KR101971668B1 - 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 여러 가지 종류의 재료를 한꺼번에 넣어 조리할 때 전자기파가 집중되는 위치를 임의로 조절할 수 있음으로써, 조리 대상물의 선택적 가열이 가능하여 효율적인 조리가 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 쿠킹 챔버의 내면에 설치된 제1안테나; 및 상기 쿠킹 챔버의 내면에 상기 제1안테나로부터 이격되어 설치된 제2안테나를 포함하고, 상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 위상이 상호간 다르거나 또는 상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 파워가 상호간 다르게 설정되어 상기 쿠킹 챔버의 내부에 대한 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공한다.

Description

선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐{Low frequency heating antenna for selective heating and oven using the same}

본 발명의 다양한 실시예는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 전자레인지와 같은 마이크로파 오븐(10')은 교류(예를 들면, 교류 110 내지 220 V)를 직류로 변환하여 부스팅하는 부스트 회로(11')와, 부스트 회로(11')로부터 전원을 공급받아 마이크로파(예를 들면, 2.45GHz의 주파수)를 발생시키는 마그네트론(12')과, 마그네트론(12')으로부터 발생된 마이크로파를 안내하여 쿠킹 챔버(13')의 내부에 방사하는 웨이브 가이드(14')와, 부스트 회로(11')를 제어하는 컨트롤러(15') 등으로 이루어진다.

이와 같이 종래의 마이크로파 오븐은 2.45GHz의 주파수의 RF 전력을 발생하는 마그네트론을 이용하여 음식을 데우거나 해동하는데 사용하고 있다. 여기서, 2.45GHz는 파장이 자유 공간에서 약 12cm이며, 일반 음식의 경우 유전상수를 고려하면 수 cm 정도로 작아지며, 음식물의 경우 대부분 손실 매질이므로 전자기파의 침투깊이를 계산하면 수 mm로 매우 작다. 예를 들어 음식물의 유전상수가 10이고, 탄젠트손실(loss tangent)이 1.0이라고 가정하면 2.45GHz 주파수에서 침투 깊이는 8.7mm 가 된다. 즉 음식물의 표면에서 8.7mm의 깊이로 들어가면 표면에서의 전계의 세기를 1이라고 할 때 0.368으로 에너지가 줄어들게 되고, 전력으로 환산하면 표면의 전력에 대해 13.5%의 크기를 갖는 전력으로 줄어들게 된다. 따라서 음식물의 표면과 내부에서 열의 분포가 달라진다. 그러므로 음식물을 해동하는 경우 음식물의 표면은 해동이 되었으나 내부는 아직 냉동 상태로 있는 경우가 발생하며, 음식물의 내부까지 모두 해동을 하려고 하면 음식물의 표면은 익어버리는 경우가 발생하게 된다. 음식물을 데우는 경우도 2.45GHz를 사용하는 경우 침투 깊이가 매우 작아서 내부와 외부의 온도차이로 내부까지 모두 데우면 외부는 타버리는 경우가 발생하기도 한다.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.

이러한 문제를 제거하기 위해 본 발명에서 433MHz 대역의 저주파수를 사용하는 오븐이 제공된다. 이는 주파수가 2.45GHz의 약 1/6이 되므로 파장이 약 6배 정도 길어짐으로써 침투 깊이가 길어져서 음식물을 해동하거나 데우는데 골고루 균일하게 가열이 되어 위의 문제가 해결된다.

그러나 기존의 마이크로파 오븐은 마그네트론에서 2.45GHz 주파수를 생성하였으나, 433MHz의 경우 마그네트론으로는 발생시킬 수 없으므로 별도의 신호원이 필요하다. 따라서 신호원과 전력 증폭부를 사용하여 수십 내지 수백 와트(W)를 발생하는 구성(예를 들면, 송신 모듈)을 마그네크론 대신 사용하게 된다.

이에 따라, 송신 모듈에서 발생한 433MHz 신호를 오븐의 쿠킹 챔버(즉, 공동) 내에 효과적으로 여기(excite)시킬 수 있는 안테나가 필요하게 된다. 현재까지 전기적 도전체 벽으로 둘러싸여 있는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 효과적으로 동작하는 433MHz 대역의 안테나 구조는 제안된 적이 없다.

이와 같이 하여, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 전기적 도전체 벽으로 둘러싸여 있는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 효과적으로 433MHz 대역의 신호를 여기시킬 수 있는 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 여러 가지 종류의 재료를 한꺼번에 넣어 조리할 때 전자기파가 집중되는 위치를 임의로 조절할 수 있음으로써, 조리 대상물의 선택적 가열이 가능하고, 이에 따라 한번의 동작으로 다양한 종류의 조리 대상물을 가장 효율적으로 동시에 조리할 수 있는 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공하는데 있다.

