KR100851007B1 - Waveguide and plasma lighting system having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 공진기 대향부에 마그네트론 대향부를 추가로 연결하여 방전 중에 시시각각 변하는 부하의 특성과 마그네트론에 둔감해 질 수 있도록 도파관의 퀄리티 팩터를 낮출 수 있으며, 도파관 내에 도전체를 장착하여 임피던스 정합을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 전기장이 센 곳을 커버할 수 있도록 슬롯을 형성함으로써 마이크로웨이브 파워를 손실없이 전달할 수 있는 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것이다.The present invention can further reduce the quality factor of the waveguide so as to be insensitive to the magnetron and the characteristics of the load that changes every time during discharge by additionally connecting the magnetron opposing part to the resonator opposing part, and to facilitate impedance matching by mounting a conductor in the waveguide. In addition, the present invention relates to a waveguide and an electrodeless illumination device having the same, which can transmit microwave power without loss by forming a slot to cover an electric field.

공진기 대향부, 마그네트론 대향부, 도전체, 슬롯Resonator opposing, magnetron opposing, conductor, slot

Description

도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치 {WAVEGUIDE AND PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}Waveguide and Electrodeless Illuminator with Same {WAVEGUIDE AND PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}

도 1은 종래의 무전극 조명장치를 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional electrodeless lighting device,

도 2는 도 1에 따른 무전극 조명장치의 요부를 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the main part of the electrodeless lighting device according to Figure 1,

도 3은 도 2에 따른 공진기에서의 전기장의 흐름을 도시한 도면,3 is a view showing the flow of the electric field in the resonator according to FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도파관을 도시한 사시도,4 is a perspective view showing a waveguide according to an embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 따른 도파관에 도전체가 삽입된 것을 도시한 사시도,5 is a perspective view illustrating that a conductor is inserted into the waveguide according to FIG. 4;

도 6은 도 4에 따른 도파관을 사용한 공진기 내의 전기장을 도시한 도면,6 shows the electric field in the resonator using the waveguide according to FIG. 4, FIG.

도 7은 도 4에 따른 도파관의 변형예를 도시한 평면도,7 is a plan view showing a modification of the waveguide according to FIG. 4;

도 8은 도 4에 따른 도파관의 다른 변형예를 도시한 평면도,8 is a plan view showing another modification of the waveguide according to FIG. 4;

도 9는 본 발명에 따른 공진기의 변형예를 도시한 사시도,9 is a perspective view showing a modification of the resonator according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 공진기의 다른 변형예를 도시한 사시도.10 is a perspective view showing another modification of the resonator according to the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

20 : 마그네트론 400 : 도파관20: magnetron 400: waveguide

410 : 공진기 대향부 420 : 마그네트론 대향부410: opposing resonator portion 420: magnetron opposing portion

430,430',430'' : 슬롯 500,510,520 : 공진기430,430 ', 430' ': Slot 500,510,520: Resonator

511,521 : 제1단차부 512 : 경사부511,521: first stepped portion 512: inclined portion

522 : 제2단차부522: second step

본 발명은 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방전에 의해 변화되는 부하조건에 의해 마그네트론이 영향을 받지 않는 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a waveguide and an electrodeless illumination device having the same, and more particularly, to a waveguide and an electrodeless illumination device having the same, in which the magnetron is not affected by the load condition changed by the discharge.

도 1은 종래의 무전극 조명장치를 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 무전극 조명장치의 요부를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 공진기에서의 전기장의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional electrodeless lighting device, Figure 2 is a perspective view showing the main portion of the electrodeless lighting device according to Figure 1, Figure 3 is a view showing the flow of the electric field in the resonator according to Figure 2 to be.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 무전극 조명장치는, 케이싱(10)의 내부에 장착되어 전자파를 생성하는 마그네트론(20)과, 상기 마그네트론(20)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(30)와, 상기 마그네트론(20)의 출력부에 연통되어 그 마그네트론(20)에서 생성된 전자파를 전달하는 도파관(40)과, 상기 도파관(40)의 출구에 연통되어 그 출구를 통해 전달되는 전자파가 공진되는 공진기(50)와, 상기 공진기(50)의 내부에 수용되어 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 되면서 빛을 발생하는 무전극 전구(60)와, 상기 공진기(50)와 무전극 전구(60)가 수용되어 그 무전극 전구(60)에서 발생되는 빛을 전방으로 반사하는 반사갓(70)과, 상기 무전극 전구(60) 후방측의 공진기(50) 내부에 장착되어 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(80)과, 상기 케이싱(10)의 일측에 설치되 어 마그네트론(20)과 고압발생기(30)를 냉각하는 냉각팬(90)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional electrodeless lighting device includes a magnetron 20 mounted inside a casing 10 to generate electromagnetic waves, and a commercial AC power is boosted and supplied to the magnetron 20 at a high pressure. The high pressure generator 30 and the waveguide 40 which communicates with the output of the magnetron 20 and transmits electromagnetic waves generated by the magnetron 20, and the outlet of the waveguide 40 communicates with the outlet. A resonator 50 in which electromagnetic waves transmitted through the resonance are resonated, an electrodeless light bulb 60 which is accommodated in the resonator 50 and generates light as the encapsulation material is plasma-formed by electromagnetic energy, and the resonator 50. And the electrodeless bulb 60 is accommodated in the reflection shade 70 for reflecting forward the light generated from the electrodeless bulb 60, and the resonator 50 in the rear side of the electrodeless bulb 60, Dielectric reflecting light while passing electromagnetic waves Wool is composed of 80 and a cooling fan 90 which is installed in one side of the casing (10) cools the magnetron 20 and the high voltage generator 30.

