KR19980053346A - 마그네트론의 고조파 감쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론의 고조파 감쇄장치에 관한 것으로서, 특히 기본파의 정수배로 발생하는 고조파를 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 마그네트론의 고조파 감쇄장치에 관한 것이다.

종래의 고조파 감쇄장치는 고조파 감쇄수단으로서 협대역의 쵸크를 사용하기 때문에 특정 주파수 대역의 고조파에 대해서는 감쇄특성이 좋으나 감쇄 대역폭이 작으므로 여러대역의 고조파를 감쇄시키려면 각각의 고조파 주파수 대역에 해당하는 쵸크를 설치해야만 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기위한 본 발명은 마그네트론의 출력단의 외주면에 커패시터 디스크를 형성하고, 출력단의 중앙부를 관통하는 리드선의 일정부위를 코일화하여 하나의 π형 저역필터를 구성하므로서, 기본파의 정수배로 발생하는 고조파를 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 마그네트론의 고조파 감쇄장치를 제공함을 목적으로 한다.

Description

마그네트론의 고조파 감쇄장치

본 발명은 마그네트론의 고조파 감쇄장치에 관한 것으로서, 특히 마그네트론의 출력단의 외주면에 커패시터 디스크를 형성하고, 출력단의 중앙부를 관통하는 리드선의 일정부위를 코일화하여 하나의 π형 저역필터를 구성하므로서, 기본파의 정수배로 발생하는 고조파를 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 마그네트론의 고조파 감쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 마그네트론이 발진을 하면 동작 주파수의 기본파 이외에도 이의 정수배 주파수를 가지는 고조파가 발생한다.

예를들면, 2450㎒에서 발진하는 마그네트론에서는 이 주파수의 기본파 이외에도 이의 2,3,4,5…… 즉, 정수배에 해당하는 주파수인 4900㎒, 7450㎒, 9800㎒, 12250㎒ 등과같은 고주파 신호가 발생하는데, 이를 일컬어 고조파(Harmonic)라고 한다.

하나의 기본파에 대해서 발생하는 고조파의 갯수는 이론적으로 무한개이며, 일반적으로 차수가 올라가면서 신호의 세기가 감소하는 경향을 가진다.

이러한 고조파는 전파장애의 주요한 원인이 되므로 세계 각국에서는 이 고조파의 세기를 법으로 규제하고 있으며, 전파의 활용도가 높아지고 통신의 응용분야가 확대되면서 이러한 방해전파에 대한 규제가 날로 강화되고 있는 실정이다.

상기 설명과 같이 마그네트론에서 발생되는 고조파를 억제하는 방법으로는 공진부의 구조 설계시 고조파의 발생을 가능한 한 줄이도록 설계하는 것과, 발생한 고조파가 마그네트론의 외부로 새어나가지 않도록 하는 방법이 있다.

현재에는 마그네트론의 출력부를 통해 고조파가 누설되지 않도록 하기위해 특정구조의 고조파 쵸크(Choke)를 출력부에 설치하는 방법이 주로 사용되고 있다.

도 1 은 고조파를 감쇄하기위한 종래의 장치를 도시한 것으로서, 마그네트론의 출력부를 도시한 것이다.

도 1 에 의하면, 마그네트론에서 발생된 발진 주파수는 애노드 몸체(1)의 끝단에 형성된 안테나 씰(A-Seal)(2)을 관통하는 출력리드선(3)을 통해 외부로 출력되도록 되어있고, 상기 출력리드선(3)이 관통되는 안테나 씰(2)의 내벽에는 협대역 감쇄특성을 갖는 하나이상의 고조파 감쇄용 쵸크(4)가 단방향으로 설치되어 있으며, 미설명부호 5는 안테나캡, 6은 절연을 위한 안테나 세라믹(Ceramic)이다.

이러한 고조파 감쇄장치는 마그네트론에서 발생된 주파수가 출력리드선(3)을 통해 외부로 출력되는 과정에서 발생하는 고조파가 쵸크(4)에 의해 감쇄되어 외부로 방출되지 않게된다.

상기 쵸크(4)는 병렬공진회로로 동작하며, 출력부 전송선로에 직렬로 삽입되어있다.

병렬공진회로는 공진주파수에서 최대의 임피던스를 갖게되므로, 상기 쵸크(4)의 공진주파수에 해당하는 고조파가 출력 리드선(3)을 통해 외부로 출력되지 않게되는 것이다.

한편, 도 2 는 종래 고조파 감쇄장치의 다른실시예를 도시한 것으로서,

특정대역의 고조파를 감쇄시키기위한 쵸크(4)가 서로 맞대어지도록 설치한 것으로서, 그 동작은 앞선 언급한 바와 동일하다.

