KR20130041942A - 오븐용 초크 - Google Patents

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KR20130041942A
KR20130041942A KR1020137003596A KR20137003596A KR20130041942A KR 20130041942 A KR20130041942 A KR 20130041942A KR 1020137003596 A KR1020137003596 A KR 1020137003596A KR 20137003596 A KR20137003596 A KR 20137003596A KR 20130041942 A KR20130041942 A KR 20130041942A
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oven
mhz
damping structure
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KR1020137003596A
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핀체스 아인지게르
아밋 라펠
요엘 비베르만
미쉘 시가로브
데니스 디카로브
잘만 이브라기모브
유발 자키라
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고지 엘티디.
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    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H1/0007—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network of radio frequency interference filters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings
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    • H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings
    • H05B6/763—Microwave radiation seals for doors

Abstract

초크가 개시된다. 초크는 캐비티와 캐비티의 개구부에 인접한 도어 사이에 전자기(EM)파의 전파를 감쇠하도록 구성된다. 초크는 기계적 파동 감쇠 구조체를 갖는 하나 이상의 부품들을 포함한다.

Description

오븐용 초크{A CHOKE FOR AN OVEN}
본 출원은 도어(door)와 오븐 캐비티(cavity) 사이의 인터페이스로부터 전자기 에너지 누설을 차단 또는 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전자기(electromagnetic, EM) 에너지 누설 문제는 많은 전자기 제품에서 주요 관심 대상이다. 전자기 복사를 이용하는 오븐 또는 오븐 캐비티 설계에서, 에너지가 오븐 캐비티 내에서 유지되도록 잠재적 누설을 처리할 필요가 있다. RF(Radio Frequency) 초크는 오븐 캐비티에서 전자기 누설을 감쇠하기 위해 사용된다. 초크는 주어진 주파수 범위 내에서 RF파를 감쇠시키고 캐비티 경계조건을 유지하기에 적합한 구성을 가지며 도파로 표면에서 그루브 또는 다른 형상의 형태를 가질 수 있다. 일부 예에서 초크는 λ/4 구조를 사용하여 RF파를 감쇠시키도록 설계된 기계적인 초크 또는 RF파를 감쇠시키기 위해 손실이 큰 유전체 물질을 사용하는 유전체 초크를 포함한다.
본 발명의 목적은 오븐용 초크를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 일부 실시예에서 초크는 캐비티와 캐비티 개구부에 인접한 도어 사이에서 전자기파의 전파를 감쇠시키도록 구성된다. 초크는 기계적 파동 감쇠 구조를 갖는 하나 이상의 초크 부품을 포함한다.
다른 실시예에서 본 발명은 RF 초크를 구비하는 RF 오븐에 대한 도어를 포함한다. 도어는 폭이 약 6 cm이고, 중심 주파수가 800 내지 1000MHz이고 대역폭이 적어도 200MHz인 대역의 RF 주파수를 감쇠시키도록 구성된다.
다음의 도면들과 상세한 설명은 본 발명과 부합하는 대안적 예들을 포함한다. 개시된 각각의 특징에 대한 개요는 본 요약 부분의 목적을 벗어난다. 본 발명의 예시적인 양상들에 대한 보다 상세한 설명을 위해, 도면, 상세한 설명 및 청구범위에 참조번호가 부여되며, 참조에 의해 본 요약 부분에 통합된다.
도 1A는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초크 시스템을 포함하는 오븐에 대한 개략도이다.
도 1B는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초크 시스템을 포함하는 오븐에 대한 개략적인 전기 배선도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 이중 레벨 캐스케이드 초크 시스템에 대한 개략적인 프로파일을 도시한다.
도 3A는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티 레벨 초크 시스템을 포함하는 오븐에 대한 개략적인 전기 배선도이다.
도 3B는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 단일 초크 시스템, 두 개의 초크 시스템 및 세 개의 초크 시스템에 대한 감쇠도 (dB) 대 주파수 그래프를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초크 시스템을 포함하는 오븐에 대한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초크 시스템을 포함하는 오븐을 도시한다.
도 6A 내지 6D는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 기계적 파동 감쇠 구조를 갖는 초크 부품(들)을 포함하는 초크 시스템의 프로파일을 도시한다.
도 7A 및 7B는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 복수의 초크 시스템을 포함하는 오븐에 대한 측면도이다.
도 8A는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 서로 다른 두 중심 주파수를 감쇠시키도록 캐스케이드(cascade)로 설계된 초크 프로파일을 도시한다.
도 8B는 본 발명의 일부 실시예에 따라 단일 중심 주파수를 감쇠시키도록 캐스케이드로 설계된 초크 프로파일을 도시한다.
도 8C는 도 8A 및 8B에 도시된 두 개의 초크 프로파일을 사용한 Zin의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 8D는 도 8A 및 8B에 도시된 두 개의 초크 프로파일을 사용한 S21의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따라 서로 다른 두 중심 주파수를 감쇠시키도록 캐스케이드로 설계된 초크 프로파일을 도시한다.
