KR20040102842A

KR20040102842A - Magnetron

Info

Publication number: KR20040102842A
Application number: KR1020030034548A
Authority: KR
Inventors: 손종철; 보리스; 하현준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-08

Abstract

PURPOSE: A magnetron is provided to unify the sizes of vanes and straps by improving the structure of vane, thereby facilitating supply and demand of components of the magnetron. CONSTITUTION: A magnetron includes a cylindrical body, a plurality of vanes(104), and the first and second straps(116a,116b). The plurality of vanes are arranged radially. The front end of each vane faces the axial core of the body and its back end comes into contact with the inner side of the body. The first and second straps electrically connect the plurality of vanes. Each of the vanes includes a contact groove in contact with one of the first and second straps, and a groove through which the other strap penetrates. The two grooves are formed in parallel.

Description

Magnetron {MAGNETRON}

본 발명은 마그네트론(magnetron)에 관한 것으로, 양극 바디와 음극부 사이에 복수 개의 베인이 양극 바디의 축심을 향해 방사상으로 마련되는 마그네트론에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetron, and more particularly, to a magnetron in which a plurality of vanes are provided radially toward an axis of the anode body between the anode body and the cathode portion.

마그네트론은 고주파 발생기로서, 고주파 가열기와 입자 가속기, 레이더 등의 산업 분야와 전자레인지와 같은 가전 분야에 널리 사용된다. 마그네트론은 원통 형상의 양극 바디에 복수 개의 베인이 양극 바디의 축심을 향해 방사상으로 마련되며, 그 축심에는 열전자가 방출되는 음극부가 마련된다.Magnetron is a high frequency generator and is widely used in high frequency heaters, particle accelerators, industrial fields such as radar, and home appliances such as microwave ovens. The magnetron is provided with a plurality of vanes radially toward the axis of the anode body in the cylindrical anode body, the cathode is provided with a cathode portion for emitting hot electrons.

외부의 전원 공급 장치로부터 음극부에 전원이 공급되면 음극부의 필라멘트가 가열되고, 가열된 필라멘트로부터 지속적인 열전자 방출이 이루어져 일련의 열전자 군이 형성된다. 이 열전자군은 필라멘트와 베인 사이의 작용 공간에 형성되는 전계와 자계의 영향으로 필라멘트 주변을 회전하면서 이동하여 베인의 선단부에 접하면서 이웃하는 두 베인 사이에 교호되는 극성의 전기적인 전위차를 발생시킨다. 양극 바디 및 복수개의 베인들 사이에 형성되는 다수의 공진 회로에서 교호되는 극성의 전기적인 전위차에 의한 진동이 지속적으로 이루어짐으로써, 열전자 군의 회전 속도에 상응하는 고주파 신호가 발생한다.When power is supplied to the cathode from an external power supply, the filament of the cathode is heated, and continuous hot electron emission is performed from the heated filament to form a series of hot electron groups. This group of hot electrons rotates around the filament under the influence of the electric and magnetic fields formed in the working space between the filament and the vane, and generates an electric potential difference of polarities alternated between two neighboring vanes while contacting the vane tip. By vibrating the electric potential difference of the polarity alternated in the plurality of resonant circuits formed between the anode body and the plurality of vanes, the high frequency signal corresponding to the rotational speed of the hot electron group is generated.

이웃한 두 개의 베인과 그 사이를 연결하는 양극 바디는 하나의 공진 회로를 형성한다. 마그네트론이 동작할 때 이웃한 두 개의 베인 및 그 사이를 연결하는 양극 바디에는 전하의 이동이 발생하고, 이 이동 방향은 주기적으로 교번된다. 마그네트론에서 발생하는 고주파 신호의 주파수는 이웃한 두 베인 사이를 이동하는 전하의 이동 방향의 교번 주기에 따라 결정된다.The two adjacent vanes and the anode body connecting them form one resonant circuit. When the magnetron operates, the movement of charge occurs in the two neighboring vanes and the anode body connecting them, and the direction of movement is alternated periodically. The frequency of the high frequency signal generated in the magnetron is determined by the alternating period of the moving direction of the charge moving between two neighboring vanes.

