KR101103793B1 - 마그네트론 - Google Patents

Abstract

마그네트론(41)은, 자극편(45)의 평탄부(45b)의 반경이 Rp, 대경균압환(51)의 내주의 반경이 Rs2, Rp≥Rs2, 소경균압환의 외주반경이 Rs1, 양극베인의 선단에 내접하는 원주의 반경이 Ra, 자극편간의 축방향 최소치수가 Lg로 했을 때, 다음식 1 및 2가 성립하도록,

[식 1] 1. 85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra

[식 2] 2. 84Ra≤Lg≤3.0Ra

Ra, Rs1, Rs2, Lg의 값을 설정한다.

전자렌지, 마그네트론, 자극편

Description

마그네트론{MAGNETRON}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 보이는 종단단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 균압환의 치수와 제 5 고조파 노이즈의 관계를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자극편의 평탄부의 치수와 발진 효율의 관계를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자극편의 평탄부의 치수와 50MHz대의 노이즈의 관계를 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상하 자극편간의 치수와 발진 효율의 관계를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상하 단부의 외주부간 치수와 부하 안정도의 관계를 나타낸 그래프.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상하 단부의 외주부간 치수와 암전류의 관계를 나타낸 그래프.

도 8은 종래의 마그네트론의 종단면도.

도 9는 종래의 마그네트론의 요부 종단면도.

도 10a 내지 10e는 마그네트론의 자극편의 평탄부 반경의 확대에 따라 기본 파 스펙트럼상에서의 사이드밴드 발생이 감소하는 모습을 나타낸 그래프.

도 11은 마그네트론의 자극편의 평탄부 반경과 노이즈 레벨과의 상관을 나타낸 그래프.

본 발명은 전자렌지 등의 고주파 가열기기에 사용되는 마그네트론에 관한 것이다.

도 8은 전자렌지에 들어 있는 종래의 마그네트론의 종단면도이다. 또한, 도 9는 도 8의 마그네트론의 주요부를 확대하여 나타낸 종단면도이다. 도 8 및 9에서, 마그네트론(1)은 중심축을 따라 수직으로 설치된 음극(3), 음극(3)을 동축적으로 포위하는 양극 통체(5), 양극 통체(5)의 하방의 개구단에 설치된 입력측 자극편(7), 입력측 자극편(7)을 덮은 제 1 금속관(9)에 돌설된 음극단자 도출용 스템(31), 양극 통체(5)의 상방의 개구단에 설치된 출력측 자극편(13), 출력측 자극편(13)을 덮은 제 2 금속관(15), 및 제 2 금속관(15)에 세라믹으로 이루어진 절연관(17)을 통해 돌설된 마이크로파 방출용 안테나(19)를 포함한다.

양극 통체(5)의 내벽면에는 양극 통체(5)의 중심축을 향해 방사형으로 배열된 다수매(짝수매)의 양극 베인(20)이 접합되어 있다. 각 양극베인(20)의 상하 단연에는 균압환을 접합하기 위한 환계합 요부(20a)와 균압환을 비접촉으로 삽통시키기 위한 환삽통 요부(20b)가 양극 통체(5)의 반경 방향으로 위치를 정하고, 상단연 과 하단연에서 배치가 역이 되도록 설치되어 있다.

또한, 주방향으로 늘어선 양극 베인(20) 상호는 양극 통체(5)의 중심축과 동심으로 배치된 소경균압환(small-diameter equalizing ring:22)과 대경균압환(large-diameter equalizing ring:24)중 어느 한쪽이 환계합 요부(20a)에 접합하여 한장 간격으로 전기적으로 접속된다.

제 1 금속관(9)을 포위하는 링 형상으로 형성되어 입력측 자극편(7)의 외단면상에 겹쳐진 페라이트제의 제 1 환형 영구자석(21)은 그 한쪽편의 자극이 입력측 자극편(7)에 자기적으로 결합된다. 또한, 제 2 금속관(15)을 포위하는 링 형상으로 형성되어 출력측 자극편(13)의 외단면상에 겹쳐진 페라이트제의 제 2 환형 영구자석(23)은 그 한쪽편 자극이 출력측 자극편(13)에 자기적으로 결합된다.