도 10A, 10B 및 10C는 본 발명의 일부 실시예에 따른 3차원 초크 시스템(들)을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크 시스템을 구비한 오븐 캐비티를 3차원으로 도시한다.
도 12A 내지 12L은 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크의 모서리들을 도시하고 나타낸 것이다.
도 13A 및 13B는 본 발명의 일부 실시예에 따라 초크 시스템이 도어와 그 도어에 대향한 캐비티 벽 위에 배치된 예시적인 오븐 구성을 도시한다.
이하에서는, 본 발명의 예시적인 실시형태들을 도면을 통해 보다 상세히 설명한다. 적절하다면, 전체 도면에서, 동일 또는 유사한 부분에는 항상 동일한 도면부호가 부여된다.
본 발명의 일부 양상들은 주어진 주파수 범위에서 RF파들을 감쇠시키기에 적합한 구성을 갖는 초크 시스템과 관계될 수 있다. 초크 시스템은 적절한 대상물의 처리를 위해 전자기(EM) 에너지를 이용할 수 있는 오븐에 채용될 수 있다. 예를 들어, 오븐은 RF 에너지를, 예컨대, 음식을 조리하는 데 이용할 수 있는 RF 오븐일 수 있다. 오븐 몸체 (예를 들어, 그 캐비티)는 오븐 도어에 의해 닫힐 수 있다. 도어가 닫혀도 캐비티와 도어 사이에 틈(예를 들어 1 내지 5mm, 예컨대, 2.5mm)이 형성될 수 있어, 오븐 캐비티로부터 전자기 에너지, 예를 들어, RF 에너지의 누설을 일으킬 수 있다. 일부 실시예에서 틈의 적어도 일부 부분들에 공기 이외에 하나 이상의 물질층들이 제공될 수 있고, 각각은 서로 다른 유전 특성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서 초크는 오븐 도어와 오븐 몸체 (예를 들어, 캐비티) 사이의 인터페이스에 제공될 수 있고, 그 인터페이스는, 완전히 닫히지 않으면, 오븐 캐비티 내부와 오븐 캐비티 외부 사이에 장벽을 만들지 못할 수 있으며, 그 결과 전자기 에너지가 오븐 캐비티 외부로 누설될 수 있다. 본원에 사용된 “초크”라는 표현은: 적어도 하나의 초크 부품 또는 적어도 두 개의 초크 부품을 구비한 초크 시스템 또는 두 개 이상의 초크 시스템 (본원에서는 ‘멀티 레벨 초크 시스템’이라 함)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단일 레벨 초크 시스템은 단일 초크 시스템을 포함할 수 있고, 이중 레벨 초크 시스템은 두 개의 초크 시스템 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 초크는 오븐 몸체의 일부로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서 초크뿐 아니라 가스켓이 제공될 수 있다.
일면에서 본 발명은 전자기 에너지 인가 장치들(예를 들어, 오븐들) 및 방법들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자기 에너지는 오븐 몸체 내부(예를 들어, 캐비티 내부)에 인가될 수 있다. 일부 실시예에서 전자기 에너지는 단일 주파수 혹은 복수의 주파수들 혹은 한 주파수 범위 내(본원에서는 주파수 대역이라고도 함)에서 인가될 수 있다. 본원에서 사용되는 전자기 에너지라는 용어는 RF, 적외선(IR), 근적외선, 가시광선, 자외선 등을 포함하지만 그에 한정되지 않는 전자기 스펙트럼의 일부 또는 전체를 포함한다. 예를 들어, 인가된 전자기 에너지는 100km 내지 1mm까지의 자유공간 파장을 갖는 RF 에너지를 포함할 수 있고, 이 파장은 각각 3KHz 내지 300GHz까지의 주파수에 해당한다. 다른 예로, 인가된 전자기 에너지는 500MHz 내지 1500MHz 또는 700MHz 내지 1200MHz, 또는 800MHz 내지 1GHz 사이의 주파수 대역에 포함될 수 있다. 본원에서는 전자기 스펙트럼의 RF 영역 에너지 인가를 RF 에너지 인가로 지칭한다. 예를 들어, 마이크로파와 초고주파수(UHF) 에너지는 둘 다 RF 범위 내에 있다. 다른 예로, 인가된 전자기 에너지는 하나 이상의 산업, 과학, 의료용(ISM) 주파수 대역, 예를 들어 433.05MHz 내지 434,79MHz, 902MHz 내지 928MHz, 2400MHz 내지 2500MHz 및/또는 5725MHz 내지 5875MHz 내에만 해당할 수 있다. 본 발명의 예들은 본원에서 RF 에너지 인가와 관련되어 설명되지만, 이 설명은 본 발명의 몇 가지 예시적인 원리들을 설명하기 위해 제공되며, 본 발명을 전자기 스펙트럼의 어떤 특정 영역으로 한정하기 위한 것은 아니다.
