KR101174363B1 - 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론이 개시된다. 본 발명에 따른 냉음극 마그네트론은 지지부; 상기 지지부의 길이 방향으로 연장되고 상기 지지부의 중심축을 중심으로 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되며 이차전자를 방출하는 다수의 음극부; 상기 다수의 음극부와 반경 방향으로 소정 거리 이격되고 상기 음극부를 둘러싸는 다수의 양극부; 및 상기 다수의 양극부와 연결되어 상기 다수의 양극부 사이에 공진공간을 형성하는 공진회로를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 동작 초기부터 원하는 영역에서만 전자빔을 발생시키고, 음극 주변의 전자장 세기를 증가시킬 뿐만 아니라 발진 출력 및 효율을 증가시킬 수 있다.
냉음극, 마그네트론, 음극, 일차전자, 이차전자, 줄무늬, 열음극, 전계방출형 냉음극

Description

줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론{cold cathode magnetron employing secondary electron emission cathode of stripe structure}
본 발명은 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론에 관한 것이다.
일반적으로 마그네트론은 전자기파를 발생시키는 능동소자(active element)로서, 원형 구조의 공진회로와 회전 운동하는 전자빔의 상호작용을 통해 마이크로파 대역부터 밀리미터파 대역까지의 전자기파를 발생시키게 된다. 이러한 마그네트론은 인가되는 전원에 의한 전기장을 통해 음극에서 전자를 방출하고 방출된 전자를 마그넷에 의한 전기장과 수직으로 형성되는 자기장을 통해 회전 운동하도록 하여 전자기파가 발진되도록 한다.
특히, 마그네트론은 식품, 환경, 소재, 통신 등의 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 하고 있는데, 전자레인지 등의 가정용 제품에도 적용되어 널리 사용되고 있다.
이러한 마그네트론이 동작하기 위해서는 전자빔을 발생시키는 음극 구조를 사용해야 하고 기존의 열음극이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 냉음극이 사용되어지고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 냉음극 마그네트론의 음극은 원통형으로, 지지부(110), 및 음극부(120) 등을 포함하는데, 지지부(110)에 음극부(120)가 접합 또는 코팅되어 있는 구조로 구성되어 인가되는 전압에 의한 전기장과 일차전자를 통해 음극부(120)에서 이차전자를 방출하게 된다.
지지부(110)는 수 ㎛에서 수십 ㎛의 두께를 갖는 이차전자방출 물질을 지지하기 위한 구리 등과 같은 금속으로 이루어지고, 음극부(120)는 백금 등과 같은 최대 이차전자방출 계수가 1이 넘는 물질로 이루어진다. 또한, 지지부(110)에는 음극부(120)에서 발생된 전자빔의 축 방향 손실을 줄이기 위한 돌출부(112)가 음극부(120)의 하단부에 형성된다.
하지만 이러한 종래 기술에 따른 냉음극 마그네트론이 밀리미터파 대역에서 동작하기 위해서는 다수의 공진모드가 존재하는 미세 가공된 공진회로를 이용해야 하는데, 주파수가 올라갈수록 공진모드 수는 증가하게 되고 이로 인해 동작모드의 발진이 늦어지며, 전체적인 발진 출력 및 효율이 낮아진다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이차전자를 방출하는 음극을 줄무늬 형태로 형성하되, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 길이, 및 두께 등을 조절하여 형성함으로써, 동작 초기부터 원하는 영역에서만 전자빔을 발생시킬 수 있도록 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론을 제공하는데 있다.
본 발명은 이차전자를 방출하는 음극을 줄무늬 형태로 형성하되, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 길이, 및 두께 등을 조절하여 형성함으로써, 음극 주변의 전자장 세기를 증가시킬 수 있도록 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 이차전자를 방출하는 음극을 줄무늬 형태로 형성하되, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 길이 및 두께 등을 조절하여 형성함으로써, 발진 출력 및 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론을 제공하는데 있다.
