KR102137467B1 - 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조리실의 상부에서 마이크로파를 균일하게 방사할 수 있고, 마이크로파 방사 시 도파관 안에서 반사파를 상쇄시킬 수 있는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지를 개시한다. 상기 방사 모듈은, 조리실 상부에 구성되며 마그네트론의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성하는 제1 및 제2 도파관들;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 도파관의 저면에 복수 개의 쌍 슬롯 안테나가 상기 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되도록 형성되며, 각각의 상기 쌍 슬롯 안테나는 두 개의 슬롯 안테나를 포함하고, 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 마이크로파의 진행 방향에 대해 제1 이격 거리를 가지면서 해당 도파관의 중심선을 기준으로 서로 반대 쪽에 엇갈리도록 배치된다.

Description

방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지{RADIATION MODULE AND MICROWAVE RANGE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전자 레인지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파를 조리실의 상부에서 균일하게 방사하는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지에 관한 것이다.

전자 레인지는 음식물을 조리하기 위하여 조리실 내부에 마이크로파를 방사하는 구성을 갖는다.

일반적인 전자 레인지는 조리실 측면의 전장실에 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 구비하며 조리실의 측벽을 통하여 조리실로 마이크로파를 방사하도록 구성된다. 이러한 측면 방사식 전자 레인지는 조리실의 측벽을 통하여 마이크로파가 방사되므로 조리실 내의 음식물을 균일하게 가열시키기 위하여 음식물을 회전시킬 필요가 있다. 그러므로, 측면 방사식 전자 레인지는 음식물을 회전시키기 위한 부품들을 필요로 하며, 이를 위하여 조리실 내와 하부 공간에 턴테이블, 롤러들 및 모터와 같은 부품들이 구성된다.

한편, 조리실 상부에서 조리실로 마이크로파를 방사하는 상면 방사식 전자 레인지가 개발되고 있으며, 이러한 상면 방사식 전자 레인지는 조리실의 상부에서 마이크로파를 균일하게 조리실 내로 방사하는 기술이 요구된다.

한국 등록특허 제10-1781477호(등록일: 2017. 09. 19. : 전자 레인지 및 그의 방사 모듈)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 조리실의 상부에서 마이크로파를 균일하게 방사할 수 있는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 조리실 상부에서 마이크로파 방사 시 도파관 안에서 반사파를 상쇄시킬 수 있는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 쌍을 이루도록 인접하게 형성되는 두 개의 슬롯 안테나 간의 커플링을 줄여서 도파관에서 조리실로 방사되는 마이크로파의 방사 효율을 개선할 수 있는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사 모듈은, 조리실 상부에 구성되며 마그네트론의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성하는 제1 및 제2 도파관들;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 도파관의 저면에 복수 개의 쌍 슬롯 안테나가 상기 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되도록 형성되며, 각각의 상기 쌍 슬롯 안테나는 두 개의 슬롯 안테나를 포함하고, 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 마이크로파의 진행 방향에 대해 제1 이격 거리를 가지면서 해당 도파관의 중심선을 기준으로 서로 반대 쪽에 엇갈리도록 배치되며, 상기 제1 이격 거리는 도파관 내 상기 마이크로파의 파장의 1/4에 해당함을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자 레인지는, 조리실; 안테나를 통하여 마이크로파를 방사하는 마그네트론; 및 상기 안테나에서 방사되는 상기 마이크로파를 상기 조리실의 상부로 안내하는 방사 모듈;을 포함하며, 상기 방사 모듈은, 조리실 상부에 구성되며 마그네트론의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성하는 제1 및 제2 도파관들;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 도파관의 저면에 복수 개의 쌍 슬롯 안테나가 상기 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되도록 형성되며, 각각의 상기 쌍 슬롯 안테나는 두 개의 슬롯 안테나를 포함하고, 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 마이크로파의 진행 방향에 대해 제1 이격 거리를 가지면서 해당 도파관의 중심선을 기준으로 서로 반대 쪽에 엇갈리도록 배치되며, 상기 제1 이격 거리는 도파관 내 상기 마이크로파의 파장의 1/4에 해당함을 특징으로 한다.