또한, 제 1 및 제 2 환형 영구자석(21 및 23)의 다른쪽 자극끼리 자기적으로 결합하기 위한 틀형의 계철(25)은 그 하단부에 음극단자 도출용 스템(31)을 삽통시키기 위한 통공(25a)을 가지고 있다.

양극 통체(5)의 외주면에는 다수의 방열핀(27)이 다단으로 취부되어 있고, 틀형의 계철(25)의 하단부 외면에는 전자파의 장치외 누설을 방지하기 위한 금속제 필터 케이스(29)가 취부되어 있다. 또한, 틀형의 계철(25)의 통공(25a)보다도 지름이 작은 음극단자 도출용 스템(31)이 제 1 금속관(9)에 기밀하게 납땜되어 있다. 음극단자 도출용 스템(31)의 내측에는 음극단자(11a)가 삽통되고, 음극단자(11a)가 음극(3)에 전기적으로 접속된 리드선(11)과 전기적으로 연결되어 있다.

이 필터케이스(29)의 측면부에는 관통형 콘덴서(33)가 취부되어 있고, 필터 케이스(29)내에 위치한 음극단자 도출용 스템(31)의 음극단자(11a)에는 쵸크 코일(35)의 일단이 접속되어 있다. 쵸크 코일(35)은 누수 전자파 방지용 LC 필터회로를 구성하며, 그 타단을 콘덴서(33)의 관통 전극에 접속하고 있다.

이렇게 구성된 마그네트론(1)에서는, 마이크로파 방출용 안테나(19)측으로 누설된 고조파 노이즈를 억제하기 위하여 약 1/4 파장의 축방향 길이를 가지는 쵸크 링(37)이 제2 금속관(15)에 기밀하게 납땜되어 있다.

따라서, 마그네트론에서는 30~1000MHz의 비교적 낮은 주파수 성분, 기본파 성분(대역폭 및 사이드밴드 레벨), 및 4GHz 이상의 고조파 성분의 각각에 대하여 불필요한 복사(노이즈 누설)를 방지하기 위한 규제가 있으며, 특히 고조파 성분인 제 5 고조파에 대한 규제가 심하다.

따라서, 기술한 쵸크링(37)의 장비만으로는 이러한 불필요한 복사의 규제를 확실히 없애기에는 불충분하다.

일반적으로, 기본파의 스펙트럼이 사이드 밴드가 적은 깨끗한 파형이 되면, n차파(고조파)의 스펙트럼도 깨끗한 형태가 되어 불필요한 복사의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 기본파의 스펙트럼상에서의 사이드밴드의 발생에는, 디프 드로잉에 의해 깔대기 형으로 형성된 자극편의 지름이 작은 평탄부의 반경 Rp(디프 드로잉 테이퍼부의 필렛을 포함한 기부에서 마그네트론 중심축까지의 거리, 즉 평탄부와 디프 드로잉 테이퍼부의 각 가상 연장선상의 교점에서 마그네트론의 중심축까지의 거리)가 크게 관여한다.

각 자극편(7 또는 13)의 평탄부는 양극 통체(5)내의 작용공간에 자속을 집중 시키기 위한 각 양극베인(20)의 단면에 근접시킨 평탄 영역으로, 이 평탄부의 반경 Rp을 서서히 크게 했을 때의 기본파 스펙트럼의 변화를 도 10a 내지 10e에 나타낸다.

또한, 도 10a 내지 10e에서는 소경 균압환(22)의 외주의 반경 치수를 Rs1, 대경균압환(24)의 내주의 반경 치수를 Rs2로 하고, 상하 자극편간의 축방향 최소 치수 Lg가 양극베인(20)의 선단에 내접하는 원주의 반경 Ra의 2.8배로 했을 때, 각 균압환(22 및 24)의 반경 Rs1 및 Rs2를 기준으로 평탄부의 반경 Rp을 증감시켜 기본파 스펙트럼을 측정한 것을 나타낸다.