상기 공진기(50)는 빛은 통과시키는 반면 전자파는 가둘 수 있도록 메시 형상으로 형성된다.The resonator 50 is formed in a mesh shape so that light can pass while electromagnetic waves can be trapped.

도면 중 미설명 부호 "62"는 상기 무전극 전구(61)가 연결되는 축부이다.In the drawing, reference numeral 62 denotes a shaft portion to which the electrodeless light bulb 61 is connected.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 무전극 조명장치는 실린더 형태의 공진기(50)를 사용하고 말린 사각도파관(40)에 상기 마그네트론(20)을 직결로 장착하는 구조이다. 이와 같은 직결 장착으로 인해 상기 도파관(40) 내에 갇혀진 마이크로웨이브가 존재하고 방전에 의해 변화되는 부하 즉, 상기 무전극 전구(60)의 조건에 의해 상기 마그네트론(20)이 영향을 받는 문제가 있었다.However, as shown in FIG. 2, the conventional electrodeless lighting device uses a cylindrical resonator 50 and directly mounts the magnetron 20 to the dried square waveguide 40. Due to the direct mounting, there is a problem that the magnetron 20 is affected by the load of the microwave trapped in the waveguide 40 and the load changed by the discharge, that is, the electrodeless bulb 60. .

즉, 마그네트론(20)이 직결됨에 따라 내부에 갇혀진 마이크로웨이브가 빠져나갈 공간이 없어 상기 도파관(40) 내부에서 진행과 반사를 계속함에 따라 열로써 손실되었고, 방전이 시작됨에 따라 바뀌는 부하의 특성에 따라 상기 마그네트론(20)이 오작동을 일으키면서 충분한 자체 효율을 낼 수가 없었다.That is, as the magnetron 20 is directly connected, there is no space for the microwaves trapped inside to escape, and as a result, the waveguide 40 is lost as heat as it proceeds and reflects in the waveguide 40, and the load changes as the discharge starts. As a result, the magnetron 20 malfunctioned and could not produce sufficient self-efficiency.

또한, 임피던스 정합을 위해 상기 공진기(50)의 반지름과 높이를 가변하여야 하나 공진기(50)의 크기를 바꾸는 것은 제작상 많은 번거로움이 있으며 규격화하기 매우 힘든 문제점이 있었다.In addition, the radius and height of the resonator 50 should be varied for impedance matching, but changing the size of the resonator 50 has a lot of trouble in manufacturing and has a very difficult problem of standardization.

뿐만 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도파관(40)과 상기 공진기(50)가 커플링되는 부분에만 상기 슬롯(41)이 형성되어 있어서 단일의 슬롯만으로 최적의 임피던스 정합 및 마이크로웨이브의 전송효율을 높이는데 무리가 있었다.In addition, as shown in FIG. 3, the slot 41 is formed only at a portion where the waveguide 40 and the resonator 50 are coupled to each other, such that optimal impedance matching and transmission of microwaves are performed using only a single slot. There was too much to increase efficiency.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 중공의 통체를 감은 모양으로 형성되는 공진기 대향부에 추가적으로 마그네트론 대향부를 연장 형성함으로써 마그네트론과 부하 변동에 둔감한 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is a waveguide insensitive to magnetron and load fluctuation by forming a magnetron opposing portion in addition to the resonator opposing portion formed in the shape of a hollow cylinder wound It is an object of the present invention to provide an electrodeless lighting device provided.

또한, 본 발명은 도파관 내부의 전기장이 가장 센 곳에 도전체를 삽입하여 임피던스 정합을 용이하게 할 수 있는 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a waveguide and an electrodeless illumination device having the same that can facilitate impedance matching by inserting a conductor in the strongest electric field inside the waveguide.