특히, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 다수의 안테나를 사용하되, 다수의 안테나 각각에 인가되는 신호의 위상과 파워를 조절하여 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 임의의 위치를 선택적으로 가열할 수 있는 433MHz 히팅 안테나 배열 구조 및 이를 갖는 오븐을 제공하는데 있다. 즉, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 대략 2개 내지 3개의 안테나를 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에 적절히 배치하여 각각의 안테나에 인가되는 신호의 파워와 위상을 조절함으로써 전자기파가 집중되는 위치를 선택적으로 조절할 수 있는 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 쿠킹 챔버의 내면에 설치된 제1안테나; 및 상기 쿠킹 챔버의 내면에 상기 제1안테나로부터 이격되어 설치된 제2안테나를 포함하고, 상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 위상이 상호간 다르거나 또는 상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 파워가 상호간 다르게 설정되어 상기 쿠킹 챔버의 내부에 대한 선택적 가열이 가능하고, 상기 제1,2안테나는 각각 상기 쿠킹 챔버의 내면으로부터 이격되어 평행하게 설치되며, 길이와 폭을 갖는 사각 패치부; 상기 사각 패치부의 대향되는 양측변과 양측 하부 모서리에 설치되고 폭을 갖는 한쌍의 제1접지 스트립; 상기 사각 패치부의 하변 중앙에 설치되고 폭을 갖는 제2접지 스트립; 및 상기 제1접지 스트립의 사이로서 상기 제2접지 스트립과 마주보는 상기 사각 패치부의 한 영역에 설치된 폭을 갖는 급전부를 포함하며, 상기 제1,2접지 스트립의 폭이 상기 급전부의 폭보다 클 수 있다.

삭제

상기 쿠킹 챔버의 내면은 도어면; 상기 도어면과 대향되는 뒷쪽에 설치된 후면; 상기 도어면과 후면 사이의 좌,우측에 각각 설치된 좌면과 우면; 및 상기 도어면과 후면 사이의 상,하측에 각각 설치된 상면과 하면을 포함할 수 있다.

상기 제1안테나는 상기 상면에 설치되고, 상기 제2안테나는 상기 좌면 또는 우면에 설치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 제3안테나를 더 포함하고, 상기 제3안테나는 상기 후면에 설치될 수 있다.

상기 제1안테나는 상기 상면의 좌측 영역에 설치되고, 상기 제2안테나는 상기 상면의 우측 영역에 설치될 수 있다.

상기 제1,2안테나 사이의 위상 차이는 0도 내지 180도일 수 있다.

상기 제1,2안테나 사이의 파워 차이는 0와트 내지 3000와트일 수 있다.

상기 제1,2안테나는 430 MHz 내지 435 MHz의 주파수를 갖는 전자기파를 출력할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 직류 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 주파수 제어 신호 및 증폭 제어 신호를 각각 출력하는 제어부; 상기 제어부의 주파수 제어 신호를 입력받아 저주파수 대역의 RF 전자기파 신호를 출력하는 신호 발생부; 상기 신호 발생부로부터 RF 전자기파 신호 및 상기 제어부로부터 증폭 제어 신호를 각각 입력받아 상기 RF 전자기파를 증폭하여 상기 제1안테나에 출력하는 제1전력 증폭부; 및 상기 신호 발생부로부터 RF 전자기파 신호 및 상기 제어부로부터 증폭 제어 신호를 각각 입력받아 상기 RF 전자기파를 증폭하여 상기 제2안테나에 출력하는 제2전력 증폭부를 포함할 수 있다.

상기 신호 발생부와 상기 제1전력 증폭부 사이에는 상기 제어부에 의해 위상 제어되는 제1위상 쉬프터가 연결되고, 상기 신호 발생부와 상기 제2전력 증폭부 사이에는 상기 제어부에 의해 위상되어되는 제2위상 쉬프터가 연결될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 433MHz 대역의 저주파수를 사용하는 오븐을 제공한다. 이는 주파수가 2.45GHz의 약 1/6이 되므로 파장이 약 6배 정도 길어짐으로써 침투 깊이가 길어져서 음식물을 해동하거나 데우는데 골고루 균일한 가열/해동이 이루어진다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예는 전기적 도전체 벽으로 둘러싸여 있는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 효과적으로 433MHz 대역의 신호를 여기시킬 수 있는 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공한다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예는 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 여러 가지 종류의 재료를 한꺼번에 넣어 조리할 때 전자기파가 집중되는 위치를 임의로 조절할 수 있음으로써, 다양한 조리 대상물의 선택적 가열이 가능하여 효율적인 조리가 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공한다.

특히, 본 발명의 다양한 실시예는 다수의 안테나를 사용하되, 다수의 안테나 각각에 인가되는 신호의 위상과 파워를 조절하여 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에서 임의의 위치를 선택적으로 가열할 수 있는 433MHz 히팅 안테나 배열 구조 및 이를 갖는 오븐을 제공한다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예는 대략 2개 내지 3개의 안테나를 오븐의 쿠킹 챔버 또는 공동 내에 적절히 배치하여 각각의 안테나에 인가되는 신호의 크기와 위상을 조절함으로써 전자기파가 집중되는 위치를 선택적으로 조정할 수 있는 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 제공한다.