본 발명은 쌍 슬롯 안테나들이 도파관의 마이크로파 진행방향을 따라 배열되고 한 쌍의 도파관이 수평으로 평행하게 형성됨으로써 마이크로파가 조리실 내에 균일하게 방사될 수 있으므로 음식물을 균일하게 조리할 수 있다.

또한, 본 발명은 쌍 슬롯 안테나의 두 개의 슬롯 안테나를 도파관의 중심선을 기준으로 반대쪽에 엇갈리고 중심 간의 거리가 도파관 내의 마이크로파 파장의 1/4을 가지도록 배치함으로써 두 개의 슬롯 안테나에 의한 도파관 내의 반사파들을 상쇄시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 쌍 슬롯 안테나를 이루는 두 개의 슬롯 안테나를 서로 마주하지 않도록 도파관의 중심선을 기준으로 반대쪽에 형성한다. 그러므로, 본 발명은 두 개의 슬롯 안테나 간의 커플링을 최소화할 수 있고, 두 개의 슬롯 안테나가 독립적으로 작용하는 것을 보장할 수 있다. 그 결과 마이크로파의 방사 효율이 향상 될 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 쌍 슬롯 안테나를 이용하여 마이크로파를 조리실 내로 방사함으로써 공간적으로 균일한 마이크로파를 방사할 수 있고, 두 개의 슬롯 안테나에서 방사되는 마이크로파들의 위상 차와 도파관 내의 마이크로파의 진행 효과에 의해서 조리물에 대해 시간적으로 균일한 가열 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 레인지를 예시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 조리실 상부에 채용되는 방사 모듈을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 방사 모듈의 단면도이다.
도 4는 도 2의 도파관에 배치되는 쌍 슬롯 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 쌍 슬롯 안테나의 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방사 모듈의 방사 효율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 마이크로파의 방사에 의한 전기력선을 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.

본 실시예는 조리실의 상부에서 높은 효율로 마이크로파를 균일하게 방사할 수 있고, 도파관 안의 반사파를 상쇄시킬 수 있는 방사 모듈 및 이를 포함하는 전자 레인지를 개시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 레인지를 예시한 사시도이다.

도 1을 참고하면, 전자 레인지는 도어(5) 및 조작 버턴들과 동작 상태를 표시하는 제어 패널(7)을 포함한다. 그리고, 전자 레인지는 도어(5)에 의해 개폐 가능한 조리실(10)을 포함하고, 조리실(10)은 수납된 음식물을 조리하기 위한 내부 공간을 갖는다.

전자 레인지는 조리실(10)과 전장실로 구분될 수 있으며, 전장실은 조리실(10)의 일측 공간, 예를 들면 제어 패널(7)의 뒤쪽 공간에 형성될 수 있다. 전장실은 조리실(10)과 같이 케이스(도시되지 않음)에 의해 커버되는 공간이며, 후술하는 마그네트론(20), 후술하는 방사 모듈(30)의 일부, 제어 패널(7)의 인쇄회로기판 그리고 배선 등의 부품을 실장하기 위해서 이용된다.

도 2는 도 1의 조리실(10) 상부에 채용되는 방사 모듈(30)을 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 방사 모듈의 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 방사 모듈(30)은 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2), 및 마그네트론(20)을 포함한다.

마그네트론(20)은 미리 설정된 주파수의 마이크로파를 생성하고, 안테나(22)를 통해서 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2) 방향으로 마이크로파를 방사한다.

제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 조리실(10) 상부에 구성되며 마그네트론(20)의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성한다.

보다 구체적으로, 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 마그네트론(20)이 위치한 영역에서 일체로 연결되며, 마그네트론(20)의 위치로부터 갈라져서 동일 방향 즉 조리실(10) 상부로 수평으로 서로 이격 연장되며 대칭된 경로들을 형성하는 포크형으로 구성된다.