도 10a는 Rp〈 Rs1 일 때의 스펙트럼, 도 10b는 Rp = Rs1 일 때의 스펙트럼, 도 10c는 Rp = (Rs1+Rs2)/2 일 때의 스펙트럼, 도 10d는 Rp = Rs2 일 때의 스펙트럼, 도 10e는 Rp 〉Rs2 일 때의 스펙트럼을 나타낸다.

도 10a 내지 10e에서 알 수 있듯이, 자극편의 평탄부의 반경 Rp을 크게 하면, 그에 따라 사이드밴드의 발생이 저감하여 스펙트럼이 깨끗해지는 경향을 보인다. 실제로, 2.4 GHz 부근의 노이즈 레벨을 측정하면, 도 11에 도시한 것과 같이, 노이즈 레벨은 평탄부의 반경 Rp이 소경균압환(22)의 외주의 반경 Rs1을 넘으면 급격히 감쇠된다.

따라서, 종래에는, 이러한 경향에 착안하여, 일반적으로 자극편의 평탄부의 반경 Rp을 대경균압환(24)의 내주의 반경 Rs2과 동등 또는 크게 함으로써, 불필요파 누설 방지 대책이 도모된다.

또한, 노이즈 대책으로서, 양극 베인의 축방향의 치수를 자극편간의 축방향 최소치수(중앙 평탄부간)의 70% 이하로 설정함으로써, 작용공간에서의 자계 강도분포를 축방향으로 균일화시켜 소위 라인 노이즈를 경감시키는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 일본 특개평 6-223729호 공보 참조).

상기한 바와 같이, 종래의 마그네트론에서는, 자극편의 평탄부 반경 Rp을 대경균압환(24)의 내주의 반경 Rs2과 동등 혹은 크게 설정함으로써, 불필요 복사의 저감을 도모할 수 있었다. 그러나, 이러한 대응은 다른 한편 발진 효율이 저하되는 새로운 문제를 일으켰다.

또한, 특허 문헌 1에 기재된 마그네트론에서도 라인 노이즈의 경감은 달성되지만, 발진효율 저하의 개선에는 여전히 문제를 남긴다고 고려된다.

불필요파 누설방지와 발진 효율의 개선을 동시에 실현시키는 입장에서, 본 발명자 등은 상하 자극판간의 축방향 최소 치수와, 양극베인과 각 균압환의 반경 치수와의 관계를 더욱 상세하게 분석한 결과 새로운 식견을 얻었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 상기의 식견에 기초하여 감안된 것으로, 불필요 복사를 충분하게 저감시킬 수 있고 발진효율의 개선을 도모할 수 있는 마그네트론을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 양극 통체; 상기 양극통체의 내벽면에 중심축으로 향하여 돌설된 다수매의 양극 베인; 상기 양극베인을 한장 간격으로 전기적으로 접속하는 대경균압환 및 소경균압환; 및 상기 양극통체의 축방향의 양개구단에 배설된 한 쌍의 깔대기형의 자극편을 포함하고, 상기 자극판의, 상기 양극베인의 상하 단연에 근접하는 평탄부의 반경 Rp이 상기 대경균압환의 내주의 반경 Rs2 보다도 동등 이상의 치수로 설정되고, 상기 소경균압환의 외주의 반경이 Rs1, 상기 대경균압환의 내주의 반경이 Rs2, 상기 양극베인의 선단에 내접하는 원주의 반경이 Ra, 상기 자극편간의 축방향 최소 치수가 Lg일 다음식 1 및 2가 성립하도록,

[식 1] 1.85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra

[식 2] 2. 84Ra≤Lg≤3.0Ra

Ra, Rs1, Rs2, 및 Lg의 값을 설정한 것을 특징으로 하는 마그네트론을 제공한다.

본 발명자 등의 분석에 따르면, 마그네트론에서의 불필요 복사와 발진 효율에 관해서는 자극편의 평탄부 반경 Rp의 크기뿐만 아니라, 소경균압환의 외주의 반경 Rs1, 대경균압환의 내주의 반경 Rs2, 양극 베인의 선단에 내접하는 원주의 반경 Ra 등과 자극편의 평탄부 반경 Rp과의 비율 등이 미묘하게 영향을 미치고 있다.