더불어, 본 발명의 다양한 실시예는 첫째, 오븐의 공동 내에서 차지하는 공간을 최소화하여 조리 공간을 가능한 크게 하도록 하고, 둘째, 음식물의 종류에 따른 공진 주파수의 변화 및 임피던스 변화를 가능한 최소로 하며, 셋째, 송신기 모듈에서 전달된 전력을 음식물의 종류에 무관하게 가능한 효율적으로 방사하고, 넷째, 음식물이 공동 내에 놓인 위치에 무관하게 효율적으로 송신 전력을 방사할 수 있는 안테나 및 이를 갖는 오븐을 제공한다.

도 1은 종래의 전자레인지 타입 오븐의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 오븐의 전기적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6g는 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 위상 가변 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 파워 가변 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 냉장고에 설치된 저주파 대역 오븐의 일례를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.

또한, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 제어부(컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 오븐의 전기적 구성을 도시한 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은 전원 공급부(110)와, 제어부(120)와, 신호 발생부(121)와, 제1,2위상 쉬프터(130A,130B)와, 제1,2전력 증폭부(140A,140B)와, 제1,2안테나(150A,150B)를 포함할 수 있다. 여기서, 비록 2개의 안테나(150A,150B)가 설명되지만, 본 발명의 실시예에서 안테나의 개수가 한정되지 않는다. 예를 들면, 2개 내지 100개의 안테나가 설치될 수 있으며, 이에 따라 위상 쉬프터 및 전력 증폭부의 설치 개수도 증가할 수 있다.

전원 공급부(110)는 제어부(120) 및 제1,2전력 증폭부(140A,140B) 등에 직류 전원을 공급하는 역할을 한다. 전원 공급부(110)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, SMPS(Switching Mode Power Supply)일 수 있다. 또한, 전원 공급부(110)는 통상의 상용 교류 전압(예를 들면, AC 110~220 V)을 이용하거나, 또는 통상의 직류 배터리 팩을 이용하여 원하는 직류 전압/전류를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은 일반 가정에서뿐만 아니라 야외, 차량, 선박 또는 냉동실을 갖는 냉장고 등에도 쉽게 설치하여 사용할 수 있도록 한다.

제어부(120)(또는 MCU)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 주파수 제어 신호, 위상 제어 신호 및/또는 증폭(파워) 제어 신호를 신호 발생부(121), 제1,2위상 쉬프터(130A,130B) 및 제1,2전력 증폭부(140)에 각각 출력한다. 즉, 제어부(120)는 신호 발생부(121)에 주파수 제어 신호를 출력함으로써, 신호 발생부(121)가, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 430 내지 435MHz, 바람직하게는, 433MHz의 주파수를 갖는 전자기파를 발생하도록 한다. 특히, 제어부(120)는 주파수 제어 신호를 통해 신호 발생부(121)가 다양한 주파수 대역의 RF 전자기파를 생성하도록 한다. 또한, 제어부(120)는 제1,2위상 쉬프터(130A,130B)에 각각 상이하거나 또는 동일한 위상 제어 신호를 출력함으로써, 제1,2위상 쉬프터(130A,130B)가, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 0도 내지 180도의 위상 차이를 갖는 RF 주파수를 출력하도록 한다. 더욱이, 제어부(120)는 제1,2전력 증폭부(140A,140B)에 각각 상이하거나 또는 동일한 증폭 제어 신호를 출력함으로써, 제1,2전력 증폭부(140)가, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 0 내지 3000 watt의 파워 차이를 갖는 RF 전자기파를 출력하도록 한다.

신호 발생부(121)는 제어부(120)의 주파수 제어 신호를 입력받아 저주파수 대역의 RF 전자기파 신호를 출력한다. 신호 발생부(121)는 발진회로가 아닌 반도체인 PLL IC를 이용하여 소정 알고리즘 또는 소프트웨어로 RF 전자기파 신호를 생성한다. 따라서, 신호 발생부(121)는 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식으로 정교한 RF 전자기파 신호를 생성할 수 있다.

제1,2위상 쉬프터(130A,130B)는, 각각 신호 발생부(121)로부터 RF 전자기파 신호 및 제어부(120)로부터 위상 제어 신호를 각각 입력받아 위상 차이가, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 0도 내지 180도인 RF 전자기파 신호를 제1,2전력 증폭부(140A,140B)에 각각 출력하도록 한다.