이를 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론은 지지부; 상기 지지부의 길이 방향으로 연장되고 상기 지지부의 중심축을 중심으로 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되며 이차전자를 방출하는 다수의 음극부; 상기 다수의 음극부와 반경 방향으로 소정 거리 이격되고 상기 음극부를 둘러싸는 다수의 양극부; 및 상기 다수의 양극부와 연결되어 상기 다수의 양극부 사이에 공진공간을 형성하는 공진회로를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 지지부는 원통형일 수 있다.
이때, 상기 지지부는 이차전자방출 물질을 지지하기 위한 금속을 포함하고, 상기 음극부는 최대 이차전자방출 계수가 1 이상인 이차전자방출 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 음극부의 상단부, 하단부 또는 그 사이에 위치하여 일체형으로 형성되고 상기 음극부와 상기 공진회로 또는 양극부 사이에 상기 일차전자를 방출하는 열음극을 더 포함하거나, 상기 음극부의 상단부, 하단부 또는 그 사이에 위치하여 일체형으로 형성되고 상기 음극부와 상기 공진회로 또는 양극부 사이에 전계방출을 통해 상기 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 지지부는 상기 음극부에서 방출된 이차전자의 축 방향 손실을 줄이기 위하여 상기 음극부의 하단부에 위치하도록 반경 방향으로 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 지지부는 상기 음극부가 배치되지 않은 부분은 반경 방향 으로 홈이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 지지부는 길이 방향으로 다수 개로 분리되어 상기 다수의 음극부 각각을 지지하되, 원주 방향으로 상호 간에 소정 거리만큼 이격되고, 그 외주면을 이은 선은 하나의 원을 그릴 수 있다.
상기 이차전자를 방출하기 위한 영역의 폭, 반복 주기 또는 일정 간격, 길이, 및 두께는 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진 회로의 구조에 따라 달라질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 음극의 상부에 위치하여 상기 음극과 상기 공진회로 사이에 상기 일차전자를 방출하는 열음극을 더 포함하거나, 상기 이차전자를 방출하는 물질 사이에 위치하도록 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되어 상기 음극과 상기 공진회로 사이에 상기 일차전자를 방출하는 열음극을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 음극의 상부에 위치하여 상기 음극과 상기 공진회로 사이에 전계방출을 통해 상기 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극을 더 포함하거나, 상기 이차전자를 방출하는 물질 사이에 위치하도록 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되어 상기 음극과 상기 공진회로 사이에 전계방출을 통해 상기 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극을 더 포함할 수 있다.
상기 음극부는 상기 지지부의 외주면에 접합 또는 코팅되어 있을 수 있다.
이때, 상기 공진회로는 베인형(vane type), 슬롯형(slot type), 홀앤드슬롯형(hole and slot type), 라이징선형(risingsun type), 스트랩형(strapped type) 중 어느 하나의 형태일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론을 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 냉음극 마그네트론의 이차전자를 방출하는 음극을 줄무늬 형태로 형성하되, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 길이, 및 두께 등을 조절하여 형성하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 제1 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉음극 마그네트론의 음극은 원통형으로, 지지부(210), 및 지지부(210)의 외주면에서 지지부의 길이 방향으로 연장되고 지지부(210)의 원주 방향으로 일정 간격으로 배치되는 음극부(220) 등을 포함하는데, 지지부(210)에 음극부(220)가 접합 또는 코팅되어 있는 구조로 구성되어 인가되는 전압에 의해 생성된 전기장과 일차전자를 통해 음극부(220)에서 이차전자 또는 이차전자빔을 방출하게 된다.
지지부(210)는 수 ㎛에서 수십 ㎛의 두께를 갖는 이차전자방출 물질을 지지하기 위한 구리 등과 같은 금속 등으로 이루어지고, 음극부(220)는 백금 등과 같은 최대 이차전자방출 계수가 1 이상인 이차전자방출 물질 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 지지부(210)에는 음극부(220) 즉, 이차전자방출 물질에서 발생된 이차전자의 축 방향 손실을 줄이기 위한 돌출부(212)가 음극부의 하단에 구비될 수 있 다.