본 발명의 또 다른 목적은 조명장치의 점등과정에서 부하 특성에 둔감한 스롯을 구비한 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a waveguide having a slot insensitive to load characteristics in the lighting process of the lighting device, and an electrodeless lighting device having the same.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 중공의 통체를 감은 모양으로 형성되는 공진기 대향부; 및 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선과 나란하도록 상기 공진기 대향부에 연결된 마그네트론 대향부;를 포함하는 도파관을 제공한다.The present invention, in order to achieve the object as described above, the resonator opposing portion formed in a shape of winding a hollow cylinder; And a magnetron opposing part connected to the resonator opposing part to be parallel to a line passing through the center of the resonator opposing part.

상기와 같이 구성함으로써 시시각각 변하는 부하의 특성에 둔감해질 수 있게 도파관의 퀄리티팩터(Q factor)를 낮출 수 있다.By configuring as described above, the quality factor (Q factor) of the waveguide can be lowered so as to be insensitive to the characteristic of the load that is constantly changing.

여기서, 상기 공진기 대향부는 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성되며, 상기 마그네트론 대향부는 원호를 이루는 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선과 나란한 방향으로 상기 공진기 대향부에 연결된 중공의 육면체로 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같이 중공의 육면체로 형성된 마그네트론 대향부를 연결함으로써 마그네트론과 부하에 둔감한 새로운 도파관을 형성할 수 있다.Here, the resonator opposing portion is formed in a shape wound around the hollow hexahedron in the longitudinal direction, the magnetron opposing portion is a hollow hexahedron connected to the resonator opposing portion in a direction parallel to the line passing through the center of the resonator opposing portion forming an arc Characterized in that formed. As such, by connecting the magnetron opposing parts formed of the hollow hexahedron, a new waveguide insensitive to the magnetron and the load can be formed.

또한, 상기 공진기 대향부의 평면부에는 복수개의 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯은 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선에 대하여 대칭이 되도록 형성된다. 이로 인해, 상기 도파관에서 전달되는 마이크로웨이브를 최대한 상기 공진기로 전달할 수 있다.In addition, a plurality of slots are formed in the planar portion of the resonator opposing portion, and the slots are formed to be symmetrical with respect to a line passing through the center of the resonator opposing portion. As a result, the microwaves transmitted from the waveguide can be transferred to the resonator as much as possible.

상기 공진기 대향부에는 링 형상의 슬롯이 형성되거나, 상기 공진기 대향부의 평면부에는 그 바깥쪽 가장자리로부터 이격되어 슬롯이 형성된 것을 특징으로 한다. 이러한 위치에 상기 슬롯을 형성함으로써 전기장이 가장 센 곳에 슬롯을 위치하게 된다.A ring-shaped slot is formed in the resonator opposing portion, or a slot is formed in the plane portion of the resonator opposing portion spaced apart from an outer edge thereof. By forming the slot in this position, the slot is positioned at the strongest electric field.

또한, 상기 공진기 대향부 및 상기 마그네트론 대향부에는 튜너인 도전체를 삽입한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 도전체는 전기장이 가장 센 곳에 삽입되는 것이 바람직하다.In addition, the resonator opposing portion and the magnetron opposing portion are characterized in that a conductor that is a tuner is inserted. Here, it is preferable that the conductor is inserted in the strongest electric field.

한편, 본 발명은, 전자파를 발생하는 마그네트론; 상기 마그네트론의 출력부가 설치되어 전자파를 안내하는 마그네트론 대향부와, 상기 마그네트론 대향부에 연결되며 중공의 육면체를 감은 모양으로 형성된 공진기 대향부를 구비한 도파관; 상기 공진기 대향부에 형성된 슬롯과 연통되도록 설치되어 상기 도파관을 통해 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기; 및 상기 공진기의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명장치를 제공한다.On the other hand, the present invention, a magnetron for generating electromagnetic waves; A waveguide having an output portion of the magnetron and having a magnetron opposing portion for guiding electromagnetic waves and a resonator opposing portion connected to the magnetron opposing portion and formed in the shape of a hollow cube; A resonator installed to communicate with a slot formed at an opposite side of the resonator to resonate electromagnetic waves transmitted through the waveguide; And an electrodeless light bulb in which a light emitting material is encapsulated so as to generate light while being plasma-installed in the resonator.

상기 슬롯은 상기 공진기 대향부 내부에서 전기장이 가장 센 곳에 형성된 것을 특징으로 한다.The slot is characterized in that formed in the strongest electric field in the resonator opposing portion.