이하에서 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크 시스템을 포함하는 오븐의 개략도를 도시한 도 1A를 참조한다. 초크 시스템(100)은 오븐 캐비티(102)와 외부 공간(104) 사이에 제공될 수 있다. 일부 실시예에서는, 캐비티에 전자기 에너지를 공급하는 데 사용되는 주파수 대역에서 도 1A에 Zin으로 표시된 캐비티/도어 인터페이스의 입력 임피던스가 낮도록 초크 시스템(100)의 형상과 치수를 구성할 수 있다. 일부 실시예에서 낮은 입력 임피던스는 오븐 몸체와 도어 사이(예를 들어, 초크 근처)의 인터페이스에서 발생할 수 있는 전압 아크 또는 스파크를 감소시킬 수 있다. 이는 초크 시스템(100) 근처에서 아크로 인해 발생할 수 있는 탄화를 감소시키거나 심지어 제거할 수 있다. 캐비티 입력 임피던스는 다음의 식(1)과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00001
(1)
여기서, ET는 횡방향 전기장이고 HT는 횡방향 자기장이다. 횡방향 장(transverse field)은 개구부의 방향으로 규정된다. 예를 들어, 도 4에서 횡방향 표면은 x-y 표면으로 규정될 수 있다. 도 4에 도시된 직교 좌표계에 따르면,
Figure pct00002
이다.
일부 실시예에서 정규화된 캐비티 입력 임피던스
Figure pct00003
가 계산될 수 있다. 여기서 Zc는 캐비티/도어 도파로의 등가 임피던스이고, 정규화된 낮은 캐비티 입력 임피던스는 10, 5, 또는 1보다 작을 수 있다 (예를 들어,
Figure pct00004
).
일부 실시예에서 초크 시스템(100)은 광대역 주파수에서 전자기 에너지를 감쇠시키도록 구성될 수 있다. 본 출원에서 용어 “광대역(broadband)”은 용어 “광대역(wideband)”과 교체해서 사용할 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템(100)은 광대역 초크, 즉, 넓은 전자기 에너지 대역 내에서 주파수 누설을 감소 및/또는 방지하도록 구성될 수 있는 초크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 광대역 주파수는 중심 주파수의 5%, 10%, 20%보다 큰 대역 (예를 들어, 1GHz의 중심 주파수에서 200MHz)을 갖는 대역을 지칭할 수 있다. 예시적인 넓은 대역폭들은 150MHz 이상, 200MHz 이상, 400MHz 이상 또는 심지어 1GHz 이상도 포함할 수 있다. 감쇠된 (예를 들어, 필터링된) 대역의 중심 주파수는 600MHz 내지 5~10GHz (예를 들어, 900MHz, 2.45GHz 또는 다른 주파수)의 주파수를 포함해 어떤 값도 가질 수 있다. 예시적인 대역들은 400 내지 1200MHz, 600 내지 1000MHz, 500 내지 900MHz, 800 내지 1000MHz 등의 범위를 포함할 수 있다.
도 1B는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초크 시스템을 포함하는 오븐의 개략적인 전기배선도이다. 초크 시스템(100)은 저 입력 임피던스 (Zin)(예를 들어, 도 1B에서 A로 표시된 위치에서와 같은 캐비티/도어 인터페이스의 저 임피던스)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템(100)은 오븐 캐비티(102)(A 포인트)와 외부 공간(104)(도 1B에서 C 포인트로 표시됨) 사이에서 (전자기 에너지의) 최소 전송이 얻어지도록 설계될 수 있어, 오븐 캐비티(102)로부터의 에너지 누설이 감소되거나 방지될 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템(100)은 제1 초크 부품(106)(예를 들어 A 포인트에서 B 포인트까지 도시됨)과, 그에 이어진 제2 초크 부품(108)(예를 들어 B 포인트에서 D 포인트까지 도시됨)을 포함할 수 있다. 제2 초크 부품(108)은 제1 초크 부품(106)과 실질적으로 직각으로 배치될 수 있어 초크 시스템(100)(및 오븐의) 치수를 줄일 수 있다.
일부 실시예에서 오븐 캐비티(102)의 가장자리(도 1B에서 A 포인트로 표시됨)에서 단락회로가 형성되어 A 포인트에서 최소 입력 임피던스 (Zin)를 얻을 수 있다. 식(2)에 의해 λ/2에 대한 전송선로의 임피던스의 순환 거동(cyclic behavior)을 사용함으로써
Figure pct00005
(2)
여기서, λ는 전자기 에너지의 파장이며, 이에 따라 D 포인트(도 1B)에서 단락회로는 A 포인트(도 1B)로 “해석”될 수 있다.
초크 시스템(100)의 입력 임피던스는 다음 식에 따라 표현될 수 있다:
Figure pct00006
(3)
여기서,
Figure pct00007
, λ는 전자기 에너지의 파장, Zc는 파장이 전파되는 관련 도파로의 특성 임피던스, l은 초크 시스템(100)의 횡단 거리이다. 식 (3)은 도 1B에서 도시된 구성의 단순화를 포함한 하나 이상의 단순화를 기초로 해석적인 계산에 의해 얻어질 수 있다.