특히, 본 발명에 따른 음극은 일정 간격 또는 주기로 길이 방향의 줄무늬 형태를 갖도록 배치되되, 원통형의 지지부(210)에 길이 방향의 줄무늬 형태를 갖는 음극부(220)가 원주 방향으로 일정 간격마다 배치 또는 형성될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 음극은 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 및 높이 등을 조절하여 형성될 수 있다. 이러한 줄무늬 형태의 조절을 통하여 본 발명에 따른 냉음극에서 동작 초기부터 원하는 영역에서만 이차전자 또는 이차전자빔을 방출하도록 할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 단면도를 나타내는 예시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 가로방향 단면도로서, 전자기파를 발생시키는 줄무늬 형태의 음극 즉, 지지부(310)와 음극부(320)가 중심에 위치하고 이에 반경 방향으로 소정 거리 이격된 다수의 양극부(330)가 음극을 둘러싸여 있으며, 그리고 일정 주파수를 갖는 공진회로(340)가 그 양극부(330)와 연결되어 주기적인 공진 공간 또는 사이드(side) 공진기를 갖는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 공진회로(340)에서 발생된 전자기파를 외부로 커플링 시켜주기 위한 커플링부(342)가 더 구비될 수 있다.
이처럼 공진회로(340)가 베인형(vane type)으로 형성될 수도 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 슬롯형(slot type), 홀앤드슬롯형(hole and slot type), 라이징선형(risingsun type), 스트랩형(strapped type) 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
이러한 냉음극 마그네트론의 동작 원리를 간략히 설명하면 다음과 같다. 줄무늬 형태로 되어 있는 음극의 음극부(320)에서 이차전자가 발생되어 축 방향으로 인가된 자기장과 양극부(330)와 음극 사이에 인가된 전기장에 의해 이차전자가 각 방향으로 회전운동을 하고 공진회로(340)와의 상호 작용으로 일정 주파수 성분을 갖는 전자기파를 발진시키게 된다. 즉, 공진회로(340)에 의한 경계조건을 만족하는 여러 개의 모드 중 발진을 위하여 사용되는 특정 공진모드와의 상호작용 후 전자빔 뭉침 현상이 발생하게 된다. 이러한 전자빔 뭉침 현상에 의해 전자기파가 발진되게 된다.
이때, 줄무늬 형태에 의한 음극 주변의 전기장 변형은 이차전자의 속도 변화를 가져오게 하여 결국 일정 영역에 주기성을 갖는 전자빔 뭉침 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상으로 인해 초기 발진 시간을 단축시켜 불필요한 노이즈를 줄여주게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론에서 이차전자가 발생하는 원리를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 도 3의 실시예에 따른 베인형(vane type)의 냉음극 마그네트론의 세로방향 단면도로서, 줄무늬 형태의 냉음극의 상단부에 위치하여 초기 일차전자를 발생시키기 위한 열음극(450)을 사용한 구조를 보여주고 있다. 즉, 인가되는 전압에 의해 열음극(450)에서 초기 일차전자가 발생되어 발생된 일차전자가 음극부(420)와 공진회로(440) 또는 양극부(430) 사이로 인가되고 인가된 일차전자에 의하여 줄무늬 형태의 음극부(420)에서 이차전자가 발생되도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉음극 마그네트론에서 이차전자가 발생하는 원리를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 줄무늬 형태의 냉음극에서 이차전자를 방출할 수 있도록 초기 일차전자를 발생시키기 위한 열음극(550)의 다양한 구조를 나타내고 있다. 그림 (a)에서는 줄무늬 형태를 갖는 음극부(520) 즉, 이차전자방출 물질의 하단부에 열음극(550)이 형성되는데, 이차전자방출 물질(520)과 열음극(550)이 일체형으로 형성될 수 있다.
이러한 열음극(550)은 이차전자방출 물질(520)의 하단부에만 형성되는 것이 아니라 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 예컨대, 이차전자방출 물질(520)의 상단부나 이차전자방출 물질(520)의 사이에도 위치하여 일체형으로 형성될 수 있다.
그림 (b)에서는 줄무늬 형태를 갖는 음극부(520) 즉, 이차전자방출 물질 사이 또는 이차전자방출 물질이 배치되지 않는 부분에 열음극(550)이 형성되는데, 이차전자방출 물질(520)과 열음극(550)이 교번하여 형성될 수 있다.