또한, 상기 공진기는 상기 공진기 대향부와 결합되는 부분의 단면적이 상기 무전극전구가 위치하는 부분의 단면적 보다 큰 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 공진기의 단면적의 크기를 다르게 함으로써 공진기를 크게 하지 않고 슬롯의 크기만 크게할 수 있다.In addition, the resonator preferably has a cross-sectional area of the portion coupled to the resonator opposing portion larger than that of the portion where the electrodeless light bulb is located. As such, by varying the size of the cross-sectional area of the resonator, the size of the slot can be increased without increasing the size of the resonator.

한편, 상기 도파관 내부에서 전기장이 가장 센 곳에는 도전체가 삽입되며, 상기 마그네트론은 상기 공진기 대향부와 대향하도록 상기 마그네트론 대향부의 일측에 설치된 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 상기 마그네트론과 상기 공진기 대향부를 대향하도록 함으로써 마이크로웨이브의 전송 선로를 형성할 수 있다.On the other hand, a conductor is inserted where the electric field is strongest in the waveguide, characterized in that the magnetron is installed on one side of the magnetron opposing portion to face the resonator opposing portion. In this way, the microwave transmission line can be formed by opposing the magnetron and the resonator opposing part.

또한, 상기 도파관은 상기 마그네트론 대향부의 길이방향과 나란하게 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선에 대하여 대칭인 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 도파관을 그 중심을 지나는 선에 대하여 대칭이 되도록 형성함으로써 임피던스 정합의 효율을 향상시킬 수 있다.Further, the waveguide is symmetrical with respect to the line passing through the center of the resonator opposing part in parallel with the longitudinal direction of the magnetron opposing part. That is, the efficiency of impedance matching can be improved by forming the waveguide to be symmetrical with respect to the line passing through the center thereof.

여기서, 임피던스의 정합은 상기 도전체의 삽입위치, 형상 또는 갯수에 의해서 이루어질 수 있다.Here, the matching of the impedance may be made by the insertion position, the shape or the number of the conductors.

이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.The objects and features of this invention will become more apparent from the following detailed description.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호 를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the same reference numerals are assigned to the same and the same components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도파관을 도시한 사시도, 도 5는 도 4에 따른 도파관에 도전체가 삽입된 것을 도시한 사시도, 도 6은 도 4에 따른 도파관을 사용한 공진기 내의 전기장을 도시한 도면, 도 7은 도 4에 따른 도파관의 변형예를 도시한 평면도, 도 8은 도 4에 따른 도파관의 다른 변형예를 도시한 평면도, 도 9는 본 발명에 따른 공진기의 변형예를 도시한 사시도, 도 10은 본 발명에 따른 공진기의 다른 변형예를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view showing a waveguide according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing that a conductor is inserted into the waveguide according to FIG. 4, and FIG. 6 shows an electric field in a resonator using the waveguide according to FIG. 7 is a plan view showing a modification of the waveguide according to FIG. 4, FIG. 8 is a plan view showing another modification of the waveguide according to FIG. 4, and FIG. 9 is a modification of the resonator according to the present invention. 10 is a perspective view showing another modified example of the resonator according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 도파관(400)은 중공의 통체를 감은 모양으로 형성되는 공진기 대향부(410) 및 상기 공진기 대향부(410)의 중심(C)을 지나는 선(X-X)과 나란하도록 상기 공진기 대향부(410)에 연결된 마그네트론 대향부(420)를 포함한다. As shown in Figure 4, the waveguide 400 according to an embodiment of the present invention is the resonator opposing portion 410 and the center (C) of the resonator opposing portion 410 formed in the shape of a hollow cylindrical body And a magnetron opposing portion 420 connected to the resonator opposing portion 410 so as to be parallel to the passing line XX.

상기 공진기 대향부(410)는 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성된다. 여기서, 상기 공진기 대향부(410)의 기본 형상은 중공의 육면체에 국한되지 않고 마이크로웨이브의 전송선로, 효율 등을 고려하여 다양하게 형성될 수 있다.The resonator opposing part 410 is formed in a shape in which a hollow cube is wound in a longitudinal direction thereof. Here, the basic shape of the resonator opposing portion 410 is not limited to the hollow hexahedron, and may be variously formed in consideration of the transmission line of the microwave, efficiency, and the like.

상기와 같이 형성함으로써, 상기 공진기 대향부(410)를 위에서 보았을 때 도우넛 모양의 원통형을 이루며, 상기 공진기 대향부(410)는 WR284의 규격을 가지는데 WR284의 단면치수는 장변이 72mm이고 단변이 34mm이다.By forming as described above, when the resonator opposing portion 410 is viewed from above to form a donut-shaped cylindrical shape, the resonator opposing portion 410 has a standard of WR284, the cross-sectional dimension of the WR284 is 72mm long side and 34mm short side to be.