일부 실시예에서 도 1B의 B 포인트로 도시된 바와 같이 제1 초크 부품(106)의 단부에서, (식(3)에 따라) 계산된 입력 임피던스는 다음 식일 수 있다:
Figure pct00008
(4)
따라서 B 포인트는 차단된 것으로 볼 수 있다. Z1이 차단된 것으로 볼 수 있기 때문에 이와 직렬인 임의의 임피던스(저항)(예를 들어, 제2 초크 부품의 임피던스)는 이에 영향을 주지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1B의 D 포인트로 도시된 것처럼 제2 초크 부품(108)의 단부에서, 계산된 입력 임피던스는 다음 식일 수 있다:
Figure pct00009
(5)
따라서 B 포인트는 단락 회로로 볼 수 있다.
일부 실시예에서, 캐비티측 (예를 들어 도 1B에서 A 포인트) 전압이 Vin, 제1 초크 부품(106)과 제2 초크 부품(108)의 입력 임피던스가 각각 Z1, Z2일 때, Vout으로 나타낼 수 있는 외부(예를 들어 도 1B에서 C 포인트) 전압은 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00010
(6)
일부 실시예에서 제2 초크 부품(108)의 임피던스 (Z2)는 증가될 수 있고, 따라서 외부에서의 전압(Vout)이 감소될 수 있어 캐비티로부터 에너지의 누설이 감소된다. 제2 초크 부품(108)은 전송 선로일 수 있으며, 따라서 그 입력 임피던스는 다음 식과 같이 표현될 수 있고:
Figure pct00011
(7)
Figure pct00012
(8)
이는 평행판 도파로에 해당하며, 여기서 d'는 도파로의 두께(높이)(도 1B에서 d4에 해당), W0는 도파로의 폭(도 1B에는 미도시), Z0는 도파로의 특성 임피던스이다.
따라서 d4(식 (8)에서 d’에 해당)를 (다른 설계 제한조건을 만족하면서) 가능한 한 넓게 유지함으로써 접선방향의 거동(tangential behavior)이 덜 우세하게 되면 광대역 기능을 유지하는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시예에서 Zc가 증가함에 따라 보다 넓은 대역폭이 얻어질 수 있다. 식 (8)에 따라, 제2 초크 부품(108)의 폭(도 1B에서 d4에 해당)은 Zc의 값에 영향을 줄 수 있고, 따라서 d4를 증가(따라서 Zc를 증가)시킴으로써 보다 넓은 대역폭을 얻을 수 있다. 일부 실시예에서 광대역 기능을 얻기 위해 다른 설계도 채용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제1 및 제2 초크 부품(106, 108)의 치수는 필터링된 대역(예를 들어 감쇠 대역)의 중심 주파수에 따라 계산될 수 있다. 해당 파장 λ는 λ=c/f를 통해 결정될 수 있고, 여기서 λ는 파장, f는 주파수, c는 오븐 캐비티 및/또는 초크에서 전자기파의 전파 속도이다. 예를 들어, 필터링된 대역의 중심 주파수 900MHz에 대해 해당 파장 는 33.3cm, 제1 및 제2 초크 부품들의 길이는 8.33cm일 수 있다.
단일 레벨 초크 시스템(예를 들어 하나의 초크 시스템을 갖는 초크)의 설계는 단일 중심 주파수 근처로 한정될 수 있으며, 따라서 초크에 의해 감쇠될 수 있는 주파수 대역의 폭을 좁힐 수 있다. 일부 실시예에서, 더 넓은 주파수 대역을 감쇠시키기 위해 (예를 들어, 하나의 초크 시스템(100)보다 많은) 둘 이상의 초크 시스템들이 제공될 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템은 서로 다른 중심 주파수를 갖는 주파수 대역을 감쇠시키도록 설계될 수 있다.