제1,2전력 증폭부(140A,140B)는 제1,2위상 쉬프터(130A,130B)로부터 각각 RF 전자기파 신호(상호간 위상 차이가 있을 수도 있고 없을 수도 있음) 및 제어부(120)로부터 제1,2증폭(파워) 제어 신호를 각각 입력받아 RF 전자기파를 소정 배율로 증폭하여 출력한다. 제1,2전력 증폭부(140A, 140B)는, 예를 들면, 고체 상태 전력 증폭기로서 0 내지 3000 watt의 다양한 파워 차이가 있는 RF 전자기파 전력을 출력할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 제1,2전력 증폭부(140A,140B)는 제1,2위상 쉬프터(130A,130B)에 각각 전기적으로 연결되어 RF 전자기파 신호를 입력받는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)(141A,141B), MMIC(141A,141B)에 각각 전기적으로 연결되어 증폭 동작을 수행하는 구동용 트랜지스터(142A,142B), 구동용 트랜지스터(142A,142B)에 각각 전기적으로 연결되어 종단 출력을 수행하는 종단 트랜지스터(143A,143B)를 포함할 수 있다. 더욱이, 제1,2전력 증폭부(140A,140B)는 각각 제1,2동축 케이블(145A,145B)과의 사이에 형성된 제1,2아이솔레이터(144A,144B)를 더 포함할 수 있다. 제1,2아이솔레이터(144A,144B)는 제1,2전력 증폭부(140A,140B)와 제1,2동축 케이블(145A,145B) 사이에 개재됨으로써, 임피던스 매칭이 강화되어 전력 송신이 더욱 원활해지도록 하며, 특히, 제1,2안테나(150A,150B)로부터 각각 제1,2전력 증폭부(140A,140B)를 향해 역으로 신호가 유입되지 않도록 하는 역할을 한다.

한편, 제1,2아이솔레이터(144A,144B)와 제어부(120) 사이에는 보호회로(170)가 더 설치됨으로써, 제어부(120)가 제1,2아이솔레이터(144A,144B)를 통해 입력될 수 있는 과도 전압에 의해 손상되지 않도록 한다.

제1,2안테나(150A,150B)는 각각 제1,2전력 증폭부(140A,140B)에 제1,2동축 케이블(145A,145B)로 연결되며, 이는 제1,2전력 증폭부(140A,140B)로부터 각각 상기 증폭된 RF 전자기파를 입력받아, 상호간 동일하거나 상이한 위상 또는 파워의 RF 전자기파를 쿠킹 챔버(160) 내의 조리 대상물에 방사시킴으로써, 조리 대상물이 선택적으로 가열 또는 해동되도록 한다.

아래에서 다시 설명하겠지만, 제1,2안테나(150A,150B)는 쿠킹 챔버(160)의 공동 내면 중 서로 다른 위치에 평판 형태로 설치됨으로써, 쿠킹 챔버(160)의 공동 내부에 위치된 다양한 종류의 조리 대상이 선택적으로 가열되거나 해동되도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서 저주파수 대역은 대략 430 내지 435MHz, 바람직하게는 433MHz일 수 있다.

이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예에서는 오븐 공동 내의 임의의 위치에 선택적으로 전자기파를 집중할 수 있도록 한다. 즉, 제1,2안테나에 인가되는 전자기파의 위상과 파워(크기)를 조절하여 오븐 공동 내의 임의의 위치에서의 전자기파 세기를 조절하도록 한다.

제1,2안테나는 상술한 바와 같이 오븐 공동 내에서 대략 433MHz 대역에서 동작하며, 크기를 소형화하여 오븐 내에서 차지하는 공간을 최소화하도록 한다. 선택적 가열을 위해 오븐에 안테나를 2개 이상 배치할 때 사용된 모든 안테나는 모양이 모두 동일하거나 또는 다른 것을 사용하며, 사용되는 안테나의 모양의 일례가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나를 도시한 사시도 및 측면도이다. 여기서, 제1,2안테나(150A,150B)는 동일한 형태를 하므로, 제1안테나(150A)를 중심으로 설명한다. 또한, 여기에 도시된 제1안테나(150A)의 형태 외에 다양한 형태의 모노폴 또는 다이폴 안테나가 사용될 수 있음은 당연하다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 안테나(150A)는 쿠킹 챔버(160)의 내면(도체면)으로부터 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되며, 길이(L)와 폭(W)을 갖는 대략 사각 또는 직사각 평판 형태의 사각 패치부(151)를 포함한다. 또한, 안테나(150A)는 사각 패치부(151)의 대향되는 양측변과 양측 하부 모서리에 인접하여 설치된 한쌍의 제1접지 스트립(152)과, 사각 패치부(151)의 하변 중앙에 설치된 제2접지 스트립(153)을 포함한다. 더욱이, 안테나(150A)는 제1접지 스트립(152)의 사이로서 제2접지 스트립(153)과 마주보는 사각 패치부(151)의 한 영역에 설치된 급전부(154)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1,2접지 스트립(152,153)은 접지되고, 급전부(154)는 동축 케이블에 연결된다.

쿠킹 챔버(160)의 내면(도체면)과 사각 패치부(151) 사이의 이격 거리는 대략 5 내지 35 mm일 수 있다. 이격 거리가 5 mm보다 작으면 사각 패치부(151)로부터의 전자기파 방사 효율이 낮아지고, 이격 거리가 35 mm보다 크면 쿠킹 챔버(160)의 공동 크기가 작아진다.

또한, 제1,2접지 스트립(152,153) 및 급전부(154)는 사각 패치부(151)로부터 대략 수직 방향으로 꺽인 형태를 함으로써, 외부의 접지선 및 동축 케이블에 용이하게 연결되도록 한다.