한편, 상기 마그네트론 대향부(420)는 중공의 육면체로 형성되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 마이크로웨이브가 전파될 수 있는 공간을 가진 형태라면 적용할 수 있다.On the other hand, the magnetron opposing portion 420 is preferably formed of a hollow hexahedron, but is not necessarily limited thereto and may be applied as long as it has a space in which microwaves can propagate.

상기 공진기 대향부(410)에 추가적으로 상기 마그네트론 대향부(420)를 연장하는 구조를 형성함으로써 마그네트론과 부하에 둔감하고 마이크로웨이브 손실 및 부하부의 불안정성을 개선할 수 있는 도파관(400)을 제공한다.By providing a structure in which the magnetron opposing portion 420 extends in addition to the resonator opposing portion 410, the waveguide 400 may be insensitive to the magnetron and the load, and may improve microwave loss and instability of the load.

상기 마그네트론(20)은 상기 마그네트론 대향부(420)에 장착되어 지기 때문에 상기 공진기 대향부(410)에는 깨끗한 전기장 모드 패턴이 생기며, 상기 마그네트론(20)의 본 래 특성을 그대로 유지할 수 있게 상기 공진기 대향부(410) 단면의 단변과 상기 마그네트론(20)의 거리를 원하는 대로 유지할 수 있다.Since the magnetron 20 is mounted on the magnetron opposing portion 420, the resonator opposing portion 410 generates a clean electric field mode pattern, and the resonator opposing to maintain the original characteristics of the magnetron 20 as it is. The distance between the short side of the section 410 and the magnetron 20 can be maintained as desired.

상기 공진기 대향부(410)의 원형면을 이루는 상면 또는 수평면에는 슬롯(430)이 형성되어 있다. 이러한 슬롯(430)은 상기 공진기 대향부(410)와 공진기의 커플링을 위한 것이며, 시스템의 작동시에 상기 공진기 대향부(410)가 공진기의 역할을 하기 때문에 퀄리티 팩터(Quality factor)가 가장 낮도록 상기 슬롯(430)을 설계해야 한다.Slots 430 are formed on an upper surface or a horizontal surface forming a circular surface of the resonator opposing portion 410. The slot 430 is for coupling the resonator opposing portion 410 and the resonator, and the quality factor is the lowest since the resonator opposing portion 410 acts as a resonator when the system is in operation. The slot 430 should be designed so as to be suitable.

상기 슬롯(430)은 적어도 2개 이상 형성되거나 링 형상으로 형성되며, 상기 슬롯(430)의 폭과 각도에 의해 상기 도파관(400)의 퀄리티 팩터값이 크게 변화된다. 상기 슬롯(430)의 폭은 6mm 내지 18mm의 값을 지니며, 상기 슬롯(430)의 각도는 45도 내지 360도의 값을 가진다.At least two slots 430 are formed or formed in a ring shape, and the quality factor value of the waveguide 400 is greatly changed by the width and angle of the slot 430. The width of the slot 430 has a value of 6mm to 18mm, the angle of the slot 430 has a value of 45 to 360 degrees.

또한, 상기 도파관(400)은 상기 원호중심(C)를 지나는 직선(X-X)에 대하여 대칭을 이룬다. In addition, the waveguide 400 is symmetrical with respect to the straight line X-X passing through the arc center C.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 공진기 대향부(410)에는 도전체(440)가 장착되어 있다. 상기 도전체(440)는 공진기 외에 상기 도파관(400)에서 임피던스 정합을 바꾸기 위한 것으로 상기 도파관(400)의 크기를 바꾸지 않고 상기 도파관(400) 내부에 상기 도전체(440)를 전기장 방향으로 대칭으로 삽입 또는 장착함으로써 공진주파수와 위상을 동시에 변화시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, a conductor 440 is mounted to the resonator opposing part 410 according to the present invention. The conductor 440 is to change the impedance match in the waveguide 400 in addition to the resonator, and the conductor 440 is symmetrically in the waveguide 400 in the electric field direction without changing the size of the waveguide 400. By inserting or mounting, the resonant frequency and phase can be changed simultaneously.

이를 위해 상기 도전체(440)는 전기장이 센 곳에 장착 또는 삽입하는 것이 바람직하다. 즉, 전기장이 센 곳이라면 상기 공진기 대향부(410) 또는 상기 마그네트론 대향부(420) 중 어디라도 상기 도전체(440)를 장착 또는 삽입할 수 있다. 이와 같이 전기장이 센 곳에 상기 도전체(440)를 설치함으로써 반사되는 마이크로웨이브 파워 손실을 줄여주며 공진주파수와 위상을 아주 세밀하게 맞출 수 있다.To this end, the conductor 440 is preferably mounted or inserted where the electric field is strong. That is, if the electric field is strong, the conductor 440 may be mounted or inserted in any one of the resonator opposing portion 410 or the magnetron opposing portion 420. In this way, by installing the conductor 440 where the electric field is strong, the microwave power loss reflected can be reduced and the resonance frequency and phase can be precisely matched.