이하에서 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티 레벨 초크 시스템(200)을 도시한 도 2를 참조한다. 멀티 레벨 초크 시스템(200)은 캐스케이드 형태로(본원에서는 또한 “캐스케이드로 연결된(in cascade)”, “~와 캐스케이드로 연결된(in cascade with)”, 또는 “캐스케이드 설계를 갖는(having a cascade design)”과 동의어로 지칭될 수 있다) 제공된 두 개의 초크 시스템(210 및 220)을 포함할 수 있다. 각 초크 시스템(210 또는 220)은 도 1B에 도시된 것들과 유사한 두 개의 초크 부품을 포함할 수 있다. 초크 시스템(210)은 제1 초크 부품(216) 및 제2 초크 부품(218)을 포함할 수 있다. 부품(218)은 부품(216)과 수직일 수 있다. 유사한 방식으로, 초크 시스템(220)은 제1 초크 부품(226)과 제2 초크 부품(228)을 포함할 수 있다. 부품(228)은 부품(226)과 수직일 수 있다. 부품(216)은 부품(226)과 실질적으로 유사하거나 유사하지 않을 수 있고, 부품(218)은 부품(228)과 실질적으로 유사하거나 유사하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서 두 개의 초크 시스템은 치수 및/또는 초크 부품들의 개수가 다를 수 있다. 일부 실시예에서 두 개의 초크 시스템은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다(예를 들어, 적어도 하나의 초크 시스템은 하나 이상의 시스템 부품들을 충진하는 유전체 충진 물질을 포함할 수 있다). 일부 실시예에서 두 개의 초크 시스템은 그들의 치수, 초크 부품 수 및 물질 중 적어도 하나가 동일할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 부품(216)의 치수 (예를 들어 d10)는 부품(226)의 치수(예를 들어 d20)와 다를 수 있고/있거나 부품(218)의 치수(예를 들어 d30 및 d40)는 부품(228)의 치수와 다를 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템(210)은 중심 주파수 f1을 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있고, 초크 시스템(220)은 중심 주파수 f2를 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있다. 중심 주파수 f1은 중심 주파수 f2와 동일하거나 다를 수 있다.
초크 시스템(210)과 캐스케이드로 연결된 초크 시스템(220)은 E’ 포인트에서 단락회로와 직렬 연결되어 C’ 포인트에서 차단되는 결과를 야기할 수 있다. 초크 시스템(220)이 초크 시스템(210)과 직렬 연결될 수 있고, 그로 인해 B’포인트에서 차단이 될 수 있기 때문에 차단점과 직렬 연결된 임의의 것은 덜 중요하거나 그 영향이 감소될 수 있다.
일부 실시예에서 광대역 초크는 멀티 레벨 초크 시스템을 튜닝함으로써 달성될 수 있다. 멀티 레벨 초크 시스템의 장점에 대한 일부 예들이 도 3B에 도시되어 있다. 멀티 레벨 초크 시스템의 튜닝은 멀티 레벨 초크 시스템 내에서 적어도 하나의 파라미터 또는 치수를 변경함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 튜닝은 하나의 초크 시스템의 전체 길이를 변경함으로써, 예를 들어 시스템(210)에서 d10 및 d30이 각각 중심 주파수 f1에서 λ1/4이고, 시스템(220)에서 d20 및 d40이 각각 중심 주파수 f2에서 λ2/4이 되도록 함으로써 이뤄질 수 있다. 또한, 튜닝은 부품들(218, 228)의 폭 w30 및/또는 w40의 변경을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서 복수의 초크 시스템들이 오븐에 제공될 수 있다. 도 3A는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티 레벨 초크 시스템을 도시한다. 멀티 레벨 초크 시스템(300)은 캐스케이드 형태로 배치된 세 개의 초크 시스템(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템들(310, 320, 330)은 대응 파장들 λ1, λ2, 및 λ3의 대응 중심 주파수들 f1, f2, 및 f3을 갖는 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예에서 각 초크 시스템은 적어도 두 개의 초크 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 초크 시스템(310)은 부품(316) 및 부품(318)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 부품(316)은 부품(318)과 실질적으로 수직일 수 있다. 각 부품의 길이는 λ1/4와 동일할 수 있다. 일부 실시예에서 멀티 레벨 초크 시스템(300)은 전체 감쇠 대역폭을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 초크 내에서 개별 초크 시스템의 중심 주파수는 각각 900MHz, 814MHz 및 987MHz일 수 있다.
주파수 대역이 700 내지 1200MHz인 주파수에 대한 감쇠(dB) 시뮬레이션 결과가 도 3B에 도시되어 있다. 선택적 초크 시스템들의 세 개의 감쇠 그래프들이 도시되어 있다; 시뮬레이션은 입사파의 횡방향 전파를 가정하여 실시되었다. 그래프(301)은 단일 초크 시스템, 예를 들어 906MHz에서 중심 주파수를 갖는, 도 1B에 도시된 초크 시스템(100)에 대해 수행된 시뮬레이션 결과를 보여준다. 그래프(302)는 이중 레벨 초크 시스템, 예를 들어 832MHz 및 971MHz에서 중심 주파수를 갖는, 도 2에 도시된 초크 시스템(200)에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 그래프 (303)는 3중 레벨 초크 시스템, 예를 들어 815MHz, 906Mhz 및 987MHz에서 중심 주파수를 갖는, 도 3A에 도시된 초크 시스템(300)에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 보이는 바와 같이 전체 주파수 감쇠량은 멀티 레벨 시스템에서 캐스케이드로 연결된 초크 시스템들의 수에 따라 증가할 수 있다(그리고 RF 에너지 누설은 감쇠할 수 있다).