그러나, 종래의 고조파 감쇄장치는 고조파 감쇄수단으로서 협대역의 쵸크를 사용하기 때문에 특정 주파수 대역의 고조파에 대해서는 감쇄특성이 좋으나 감쇄 대역폭이 작으므로 여러대역의 고조파를 감쇄시키려면 각각의 고조파 주파수 대역에 해당하는 쵸크를 설치해야만 하는 문제점이 있었다.

또한, 고조파 이외에도 마그네트론의 모우딩(Moding) 현상에 의해 발생하는 불필요한 주파수의 신호들도 감쇄하려면 별도의 쵸크를 별도로 설치하여야 하므로 제품의 생산단가가 상승되는 문제점이 있었다.

그리고, 여러대역의 고조파를 감쇄시키기위해 많은 갯수의 쵸크를 설치하게되면 마그네트론의 출력부 부피가 증가하게되는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기위한 본 발명은 마그네트론의 출력단의 외주면에 커패시터 디스크를 형성하고, 출력단의 중앙부를 관통하는 리드선의 일정부위를 코일화하여 하나의 π형 저역필터를 구성하므로서, 기본파의 정수배로 발생하는 고조파를 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 마그네트론의 고조파 감쇄장치를 제공함을 목적으로 한다.

도 1 은 종래 고조파 감쇄장치의 제 1 실시예를 보인 도면.

도 2 는 종래 고조파 감쇄장치의 제 2 실시예를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 고조파 감쇄장치를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 고조파 감쇄장치를 상세히 보인 상세도.

도 5 는 본 발명 고조파 감쇄장치의 등가회로를 보인 회로도.

도 6 은 본 발명의 감쇄특성을 보인 파형도.

도 7 은 본 발명의 제 1 실시예를 보인 도면.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예를 보인 도면.

도 9 는 본 발명의 제 2 실시예의 등가회로를 보인 회로도.

도 3 과 도 4 는 본 발명의 고조파 감쇄장치를 도시한 것으로서,

애노드 몸체(1)의 끝단에 형성된 안테나 씰(2)을 관통하는 출력리드선(3)을 통해 마그네트론에서 발생된 주파수가 외부로 출력되는 마그네트론에 있어서,

안테나 씰(2)의 내벽에 일정간격으로 2개의 커패시터 디스크(10)(11)를 설치하고, 상기 커패시터 디스크(10)(11)의 설치공간을 통과하는 출력리드선(3)의 일정부위를 꼬아서 코일(12)을 형성한 것을 특징으로하며, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 처리하였다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 도 3 내지 도 6 을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 고조파 감쇄장치는 도 4 에 도시된 바와같이 안테나 씰(2)의 내벽에 일정간격으로 2개의 커패시터 디스크(10)(11)를 설치하고, 커패시터 디스크(10)(11)의 설치공간을 지나는 출력리드선(3)을 꼬아서 코일(12)을 형성한 것이다.

상기 커패시터 디스크(10)(11)와 코일(12)의 조합은 π형 저역필터를 구성하게되며, 그 등가회로는 도 5 와 같이 코일(L)과 콘덴서(C1,C2)의 병렬접속으로 표현된다.

도 5 와 같이 구성된 π형 저역필터의 출력특성은 도 6 에 도시된 바와같이 특정 주파수대역 이내의 주파수는 감쇄없이 통과시키면서 특정 주파수대역을 초과하는 주파수는 감쇄된다.

또한, 상기 도 6 에서 알수있듯이 3㏈, 20㏈, 40㏈ 감쇄주파수인 f3㏈, f20㏈, f40㏈등은 회로의 입출력 특성 임피던스와 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)값에 의해 결정된다.

따라서, f3㏈ 주파수가 기본파의 주파수와 제 2 고조파의 사이에 존재하도록 설계하면 기본파는 감쇄없이 전송되고, 주파수 f3㏈ 이상의 고조파를 포함한 모든 신호는 감쇄되는 것이다.

상기 설명과 같이 고조파 감쇄장치의 출력특성을 정확히 셋팅하기위해서는 출력리드선(3)의 일부를 꼬아서 형성한 코일(12)의 인덕턴스(L) 와 안테나 씰(2)의 내벽에 설치된 커패시터 디스크(10)(11)의 커패시턴스(C)값을 정확히 설정해야 하는데, 이 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C) 값은 계산 또는 실험을 통해서 정확히 구할 수 있다.

또한, 필요에 따라서는 안테나 씰(2)의 내벽에 설치되는 커패시터 디스크(10)(11)의 크기를 다르게하여 각각의 커패시터 디스크(10)(11)가 갖는 커패시턴스(C)값을 다르게 설정할 수도 있다.