예를 들면, 제 5 고조파 노이즈의 누설량은 [(Rs1+Rs2/2)]÷Ra=1.90 부근에서 극소치가 되는 하측으로 볼록한 만곡선 특성을 보인다. 그 때문에, [(Rs1+Rs2/2)]÷Ra가 극소치 부근의 적당 범위에 들어갈 수 있도록 Rs1, Rs2, Ra의 값을 설정함으로써, 노이즈 누설을 최소한으로 억제할 수 있고 불필요 복사를 충분히 저감시킬 수 있다.

또한, 발진 효율은 깔대기형으로 형성된 자극편의 양극 베인에 근접하는 평탄부 반경 Rp이 대경균압환의 내주의 반경 Rs2을 넘는 부근에 변곡점을 가져 이 변 곡점을 넘으면 발진효율이 급격히 저하되는 경향을 보인다. 그러나, 평탄부 반경 Rp이 대경균압환의 내주의 반경 Rs2을 넘는 가장 깨끗한 스펙트럼의 모양이더라도, 자극편간의 축방향 최소 수치 Lg를 최적화함으로써 발진효율의 저하는 방지할 수 있음이 이번에 판명되었다. 즉, 상하 자극편간의 축방향 최소 수치 Lg가 2.84Ra〈Lg〈3.0Ra의 적당 범위에 들어가도록 설정하면, 평탄부 반경 Rp이 대경균압환의 내주의 반경 Rs2을 넘는 클린 스펙트럼의 사양에서도 고효율화를 도모할 수 있다.

따라서, 상기의 1 및 2 식의 설정범위에 Ra, Rs1, Rs2, Lg의 값을 설정해 두면, 기본파 성분이 클린 스펙트럼이면서, 30~1000MHz의 비교적 낮은 주파수 성분과 고조파 성분의 불필요 복사를 충분히 저감시킬 수 있고, 발진 효율의 저하를 방지하여 발진 효율의 개선을 도모할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 마그네트론에서, 각 양극베인의 축방향 치수는 상기 반경 Ra의 약 2 배이상으로 설정되고, 또한 상하 단연의 외주부간 축방향 치수가 Lk일 때, 다음의 식 3이 성립하도록,

[식 3] 2.3Ra≤Lk≤2.4Ra

Lk를 설정하면 좋다.

이렇게, 상하 단연의 외주부간 축방향 치수의 최적화를 도모함으로써, 마그네트론의 신뢰성을 결정하는 부하 안정도 및 암전류 특성을 안정적으로 유지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 마그네트론의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 예시한 종단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론(41)은 도 8 및 9에 도시한 종래의 마그네트론(1)의 입력측 자극편(7)을 입력측 자극편(41)으로, 출력측 자극편(13)을 출력측 자극편(45)으로, 양극베인(20)을 양극베인(47)으로, 소경균압환(22)을 소경균압환(49)으로, 대경균압환(24)을 대경균압환(51)으로 치환함으로써, 그 이외의 구성은 종래와 공통이다. 본 실시예에서, 종래와 공통의 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여함으로써 설명은 생략 또는 간략화한다.

본 실시예의 마그네트론(41)은, 디프 드로잉에 의해 깔대기형으로 형성되는 자극편(43)의 디프 드로잉 테이퍼부(43a 또는 45a)와, 각 양극베인(47)의 상단연에 근접한 평면부(43b 또는 45b)의 각 가상 연장선상의 교점 P1에서 마그네트론 중심축까지의 지름이 작은 평탄부(43b 또는 45b)의 반경 Rp이 대경균압환(51)의 내주의 반경 Rs2 보다도 동등 이상의 치수를 가진 것으로, 양극베인(47)의 선단에 내접하는 원주의 반경 Ra에 대하여 입력측 자극편(43), 출력측 자극편(45), 양극베인(47), 소경균압환(49), 대경균압환(51)의 치수 비율을 산출한 것이다.