일부 실시예에서 제1 초크 부품(예를 들어, 부품(106, 216 또는 316))은 기계적 파동 감쇠 구조를 가질 수 있다.“파동 감쇠 구조체”는 이름에서 암시되듯이 전자기 또는 RF 파들이 감쇠되도록(예를 들어, 느려지도록) 만들어진 구조체들(예를 들어, 도파로들)을 포함할 수 있다. 기계적 파동 감쇠 구조체는, 예를 들어, 기계적인 수단으로 전자기파들을 (예를 들어, 유효 파장 (λeff)을 감소시킴으로써) 감쇠시키도록 설계된 기계적인 조립체이다. 일부 실시예들에서 기계적인 수단은 높은 손실을 갖는 부가적인 유전물질을 포함하지 않을 수 있다. 기계적인 수단은 전자기파가 진행하는 전기적인 경로를 확장하도록 설계된 도파로 부품에 부착된 도전성 요소들(예를 들어, 반응 요소들)을 포함할 수 있다. 전자기파의 전기적인 경로의 확장은 유효 파장(λeff)을 감소시킬 수 있고, 따라서 초크의 치수를 줄일 수 있다. 일부 실시예에서 기계적 파동 감쇠 구조체들은 미로 구조를 형성할 수 있다. 기계적 파동 감쇠 구조체의 일부 예들이 도 6A 내지 6D에 도시되어 있다. 일부 실시예에서 파동 감쇠 구조체가 제2 초크 부품(예를 들어 부품 (108, 208, 또는 318)) 또는 임의의 다른 초크에 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크 시스템을 포함하는 오븐의 측면도를 도시한 도 4를 참조한다. 일부 실시예에서 오븐 캐비티(402)는 파동 감쇠 구조를 갖는 제1 초크 부품을 포함할 수 있다. 초크 시스템(400)은 캐비티(402) 주변 지역에(예를 들어 오븐 몸체에) 위치할 수 있다. 도어(404)는 캐비티(402)와 초크 시스템(400)을 밀폐할 수 있다. 도어(404)는, RF 에너지 공급과 함께 요리를 위한 열 대류가 공급될 때, RF 에너지 누설 및/또는 열 누출을 더욱 차단하도록 구성된 가스켓(미도시)을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 초크 시스템(400)은 기계적 파동 감쇠 구조체(406)를 갖는 제1 초크 부품(본원에서는 “제1 초크 부품(406)” 또는 “기계적 감쇠 구조체(406)”로 지칭됨) 및 제2 초크 부품(410)을 포함할 수 있다. 기계적 파동 감쇠 구조체(406)는 유효 1/4 파장 변환기로 동작할 수 있는 일련의 반응 요소들(408)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 B 포인트에서의 불연속성(예를 들어, 차단)은 A 포인트에서의 단락회로로 해석될 수 있다. 제1 초크 부품(406)에는 전자기파의 전파 방향(예를 들어, Z방향)과 수직으로 위치한 복수의 반응 요소들(408)이 (예를 들어, 슬롯 또는 톱니 형태로) 제공될 수 있다. 복수의 반응요소들(408)(예를 들어, 슬롯 또는 톱니)은 파동 감쇠 구조체(406)를 형성할 수 있다. 복수의 반응 요소들(408)은 파동(예를 들어, 전자기파)의 전파 속도를 줄일 수 있다. 유효 파장은 예컨대, λ=c/f 처럼 전파 속도에 비례할 수 있으므로, 파동의 전파 속도를 c에서 c’(c’<c)으로 줄임으로써 반응 요소들(408)은 유효 파장(λeff)을 줄일 수 있다. 일부 실시예들에서 제1 초크 부품(406)의 치수(도 4에서 l1으로 표시됨)는, 예를 들어, 중심 주파수 파장의 1/4보다 작을 수 있다. 예를 들어, 900MHz의 중심 주파수에 대해, 대응 파장 λ는 33.3cm일 수 있고, 제1 초크 부품의 길이는 33.3/4=8.33cm 미만, 예컨대, 2, 3 또는 4cm 혹은 0과 8.33cm 사이의 임의의 중간 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 파동 감쇠 구조체(406)는 초크 부품의 치수를, 예를 들어, 2배, 3배, 또는 4배 감소시킬 수 있다. 일부 실시예들에서 초크 시스템(400)은 오븐 캐비티 주변에 제공될 수 있어, 초크 부품 및/또는 초크 시스템(400)의 크기는 오븐 전체 크기에 영향을 줄 수 있다. 따라서 상기 파동 감쇠 구조체를 갖는 초크 부품 또는 초크 시스템의 구현은 파동 감쇠 구조체를 갖지 않은 것보다 더 소형 크기일 수 있어 오븐의 전체 치수를 줄일 수 있다. 제1 초크 부품(406)의 크기에 영향을 줄 수 있는 다른 고려사항들은 제조 방법 및 비용에 의한 제한을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서 제2 초크 부품(410)은, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 (예를 들어, 제1 초크 부품(406)과 중첩하도록) 접힐 수 있어, 초크 시스템(400)의 치수는 Z축을 따라 더 줄어들 수 있다. 일부 실시예들에서 파동 감쇠 구조체가 제2 초크 부품(410)에 사용될 수 있다(예를 들어, 복수의 슬롯이 제2 초크(410) 부품에 제공될 수 있다).