즉, 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 마그네트론(20)의 안테나(22)에서 방사되는 마이크로파를 조리실(10)의 상부에 각각 도입하여 서로 평행하게 안내한다.

제1 및 제2 도파관(TL1, TL2) 각각은 저면에 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되는 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(도 4, SA1, SA2, SA3)를 포함한다. 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 마이크로파를 진행시키면서 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(SA1, SA2, SA3)를 통하여 하부의 조리실(10)로 마이크로파를 방사한다.

도 4는 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)의 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)에 포함된 슬롯 안테나들(S1, S2)의 이격 거리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 마그네트론(20)을 기준으로 양방향으로 나뉘어 수평으로 서로 이격되며 동일한 구조를 가지며 마이크로파를 조리실(10) 상부로 도입한 후 서로 평행하게 안내하도록 구성된다.

그리고, 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)의 저면에는 각각 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(도 4, SA1, SA2, SA3)가 동일한 패턴으로 형성된다. 본 실시예는 조리실 안으로의 방사 효율을 극대화하고 도파관 안에서 반사파를 최소화하도록 쌍 슬롯 안테나들을 하기와 같이 배치한다.

복수 개의 쌍 슬롯 안테나(SA1, SA2, SA3) 각각은 한 쌍을 이루는 슬롯 안테나(S1, S2)를 포함하며, 한 쌍을 이루는 슬롯 안테나(S1, S2)는 장축 중심 간의 제1 이격 거리(d1)가 도파관 내 마이크로파 파장의 1/4을 갖도록 형성된다.

여기에서, 슬롯 안테나들(S1, S2)의 각각의 장축은 관통된 공간에 대한 길이 방향의 축으로 이해할 수 있으며 폭의 중심에 형성되는 것으로 이해할 수 있다. 그러므로, 각 슬롯 안테나(S1, S2)의 장축 중심은 각 슬롯 안테나(S1, S2)의 길이의 중심으로 이해될 수 있다.

상기한 슬롯 안테나들(S1, S2)은 관통공을 형성하기 위한 한 쌍의 사각 관통구 및 연결 관통구를 포함하며, 연결 관통구는 양단의 동일한 면적의 사각 관통구들을 연결한다. 연결 관통구는 사각 관통구보다 좁은 폭을 갖는다. 제1 및 제2 슬롯 안테나(S1, S2)의 공진 커패시턴스는 연결 관통구의 폭에 의해 조절될 수 있으며, 폭이 좁아지면 공진 커패시턴스가 커지고 넓어지면 공진 커패시턴스가 작아진다. 슬롯 안테나들(S1, S2)은 사각 관통구들이 연결 관통구를 중심으로 대칭되게 형성된 아령 형상을 갖도록 예시된다.

복수 개의 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)에 형성되는 상기한 한 쌍의 슬롯 안테나(S1, S2)는 장축이 도파관들의 중심선(CL)과 평행하게 배치된다.

상기와 같이 구성된 한 쌍을 이루는 슬롯 안테나들(S1, S2)은 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)의 중심선(CL)을 기준으로 서로 엇갈리게 배치된다. 보다 구체적으로, 한 쌍을 이루는 슬롯 안테나들(S1, S2)은 해당 도파관의 중심선(CL)을 기준으로 서로 마주하지 않으면서 장축 중심 간이 도파관의 마이크로파 파장의 1/4에 해당하는 이격 거리를 갖도록 형성된다.

그리고, 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(SA1, SA2, SA3)의 두 개의 슬롯 안테나(S1, S2)는 동일한 패턴으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(SA1, SA2, SA3)의 두 개의 슬롯 안테나(S1, S2)는 엇갈린 패턴과 형상이 동일하도록 형성될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 제1 및 제2 도파관들(TL1, TL2)은 서로 평행하게 대칭되게 형성되어서 마그네트론(20)에서 방사되는 마이크로파를 조리실 상부에서 동일 방향으로 진행시키고, 제1 및 제2 도파관들(TL1, TL2)의 복수 개의 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)은 동일한 배열 구조로 형성되어서 하부의 조리실(10)로 마이크로파를 방사하며, 각 안테나들(SA1, SA2, SA3)은 동일한 패턴과 형상으로 형성된 두 개의 슬롯 안테나(S1, S2)를 포함한다.