이러한 열음극(550)은 이차전자방출 물질(520)과 교번하여 형성하되, 반드시 한번씩 교번하지 않고 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되고, 그 길이도 변경될 수 있다. 예컨대, 열음극(550)은 두 개의 이차전자방물 물질(520)마다 형성될 수 있다.
이처럼 본 발명은 초기 일차전자를 발생시키기 위한 열음극을 사용하는 대신에 전계방출에 의해 일차전자를 발생시킬 수 있는 전계방출형 냉음극을 사용하여 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 제2 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 도 2에서 설명한 것처럼 원통형의 지지부(610)에 줄무늬 형태의 음극부(620)가 결합되어 있는 구조가 아니라, 그 형태가 다른 것을 알 수 있다.
그림 (a)에서는 지지부(610)에 길이 방향의 줄무늬 형태를 갖는 음극부(620)가 지지부(610)의 중심축을 중심으로 원주 방향으로 일정 간격마다 형성되되, 음극부(620)와 접하지 않은 지지부(610)의 영역은 반경 방향으로 그 표면으로부터 들어간 형태, 홈 또는 요부 형태(614)로 형성될 수 있다.
그림 (b)에서는 방사상으로 다수의 음극부(620)가 배치되되, 지지부(610)는 길이 방향으로 다수 개로 분리되어 다수의 음극부(620) 각각을 지지하고 원주 방향으로 상호 간에 소정 거리만큼 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 다수의 지지부(610) 또는 음극부(620)의 외주면을 이은 선은 하나의 원을 그리게 된다.
이처럼, 본 발명은 냉음극의 줄무늬 형태를 유지할 수 있도록 음극부의 구조는 그대로 두면서 지지부의 구조만을 다양하게 변형시키고 있음을 알 수 있다.
이하에서는 종래 기술에 따른 음극 구조와 본 발명에 따른 음극 구조를 각각 적용한 밀리미터파 대역 마그네트론의 3차원 PIC(Particle-In-Cell) 시뮬레이션 구조를 이용하여 시뮬레이션을 하고 그 시뮬레이션 결과를 도 7 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론의 시뮬레이션 구조를 나타내는 예시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 그림 (a)는 종래의 음극 구조를 적용한 마그네트론의 3차원 PIC 시뮬레이션 구조이고 그림 (b)와 (c)는 줄무늬 형태를 갖는 음극 구조를 적용한 마그네트론의 3차원 PIC 시뮬레이션 구조를 보여주고 있다.
도 8은 도 7에 도시된 시뮬레이션 구조를 이용한 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 먼저, 동작 주파수 38 GHz에서 동작하는 밀리미터파 대역의 마그네트론을 사용하였고 동작을 위하여 양극부와 음극에 28 kV의 전압과 축 방향으로 0.90 T의 자기장이 인가되도록 하였다. 그리고 총 16개의 사이드 공진기로 구성된 공진회로를 갖고 동작하기 위하여 기존 p-mode가 아닌 spatial harmonics 동작 모드에서 동작하는 냉음극 마그네트론을 사용하였다.
그림 (a)는 종래의 음극 구조를 적용한 마그네트론의 3차원 PIC 시뮬레이션 결과로 공진회로에서 발진된 AC 전압의 세기를 보여주고 있다. 반면, 그림 (b)와 (c)는 줄무늬 형태를 갖는 음극 구조를 적용한 마그네트론의 3차원 PIC 시뮬레이션 결과로 공진회로에서 발진된 AC 전압의 세기를 보여주고 있다. 즉, 기존의 음극 구조에서는 시뮬레이션 시간 50 ns에서 공진회로에서 측정한 AC 전압의 세기가 약 30103 V이고, 본 발명의 음극 구조에서는 시뮬레이션 시간 50 ns에서 공진회로에서 측정한 AC 전압의 세기가 약 50103 V로 본 발명의 줄무늬 형태를 갖는 음극 구조를 적용한 마그네트론에서 출력이 증가함을 보여주고 있다.