다수의 베인들을 전기적으로 연결하기 위해 스트랩이 사용되는데, 이 스트랩은 링 형상으로서 베인들을 하나 걸러서 연결하여 이웃한 베인이 서로 반대의 극성을 띄도록 한다. 이와 같은 스트랩은 통상적으로 상부와 하부에 각각 내측 스트랩및 외측 스트랩이 마련되어 모두 네 개의 스트랩이 사용된다.A strap is used to electrically connect the plurality of vanes, which are ring shaped to connect every other vane so that neighboring vanes have opposite polarities. Such straps typically have an inner strap and an outer strap at the top and bottom, respectively, and all four straps are used.

많은 수의 스트랩을 베인의 상부 및 하부에 설치하기 위해 베인의 상부와 하부에 스트랩 설치 홈이 마련되어야 하고, 또 직경이 서로 다른 두 종류의 스트랩이 요구된다. 즉 하나의 마그네트론을 생산하기 위해 다양한 규격의 베인과 스트랩이 마련되어야 하는 부담이 따른다.In order to install a large number of straps on the top and bottom of the vane, strap mounting grooves must be provided on the top and bottom of the vane, and two types of straps having different diameters are required. In other words, to produce a single magnetron, a variety of vanes and straps have to be provided.

본 발명에 따른 마그네트론은 베인의 구조 개선을 통해 베인과 스트랩 각각의 규격을 단일화함으로써 부품의 수와 그 수급이 용이하도록 하는데 그 목적이 있다.The magnetron according to the present invention aims to facilitate the number and supply of parts by unifying the specifications of each vane and strap through improving the vane structure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 단면도.1 is a cross-sectional view of a magnetron according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 양극 바디와 베인, 스트랩의 구조를 나타낸 도면.2 is a view showing the structure of the anode body, vanes, straps of the magnetron according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 베인 및 스트랩의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing a coupling structure of the vanes and straps of the magnetron according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

102 : 양극 바디 104 : 베인102: anode body 104: vane

112 : 필라멘트 114 : 작용 공간112: filament 114: working space

124, 126 : 자석 116a : 상부 스트랩124, 126: magnet 116a: upper strap

116b : 하부 스트랩116b: lower strap

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 마그네트론은 원통 형상의 양극 바디와, 선단 면이 축심을 향하고 후단 면이 양극 바디의 내측 면에 접하여 방사상으로 설치되는 복수 개의 베인, 그리고 이 복수 개의 베인을 전기적으로 연결하는 제 1 및 제 2 스트랩을 포함한다.The magnetron according to the present invention for this purpose has a cylindrical anode body, a plurality of vanes which are radially installed in contact with the inner surface of the anode body with the front end face toward the shaft center, and the plurality of vanes are electrically connected to each other. And a first strap and a second strap.

베인에는, 제 1 및 제 2 스트랩 가운데 어느 하나가 접촉하는 접촉 홈과, 제 1 및 제 2 스트랩 가운데 나머지 하나가 접촉하지 않고 관통하도록 하는 이격 홈이 형성되되, 접촉 홈과 이격 홈이 베인의 선단 면으로부터 동일한 거리의 선상에 나란히 형성된다.The vane is provided with contact grooves in which one of the first and second straps contacts, and a separation groove for penetrating the other one of the first and second straps without contact, wherein the contact grooves and the separation grooves are at the tip of the vane. It is formed side by side on the line of the same distance from the plane.