즉, 본 실시예에 따른 마그네트론(41)은, 중심축을 상하 방향으로 향한 양극통체(5)의 상하 단부에 자극편(43 및 45)이 기밀하게 접합되고, 양극통체(5)의 내벽면에는 양극통체(5)의 중심축으로 향하여 방사형으로 배열된 다수매의 양극베인(47)이 접합되어 있다. 또한, 각 양극베인(47)의 상하 단연에는 대소의 균압환을 접합하기 위한 환계합 요부(47a)와 대소의 균압환을 비접촉으로 삽통시키기 위한 환삽통 요부(47b)가 양극통체(5)의 반경 방향으로 위치를 정하여 상단연과 하단연에 배치가 역이 되도록 설치되어 있다.

또한, 주 방향으로 늘어선 양극베인(47) 상호는, 양극통체(5)의 중심축과 동심으로 배치된 소경균압환(49) 또는 대경균압환(51)이 환계합 요부(47a)에 접합하여 한매 간격으로 전기적으로 접속되고, 또한 다수매중의 한매의 양극베인(47)의 상단연은 출력측 자극편(45)을 비접촉으로 관통하는 마이크로파 방출용 안테나(도 8의 부호 (19)를 참조)가 접합되어 있다.

또한, 소경균압환(49)의 외주의 반경 치수가 Rs1, 대경균압환(51)의 내주의 반경 치수가 Rs2, 양극베인(47)의 선단에 내접하는 원주의 반경 치수가 Ra, 입력측 자극편(43)과 출력측 자극편(45)간의 축방향 최소 치수가 Lg일 때, 다음의 식 1 및 2가 성립되도록 Ra, Rs1, Rs2, Lg의 값이 설정되어 있다.

[식 1] 1. 85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra

[식 2] 2. 84Ra≤Lg≤3.0Ra

또한, 본 실시예에 따른 마그네트론(41)에서는, 각 양극베인(47)의 축방향 치수는 양극베인(47)의 선단에 내접하는 원주의 반경 Ra의 약 2 배이상의 치수를 가지고, 음극(3)의 상하단을 지지하는 상단부(53) 및 하단부(55)가 그 외주부간 축방향 치수를 Lk로 할 때, 다음의 식 3이 성립하도록 Lk가 설정되어 있다.

[식 3] 2.3Ra≤Lk≤2.4Ra

또한, 상기 교점(P1)은, 출력측 자극편(45)(또는 입력측 자극편(43))을 디프 드로잉했을 때 생기는 필렛(R부)에 의해 테이퍼부(45a)와 평면부(45b)의 각 가상 연장선상에 위치하지만, 필렛이 발생하지 않도록 가공할 수 있다면, 그 경우에는 교점 P1은 테이퍼부(45a)와 평면부(45b)의 기부 그 자체가 된다.

상기 구성에 따른 본 실시예의 마그네트론(41)은, 본 발명자 등의 실험 및 분석에 의하면, 제 5 고조파 노이즈를 비롯한 고조파 노이즈의 누설량이 도 2의 A2점에 나타난 것처럼 [(Rs1+Rs2/2)]÷Ra=1.90 부근에서 극소치가 되는 하측으로 볼록한 만곡선 특성을 보이고, 식 1이 성립하는 범위에서 Rs1, Rs2, Ra의 값을 설정함으로써, 제 5 고조파의 노이즈 누설량을 54 ~ 55dBpW로 최소화할 수 있다.

또한, 발진효율은, 도 3에 도시한 것과 같이, 자극편(43 또는 45)의 평탄부(43b 또는 45b)의 반경 Rp이 대경균압환(51)의 내주의 반경 Rs2을 넘는 부근에서 변곡점 B2을 가지고, 변곡점 B2을 넘으면 발진효율이 급격하게 저하되는 경향을 보이지만, 50MHz대의 저주파 대역의 노이즈는, 도 4에 도시한 것과 같이, 소경균압환(49)의 외주의 반경 Rs1 부근에 변곡점 C1을 가지고, 그 변곡점 C1 이하가 되면, 급격히 증대하는 경향을 보이며, Rs2 동등 이상의 C3에서는 안정된 저노이즈 특성을 보인다. 또한, Rp의 값이 Rs2 동등 이상에서는, 도 10에 도시한 것과 같이 기본파 대역특성을 나타내는 2.4GHz의 노이즈 레벨도 안정된 저노이즈 특성을 가지는 것이 판명되었다.

