인

5, 105 : 음극 6, 106 : 엔드해트

7, 107 : 자극편 8, 108 : 금속관

10 : 제 5 고조파 억지용 초크 11, 111 : 세라믹원통

15, 19 : 제 3 고조파 억지용 초크 16, 112 : 배기관

17, 113 : 안테나리드 18 : 원통부

19a : 소경부 19b : 대경부

20, 120 : 출력부 103, 104 스트랩링

109, 110 : 통형상의 초크

본 발명은, 전자레인지 등에 사용되는 마그네트론에 관한 것으로, 특히 마그네트론의 출력부로부터의 고조파성분의 누설을 억제하는 기구에 관한 것이다.

일반적으로 전자레인지용의 마그네트론에 있어서는, 기본파로서 2.45 GHz의 마이크로파를 발생시키고 있다. 마그네트론이 마이크로파를 발생하였을 때, 기본파 이외로 그 정수배의 주파수를 갖는 고조파성분을 동시에 발생시키고 있다. 이 고조파성분이 출력부에서 폭사되면, 기본파와 같이 고조파가 전자레인지내로 전파된다. 고조파는 그 파장이 짧기 때문에, 일단 전자레인지내에 전파되면, 전자레인지의 외부로의 누설방지가 곤란하다. 전자레인지의 외부로 누설한 누설전력은, 무선장해를 야기하는 경우가 있기 때문에, 일본에서는 누설의 한도치가 법률에 의해 규제되어 있다.

따라서, 전자레인지내의 마그네트론 자체에 있어서, 고조파성분의 발생을 억제하기 위해서, 마이크로파를 출력하는 출력부에 4분의 1파장형 초크를 설치한 것이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 종래의 마그네트론에 관해서, 이하, 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.

도 10은 종래의 마그네트론의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 11은 종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 각 고조파의 노이즈레벨을 나타내는 그래프이다. 도 12는 종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지로부터 누설한 제 3 고조파의 주변대역에 있어서의 노이즈레벨을 미세한 레인지로 플롯한 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11 및 도 12에 있어서, 세로축은 노이즈레벨[dBpW]을 나타내고, 가로축은 발진주파수[GHz]를 나타낸다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 양극원통(101)의 내벽에는 복수의 베인(102)이 고정장착되어 있고, 이들의 베인(102)이 양극원통(101)의 중심축으로 향하도록 배치되어 있다. 양극원통(101)의 내부에는 그 중심축에 따라 음극(105)이 배치되어 있고, 음극(105)의 상하 양 끝단은 각각 엔드해트(106)에 고정장착되어 있다. 각 베인(102)의 상하 끝단부는, 각각 대소 한 쌍의 스트랩링(103, 104)에 의해 1개 걸러 접속되어 있다. 원통형상의 양극원통(101)의 상하 개구끝단에는, 자극편(107)을 통해 금속관(8)이 기밀하게 봉착되어 있다.

금속관(108)의 내부에 있어서, 출력측인 위쪽에는, 제 3 고조파를 억지하기 위한 통형상의 초크(109)와 제 5 고조파를 억지하기 위한 통형상의 초크(110)가 실질적으로 동축상에 배치되어 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 1개의 베인(102)에는 안테나리드(113)의 한쪽의 끝단부가 고정장착되어 있다. 이 안테나리드(113)는 자극편(107)을 관통하여 금속관(108)의 내부를 그 중심축에 따라 위쪽으로 연장하고 있다. 안테나리드(113)는, 금속관(108)의 내부를 관통하여, 세라믹원통(111) 및 배기관(112)으로 이루어지는 출력부(120)를 그 내면에 접촉하지 않도록 관통하 고 있다. 안테나리드(113)의 선단은 배기관(112)과 함께 출력부(120)에 누름접촉 고정되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 마그네트론을 전자레인지에 사용하여, 그 전자레인지로부터 누설하는 노이즈레벨을 측정하였다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 기본파(2.45GHz)에 대한 각 고조파의 노이즈레벨 중 7.35GHz 대인 제 3 고조파의 레벨이 다른 고조파의 레벨에 비교하여 높은 상태로 되어 있었다.