더불어, 안테나(150A)의 동작 주파수는 오븐의 쿠킹 챔버(160)에 놓이는 조리 대상의 종류, 크기 및 놓이는 위치에 따라 대략 10% 정도의 범위에서 주파수 변화를 감안하여 설계되어야 하는데, 이를 위해 예를 들면 한정하는 것은 아니지만, 내면의 전체 면적에 대한 안테나(150A)의 사각 패치부(151)의 면적이 대략 10 내지 30% 정도가 되도록 한다. 사각 패치부(151)의 면적이 대략 10%보다 작으면 전자기파 방사 효율이 낮아지고, 면적이 대략 30%보다 크면 쿠킹 챔버(160)의 공동 크기가 작아진다.

이러한 안테나(150A)는 직사각형 모양의 사각 패치부(151)가 공동의 도체 내면으로부터 이격 설치되고, 동축 케이블에 의한 급전이 이루어지며, 급전부(154)와 제1,2접지 스트립(152,153)의 위치에 따라 특성 변화가 발생한다.

시뮬레이션을 통해 안테나(150A)의 크기(L,W), 급전 위치, 접지 스트립의 폭(GW), 공동 내에 설치 위치 등이 최적화되어 결정될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다. 도 4b에서, X축은 주파수를, Y축은 반사 계수를 의미한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 쿠킹 챔버(160)의 내면은 속이 비어 있는 육면체 형태일 수 있다. 즉, 내면은 6개의 면으로 이루어질 수 있다. 좀 더 구체적으로, 쿠킹 챔버(160)의 내면은 사용자가 조리 대상물을 쿠킹 챔버(160)의 내측에 넣거나 빼기 위해 개폐하는 도어면(161)과, 도어면(161)과 대향되는 뒷쪽에 설치된 후면(162)과, 도어면(161)과 후면(162) 사이의 좌,우측에 설치된 좌우면(163,164)과, 도어면(161)과 후면(162) 사이의 상,하측에 설치된 상하면(165,166)을 포함할 수 있다. 물론, 이러한 육면체 형태의 내면은 전자기파의 외부 방사가 방지되도록 전기적으로 도전성인 재료로 형성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 평판 형태의 제1,2안테나(150A,150B)는 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 후면(162), 좌우면(163,164), 또는 상하면(165,166) 중 어느 한면에 상호간 이격되어 설치되거나 또는 서로 다른 면에 상호간 이격되어 설치될 수 있다. 도 4a에서는 제1안테나(150A)가 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 상면(165)에 설치되고, 제2안테나(150B)가 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 우면(164)에 설치된 것으로 도시되어 있다. 즉, 도 4a에서는 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B)가 상호간 이격된 채 수직인 관계로 도시되어 있다.

여기서, 안테나의 특성 및 오븐 내에서 전자기파의 분포를 시뮬레이션 할 때, 오븐의 도어가 달린 쪽은 도전성 매질이 있는 면으로 가정하여 시뮬레이션하였다.

오븐의 크기는 임의적으로 조정이 가능한데, 본 발명의 예시에서는 372mm(길이)×370mm(폭)×233mm(높이)와 400mm(길이)×280mm(폭)×220mm(높이)인 경우에 대해 시뮬레이션하였다. 오븐의 크기는 목적에 따라 조절이 가능하며, 이에 따라 도 4a 및 도 4b에 도시된 안테나의 길이(L)와 폭(W)이 조절되어 공진 주파수가 설정되고, 접지용 스터브(stub)의 폭(GW)과 급전부의 위치가 조절되어 안테나의 임피던스 정합이 최적화된다.

오븐에 넣어서 테스트를 위해 사용되는 시료로는 고기(beef), 우유(milk), 감자(potato) 3 종류가 선정되었고, 시료의 크기는 직경 100mm, 높이 40mm 의 원통 모양과 200mm(길이)×100mm(폭)×25mm(높이) 크기의 직사각형 모양으로 2 종류의 크기에 대해 시뮬레이션이 이루어졌다. 손실 매질에서 전자기파의 전력 손실은 전계의 세기의 제곱, 즉,

에 비례하므로 시뮬레이션을 통해 시료에 유기되는 최대 전계의 세기가 측정되어 선택적 가열의 정도가 확인되었다.

먼저 공동 내에 2개의 영역이 선택적으로 구별되어 전자기파가 집중적으로 전송될 수 있는 실시예가 설명된다. 도 4a에 2개의 제1,2안테나(150A,150B)가 설치된 예가 도시되어 있다.

도 4a에 제1,2안테나(150A,150B)의 배치 구조가 도시되어 있고, 도 4b에 제1,2안테나(150A,150B)의 임피던스 정합 특성이 도시되어 있다. 제1안테나(150A)는 오븐의 상면(165)에 설치되고, 제2안테나(150B)는 오븐의 우면(164)에 설치된다. 제2안테나(150B)는 오븐 우면(164)의 중심에 설치되는 반면, 제1안테나(150A)는 오븐 상면(165) 중심에서 제2안테나(150B)와는 멀어지는 좌측 방향으로 일정거리 만큼 이격된 거리에 설치된다..

제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 전력의 크기는 일례로 50W로 고정되었다. 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B) 모두 433MHz 대역에서 반사 계수가 -10dB 이하로 나타나므로(도 4b 참조), 임피던스 정합이 잘됨을 알 수 있다.