이러한 안정된 저노이즈를 유지하면서 발진효율을 향상시키기 위하여 상하 자극편간의 축방향 최소 치수 Lg의 최적화를 도모하였을 때의 경우를 도 5에 나타낸다.

발진효율과 자극편간의 축방향 치수와의 관계는 Lg÷Ra=2.95 부근에서 극대 치가 상측으로 볼록한 만곡선 특성을 보이고, 식 2가 성립하는 범위에서 Ra, Rs1, Rs2, Rp, Lg의 값을 설정함으로써, 발진효율의 향상과, 저주파 대역의 노이즈 누설의 방지를 동시에 도모할 수 있다.

또한, 상하의 자극편간의 축방향 최소치수 Lg는 설계치와 실제 치수에 약 0.05 mm ~ 0.15 mm의 차이가 생긴다. 이것은, 제 1 및 제 2 금속관(9 및 15)과 양극통체(5)를 기밀하게 용접하였을 때, 각 부품을 밀착시키기 위하여 양극베인(47) 방향으로 힘을 가하면서 용접하기 때문에 고온에서 보다 연화된 양극통체(5)의 양단부가 축방향으로 변형되어 버리기 때문에, 실제 치수가 설계치보다 작아져 버린다. 본 실시예에서, Lg 치수는 실제 치수로 표현된다.

즉, 본 실시예에 따른 마그네트론(41)에서는, 식 1을 만족하도록 Rs1, Rs2, Ra의 값을 설정함으로써, 제 5 고조파 노이즈를 비롯한 고조파 노이즈의 누설량을 일정 이하로 규제할 수 있으며, 또한 식 2를 만족하도록 Ra 및 Lg의 값을 설정함으로써, 발진효율의 향상과 동시에 저주파 대역의 노이즈 누설의 방지할 수 있으며, 결국 전 주파대역에서 불필요 복사를 충분히 저감시킬 수 있고, 발진효율의 저하를 방지하여 발진효율의 개선을 도모할 수 있다.

또한, 각 양극베인(47)의 축방향 치수는 양극베인(47)의 선단에 내접하는 원주의 반경 Ra의 약 2배이상의 치수를 가지며, 상하 단부의 외주부간 축방향 치수를 Lk로 했을 때, Lk와 부하안정도의 관계는, 도 6에 도시한 것과 같이, 부하 안정도가 Lk/Ra=2.3 부근의 변곡점 E1 보다도 작아지면 급격히 열화된다. 이것은 신뢰성을 결정하는 중요한 특성으로 마그네트론에서 본 부하(VSWR:4.0, 전위상)에 대하여 모딩이 발생하지 않는 평균 양극 전류치를 말하며, 과거의 실적 등으로부터 550mA 이상이면, 시장의 전자렌지에서 문제가 되는 일은 없다.

마찬가지로, 암전류를 고려했을 때, 암전류치가 도 7에 도시한 것과 같이 Lk/Ra=2.4 부근의 변곡점 E2 보다도 커지면 급격히 열화된다. 암전류치가 커지면, 발진효율의 열화나 기본파 스펙트럼의 흐트러짐 등의 악영향이 발생한다.

본 발명자 등에 의한 비교 실험에서는, Rp≥Rs2, Lg÷Ra=2.78로, 또한 [(Rs1+Rs2)/2]÷Ra=1.84가 되도록 각 부의 반경이 설정된 종래의 마그네트론의 경우에는, 기본파 사이드밴드의 발생이 없는 깨끗한 스펙트럼이 확인되었지만, 발진효율이 도 3의 B3 점의 72.2%, 제 5 고조파 노이즈가 도2의 A1점의 59dBpW, 50MHz대의 노이즈가 도 4의 C3점의 24㏈㎶/m라는 결과를 보였다.