일부 실시예에서 파동 감쇠 구조체(426)는 도 5에서 예시적으로 도시된 바와 같이, 부분적으로 캐비티(422) 주변에 위치하고, 부분적으로 오븐 도어(424)에 위치한다. 일부 실시예에서 갈래(430) 형태의 복수의 반응 요소들이 오븐 도어(424) 상에 제공될 수 있다. 오븐 도어(424) 상에 제공된 갈래(430)는 오븐 캐비티(422) 상에 제공된 복수의 반응 요소들(428)(예를 들어, 슬롯들)과 정합되어 빗살 구조를 형성할 수 있다. 도어가 닫힌 위치에 있을 때, 갈래(430)의 끝과 슬롯들(428)의 가장 깊은 부분 사이에 공간이 남아있을 수 있다. 일부 실시예에서 슬롯들(428)이 오븐 도어(424)의 표면에 있고, 갈래(430)가 오븐 캐비티(422)의 벽에 있을 수 있다.
반응 요소들(예를 들어, 톱니, 갈래 및/또는 슬롯)의 수는 (예를 들어, 2, 6, 또는 8, 10, 20, 또는 그 이상으로) 변할 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 수는 초크 부품마다 달라질 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 수는 초크 시스템을 튜닝하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 각 반응 요소의 높이(깊이)(도 4에서 “h”로 표시됨)는 0.1 내지 5cm 범위 내(예를 들어, 1cm) 일 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 높이는 다를 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 높이는 하나의 초크 부품 내에서는 동일할 수 있지만 초크 부품 간에는 다를 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들 간의 거리는 0.5 내지 5mm 범위 내 (예를 들어, 2mm) 일 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들간의 거리는 예를 들어: λ/10, λ/20 또는 λ/50처럼 감쇠된 RF 에너지의 파장에 비례할 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들간 거리(도 4에서 “d”로 표시됨)는 하나의 초크 부품 내에서는 동일할 수 있지만 초크 부품 간에는 다를 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 두께는 0.5 내지 5mm 범위 내, 예를 들어, 2mm일 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 두께는 예를 들어: λ/10, λ/20 또는 λ/50처럼 감쇠된 RF 에너지의 파장에 비례할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반응 요소들(예를 들어, 톱니, 슬롯 또는 갈래)의 깊이(도 4에서 h로 표시됨)는 도 4의 A 포인트에서 (Zin이 0이면 단락회로가 될 수 있는) 최소 입력 임피던스 Zin를 보장하는 초크의 능력에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들(예를 들어, 슬롯 또는 톱니)의 두께는 전기적 고려사항 (초크를 포함하는 물질의 성형성(formability)과 강도)에 더하여 또는 그 대안으로 기계적 및 제조 고려사항에 의해 규정될 수 있다. 파동 감쇠 구조체(406)는 (도 4에서 도시된 바와 같이) 4개의 슬롯들을 포함할 수 있지만, 다른 개수의 슬롯들도 고려될 수 있다.
이하에서 본 발명의 일부 실시예에 따른 파동 감쇠 구조체를 갖는 다양한 초크 시스템을 도시한 도 6A 내지 6D를 참조한다. 도 6A는 예를 들어 2 내지 20 사이의
Figure pct00013
(예를 들어
Figure pct00014
=10)의 저손실을 갖는 유전 물질을 포함하는 두 부품들(602, 604)을 포함할 수 있는 파동 감쇠 구조체를 갖는 초크 시스템(600)을 도시한다. 초크 시스템(600)은 기계적 파동 감쇠 구조체일 수 있고, 두 부품(602, 604)은 반응 요소들의 크기를 줄이도록 구성될 수 있다. 부품(602)은 중심 주파수 f1을 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있고, 따라서 치수 d1과 h1(미도시)을 갖는 물질 M1으로 이루어진 삽입물을 포함할 수 있다. 부품(604)은 중심 주파수 f2를 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있고, 따라서 치수 d2와 h1(미도시)을 갖는 물질 M2로 이루어진 삽입물을 포함할 수 있다. 부품들(602, 604)은 유사한 물질들로 구성될 수 있고/또는 있거나 유사한 치수를 가질 수 있다.
도 6B 내지 6D는 본 발명의 일부 실시예에 따른 기계적 파동 감쇠 구조체에 대한 설계를 도시한다. 멀티 공진자 설계가 예로서 도 6B에 도시되어 있다. 초크 시스템(610)은 파동 감쇠 구조체로서 동작하는 복수의 반응 요소들(예를 들어, 공진자들(612)의 형태)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 공진자들(612)은 서로 다른 치수들을 가질 수 있고, 다른 중심 주파수를 갖는 서로 다른 주파수 대역들을 감쇠하는 설계일 수 있다. 일부 실시예들에서 적어도 두 공진자들은 임의의 주파수 대역 차단을 향상시키기 위해 동일한 치수를 가질 수 있다. 초크 시스템(610)은 5개의 공진자들을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 어떤 특정한 수의 공진자들에 한정되지 않는다.