① 도 4a에서 m1과 m2 위치에 놓인 시료가 시료의 종류에 상관없이 m1 위치의 전계의 세기가 m2 위치의 전계의 세기보다 항상 크게 되는 경우는 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B)에 인가되는 신호의 파워(크기)가 동일하며, 위상이 제1안테나(150A)가 90도, 제2안테나(150B)가 0도인 경우였다.

② 그 반대의 경우는, 즉, m1과 m2 위치에 놓인 시료가 시료의 종류에 상관없이 m2 위치의 전계의 세기가 m1 위치의 전계의 세기보다 항상 크게 되는 경우는 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B)에 인가되는 신호의 파워(크기)는 동일하며, 위상이 제1안테나(150A)가 0도, 제2안테나(150B)가 45도인 경우였다.

③ m1과 m2 위치에 비슷한 정도의 전계 세기가 인가되기 위해서는 제1안테나(150A)에만 파워가 인가되고, 제2안테나(150B)에는 파워가 인가되지 않는 경우였다.

이와 같이, ① ~ ③ 의 경우에 대해 시뮬레이션한 결과(두 위치(m1, m2)에 대한 선택적 가열의 예)가 아래의 표 1에 정리되었다.

이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 오븐의 쿠킹 챔버 내에서 여러 가지 종류의 재료를 한꺼번에 넣어 조리할 때 전자기파가 집중되는 위치를 임의로 조절할 수 있음으로써, 다양한 조리 대상물의 선택적 가열이 가능하여 다양한 조리 대상물에 대한 효율적인 조리가 가능해짐을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 다수의 안테나를 사용하되, 다수의 안테나 각각에 인가되는 신호의 위상과 파워를 조절하여 오븐의 쿠킹 챔버 내에서 임의의 위치를 선택적으로 가열할 수 있도록 한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다. 도 5b에서, X축은 주파수를, Y축은 반사 계수를 의미한다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1안테나(150A)가 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 상면(165)의 일측(좌측)에 설치되고, 제2안테나(150B)가 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 상면(165)의 타측(우측)에 설치될 수 있다. 즉, 제1,2안테나(150A,150B)가 쿠킹 챔버(160)의 내면 중 동일한 상면(165)에 상호간 이격되어 설치될 수 있다. 또한, 오븐 내에 200mm(길이)×100mm(폭)×25mm(높이) 크기의 시료(고기)가 놓여 있는 경우, 선택적 가열의 예가 설명된다.

여기서, 제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 전력의 크기는 일례로 50W로 고정되었고, 상호간에 위상 차이가 발생되었다. 도 5b에 도시된 바와 같이 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B) 모두 433MHz 대역에서 반사 계수가 -10dB 이하이므로 임피던스 정합이 됨을 볼 수 있다. 이러한 위상 차이에 따른 선택적 가열의 시뮬레이션 결과가 도 6a 내지 도 6g에 도시되어 있다.

도 6a 내지 도 6g는 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 위상 가변 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.

여기서, 상술한 바와 같이, 제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 전력의 크기는 일례로 대략 50W로 고정되고, 위상만이 변화되며 전자기파가 집중되는 위치의 변화가 조사되었다.

즉, 제1안테나(150A)의 위상이 대략 90°로 고정되고, 제2안테나(150B)의 위상이 대략 0° ~ 180°까지 대략 30° 간격으로 변화되었을 때, 시료 윗면에서의 전계 필드의 세기가 조사되었다. 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 위상에 따라 전계의 세기가 변함을 확인할 수 있다.

반대로 제2안테나(150B)의 위상이 고정되고 제1안테나(150A)의 위상이 대략 0° ~ 180° 까지 대략 30° 간격으로 변화되었을 경우 도 6a 내지 도 6g와 반대의 방향으로 전자기파의 세기가 움직임을 시뮬레이션을 통해 알 수 있었다.

따라서, 제1안테나(150A)와 제2안테나(150B)에 인가되는 파워가 동일하지만, 위상이 다를 경우에도 쿠킹 챔버 내의 선택적 가열이 가능함을 알 수 있다.

도 7a 내지 도 7f는 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 파워 가변 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.

본 발명의 다양한 실시예에서는, 도 5a에 도시된 제1,2안테나(150A,150B)의 배열 구조에서 제1,2안테나(150A,150B)의 위상은 동일하게 두고, 제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 전력의 크기만을 변화시킴으로써, 선택적 가열이 가능한지 시뮬레이션되었다.

예를 들여, 제1안테나(150A)에는 파워가 대략 50W로 공급되고, 제2안테나(150B)에는 파워가 대략 50W ~ 0W로 가변되어 공급되었다. 이에 따라 시료 윗면에서의 전계 필드 세기 변화가 도 7a 내지 도 7f에 도시되었다.

도 7a 내지 도 7f에 도시된 바와 같이, 전자기파의 집중 위치가 변하는 것을 볼 수 있다. 반대로 제2안테나(150B)의 파워가 대략 50W로 고정되고, 제1안테나(150A)의 파워가 대략 50W ~ 0W로 가변되면, 도 7a 내지 도 7f와는 반대의 방향으로 전자기파가 집중되는 위치가 이동하는 것을 볼 수 있다.