상기 도파관(400) 내부에 장착 또는 삽입되는 상기 도전체(440)의 크기 및 설치위치는 시스템에 따라 최적의 크기 및 위치를 선택한다. 또한, 상기 도전체(440)의 형상은 원통형, 사각형 등 다양한 형상을 적용할 수 있다.The size and location of the conductor 440 mounted or inserted into the waveguide 400 select an optimal size and location according to the system. In addition, the shape of the conductor 440 may be applied to a variety of shapes, such as cylindrical, square.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(430)은 상기 도파관(400) 즉, 상기 공진기 대향부(410)와 상기 공진기(500)의 연결을 위한 구조이다. 상기 슬롯(430)은 상기 마그네트론(20)에서 방출되어 상기 마그네트론 대향부(420)에서 전송되는 마이크로웨이브를 최대한 상기 공진기(500)에 전달하고 퀄리티 팩터를 낮출 수 있는 형상 및 크기로 설계되어야 한다.On the other hand, as shown in Figure 6, the slot 430 is a structure for connecting the waveguide 400, that is, the resonator opposing portion 410 and the resonator 500. The slot 430 should be designed to have a shape and size capable of transmitting the microwaves transmitted from the magnetron 20 to the resonator 500 as much as possible and lowering the quality factor.

상기 슬롯(430)은 상기 도파관(410)과 상기 공진기(500)에 가장 센 전류가 흐르는 곳에 위치하며 전기장이 센 곳을 충분히 다 커버할 수 있어야 한다. 상기 슬롯(430)을 단일 슬롯으로 할 경우에는 상기 공진기(500)의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 형성한다. 상기 공진기(500)의 가장자리 보다는 그 내측의 전기장이 더 세기 때문에 상기 공진기(500)의 가장자리 보다 내측에 상기 슬롯(430)이 형성되어 있다.The slot 430 is located at the position where the strongest current flows in the waveguide 410 and the resonator 500, and the slot 430 should sufficiently cover the electric field. When the slot 430 is a single slot, the slot 430 is spaced inward from an edge of the resonator 500. The slot 430 is formed inside the edge of the resonator 500 because the electric field is stronger than the edge of the resonator 500.

또한, 도 7에는 상기 슬롯(430)이 복수개 형성되어 있다. 이와 같이 상기 슬롯(430')을 복수개 형성함으로써 단일 모드 생성에 유리해진다. 여기서, 상기 슬롯(430')의 폭(W)은 6~18mm이며 각도(θ)는 45~180도이다. 뿐만 아니라, 도 8에서와 같이 상기 슬롯(430'')을 링 타입으로 형성할 수도 있다. In addition, a plurality of slots 430 are formed in FIG. 7. Thus, by forming a plurality of slots (430 ') is advantageous to the single mode generation. Here, the width W of the slot 430 ′ is 6-18 mm and the angle θ is 45-180 degrees. In addition, as illustrated in FIG. 8, the slot 430 ″ may be formed in a ring type.

상기 슬롯(430)이 이와 같은 형태를 가지기 때문에 상기 공진기 대향부(410)와 상기 공진기(500)의 새로운 연결구조가 필요하다. 즉, 상기 공진기 대향부(410)와 상기 공진기(500) 사이의 일직선 연결 구조 외에 부하에 둔감하고 파워 손실을 줄일 수 있는 새로운 연결구조가 필요하다.Since the slot 430 has such a shape, a new connection structure between the resonator opposing portion 410 and the resonator 500 is required. That is, in addition to the linear connection structure between the resonator opposing portion 410 and the resonator 500, a new connection structure that is insensitive to load and can reduce power loss is required.

도 9에는 테이퍼진 공진기(510)가 도시되어 있다. 도 9의 "A"부분을 보면, 상기 공진기(510)의 직경이 줄어든 부분(511)과 테이퍼진 부분(512)이 형성되어 있다. 즉, 상기 유전체거울(80)이 설치된 부분 아래에 제1단차부(511)가 형성되며, 상기 제1단차부에는 경사부(512)가 형성되어 있다.9 is a tapered resonator 510. 9, the portion 511 and the tapered portion 512 of which the diameter of the resonator 510 is reduced are formed. That is, a first step portion 511 is formed under the portion in which the dielectric mirror 80 is installed, and an inclined portion 512 is formed in the first step portion.