이와 같이, 본 발명은 이차전자를 방출하는 음극을 줄무늬 형태로 형성하되, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 공진회로의 구조에 따라 그 줄무늬 형태의 폭, 반복 주기, 및 높이 등을 조절하여 형성함으로써, 동작 초기부터 원하는 영역에서만 전자빔을 발생시키고, 음극 주변의 전자장 세기를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 마그네트론 자체의 발진 출력 및 효율을 증가시킬 수도 있다.
본 발명에 의한, 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 예시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 제1 예시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 단면도를 나타내는 제1 예시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론에서 이차전자가 발생하는 원리를 설명하기 위한 제1 예시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉음극 마그네트론에서 이차전자가 발생하는 원리를 설명하기 위한 제2 예시도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 음극 구조를 나타내는 제2 예시도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 냉음극 마그네트론의 시뮬레이션 구조를 나타내는 예시도이고,
도 8은 도 7에 도시된 시뮬레이션 구조를 이용한 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210, 310, 410, 510, 610: 지지부
212: 돌출부
220, 320, 420, 520, 620: 음극부
330, 430, 530: 양극부
340, 440, 540: 공진회로
342: 커플링부
450, 550: 열음극
614: 홈

Claims (15)

  1. 지지부;
    상기 지지부의 길이 방향으로 연장되고 상기 지지부의 중심축을 중심으로 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되며 이차전자를 방출하는 다수의 음극부;
    상기 다수의 음극부와 반경 방향으로 소정 거리 이격되고 상기 음극부를 둘러싸는 다수의 양극부; 및
    상기 다수의 양극부와 연결되어 상기 다수의 양극부 사이에 공진공간을 형성하는 공진회로
    를 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    원통형인 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 음극부의 상단부, 하단부 또는 그 사이에 위치하여 일체형으로 형성되고 상기 음극부와 상기 공진회로 또는 상기 양극부 사이에 일차전자를 방출하는 열음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 음극부의 상단부, 하단부 또는 그 사이에 위치하여 일체형으로 형성되고 상기 음극부와 상기 공진회로 또는 상기 양극부 사이에 전계방출을 통해 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 음극부에서 방출된 이차전자의 축 방향 손실을 줄이기 위하여 상기 음극부의 하단부에 위치하도록 반경 방향으로 돌출된 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 음극부가 배치되지 않은 부분은 반경 방향으로 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    길이 방향으로 다수 개로 분리되어 상기 다수의 음극부 각각을 지지하되, 원주 방향으로 상호 간에 소정 거리만큼 이격되고, 그 외주면을 이은 선은 하나의 원을 그리는 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 이차전자를 방출하는 음극부의 폭, 반복 주기 또는 일정 간격, 길이, 및 두께는, 동작되는 주파수 대역, 동작 모드, 및 상기 공진 회로의 공진공간의 형태에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 음극부의 상부에 위치하여 상기 음극부와 상기 공진회로 사이에 일차전자를 방출하는 열음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 이차전자를 방출하는 물질 사이에 위치하도록 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되어 상기 음극부와 상기 공진회로 사이에 일차전자를 방출하는 열음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 음극부의 상부에 위치하여 상기 음극부와 상기 공진회로 사이에 전계방출을 통해 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 이차전자를 방출하는 물질 사이에 위치하도록 원주 방향으로 일정 간격마다 배치되어 상기 음극부와 상기 공진회로 사이에 전계방출을 통해 일차전자를 방출하는 전계방출형 냉음극
    을 더 포함하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 음극부는 상기 지지부의 외주면에 접합 또는 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 공진회로는,
    베인형(vane type), 슬롯형(slot type), 홀앤드슬롯형(hole and slot type), 라이징선형(risingsun type), 스트랩형(strapped type) 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론.
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CN108766860B (zh) * 2018-06-29 2023-08-04 安徽华东光电技术研究所有限公司 一种长寿命冷阴极磁控管的阴极
CN111933501B (zh) * 2020-07-22 2021-09-24 电子科技大学 一种虚阴极倒置相对论磁控管

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023075281A1 (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 한국전기연구원 그루브 패턴을 구비하는 캐소드를 포함하는 마그네트론

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