인접한 쌍 슬롯 안테나들은 마이크로파가 진행하는 방향으로 도파관 내 마이크로파 파장의 1/2만큼 이격되도록 형성된다. 그러므로, 인접한 쌍 슬롯 안테나들 간에 방사되는 마이크로파의 위상은 반대이다.

한편, 본 실시예는 제1 및 제2 도파관들(TL1, TL2)의 저면에 3개의 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)을 형성하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 쌍 슬롯 안테나들의 개수는 조리실(10)의 면적에 따라 그 개수가 결정될 수 있다.

마이크로파의 출력은 도파관을 따라 진행할수록 감소된다. 상기한 마이크로파의 출력 감소가 보상되지 않으면 마이크로파는 복수 개의 쌍 슬롯 안테나 별로 균일한 양으로 방사되기 어렵다.

상기와 같이 마이크로파가 도파관을 따라 진행할수록 감소되는 것을 보상하기 위하여, 제1 및 제2 도파관들(TL1, TL2) 별로 배열된 쌍 슬롯 안테나 단위 또는 또는 슬롯 안테나 단위로 마이크로파의 도달 순서가 늦을수록 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 더 길게 형성될 수 있다.

제1 예로서, 쌍 슬롯 안테나 단위로, 슬롯 안테나들의 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 마이크로파의 도달 순서가 늦는 만큼 길게 형성될 수 있다.

이 경우, 마이크로파의 도달 순서에 따라서, 제3 쌍 슬롯 안테나(SA3)의 슬롯 안테나들(S1, S2)은 제2 쌍 슬롯 안테나(SA2)의 슬롯 안테나들(S1, S2) 보다 중심선(CL)과의 제2 이격 거리(d2)가 더 길고, 제2 쌍 슬롯 안테나(SA2)의 슬롯 안테나들(S1, S2)은 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1)의 슬롯 안테나들(S1, S2)보다 중심선(CL)과의 제2 이격 거리(d2)가 더 길게 형성된다.

이때, 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1~SA3)의 슬롯 안테나들(S1, S2)은 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 동일하거나 마이크로파의 도달 순서가 늦은 것의 제2 이격 거리(d2)가 더 길도록 형성될 수 있다. 그리고, 제2 및 제3 쌍 슬롯 안테나(SA2, SA3)의 슬롯 안테나들(S1, S2)도 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1)와 동일한 패턴으로 구성될 수 있다.

제2 예로, 슬롯 안테나 단위로, 모든 슬롯 안테나들이 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 마이크로파의 도달 순서가 늦는 만큼 길게 형성될 수 있다.

이 경우, 마이크로파의 도달 순서에 따라서, 마이크로파의 도달 순서가 가장 빠른 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1)의 슬롯 안테나(S1)가 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 가장 짧다. 그리고, 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1)의 슬롯 안테나(S2), 제2 쌍 슬롯 안테나(SA2)의 슬롯 안테나(S1) 및 슬롯 안테나(S2), 제3 쌍 슬롯 안테나(SA3)의 슬롯 안테나(S1)의 순으로 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 점차 길게 형성되며, 제3 쌍 슬롯 안테나(SA3)의 슬롯 안테나들(S2)가 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 가장 길다.

상기한 경우, 상기한 제1 내지 제3 쌍 슬롯 안테나(SA1~SA3) 각각에서 슬롯 안테나(S1) 보다 슬롯 안테타(S2)의 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)가 더 길다.

또한, 마이크로파가 도파관을 따라 진행할수록 감소되는 것을 보상하기 위하여, 제1 및 제2 도파관들(TL1, TL2)은 마그네트론(20)으로부터 직선 방향의 단부까지 점차적으로 높이가 낮아지는 경사면을 갖도록 설계될 수 있다. 도파관은 높이가 낮아질수록 높은 컨덕턴스를 갖는다.