도 12는 종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서, 누설한 제 3 고조파의 노이즈레벨을 미세한 레인지로 플롯한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 12에 나타내고 있는 바와 같이, 제 3 고조파주변에서, 6.9±0.15 GHz의 로우사이드밴드나 8.3±0.15GHz의 하이사이드밴드의 레벨이 높은 상태가 되고 있었다. 구체적으로는, 7.35GHz의 제 3 고조파에서는 노이즈레벨이 약 80dBpW, 6.9±0.15GHz의 로우사이드밴드에서는 약 87dBpW, 8.3±0.15GHz의 하이사이드밴드에서는 약 95dBpW의 피크값이었다.

상기한 바와 같이, 종래의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파와 제 5고조파를 억제하기 위해서, 초크구조를 갖는 것이 있었다. 그러나, 그와 같은 마그네트론을 전자레인지에 사용한 경우에 있어서도, 도 11 및 도 12에 나타낸 노이즈레벨의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 3 고조파에 있어서의 노이즈레벨의 억제가, 다른 고조파와 비교하면 아직 불충분하고, 특히 제 3 고조파주변의 대역의 6.9±0.15GHz의 로우사이드밴드나 8.3±0.15 GHz의 하이 사이드밴드에 있어서는, 고조파억제 초크의 효과가 발휘되어 있지 않다고 하는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 마그네트론이 갖고 있는 문제를 해소하여, 부품점수를 늘리는 일없이 간단한 구성으로 제 3 고조파 및 그 제 3 고조파의 사이드밴드에 있어서의 노이즈레벨을 확실히 저감할 수가 있는 마그네트론을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 마그네트론은, 상기 목적을 달성하기 위해, 한쪽이 개구한 원통형상의 양극원통과,

상기 양극원통의 개구끝단에, 자극편을 통해 기밀하게 봉착된 금속관과,

상기 금속관의 내면측에 동축적으로 배치된 제 3 고조파 억지용 통형상 초크 및 제 5 고조파 억지용 통형상 초크와,

상기 양극원통의 내면에 그 중심축으로 향하도록 배치된 여러 장의 베인과,

상기 베인의 임의의 위치에 접속된 안테나리드와,

상기 자극편과 상기 금속관을 비접촉으로 관통하는 상기 안테나리드가 접속되어, 상기 금속관에 대하여 절연된 출력부를 구비하고,

상기 금속관과 그 안쪽에 배치된 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 3 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고, 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크와 그 안쪽에 배치된 제 5 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 5 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고,

그리고 상기 안테나리드에 있어서의, 상기 베인과의 접속끝단부로부터 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크의 개구끝단부까지의 전기장 L1이 제3 고조파의 파장(λ)의 1/2이 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성함에 의해, 본 발명의 마그네트론은 제 3 고조파의 노이즈레벨을 확실히 억제하는 것이 가능하게 된다.

다른 관점에 의한 발명의 마그네트론에 있어서는, 한쪽이 개구한 원통형의 양극원통과,

상기 양극원통의 개구끝단에, 자극편을 통해 기밀하게 봉착된 금속관과,

상기 금속관의 내면측에 동축적으로 배치된 제 3 고조파 억지용 통형상 초크 및 제 5 고조파 억지용 통형상 초크와,

상기 양극원통의 내면에 그 중심축으로 향하도록 배치된 여러 장의 베인과, 상기 베인의 임의의 위치에 접속된 안테나리드와,

상기 자극편과 상기 금속관을 비접촉으로 관통하는 상기 안테나리드가 접속되어, 상기 금속관에 대하여 절연된 출력부를 구비하고,

상기 금속관과 그 안쪽에 배치된 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 3 고조파대역에 대한 4분의 1 파형형 초크가 구성되고, 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크와 그 안쪽에 배치된 제 5 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 5 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고,