따라서 제1,2안테나(150A,150B)에 인가되는 위상은 동일하게 유지하고(즉, 위상 차이가 없도록 하고), 파워가 상호간 다르게 되도록 조절하여도, 쿠킹 챔버 내에서 소정 영역에 대한 선택적 가열이 가능함을 알 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나의 배열 구조 및 이에 따른 반사 계수 특성을 도시한 도면이다. 도 8b에서, X축은 주파수이고, Y축은 반사 계수를 의미한다.

본 발명의 다양한 실시예는, 제3안테나(150C)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예는 제1,2,3안테나(150A,150B,150C)를 사용하여 쿠킹 챔버(160)의 내부를 4개의 영역(m1, m2, m3, m4)으로 나누어 각각에 대해 선택적으로 전자기파를 집중할 수 있도록 하였다.

도 4a에 도시된 바와 같이 제1안테나(150A) 및 제2안테나(150B)를 오븐의 상면(165)과 우면(164)에 각각 설치하고, 제3안테나(150A)를 오븐의 후면(162)에 설치하여, 오븐의 종축 방향으로도 전자기파가 집중되는 위치가 가변되도록 하였다.

또한, 제1,2,3안테나(150A,150B,150C)에 인가되는 파워와 위상을 가변하여, 4개의 시료에 유기되는 전계의 세기를 시뮬레이션하였다.

시료의 매질에 상관없이 제1,2,3안테나(150A,150B,150C)에 인가되는 파워의 크기와 위상에 따라 m1, m2, m3, m4 위치에 놓인 시료에 인가되는 최대 전계 강도의 크기가 아래 표 2와 같이 변화가 있음을 확인하였다.

이것은 인가한 파워의 크기와 위상의 몇 가지 예를 제시한 것이지만, 더 다양한 조합을 이용하면 필요 시 더 많은 시료를 선택적으로 가열할 수 있음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 냉장고에 설치된 저주파 대역 오븐의 일례를 도시한 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은 냉장고(200)에 설치될 수 있다. 냉장고(200)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 냉동실 및 이를 막는 냉동실 도어(210), 냉장실 및 이를 막는 냉장실 도어(220)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은 냉동실 도어(210)에 설치될 수 있다. 물론, 이밖에도 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은 냉장실 도어(220), 냉동실의 내부 및/또는 냉장실의 내부에 설치될 수도 있음은 당연하다. 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐(100)은, 마그네트론 및 도파관 등을 갖지 않기 때문에, 도면에 도시된 것보다 훨씬 작게 또는 얇게 형성 및 설치될 수 있음은 당연하다. 도면 중 미설명 부호 230은 홈바이다.

이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에서는 저주파 대역 오븐(100)을 냉장고(200)에 임베디드된 형태로 제공함으로써, 냉장고의 편의성 및 품질을 더욱 향상시킬 수 있고, 또한 고급화시킴으로써, 새로운 형태의 냉장고 시장을 개척할 수 있게 된다.

한편, 일반적으로 RF 분야에서, 1,000 MHz(1 GHz)의 주파수를 기준으로 "고주파"와 "저주파"로 분류하는데, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 대역 오븐은 상술한 바와 같이 Sub-GHz(1 GHz 이하)에서 구동한다. 특히, 주파수 대역이 400 내지 500 MHz 대역인 이유는 그 주파수 대역이 산업, 과학, 의료용 기기 등에서 정부로부터 별도의 사용허가 없이 사용할 수 있는 주파수 대역 즉, ISM 밴드(Industrial Scientific Medical Band)이기 때문이다. 물론, 경우에 따라 915 MHz, 13.56 MHz, 그리고 27 MHz 등도 ISM 밴드로 사용될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에 채택될 수 있다.

현재 2450 MHz 대역은 상술한 바와 같이 WiFi 및 IoT의 주력 주파수 대역으로 근거리 통신 시 간섭 등의 문제가 있고, 또한 IoT의 활성화와 더불어 이 문제는 더욱 심화 될 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예에서와 같이, 433 MHz는 주파수 특성이 상대적으로 가열/해동 대상의 심부에 깊게 침투함에 따라, 균일한 가열/해동이 가능하다.

또한, 기본적으로 MHz 단위이든 KHz 단위이든 모두 안테나를 통하여 RF를 방사하지만, 주파수 파형(waveform)이 틀리고 이를 증폭하는 기술이 상이하여 이를 "매질(material/food)"에 공진(resonating)을 일으키는 점을 찾기 매우 어려우나, 상술한 바와 같이 본원 발명에서는 예를 들면, 400 내지 500 MHz의 주파수 대역에서 이를 찾았다.