이와 같은 본 발명에 따른 마그네트론의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 원통형으로 된 양극 바디(102)와 함께양극부를 구성하는 복수개의 베인(vanes, 104)이 양극 바디(102)의 축심을 향하여 동일한 간격의 방사상으로 배치됨으로써 공진 회로를 형성한다. 양극 바디(102)의 축심에는 고온에서 열전자(熱電子)를 방출하는 코일 스프링 형태의 필라멘트(112)를 포함하는 음극부가 배치되고, 이 필라멘트(112)와 베인(104)의 선단 면 사이에는 작용 공간(114)이 형성된다. 복수개의 베인들(104)은 각 베인의 중앙부를 지나는 두 개의 스트랩(116a, 116b)에 의하여 서로 교번하여 접속되도록 배치됨으로써 이웃한 두 베인은 서로 반대의 극성을 띈다. 이를 위해 각각의 베인(104)마다 스트랩 설치부(152)가 형성된다. 또한 복수개의 베인(104) 가운데 어느 하나에는 외부로 고조파를 유도하기 위한 안테나(106)가 접속된다.Referring to the preferred embodiment of the magnetron according to the present invention with reference to Figures 1 to 3 as follows. 1 is a cross-sectional view of a magnetron according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a plurality of vanes 104 constituting the anode portion together with the cylindrical anode body 102 are disposed radially at equal intervals toward the axis of the anode body 102 to form a resonant circuit. do. A cathode portion including a filament 112 in the form of a coil spring for dissipating hot electrons at a high temperature is disposed at an axis of the anode body 102, and acts between the filament 112 and the tip surface of the vane 104. The space 114 is formed. The plurality of vanes 104 are arranged to be alternately connected to each other by two straps 116a and 116b passing through the center of each vane so that two neighboring vanes have opposite polarities. To this end, a strap mounting portion 152 is formed for each vane 104. In addition, any one of the plurality of vanes 104 is connected to an antenna 106 for inducing harmonics to the outside.

본 발명에 따른 마그네트론에서는 각각 단일한 규격의 베인(104)과 스트랩(116a, 116b)이 사용된다. 베인(104)에 형성되는 스트랩 설치부(152)는 두 개의 스트랩(116a, 116b) 가운데 어느 하나가 접촉하는 접촉 홈과, 나머지 스트랩이 접촉하지 않고 관통하도록 하는 이격 홈으로 구성된다. 이 접촉 홈과 이격 홈은 베인의 선단 면으로부터 동일한 거리의 선상에 나란히 형성되며, 그 위치는 대략 베인(104)의 중앙 부분이 된다. 도 1의 필라멘트(112) 우측에 마련된 베인(104)에서, 상부 스트랩(116a)이 접촉하는 부분이 접촉 홈이며, 그 아래에 하부 스트랩(116b)이 접촉하지 않고 관통하는 부분이 이격 홈이다.In the magnetron according to the present invention, vanes 104 and straps 116a and 116b of a single size are used, respectively. The strap mounting portion 152 formed on the vane 104 is composed of a contact groove which one of the two straps 116a and 116b contacts, and a spaced groove that allows the remaining straps to penetrate without contact. The contact grooves and the spaced grooves are formed side by side on the line at the same distance from the tip surface of the vane, the position of which is approximately the center portion of the vane 104. In the vane 104 provided on the right side of the filament 112 of FIG. 1, a portion where the upper strap 116a contacts is a contact groove, and a portion that passes through the lower strap 116b without contact is a spaced groove.

본 발명에 따른 마그네트론의 상부 스트랩(116a) 및 하부 스트랩(116b)은 동일한 내경을 갖는다. 따라서 어느 하나의 베인(104)이, 접촉 홈에 상부 스트랩(116a)이 접촉하고 이격 홈을 통해 하부 스트랩(116b)이 관통하도록 배치되면, 그 이웃한 베인은 상하가 바뀌어 배치됨으로써 이웃한 베인의 접촉 홈에는 하부 스트랩(116b)이 접촉하고 이격 홈을 통해 상부 스트랩(116a)이 관통한다. 이와 같은 구성을 통해 이웃한 베인끼리는 서로 다른 스트랩에 접촉한다. 즉, 각각 단일한 규격의 베인(104)과 스트랩(116a, 116b)을 사용하면서도 이웃한 베인이 서로 다른 스트랩에 연결되도록 한다.The upper strap 116a and the lower strap 116b of the magnetron according to the present invention have the same inner diameter. Therefore, when any one vane 104 is arranged such that the upper strap 116a contacts the contact groove and the lower strap 116b penetrates through the spaced groove, the neighboring vanes are arranged upside down so that the adjacent vanes The lower strap 116b is in contact with the contact groove, and the upper strap 116a penetrates through the separation groove. This configuration allows neighboring vanes to contact different straps. That is, the vanes 104 and the straps 116a and 116b each have a single size, but adjacent vanes are connected to different straps.