여기서, 상기 제1단차부(511)의 직경은 상기 공진기(510)의 직경 보다 작으며 상기 경사부(512)의 직경은 상기 제1단차부(511)의 직경 보다 크다. 이와 같이 상기 경사부(512)의 직경을 상기 공진기(510)의 직경 보다 크게 형성하고 상기 경사부(512)의 끝단에 상기 슬롯(430'')을 커플링함으로써, 상기 슬롯(430'')의 폭을 크게 하더라도 상기 공진기(510)의 전체적인 직경을 크게 할 필요가 없다.Here, the diameter of the first step portion 511 is smaller than the diameter of the resonator 510 and the diameter of the inclined portion 512 is larger than the diameter of the first step portion 511. As such, the diameter of the inclined portion 512 is formed to be larger than the diameter of the resonator 510, and the slot 430 ″ is coupled to the end of the inclined portion 512 to thereby form the slot 430 ″. Even if the width of the filter is increased, the overall diameter of the resonator 510 does not need to be increased.

또한, 도 10의 "B"부분과 같이, 상기 유전체거울(80)이 설치된 공진기(520) 의 아래 부분에 제1단차부(521)를 형성하고 그 아래에 연이어서 상기 제2단차부(522)를 형성할 수도 있다.In addition, as shown in part “B” of FIG. 10, a first step part 521 is formed at a lower part of the resonator 520 in which the dielectric mirror 80 is installed, and is subsequently connected to the second step part 522. ) May be formed.

여기서, 상기 제1단차부(521)의 직경은 상기 공진기(520)의 직경 보다 작으나, 상기 제2단차부(522)의 직경은 상기 공진기(520)의 직경 보다 크다. 이와 같이 형성함으로써, 상기 공진기(520)을 전체적인 직경을 크게 하지 않고서도 상기 슬롯(430'')의 폭을 넓힐 수 있다.Here, the diameter of the first step 521 is smaller than the diameter of the resonator 520, but the diameter of the second step 522 is larger than the diameter of the resonator 520. By forming in this way, the width of the slot 430 ″ can be widened without increasing the overall diameter of the resonator 520.

한편, 본 발명은, 전자파를 발생하는 마그네트론(20); 상기 마그네트론(20)의 출력부(21)가 설치되어 전자파를 안내하는 마그네트론 대향부(420)와, 상기 마그네트론 대향부(420)에 연결되며 중공의 육면체를 감은 모양으로 형성된 공진기 대향부(410)를 구비한 도파관(400); 상기 공진기 대향부(410)에 형성된 슬롯(430)과 연통되도록 설치되어 상기 도파관(400)을 통해 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기(500); 및 상기 공진기(500)의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구(60);를 포함한 무전극 조명장치를 제공한다.On the other hand, the present invention, the magnetron 20 for generating an electromagnetic wave; An output part 21 of the magnetron 20 is installed, the magnetron opposing portion 420 for guiding electromagnetic waves, and the resonator opposing portion 410 connected to the magnetron opposing portion 420 and wound in a hollow hexahedron shape. Waveguide 400 having a; A resonator 500 installed to communicate with a slot 430 formed in the resonator opposing part 410 to resonate electromagnetic waves transmitted through the waveguide 400; And an electrodeless light bulb 60 installed in the resonator 500 and encapsulated with a light emitting material so that light is generated while being plasmaized therein.

상기에서 설명한 도파관(400)은 무전극 조명장치에 적용할 수 있음은 물론이고 그 외에 전자레인지 등에도 적용할 수 있을 것이다.The waveguide 400 described above may be applied to an electrodeless lighting device as well as to a microwave oven.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 축 방향으로 말려진 공진기 대향부에 추가적으로 마그네트론 대향부를 연장함으로써 방전 중에 시시각각 변하는 부하의 특성과 마그네트론에 둔감해 질 수 있도록 도파관의 퀄리티 팩터를 낮출 수 있으며, 낮은 퀄리티 팩터를 가지며 부하부와 멀리 떨어진 도파관에 의해 생기 단일모드패턴은 전자파 방해(EMI)측면에서도 유리하다. 또한, 마그네트론 대향부를 용이하게 공진기 대향부에 조립할 수 있으며 마이크로웨이브를 매칭할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있으며, 마이크로웨이브를 손실없이 전달할 수 있다. As described above, the present invention can further reduce the quality factor of the waveguide so as to be insensitive to the magnetron and the characteristics of the load, which changes every moment during discharge, by further extending the magnetron opposing portion to the resonator opposing portion rolled in the axial direction, and having a low quality factor. The single mode pattern generated by the waveguide far from the load part is advantageous in terms of electromagnetic interference (EMI). In addition, the magnetron counterpart can be easily assembled to the resonator counterpart, a sufficient space for matching the microwave can be secured, and the microwave can be transmitted without loss.