더불어, 433 MHz는 2450 MHz에 비해 파장(wavelength)이 대략 4배 정도 크므로, 이와 같이 주파수를 낮추면 기구나 안테나가 매우 커진다. 따라서, 이를 상업용 오븐이나 해동기 등의 구조물 안에 집어넣는 것이 매우 어려웠다. 그러나, 본 발명에서와 같이 예를 들면 패치 타입의 안테나를 이용함으로써, Sub-Giga Hz 대역의 RF 전자기파를 작은 구조물 내에서 용이하게 방사할 수 있다.

그리고, 2450 MHz의 고주파 RF 구동 시스템은 이미 기구나 안테나 등이 지난 60 여년 동안 적용 환경이 구축되어 애플리케이션이 Sub-Giga에 비해 개발이 훨씬 쉬우므로 많은 응용과 연구가 이루어져 있지만, 본 발명에 따른 433 MHz 대역의 RF 전자기파를 이용한 오븐은 전세계적으로 최초로 시도된 기술이다.

마지막으로, "마그네트론"은 2.45 GHz의 주파수와 1 kW의 고출력에만 기구적으로 설계되어 나오기 때문에, 전류 소모도 훨씬 높다. 그러나, 본 발명의 실시예에서와 같이 반도체 소자를 사용하면 주파수와 출력을 얼마든지 필요에 맞게 커스토마이징(customizing)을 할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나 및 이를 이용한 오븐을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100; 저주파 대역 오븐
110; 전원 공급부 120; 제어부
121; 신호 발생부 130A,103B; 제1,2위상 쉬프터
140A,140B; 제1,2전력 증폭부 150A,150B; 제1,2안테나
151; 사각 패치부 152; 제1접지 스트립
153; 제2접지 스트립 154; 급전부
160; 쿠킹 챔버 161; 도어면
162; 후면 163,164; 좌,우면
165,166; 상,하면

Claims (11)

1. 쿠킹 챔버의 내면에 설치된 제1안테나; 및
   상기 쿠킹 챔버의 내면에 상기 제1안테나로부터 이격되어 설치된 제2안테나를 포함하고,
   상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 위상이 상호간 다르거나 또는 상기 제1,2안테나에 각각 인가되는 파워가 상호간 다르게 설정되어 상기 쿠킹 챔버의 내부에 대한 선택적 가열이 가능하고,
   상기 제1,2안테나는 각각
   상기 쿠킹 챔버의 내면으로부터 이격되어 평행하게 설치되며, 길이와 폭을 갖는 사각 패치부;
   상기 사각 패치부의 대향되는 양측변과 양측 하부 모서리에 설치되고 폭을 갖는 한쌍의 제1접지 스트립;
   상기 사각 패치부의 하변 중앙에 설치되고 폭을 갖는 제2접지 스트립; 및
   상기 제1접지 스트립의 사이로서 상기 제2접지 스트립과 마주보는 상기 사각 패치부의 한 영역에 설치된 폭을 갖는 급전부를 포함하며, 상기 제1,2접지 스트립의 폭이 상기 급전부의 폭보다 큰 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 쿠킹 챔버의 내면은
   도어면;
   상기 도어면과 대향되는 뒷쪽에 설치된 후면;
   상기 도어면과 후면 사이의 좌,우측에 각각 설치된 좌면과 우면; 및
   상기 도어면과 후면 사이의 상,하측에 각각 설치된 상면과 하면을 포함함을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1안테나는 상기 상면에 설치되고, 상기 제2안테나는 상기 좌면 또는 우면에 설치된 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
5. 제 4 항에 있어서,
   제3안테나를 더 포함하고,
   상기 제3안테나는 상기 후면에 설치된 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1안테나는 상기 상면의 좌측 영역에 설치되고, 상기 제2안테나는 상기 상면의 우측 영역에 설치된 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2안테나 사이의 위상 차이는 0도 내지 180도인 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2안테나 사이의 파워 차이는 0와트 내지 3000와트인 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2안테나는 430 MHz 내지 435 MHz의 주파수를 갖는 전자기파를 출력함을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 히팅 안테나.
10. 직류 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 주파수 제어 신호 및 증폭 제어 신호를 각각 출력하는 제어부;
    상기 제어부의 주파수 제어 신호를 입력받아 저주파수 대역의 RF 전자기파 신호를 출력하는 신호 발생부;
    상기 신호 발생부로부터 RF 전자기파 신호 및 상기 제어부로부터 증폭 제어 신호를 각각 입력받아 상기 RF 전자기파를 증폭하여 상기 제 1 항에 기재된 제1안테나에 출력하는 제1전력 증폭부; 및
    상기 신호 발생부로부터 RF 전자기파 신호 및 상기 제어부로부터 증폭 제어 신호를 각각 입력받아 상기 RF 전자기파를 증폭하여 상기 제 1 항에 기재된 제2안테나에 출력하는 제2전력 증폭부를 포함함을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 오븐.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 발생부와 상기 제1전력 증폭부 사이에는 상기 제어부에 의해 위상 제어되는 제1위상 쉬프터가 연결되고,
    상기 신호 발생부와 상기 제2전력 증폭부 사이에는 상기 제어부에 의해 위상되어되는 제2위상 쉬프터가 연결된 것을 특징으로 하는 선택적 가열이 가능한 저주파 대역 오븐.
    

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