그리고 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 상기 베인에 접속된 상기 안테나리드가 도입하는 측이 개구하고 있고, 그 개구끝단측에 지름이 작은 소경부(小徑部)가 형성되고, 출력측에 지름이 큰 대경부(大徑部)가 형성되어 있다. 이와 같이 구성함에 의해, 본 발명의 마그네트론은 제 3 고조파의 노이즈를 더욱 확실하 게 억제하는 것이 가능하게 된다.

또 다른 관점에 의한 발명의 마그네트론은, 한쪽이 개구한 원통형상의 양극원통과,

상기 양극원통의 개구끝단에, 자극편을 통해 기밀하게 봉착된 금속관과,

상기 금속관의 내면측에 동축적으로 배치된 제 3 고조파 억지용 통형상 초크 및 제 5 고조파 억지용 통형상 초크와,

상기 양극원통의 내면에 그 중심축으로 향하도록 배치된 여러 장의 베인과,

상기 베인의 임의의 위치에 접속된 안테나리드와,

상기 자극편과 상기 금속관을 비접촉으로 관통하는 상기 안테나리드가 접속되어, 상기 금속관에 대하여 절연된 출력부를 구비하고,

상기 금속관과 그 안쪽에 배치된 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 3 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고, 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크와 그 안쪽에 배치된 제 5 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 5 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고,

상기 안테나리드에 있어서의, 상기 베인과의 접속끝단부로부터 상기제 3 고조파 억지용 통형상 초크의 개구끝단부까지의 전기장 L1이 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/2이 되도록 구성되고, 그리고

제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 베인에 접속된 안테나리드가 도입하는 측이 개구하고 있고, 그 개구끝단측에 지름이 작은 소경부가 형성되고, 출력측에 지름이 큰 대경부가 형성되어 있다. 이와 같이 구성함에 의해, 본 발명의 마그네 트론은 제 3 고조파의 양 사이드밴드의 노이즈를 확실히 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 소경부의 안지름치수가 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/4이하가 되도록 구성하더라도 좋다.

또한, 본 발명의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 소경부와 대경부와의 단차부분이 실질적으로 직각이 되도록 형성하더라도 좋다.

또한, 본 발명의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는 소경부와 대경부와의 단차부분이 경사지도록 형성하더라도 좋다.

또한, 본 발명의 마그네트론에 있어서, 출력부는, 원통형상 절연물을 통해 금속관에 부착되고, 상기 원통형상 절연물에 접합유지된 배기관과, 상기 배기관의 안쪽에 안테나리드의 도출방향과 평행한 방향으로 연장된 원통부를 갖고, 상기 원통부와 상기 안테나리드에 의해 제 3 고조파 로우사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크를 구성하더라도 좋다.

발명의 신규인 특징은 첨부의 청구의 범위에 특별히 기재한 것이 분명하지만, 구성 및 내용의 쌍방에 관해서 본 발명은, 다른 목적이나 특징과 합쳐서 도면과 같이 이하의 상세한 설명을 읽는 것에 의해, 보다 잘 이해되어 평가될 것이다.

[발명의 실시의 형태]

이하, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 바람직한 실시의 형태의 마그네트론에 관해서 상세히 설명한다.