또한, 본 발명은 도파관 내에서 전기장이 센 곳에 도전체를 장착 또는 삽입함으로써 공진기의 사이즈를 변경시키지 않고 임피던스 정합을 할 수 있다.In addition, the present invention enables impedance matching without changing the size of the resonator by mounting or inserting a conductor where the electric field is strong in the waveguide.

뿐만 아니라, 본 발명은 전기장이 센 곳을 커버할 수 있도록 슬롯을 형성함으로써 마이크로웨이브 파워를 손실없이 전달할 수 있다.In addition, the present invention can transmit microwave power without loss by forming a slot to cover the place where the electric field is strong.

Claims (14)

중공의 통체를 감은 모양으로 형성되는 공진기 대향부; 및A resonator opposing portion formed in a shape of winding a hollow cylinder; And 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선과 나란하도록 상기 공진기 대향부에 연결된 마그네트론 대향부;를 포함하는 도파관.And a magnetron opposing portion connected to the resonator opposing portion to be parallel to a line passing through the center of the resonator opposing portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진기 대향부는 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성되며, 상기 마그네트론 대향부는 원호를 이루는 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선과 나란한 방향으로 상기 공진기 대향부에 연결된 중공의 육면체로 형성된 것을 특징으로 하는 도파관.The resonator opposing part is formed in a shape in which a hollow cube is wound in a longitudinal direction to form an arc, and the magnetron opposing part is formed of a hollow cube connected to the resonator opposing part in a direction parallel to a line passing through the center of the resonator opposing part forming an arc. A waveguide, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진기 대향부의 평면부에는 복수개의 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 도파관.A waveguide, characterized in that a plurality of slots are formed in the planar portion of the resonator opposing portion. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 슬롯은, 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선에 대하여 대칭이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 도파관.The slot is a waveguide, characterized in that formed to be symmetrical with respect to the line passing through the center of the resonator opposing portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진기 대향부에는 링 형상의 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 도파관.A waveguide, characterized in that a ring-shaped slot is formed in the opposite side of the resonator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진기 대향부의 평면부에는, 그 바깥쪽 가장자리로부터 이격되어 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 도파관.And a slot is formed in the planar portion of the resonator opposing portion spaced apart from an outer edge thereof. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 공진기 대향부 및 상기 마그네트론 대향부에는, 튜너인 도전체를 삽입한 것을 특징으로 하는 도파관.And a conductor that is a tuner is inserted into the resonator opposing portion and the magnetron opposing portion. 전자파를 발생하는 마그네트론;A magnetron generating electromagnetic waves; 상기 마그네트론의 출력부가 설치되어 전자파를 안내하는 마그네트론 대향부와, 상기 마그네트론 대향부에 연결되며 중공의 육면체를 감은 모양으로 형성된 공진기 대향부를 구비한 도파관;A waveguide having an output portion of the magnetron and having a magnetron opposing portion for guiding electromagnetic waves and a resonator opposing portion connected to the magnetron opposing portion and formed in the shape of a hollow cube; 상기 공진기 대향부에 형성된 슬롯과 연통되도록 설치되어 상기 공진기 대향부를 통해 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기; 및A resonator installed to communicate with a slot formed in the resonator opposing part to resonate electromagnetic waves transmitted through the resonator opposing part; And 상기 공진기의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명장치.And an electrodeless light bulb in which a light emitting material is encapsulated so as to generate light while being plasma inside the resonator. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 슬롯은, 상기 공진기 대향부 내부에서 상대적으로 전기장이 가장 센 곳에 형성된 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.And the slot is formed at a position where the electric field is the strongest in the resonator opposing part. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 공진기는, 상기 공진기 대향부와 결합되는 부분의 단면적이 상기 무전극전구가 위치하는 부분의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.And the resonator has a larger cross-sectional area of a portion coupled to the resonator opposing portion than a cross-sectional area of a portion where the electrodeless bulb is located. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도파관 내부에서 상대적으로 전기장이 가장 센 곳에는 도전체가 삽입된 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.Electroless illumination device, characterized in that the conductor is inserted where the electric field is the strongest in the waveguide. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 마그네트론은, 상기 공진기 대향부와 대향하도록 상기 마그네트론 대향부의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.The magnetron is provided on one side of the magnetron opposing portion to face the resonator opposing portion, characterized in that the electrodeless illumination device. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도파관은, 상기 마그네트론 대향부의 길이방향과 나란하게 상기 공진기 대향부의 중심을 지나는 선에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.And the waveguide is symmetrical with respect to the line passing through the center of the resonator opposing part in parallel with the longitudinal direction of the magnetron opposing part. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 도전체의 삽입위치, 형상 또는 갯수에 의해서 임피던스를 정합시키는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.Electrodeless illumination device, characterized in that the impedance is matched by the insertion position, shape or number of the conductors.
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