한편, Rp≥Rs2, Lg÷Ra=2.86 로, 또한 [(Rs1+Rs2)/2]÷Ra=1.91이 되도록 각 부의 반경이 설정된 본 발명의 마그네트론의 경우에는 기본파 사이드밴드의 발생이 없는 깨끗한 스펙트럼이 확인될 뿐만 아니라, 발진효율이 도 5의 D1점의 73.8%, 제 5 고조파 노이즈가 도 2의 A2점의 54dBW, 50MHz대의 노이즈가 도 4의 C3점의 24㏈㎶/m라는 결과였다. 즉, 발진효율에서는 1.6%의 개선이 확인되고, 더욱이 제 5 고조파 노이즈에서는 5㏈의 개선이 확인되어, 본 발명에 따른 구성의 유용성을 입증할 수 있었다.

또한, Rs1<Rp<Rs2로 한 이외에는, 상기와 같은 치수 및 반경으로 설정된 마그네트론에서는 발진효율이 도3의 B1점의 73.6%, 제 5 고조파 노이즈가 도 2의 A2점의 54㏈㎺, 50MHz대의 노이즈가 도 4의 C2점의 26㏈㎶/m이었다. 즉, 50MHz대의 노이즈에서는 2㏈의 증가와 기본파 스펙트럼의 악화를 볼 수 있었다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 마그네트론(41)에 따르면, Rp≥Rs2의 기본파 스펙트럼의 가장 깨끗한 조건에서 식 1을 만족하도록 Rs1, Rs2, Ra의 값을 설정함으로써, 제 5 고조파 노이즈를 비롯한 고조파 노이즈의 누설량을 일정 이하로 규제할 수 있었다. 또한, 식 2를 만족하도록 Ra 및 Lg의 값을 설정함으로써, 발진효율의 향상과 동시에, 저주파 대역의 노이즈 누설의 방지를 도모할 수 있었다. 결국, 전주파대역에서 불필요 복사를 충분히 저감시킬 수가 있고, 발진 효율의 저하를 방지하여 발진효율의 개선을 도모할 수 있었다.

또한, 상하 단부의 외주부간 축방향 치수 Lk를 최적화함으로써, 마그네트론(41)의 신뢰성을 결정하는 부하 안정도 및 암전류 특성을 안정적으로 유지할 수 있다.

본 발명은 전자렌지용 마그네트론에 적용될 수 있다.

Claims (2)

1. 양극 통체;

   상기 양극통체의 내벽면에 중심축을 향하여 돌설된 다수매의 양극베인;

   상기 양극베인을 1매 간격으로 전기적으로 접속하는 대경균압환과 소경균압환; 및

   상기 양극통체의 축방향의 양개구단에 배설되는 한쌍의 깔대기형의 자극편을 포함하고,

   상기 자극편의, 상기 양극베인의 상하 단 테두리에 근접하는 평탄부의 반경 Rp이 상기 대경균압환의 내주의 반경 Rs2 보다도 동등 이상의 치수로 설정되고,

   상기 소경균압환의 외주의 반경이 Rs1, 상기 대경균압환의 내주의 반경이 Rs2, 상기 양극베인의 선단에 내접하는 원주의 반경이 Ra, 상기 자극편간의 축방향 최소치수가 Lg일 때, 다음식 1 및 2가 성립하도록,

   [식 1] 1. 85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra

   [식 2] 2. 84Ra≤Lg≤3.0Ra

   Ra, Rs1, Rs2, Lg의 값을 설정한 것을 특징으로 하는 마그네트론.
2. 제1항에 있어서,

   각 양극베인의 축방향 치수는 상기 반경 Ra의 2배 이상으로 설정되고,

   음극의 상하단을 지지하는 상단부 및 하단부의 외주부간 축방향 치수가 Lk일 때, 다음식 3이 성립하도록,

   [식 3] 2. 3Ra≤Lk≤2.4Ra

   Lk를 설정한 것을 특징으로 하는 마그네트론.

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