한편, 도 7 은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것으로서,

안테나 씰(2)를 관통하는 출력리드선(3)의 일정부분을 꼬아서 코일(12)을 형성하고, 상기 코일(12)이 형성된 출력리드선(3)의 상측부와 하측부에 각각 커패시터 디스크(20)(21)를 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 설명과 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 코일(12)이 형성된 출력리드선(3) 상에 2개의 커패시터 디스크(20)(21)를 설치하면, 본 발명과 동일한 고조파 감쇄효과를 얻을 수 있으며, 그 등가회로 또한 도 5 와 같다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것으로서,

안테나 씰(2)의 내벽에 2개 이상의 커패시터 디스크(30)(31)(32)를 설치하고, 커패시터 디스크(30)(31)(32)의 설치공간을 관통하는 출력리드선(3)의 일정부위를 꼬아서 하나이상의 코일(40)(41)을 형성한 것을 특징으로 한다.

이와같이 2개 이상의 커패시터 디스크(30)(31)(32)와 하나이상의 코일(40)(41)로 구성된 고조파 감쇄장치의 등가회로는 도 9 와같이 표현되며, 이는 고차저역필터 이다.

고차저역필터는 감쇄대역의 감쇄율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는것으로, 도 8 에 도시된바와같이 3개의 커패시터 디스크(30)(31)(32)와 2개의 코일(40)(41)로 구성된 장치에 커패시터 디스크와 코일을 계속해서 증가시킬 수 있다.

커패시터 디스크와 코일을 계속해서 증가시키면 감쇄대역의 감쇄율이 증대된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 마그네트론의 출력단의 외주면에 커패시터 디스크를 형성하고, 출력단의 중앙부를 관통하는 리드선의 일정부위를 코일화하여 하나의 π형 저역필터를 구성하므로서, 기본파의 정수배로 발생하는 고조파를 효과적으로 감쇄시킬 수 있다.

또한, 기본파의 정수배의 주파수를 가지는 고조파 뿐만아니라, 저역필터의 차단주파수 이상의 모든 주파수를 가지는 고조파를 포함한 모든 불필요 복사전파를 감쇄시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 애노드 몸체의 끝단에 형성된 안테나 씰을 관통하는 출력리드선을 통해 마그네트론에서 발생된 주파수가 외부로 출력되는 마그네트론에 있어서,

   안테나 씰의 내벽에 일정간격으로 2개의 커패시터 디스크를 설치하고, 상기 커패시터 디스크의 설치공간을 통과하는 출력리드선의 일정부위를 꼬아서 코일을 형성한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서, 감쇄대역의 설정은 커패시터 디스크의 커패시턴스(C)값과 코일의 인덕턴스(L)값 가변에 의해 설정 가능한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
3. 제 1항에 있어서, 코일의 형성위치는 2개의 커패시터 디스크가 설치된 공간부에 각각 형성되는 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
4. 애노드 몸체 끝단에 형성된 안테나 씰를 관통하는 출력리드선을 통해 마그네트론에서 발생된 주파수가 외부로 출력되는 마그네트론에 있어서,

   안테나 씰를 관통하는 출력리드선의 일정부분을 꼬아서 코일을 형성하고, 상기 코일이 형성된 출력리드선의 상측부와 하측부에 각각 커패시터 디스크를 설치한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
5. 제 4항에 있어서, 코일의 형성위치는 2개의 커패시터 디스크가 설치된 공간부에 각각 형성되는 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
6. 애노드 몸체의 끝단에 형성된 안테나 씰을 관통하는 출력리드선을 통해 마그네트론에서 발생된 주파수가 외부로 출력되는 마그네트론에 있어서,

   안테나 씰의 내벽에 2개 이상의 커패시터 디스크를 설치하고, 커패시터 디스크의 설치공간을 관통하는 출력리드선의 일정부위를 꼬아서 하나이상의 코일을 형성한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
7. 제 6 항에 있어서, 코일의 형성위치는 2개의 커패시터 디스크가 설치된 공간부에 각각 형성되는 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
8. 제 6항에 있어서, 코일과 커패시터 디스크의 설치 갯수를 1개씩 추가 가능한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
9. 애노드 몸체의 끝단에 형성된 안테나 씰를 관통하는 출력리드선을 통해 마그네트론에서 발생된 주파수가 외부로 출력되는 마그네트론에 있어서,

   안테나 씰를 관통하는 출력리드선의 일정부분을 꼬아서 하나이상의 코일을 형성하고, 상기 코일이 형성된 출력리드선의 상측부와 하측부에 각각 커패시터 디스크를 설치하도록 함을 특징으로 하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치
10. 제 9 항에 있어서, 코일의 형성위치는 2개의 커패시터 디스크가 설치된 공간부에 각각 형성되는 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.
11. 제 9 항에 있어서, 코일과 커패시터 디스크의 설치 갯수를 1개씩 추가 가능한 것을 특징으로하는 마그네트론의 고조파 감쇄장치.