필라멘트(112)의 양단부에는 각각 상부 실드(118a)와 하부 실드(118b)가 설치되며, 센터 리드(120)가 하부 실드(118b) 및 필라멘트(112)의 중앙부를 관통하여 상부 실드(108a)에 용접 고착된다. 또한 하부 실드(118b)의 바닥 면에는 사이드 리드(122)가 용접 고착된다. 이와 같은 센터 리드(120)와 사이드 리드(122)는 외부 전원 단자와 연결됨으로써 베인(104a, 104b)의 선단과 필라멘트(112) 사이의 작용 공간(114)에 전계(電界)를 형성시킨다.The upper shield 118a and the lower shield 118b are installed at both ends of the filament 112, respectively, and the center lid 120 penetrates through the center portions of the lower shield 118b and the filament 112 to the upper shield 108a. Welding is fixed. In addition, the side lid 122 is welded to the bottom surface of the lower shield 118b. The center lead 120 and the side lead 122 are connected to an external power supply terminal to form an electric field in the working space 114 between the tips of the vanes 104a and 104b and the filament 112.

상부 영구자석(124) 및 하부 영구자석(126)은 각각 양극부의 상측과 하측에 서로 다른 극성이 대향하도록 설치되어 작용 공간(114)에 자계(磁界)를 형성시킨다. 이러한 상부 영구자석(124) 및 하부 영구 자석(126)에 의해 형성되는 자속(磁束)을 작용 공간(114) 상에 유도하기 위한 상부 폴 피스(134) 및 하부 폴 피스(136)가 양극 바디(102)의 상부와 하부에 각각 마련된다.The upper permanent magnet 124 and the lower permanent magnet 126 are respectively installed on the upper and lower sides of the anode to face different polarities to form a magnetic field in the working space 114. The upper pole piece 134 and the lower pole piece 136 for guiding the magnetic flux formed by the upper permanent magnet 124 and the lower permanent magnet 126 on the working space 114 are the positive electrode body ( 102 is provided on the upper and lower portions, respectively.

이와 같은 구성의 외측에는 상부 요크(128) 및 하부 요크(130)가 설치된다. 상부 요크(128) 및 하부 요크(130)는 서로 자기적으로 접속되어 상부 영구 자석(124) 및 하부 영구 자석(126)을 접속하는 자기 회로를 형성한다.The upper yoke 128 and the lower yoke 130 are provided on the outside of the configuration. The upper yoke 128 and the lower yoke 130 are magnetically connected to each other to form a magnetic circuit connecting the upper permanent magnet 124 and the lower permanent magnet 126.

필라멘트(112)에서 방출되는 열전자는 양극부의 베인(104a, 104b) 선단 면에도달하여 충돌하는데, 이 때문에 베인(104a, 104b) 및 양극 바디(102)의 온도가 크게 상승한다. 이와 같은 고온의 양극 바디(102)와 하부 요크(130)를 연결하여 양극부에서 발생하는 열을 하부 요크(130)를 통해 외부로 방출하기 위한 방열 핀(132)이 마련된다.The hot electrons emitted from the filament 112 hit the vanes 104a and 104b tip faces of the anode portion, which causes the temperatures of the vanes 104a and 104b and the anode body 102 to rise significantly. The heat dissipation fins 132 are provided to connect the high temperature positive electrode body 102 and the lower yoke 130 to discharge heat generated from the anode portion to the outside through the lower yoke 130.