즉, 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)은 마이크로파의 진행에 따른 출력 감소를 높이의 변화에 따라 점차 높아지는 컨턱턴스로써 보상할 수 있다.

상술한 구성에 의하여, 본 실시예는 각 쌍 슬롯 안테나 단위 또는 각 슬롯 안테나 단위의 도파관의 중심선(CL)에 대한 제2 이격 거리(d2)의 변화와 슬롯 안테나의 위치별 도파관의 높이의 변화에 의해서 마이크로파의 출력을 위한 슬롯 안테나 별 컨덕턴스를 조절할 수 있다.

그 결과, 마이크로파는 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)에 형성된 복수 개의 쌍 슬롯 안테나(SA1, SA2, SA3) 별로 조리실(10)로 균일하게 방사될 수 있다.

또한, 본 실시예는 제1 및 제2 도파관(TL1, TL2)의 각각의 쌍 슬롯 안테나의 슬롯 안테나들(S1, S2)에서 방사되는 마이크로파들이 서로 1/4 주기만큼 위상차를 가지고, 서로 1/4 주기만큼 위상차를 갖는 마이크로파들의 방사가 도파관 내의 마이크로파 진행을 따라가므로, 조리실(10) 내에서 방사되는 마이크로파의 시간적 평균이 균일한 공간적 분포를 가진다.

한편, 쌍 슬롯 안테나에 포함된 슬롯 안테나(S1)와 슬롯 안테나(S2)는 상술한 바와 같이 도파관의 중심선(CL)을 기준으로 엇갈리게 배치된다. 이러한 배치는 쌍 슬롯 안테나를 이루는 두 개의 슬롯 안테나(S1, S2) 간의 거리를 현저하게 증가시키며 두 개의 슬롯 안테나(S1, S2) 간의 커플링을 최소화할 수 있다. 이는 슬롯 안테나(S1, S2)의 커플링에 의해 서로 다른 주파수를 갖는 두 개의 새로운 결합 모드로 분리되는 현상을 방지한다.

따라서, 슬롯 안테나들(S1, S2)이 서로 독립적으로 작용하여, 각각의 슬롯 안테나(S1, S2)에서 발생하는 두 개의 반사파는 도파관 안에서 서로 상쇄 간섭함으로써, 반사파 상쇄라는 소기의 목적을 충분히 달성할 수 있다.

만약 방사가 일어나는 조리실에서의 마이크로파가 도파관에서와 같은 방향으로 진행하고 도파관에서와 같은 파장을 가진다면, 도파관의 중심선(CL)을 기준으로 엇갈리게 배치된 슬롯 안테나들(S1, S2)에서 방사되는 두 개의 마이크로파는 서로 상쇄 간섭되며, 결과적으로 마이크로파의 방사가 거의 일어날 수 없다.

그러나, 조리실은 도파관의 공간보다 훨씬 크다. 그러므로, 조리실 내에 방사되는 마이크로파는 도파관 내와 다른 거의 자유공간에서의 파장을 가지며 3차원적으로 다양한 진행 방향을 갖는다. 그러므로, 조리실(10) 내에서 마이크로파는 도파관 내에서와 다르게 합성된다.

실제로, 도 6의 에스-파라미터(S-parameter) 전산모사 데이터에서 보듯이, 반사파는 수 % 내로 제한되면서도 95%에 가까운 방사를 가지도록 설계할 수 있다.

더욱이, 조리실(10) 안에서의 전기장 분포의 시간적 변화를 전산모사를 통하여 계산해 보면, 쌍 슬롯 안테나들(SA1, SA2, SA3)에서 방사되는 마이크로파는 시간적으로 도파관 안에서와 같은 방향으로 진행하는 특징을 확인할 수 있다.

그리고, 도파관을 따라 배치된 쌍 슬롯 안테나들(SA1~SA3)에서 방사된 마이크로파의 전기장은 서로 간섭성(coherent)을 가짐으로써 도파관에 수직한 방향을 갖는 선형 편광파를 형성한다.