《제 1 실시형태》

도 1은 본 발명에 관한 마그네트론의 제 1 실시형태의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 2는 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의 주요부의 치수를 나타내기 위해서 확대한 단면도이다. 도 3은 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의, 안테나리드의 베인끝단부로부터 제 3 고조파 억지용 초크까지의 길이와 노이즈레벨과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4는 제 1 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 제 3 고조파의 주변대역의 노이즈레벨을 상세하게 나타내는 그래프이다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서는, 원통형상의 양극원통(1)의 내벽에 판형상의 복수의 베인(2)이 고정장착되어 있고, 각 베인(2)이 양극원통(1)의 중심축으로 향해서 같은 간격으로 배치되어 있다. 양극원통(1)의 내부에는 그 중심축에 따라 음극(5)이 상하방향으로 배치되어 있고, 음극(5)의 상하 양 끝단은 각각 엔드해트(6)에 고정장착되어 있다. 도 1에 있어서, 음극(5)의 아래쪽 끝단은 도시를 생략하고 있다. 각 베인(2)의 상하 끝단부는, 각각 대소 한 쌍의 스트랩링(3, 4)에 의해 1개 걸러서 전기적으로 접속되어 있다. 원통형상의 양극원통(1)의 상하의 개구끝단에는, 자극편(7)을 통해 금속관(8)이 기밀하게 봉착되어 있다.

양극원통(1)의 위쪽(출력측)의 개구끝단에 봉착하고 있는 금속관(8)의 내부에 있고, 그 위쪽에는 제 3 고조파를 억지하기 위한 통형상의 제 3 고주파 억지용 초크(15)와 제 5 고조파를 억지하기 위한 통형상의 제 5 고주파 억지용 초크(10)가 실질적으로 동축상에 배치되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 1개의 베인(2)에는 안테나리드(17)의 한쪽의 끝단부(아래 쪽 끝단부)가 고정장착되어 있고, 안테나리드(17)는 자극편(7)을 관통하여 금속관(8)의 내부를 그 중심축을 따라 위쪽으로 도출하고 있다. 또한 안테나리드(17)는, 금속관(8)의 내부를 관통하여, 세라믹원통(11) 및 배기관(16)에 의해 구성된 출력부(20)의 측벽내면에 접촉하지 않고 관통하고 있다. 안테나 리드(13)의 선단은, 배기관(16)과 동시에 출력부(20)의 선단부분에 누름접촉 고정되어 있다.

상기한 바와 같이, 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서, 안테나리드(17)에 의해 베인(2)으로부터의 마이크로파에너지가 추출되는 구조를 갖고 있다. 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의 안테나리드(17)는, 베인(2)의 끝단부로부터 제 5 고주파 억지용 초크(10)의 끝단부까지의 전기장 L1이 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/2이 되도록 구성되어 있다. 이 전기장 L1을 도 1에 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 제 1 실시형태의 마그네트론에 의하면, 제 3 고조파성분 및 제 3 고조파의 사이드밴드의 성분이 크게 억제된 것을 본 발명자들은 실험에 의해 확인하였다.

본 발명자들은, 제 1 실시형태의 마그네트론에 대해서, 실험 및 그 분석을 하였기 때문에, 이하에 그 상세함을 설명한다.

제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서는, 금속관(8)과 그 안쪽에 배치되는 제 3 고조파 억지용 초크(15)에 의해 제 3 고조파와 그 하이사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되어 있다. 또한, 제 3 고조파 억지용 초크(15)와 그 안쪽 에 배치되는 제 5 고조파 억지용 초크(10)에 의해 제 5 고조파와 그 하이사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되어 있다.

이하, 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서의 각각의 4분의 1파형형 초크가 구체적인 치수에 대해서, 도 2의 확대단면도의 기호 A∼J를 사용하여 설명한다.

제 3 고조파와 그 하이사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크는, 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 안지름(J)은 약 12mm이고, 이 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 홈의 깊이(E)는 10.2mm, 반지름방향의 홈의 폭(I)은 약 2.8 mm이다.

또한, 제 5 고조파와 그 하이사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크는, 제 5 고조파억지용 초크(10)의 안지름(H)이 약 9mm, 그 홈의 깊이(F)는 약 5.3mm, 반지름방향의 홈의 폭(G)은 약 1.5mm이다.