외부의 전원 공급 장치로부터 필라멘트(112)에 전원이 공급되면 필라멘트(112)가 가열되고, 가열된 필라멘트(112)로부터 지속적인 열전자 방출이 이루어져 일련의 열전자 군이 형성된다. 이 열전자군은 작용 공간(114)에 형성되는 전계와 자계의 영향으로 필라멘트(112) 주변을 회전하면서 이동하여 베인(104a, 104b)의 선단부에 접하면서 이웃하는 두 베인(104a, 104b) 사이에 교호되는 극성의 전기적인 전위차를 발생시킨다. 양극 바디(102) 및 복수개의 베인들(104a, 104b) 사이에 형성되는 다수의 공진 회로에서 교호되는 극성의 전기적인 전위차에 의한 진동이 지속적으로 이루어짐으로써, 열전자 군의 회전 속도에 상응하는 고주파 신호(microwave)가 발생하여 안테나(106)를 통해 외부로 송출된다.When the filament 112 is supplied with power from an external power supply, the filament 112 is heated, and continuous hot electron emission is performed from the heated filament 112 to form a series of hot electron groups. This group of hot electrons moves while rotating around the filament 112 under the influence of the electric field and the magnetic field formed in the working space 114 between the two adjacent vanes 104a and 104b while contacting the tip ends of the vanes 104a and 104b. Generate an electrical potential difference of alternating polarity. By vibrating the electric potential difference of the polarity alternated in the plurality of resonant circuits formed between the anode body 102 and the plurality of vanes 104a and 104b, a high frequency signal corresponding to the rotational speed of the thermoelectric group is made. Microwaves are generated and transmitted to the outside through the antenna 106.

도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 양극 바디(102)와 베인(104), 스트랩(116a, 116b)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 단일 규격의 베인들(104)은 이웃한 것끼리 상하가 서로 바뀌도록 교번 배치되고, 각 베인(104)의 선단 면이 원통 형상의 양극 바디(102)의 축심을 향하도록 방사상으로 설치된다.FIG. 2 is a view showing the structure of the anode body 102, the vanes 104, and the straps 116a and 116b of the magnetron according to the embodiment of the present invention shown in FIG. As shown in Fig. 2, the vanes 104 of a single specification are alternately arranged such that neighboring ones are alternately changed up and down, and the tip surface of each vane 104 faces the axis of the cylindrical anode body 102. As shown in FIG. Radially installed.

각각의 베인(104)은 상부 스트랩(116a)과 하부 스트랩(116b)에 의해 전기적으로 연결된다. 상부 스트랩(116a)이 홀수 번째의 베인(104)들을 전기적으로 연결할때, 하부 스트랩(116b)은 짝수 번째의 베인(104)들을 전기적으로 연결한다.Each vane 104 is electrically connected by an upper strap 116a and a lower strap 116b. When the upper strap 116a electrically connects the odd vanes 104, the lower strap 116b electrically connects the even vanes 104.

도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론의 베인 및 스트랩의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상부 스트랩(116a)은 상부로부터 결합되는 베인(104b)의 접촉 홈에만 접촉하고, 하부 스트랩(116b)은 하부로부터 결합되는 베인(104a)의 접촉 홈에만 접촉한다.3 is an exploded perspective view illustrating a coupling structure of vanes and straps of a magnetron according to an exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the upper strap 116a contacts only the contact grooves of the vanes 104b coupled from the top, and the lower strap 116b contacts only the contact grooves of the vanes 104a coupled from the bottom.

본 발명에 따른 마그네트론은 베인의 구조 개선을 통해 베인과 스트랩 각각의 규격을 단일화함으로써 부품의 수와 그 수급이 용이하도록 한다.The magnetron according to the present invention facilitates the number and supply of parts by unifying the vane and strap specifications through improving the vane structure.

Claims

An anode body;

A plurality of vanes disposed radially in contact with the front end face thereof and the rear end face in contact with the inner face of the positive electrode body;

First and second straps electrically connecting the plurality of vanes;

The vane is formed with a contact groove which one of the first and second straps makes contact with, and a separation groove allowing the other one of the first and second straps to penetrate without contact, wherein the contact groove is spaced from the contact groove. The magnetron is formed side by side on the line of the same distance from the tip surface of the vane.

The method of claim 1,

A magnetron having the same inner diameter of the first and second straps.

The method of claim 1,

And the contact groove and the separation groove are formed in the central portion of the vane.

The method of claim 1,

The plurality of vanes are magnetrons are installed alternately in the vertical direction of the neighboring vanes alternately.