한편, 인접한 쌍 슬롯 안테나들은 마이크로파가 진행하는 방향으로 도파관 내 마이크로파 파장의 1/2만큼 이격되도록 형성되므로 조리실(10)로 위상이 반대인 마이크로파들을 방사한다.

즉, 전기장의 방향이 반대인 인접한 쌍 슬롯 안테나들(예시적으로, 제1 쌍 슬롯 안테나(SA1) 및 제2 쌍 슬롯 안테나(SA2))은 도 7과 같이 도파관에 수직한 방향의 선형 편광이면서도 서로 반대 방향의 전기력선을 교대로 형성하는 성향이 강하다. 이 경우, 서로 방향이 반대인 선형 편광의 경우, 사이 공간에 전기장이 영(Zero)이 되는 지점인 골이 형성되어 조리실(10)의 음식물을 균일 가열하는 면에서 떨어질 수 있다. 그러나, 이 경우에도 위에서 기술한 진행파 효과 때문에 상당한 시간 평준화가 일어나서 개선된 균일 가열 효과가 얻어질 수 있다.

따라서, 본 실시예는 도파관의 중심선(CL)을 기준으로 엇갈리게 배치된 슬롯 안테나를 갖는 쌍 슬롯 안테나를 이용함으로써 방사 효율을 95% 이상 구현한 상태에서 반사파를 수 %대로 가깝게 최소화할 수 있고, 조리실 안에서는 여전히 진행파로 인한 시간 평준화 효과로 균일 가열 면에서 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.

또한, 한 쌍을 이루는 슬롯 안테나(S1, S2)는 도파관 내에서의 마이크로파의 파장의 1/4에 해당하는 거리만큼 이격됨에 따라 1/4 주기의 위상차를 갖도록 마이크로파를 조리실(10)로 방사한다. 그에 따라, 1/4주기의 위상차를 갖도록 합성된 마이크로파가 조리실(10) 내부의 조리물을 가열할 수 있어서, 본 실시예는 가열 효과에 대한 시간적 균질화를 기대할 수 있다.

한편, 본 실시예는 마이크로파 투과형 석쇠를 조리실 내의 하단에 배치할 수 있다. 일례로, 석쇠는 선형 편광에 수직한 방향으로 금속선을 촘촘히 배치하고, 편광 방향으로 조리실 내의 마이크로파 파장의 1/2배 간격으로 보강용 금속선을 배치하며, 바닥에서 조리실 내의 마이크로파 파장의 1/4, 또는 그 홀수 배만큼 떨어진 높이에 배치할 수 있다. 조리실 안에서 마이크로파의 전기력선이 대체적으로 평행하게 일정한 방향으로 형성되기 때문에, 마이크로파 투과형 석쇠를 사용할 수 있다. 이는 조리물 하면에도 최대한의 마이크로파를 형성할 수 있기 때문에 상하 균일한 가열을 기대할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 조리실의 상부에서 마이크로파를 균일하게 방사하므로 음식물을 균일하게 조리할 수 있다.

또한, 본 실시예는 쌍 슬롯 안테나를 이루는 두 개의 슬롯 안테나의 중심 간의 거리가 도파관 내에서의 마이크로파 파장의 1/4을 가지도록 배치하고 도파관의 중심선을 기준으로 서로 엇갈리게 배치함으로써 반사파를 도파관 안에서 상쇄시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 쌍 슬롯 안테나를 이용하여 마이크로파를 조리실 내로 방사함으로써 공간적으로 균일한 마이크로파를 방사할 수 있고, 두 개의 슬롯 안테나에서 방사되는 마이크로파의 위상 차에 의해서 시간적으로 균일한 가열 효과를 얻을 수 있다.