상기한 바와 같이 구성된 제 1 실시형태의 마그네트론에서는, 제 5 고조파 억지용 초크(10)와 제 3 고조파 억지용 초크(15)와 각각을 사용한 4분의 1파형형 초크가 각각의 고조파에 대하여 독립하여 작용하여, 각 고조파에 대하여 최대의 억제작용을 발휘하여, 뛰어난 억제효과를 나타내었다.

또한, 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서는, 세라믹원통(11)의 상단부에 접합유지된 배기관(16)의 안쪽에, 음극방향[안테나리드(17)의 아래쪽으로의 도출방향과 평행한 방향]으로 연장된 원통부(18)가 형성되어 있다. 이 원통부(18)와 안테나리드(17)에 의해 제 3 고조파 로우사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되어 있다. 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파 로우사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크의 구체적인 치수는, 홈의 깊이(A)가 약 10.2mm, 반지 름방향의 홈의 폭(C)이 약 1.9mm이다. 또한, 원통부(18)의 안지름(D)이 6.0mm이고, 배기관(16)의 내면과 원통부(18)의 외면과의 사이의 거리(B)는 2.9mm이다. 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서, 상기의 홈의 깊이(A), 반지름방향의 홈의 폭(C), 원통부(18)의 안지름(D), 및 배기관(16)의 내면과 원통부(18)의 외면과의 사이의 거리(B)가, 제 3 고조파의 억제효과를 나타내는 것으로, 특히 홈의 깊이(A)와 반지름방향의 홈의 폭(C)이 제 3 고조파 로우사이드밴드의 억제에 기여하고 있다.

발명자들은, 상기한 바와 같이 구성된 제 1 실시형태의 마그네트론을 사용하여, 안테나리드(17)가 고정장착된 베인(2)의 끝단부로부터 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 끝단부까지의 안테나리드(17)의 길이 L1에 관해서 여러 가지 변경하여, 그들의 제 3 고조파의 외부로의 복사 노이즈레벨의 비교실험을 하였다. 그 실험결과를 도 3의 그래프에 나타낸다. 도 3에 있어서, 가로축이 안테나리드(17)의 길이 L1[mm]를 나타내고, 세로축이 외부복사 노이즈레벨[dBpW]을 나타내고 있다.

도 3으로부터 명백하듯이, 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 마그네트론의 구성에 있어서, 안테나리드(17)가 접속된 1개의 베인(2)의 끝단부로부터 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 끝단부까지의 안테나(17)의 길이 L1은, 20.4mm 부근에서 제 3 고조파를 가장 낮게 억제하는 할 수 있었다.

본 발명자들은, 2.45GHz대의 기본파 발진주파수로, 출력전력 약 1000 W의 오븐기능부착 전자레인지용의 마그네트론으로서, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 마그네트론과 종래의 마그네트론을 사용하여, 제 3 고조파 복사레벨에 관한 비교실험을 하였다. 측정방법은, 전파암실내에 피측정 마그네트론을 부착한 전자레인지를 설치하여, 이 전자레인지의 내부에 물부하를 배치하여, 전자레인지로부터 3m 떨어진 곳에 혼안테나및 이 혼안테나로부터의 신호를 주파수성분마다 그 레벨을 측정하는 측정기를 접속하여 외부복사 노이즈레벨을 측정하였다. 이 측정결과를 도 4에 나타낸다. 도 4는 제 1 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지오븐에 의한 제 3 고조파의 주변대역에 있어서의 미세한 레인지로 측정하여 플롯한 외부복사 노이즈레벨을 나타내는 그래프이다. 도 4에 있어서, 가로축이 발진주파수[GHz]이고, 세로축이 제 3 고조파의 외부복사 노이즈레벨[dBpW]이다.

종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지의 경우, 도 12에 나타낸 바와 같이, 기본파(2.45GHz)의 3배인 7.35GHz 부근에서는 노이즈레벨은 80 dBpW, 하이사이드밴드인 8.3GHz 부근에서는 95dBpW, 로우사이드밴드인 6.9 GHz 부근에서는 87dBpW이었다.

한편, 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지의 경우, 안테나리드(17)에 있어서의 베인(2)의 끝단부로부터 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 끝단부까지의 전기장 L1을 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/2로 하는 것에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 3 고조파의 7.35GHz 부근의 노이즈레벨이 45dBpW로 저감되고, 금속관(8)의 원통형상부와 제 3 고조파 억지용 초크(15)에 의해, 제 3 고조파의 하이사이드밴드인 8.3GHz 부근이 63dBpW까지 저감하고, 배기관(16)과 안테나리드(17)에 의해 제 3 고조파의 로우사이드밴드가 52dBpW까지 저감할 수 있 었다.

이와 같이, 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 마그네트론에 의하면, 출력부의 구성을 복잡화 및 대형화하지 않고 제 3 고조파를 확실히 억제할 수가 있어, 실용상이 뛰어난 효과를 발휘하는 마그네트론을 얻을 수 있다.

《제 2 실시형태》

다음에, 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론에 관해서 설명한다. 도 5는 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 6은 제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서의 주요부의 치수를 나타내기 위해서 확대한 단면도이다. 도 7은 제 3 고조파 억지용 초크의 소경부의 지름과 억제하고 있는 주파수대역과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 8은 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 제 3 고조파의 주변대역의 노이즈레벨을 나타내는 그래프이다.

제 2 실시형태의 마그네트론은, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 제 3 고조파 억지용 초크(19)가 출력부측(위쪽)에 지름이 큰 대경부(19b)를 갖고, 음극측(아래쪽)에 지름이 작은 소경부(19a)를 갖고 있고, 단차를 갖는 원통형상으로 형성되어 있다.

제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서, 소경부(19a)와 대경부(19b)를 갖는 제 3 고조파 억지용 초크(19) 이외의 구성은, 상술의 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 즉, 제 2 실시형태 2의 마그네트론은, 안테나리드(17)에 있어서의 안테나리드(17)가 고정장착된 베인(2)의 끝단부로부터 제 5 고주파 억지용 초크(10)의 끝단부까지의 전기장 L2이 제 3 고조파의 파장(λ)의 1/2이 되도록 구성되어 있다. 이 전기장 L2를 도 5에 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 제 2 실시형태의 마그네트론에 의하면, 제 3 고조파성분 및 제 3 고조파의 사이드밴드의 성분이 크게 억제된 것을 본 발명자들은 실험에 의해 확인하였다.

본 발명자들은, 제 2 실시형태의 마그네트론에 대해서, 실험 및 그 분석을 하였기 때문에, 이하에 그 상세함을 설명한다.

제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서는, 금속관(8)과 그 안쪽에 배치되는 제 3 고조파 억지용 초크(19)에 의해 제 3 고조파와 그 하이 사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되어 있다. 또한, 제 3 고조파 억지용 초크(19)와 그 안쪽에 배치되는 제 5 고조파 억지용 초크(10)에 의해 제 5 고조파와 그 하이사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되어 있다.

이하, 제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서의 각각의 4분의 1파형형 초크가 구체적인 치수에 대해서, 도 6의 확대단면도의 기호 A∼J를 사용하여 설명한다. 도 7은 제 3 고조파억지용 초크(19)에 있어서의 대경부(19b)의 치수를 고정하여, 소경부(19a)의 지름을 변경하여, 억제된 고주파성분을 측정한 그래프이다.

도 7에 나타낸 실험에 있어서 사용한 마그네트론의 제 5 고조파 억지용 초크(10)의 안지름(H)이 약 9mm, 그 홈의 깊이(F)는 약 5.3mm, 반지름방향의 홈의 폭(G)은 약 1.5mm이다. 그리고, 제 3 고조파 억지용 초크(19)는, 그 대경부(19b)의 안쪽지름(D)이 약 12mm이고, 이 제 3 고조파 억지용 초크의 홈의 깊이(D)가 10.2mm이다.