Claims (15)

1. 조리실 상부에 구성되며 마그네트론의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성하는 제1 및 제2 도파관들;을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 도파관의 저면에 복수 개의 쌍 슬롯 안테나가 상기 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되도록 형성되며,
   인접한 상기 쌍 슬롯 안테나들은 상기 마이크로파가 진행하는 방향으로 상기 마이크로파의 도파관 내 파장의 1/2만큼 이격되도록 형성되고,
   각각의 상기 쌍 슬롯 안테나는 두 개의 슬롯 안테나를 포함하며,
   상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 마이크로파의 진행 방향에 대해 제1 이격 거리를 가지면서 해당 도파관의 중심선을 기준으로 서로 반대 쪽에 엇갈리도록 배치되고,
   상기 제1 및 제2 도파관 별로 배열된 상기 슬롯 안테나들은 상기 마이크로파의 도달 순서가 늦을수록 상기 중심선에 대한 제2 이격 거리가 더 길게 형성되며,
   상기 제1 이격 거리는 도파관 내 상기 마이크로파의 파장의 1/4에 해당함을 특징으로 하는 전자 레인지의 방사 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 도파관은 상기 조리실의 상부에 수평으로 서로 이격되며 동일한 구조를 갖는 전자 레인지의 방사 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 도파관은 상기 마그네트론이 위치한 영역에서 일체로 연결되며 상기 마그네트론의 위치로부터 갈라져서 동일 방향으로 연장되는 대칭된 상기 경로들을 형성하는 전자 레인지의 방사 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,
   각각의 상기 쌍 슬롯 안테나의 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 중심선과 평행한 장축을 갖도록 형성되는 전자 레인지의 방사 모듈.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   각각의 상기 쌍 슬롯 안테나의 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 중심선에 대해 동일한 상기 제2 이격 거리를 갖도록 형성되는 전자 레인지의 방사 모듈.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 도파관 별로 상기 복수의 쌍 슬롯 안테나의 두 개의 슬롯 안테나는 동일한 패턴으로 배치되는 전자 레인지의 방사 모듈.
9. 삭제
10. 조리실;
    안테나를 통하여 마이크로파를 방사하는 마그네트론; 및
    상기 안테나에서 방사되는 상기 마이크로파를 상기 조리실의 상부로 안내하는 방사 모듈;을 포함하며,
    상기 방사 모듈은,
    조리실 상부에 구성되며 마그네트론의 마이크로파의 안내를 위한 평행한 경로들을 형성하는 제1 및 제2 도파관들;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 도파관의 저면에 복수 개의 쌍 슬롯 안테나가 상기 마이크로파의 진행 방향을 따라 배열되도록 형성되며,
    인접한 상기 쌍 슬롯 안테나들은 상기 마이크로파가 진행하는 방향으로 상기 마이크로파의 도파관 내 파장의 1/2만큼 이격되도록 형성되고,
    각각의 상기 쌍 슬롯 안테나는 두 개의 슬롯 안테나를 포함하며,
    상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 마이크로파의 진행 방향에 대해 제1 이격 거리를 가지면서 해당 도파관의 중심선을 기준으로 서로 반대 쪽에 엇갈리도록 배치되고,
    상기 제1 및 제2 도파관 별로 배열된 상기 슬롯 안테나들은 상기 마이크로파의 도달 순서가 늦을수록 상기 중심선에 대한 제2 이격 거리가 더 길게 형성되고,
    상기 제1 이격 거리는 도파관 내 상기 마이크로파의 파장의 1/4에 해당함을 특징으로 하는 전자 레인지.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도파관은 상기 마그네트론이 위치한 영역에서 일체로 연결되며 상기 마그네트론의 위치로부터 갈라져서 상기 조리실의 상부에 수평한 동일 방향으로 서로 이격되어 연장되는 대칭된 상기 경로들을 형성하는 전자 레인지.
12. 삭제
13. 제 10 항에 있어서,
    각각의 상기 쌍 슬롯 안테나의 상기 두 개의 슬롯 안테나는 상기 중심선에 대해 동일한 상기 제2 이격 거리를 갖도록 형성되는 전자 레인지.
14. 삭제
15. 제 10 항에 있어서
    상기 제1 및 제2 도파관 별로 상기 복수의 쌍 슬롯 안테나의 두 개의 슬롯 안테나는 동일한 패턴으로 배치되는 전자 레인지.

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