상기의 치수를 갖도록 제 3 고조파 억지용 초크(19)의 대경부(19b)를 형성하여, 소경부(19a)의 지름을 여러 가지 변경하여, 해당 마그네트론에 의한 제 3 고조파의 외부복사 노이즈레벨을 비교하였다. 그 결과를 도 7의 그래프에 나타낸다.

도 7로부터 명백하듯이, 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론에 의하면, 제 3 고조파 억지용 초크(19)와 안테나리드(17)와의 방전의 우려가 없는 거리를 확보한 후에, 소경부(19a)의 안지름은 약 9mm 부근에서 약 600[MHz]이라는 넓은 주파수대역에 있어서 고주파성분을 억제하는 것이 확인되었다. 상술의 제 1 실시형태의 마그네트론에 있어서는, 제 3 고조파 억지용 초크(15)의 안지름이 약 12mm(도 2의 기호 J)이기 때문에, 도 7의 그래프에 나타내는 바와 같이, 약 300[MHz]의 주파수대역에 있어서 고주파성분을 억제하고 있다. 따라서, 제 2 실시형태의 마그네트론의 구성에 있어서는, 제 3 고조파 억지용 초크(19)의 소경부(19a)의 안지름을 약 9mm(반지름방향의 홈의 폭(F)이 약 4.8mm)로 하는 것에 의해 0.3GHz 이상이 넓은 대역에 있어서 제 3 고조파성분의 레벨을 억제할 수가 있는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명자들은, 2.45GHz대의 기본파발진주파수로, 출력전력 약 1000W의 오븐기능부착 전자레인지용의 마그네트론으로서, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론과 종래의 마그네트론을 사용하여, 제 3 고조파복사레벨에 관한 비교실험을 하였다. 측정방법은, 상술의 제 1 실시형태의 마그네트론의 경우와 동일하여, 전파암실내에 피측정 마그네트론을 부착한 전자레인지를 설 치하여, 이 전자레인지의 내부에 물부하를 배치하여, 전자레인지로부터 3m 떨어진 곳에 혼안테나 및 이 혼안테나로부터의 신호를 주파수성분마다 그 레벨을 측정하는 측정기를 접속하여 외부복사 노이즈레벨을 측정하였다. 이 측정결과를 도 8에 나타낸다. 도 8은, 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 의한 제 3 고조파의 주변대역에 있어서의 미세한 레인지로 측정하여 플롯한 외부복사 노이즈레벨을 나타내는 그래프이다. 도 8에 있어서, 가로축이 발진주파수[GHz]이고, 세로축이 제 3 고조파의 외부복사 노이즈레벨[dBpW]이다.

종래의 마그네트론을 사용한 전자레인지의 경우에는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 기본파(2.45GHz)의 3배인 7.35GHz 부근에서는 노이즈레벨이 80 dBpW, 하이사이드밴드인 8.3GHz 부근에서는 95dBpW, 로우사이드밴드인 6.9 GHz부근에서는 87dBpW이었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론은, 제 3 고조파 억지용 초크(19)가 대경부(19b)와 소경부(19a)를 갖는 형상이기 때문에, 도 8의 그래프에 나타나는 바와 같이, 도 4에 나타낸 제 1 실시형태의 마그네트론과 비교해서 제 3 고조파의 하이사이드밴드(8.3GHz 부근)가 저감되어 있다. 따라서, 제 2 실시형태의 마그네트론에 의하면, 보다 넓은 대역에서 노이즈레벨을 억제하는 것이 가능해지고 있다.

도 9는 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용한 전자레인지에 있어서의 각 고조파에 있어서의 노이즈레벨을 나타내는 그래프이다. 도 9에 나타나는 바와 같이, 제 2 실시형태의 마그네트론을 사용하는 것에 의해, 제 3 고조파성분 이외의 고조파 노이즈억지효과에는 영향을 주는 일없이, 제 3 고조파 노이즈레벨을 약 58dBpW로 저감하는 것을 확인하였다.

이와 같이, 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 마그네트론에 의하면, 출력부의 구성을 복잡화 및 대형화하지 않고 제 3 고조파를 확실히 억제할 수 있고, 실용상 뛰어난 효과를 발휘하는 마그네트론을 얻을 수 있다.

또, 제 2 실시형태의 마그네트론에 있어서, 제 3 고조파 억지용 초크(19)의 대경부(19b)와 소경부(19a)를 갖는 형상에 있어서의 단차부분은, 도 5에 나타낸 바와 같은 대략 직각의 유단형상이지만, 본 발명은 이러한 형상에 한정되는 것이 아니라, 테이퍼형상이더라도 좋다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 마그네트론에 의하면, 부품점수를 늘리는 일없이 간단하고 또한 합리적인 구성으로, 제 5 고조파와 같이 제 3 고조파 및 이 제 3 고조파의 사이드밴드를 확실히 억제할 수가 있다고 하는 뛰어난 효과를 갖는다.

발명을 어느 정도의 상세함을 갖고 바람직한 형태에 관해서 설명하였지만, 이 바람직한 형태의 현 개시내용은 구성의 세부에 있어서 당연히 변화하는 것으로, 각 요소의 편성이나 순서의 변화는 청구된 발명의 범위 및 사상을 일탈하지 않고 실현할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 한쪽이 개구한 원통형의 양극원통과,

   상기 양극원통의 개구끝단에, 자극편을 통해 기밀하게 봉착된 금속관과,

   상기 금속관의 내면측에 동축적으로 배치된 제 3 고조파 억지용 통형상 초크 및 제 5 고조파 억지용 통형상 초크와,

   상기 양극원통의 내면에 그 중심축으로 향하도록 배치된 여러 장의 베인과, 상기 베인의 임의의 위치에 접속된 안테나리드와,

   상기 자극편과 상기 금속관을 비접촉으로 관통하는 상기 안테나리드가 접속되고, 상기 금속관에 대하여 절연된 출력부를 구비하고,

   상기 금속관과 그 안쪽에 배치된 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 3 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고, 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크와 그 안쪽에 배치된 제 5 고조파 억지용 통형상 초크에 의해 제 5 고조파대역에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성되고,

   상기 안테나리드에 있어서의, 상기 베인과의 접속끝단부로부터 상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크의 개구끝단부까지의 전기장 L1이 제3 고조파의 파장의 1/2이 되도록 구성된 마그네트론.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 상기 베인에 접속된 상기 안테나리드가 도입하는 측이 개구하고 있고, 그 개구끝단측에 지름이 작은 소경부가 형성되고, 출력측에 지름이 큰 대경부가 형성된 마그네트론.
3. 제 1 항에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 베인에 접속된 안테나리드가 도입하는 측이 개구하고 있고, 그 개구끝단측에 지름이 작은 소경부가 형성되고, 출력측에 지름이 큰 대경부가 형성된 마그네트론.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 소경부의 안지름치수가 제 3 고조파의 파장의 1/4 이하가 되도록 구성된 마그네트론.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 소경부와 대경부의 단차부분이 실질적으로 직각으로 형성된 마그네트론.
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 3 고조파 억지용 통형상 초크는, 소경부와 대경부의 단차부분이 경사져서 형성된 마그네트론.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 출력부는, 원통형상절연물을 통해 금속관에 부착되고, 상기 원통형상절연물에 접합유지된 배기관과, 상기 배기관의 안쪽에 안테나리드의 도출방향과 평행한 방향으로 연장된 원통부를 갖고, 상기 원통부와 상기 안테나리드에 의해 제 3 고조파 로우사이드밴드에 대한 4분의 1파형형 초크가 구성된 마그네트론.

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