도 6C는 본 발명의 일부 실시예에 따른 두 다중 반응 요소들(622, 624)을 포함하는 초크 시스템(620)을 도시한다. 다중 반응 요소들(622, 624) 각각은 다른 중심 주파수를 갖는 서로 다른 주파수 대역을 차단하도록 설계될 수 있다.
이하에서 도 4에 예로서 도시된 초크 시스템(400)과 유사한 전기적 특징을 갖는 초크 시스템(630)의 프로파일을 도시한 도 6D를 참조한다. 초크 시스템(630)은 두 초크 부품들(632, 634)을 포함할 수 있다. 제1 초크 부품(632)은 긴 일직선 도파로일 수 있는 도파로(632)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파로의 치수를 줄이기 위해, 초크 부품(632)은 도파로의 주요 특성이 유지되도록 접힐 수 있다. 직선 도파로로부터의 변화 또는 직선 도파로의 불완전성은 시뮬레이션을 이용하여 접이식 도파로(folded waveguide)의 치수를 변경함으로써 보상될 수 있다. 제2 초크 부품(634)은 파동 감쇠 구조체이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 부품(634)의 파동 감쇠 구조체는 h’으로 표시된 높이(깊이), 및 반응 요소들(636) 간 거리 (w’으로 표시됨)가 중심 주파수의 λ/4로부터 구해지도록 설계될 수 있다. 부품(632)은 폭 W + 높이 H가 λ/4와 동일할 수 있도록 설계된 접이식 도파로일 수 있다. 부품(634)의 치수는 부품(632)의 치수와 동일한 λ/4로부터 얻어질 수 있고, 따라서 부품들(632, 634)의 치수들은 감쇠 대역의 중심 주파수의 파장에 따라 변할 수 있다.
일부 실시예에서 파 감쇠 구조체를 갖는 복수의 초크 시스템들(예를 들어, 초크 시스템들(1, 2 및 3))은 캐스케이드 배열로 마련될 수 있다. 일부 실시예에서, 각 초크 시스템은 다른 중심 주파수에 따라 설계될 수 있고, 이는 또한 잠재적으로 감쇠된 대역폭을 증가시킨다. 파 감쇠 구조체는 복수의 초크 시스템들 각각의 제1 초크 부품에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 파 감쇠 구조체는 복수의 초크 시스템들 각각의 제1 및/또는 제2 초크 부품에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 파 감쇠 구조체는 복수의 초크 시스템들 중 하나 이상의 제1 초크 부품에 사용될 수 있고 다른 복수의 초크 시스템들 중 하나 이상의 제2 초크 부품들에 사용될 수 있다.
도 7A에 도시된 실시예에서, 복수의 초크 시스템들(701, 702, 703으로 표시됨) 각각의 제1 초크 부품의 치수(l1, l2, l3으로 표시됨)는 복수의 초크 시스템들 각각의 중심 주파수의 1/4 파장 (λ/4)보다 작을 수 있다. 예를 들어, l1, l2 및 l3의 치수들은 각각 3cm, 3.5cm 및 4cm일 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템들 각각의 제1 초크 부품의 치수(l1, l2, l3으로 표시됨)는, 예를 들어, 3cm로 유사 또는 동일 할 수 있다.
일부 실시예에서 복수의 초크 시스템들(예를 들어 초크 시스템들 (701, 702, 703)) 각각의 높이(도 7A에서 H로 표시됨)는 (예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이) 유사하거나 동일할 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템들 각각의 높이는 다를 수 있다. 예를 들어, 초크 시스템들(711, 712, 713)의 높이는 각각 도 7B에 도시된 바와 같이 H1, H2 및 H3일 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템들, 예를 들어 초크 시스템들(701, 702, 703) 각각의 폭(도 7A에 W1, W2 및 W3로 표시됨)은 (예를 들어, 도 7A에 도시된 바와 같이) 다르거나 또는 동일할 수 있다. 설계 요구에 따라 각 초크 시스템의 제2 초크 부품의 길이가 그 초크 시스템의 중심 주파수의 λ/4에 상당하도록 각 초크 시스템의 높이 및/또는 폭이 결정될 수 있는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 도 1B를 참조하여 상술한 바와 같이, 복수의 초크 시스템들 각각의 제 2초크 부품의 치수는 초크 시스템의 대역폭에 영향을 주고/주거나 초크 시스템의 대역폭을 결정할 수 있다. 따라서 제2 초크 부품의 치수 (예를 들어 도 7A에 도시된 예에서 D1)는 원하는 대역폭에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 각각 다른 중심 주파수를 감쇠하도록 설계된 두 초크 시스템(802, 804)을 포함하여 캐스케이드로 설계된 멀티 레벨 초크 시스템(800)의 예시적인 프로파일이 도 8A에 도시되어 있다. 초크 시스템(802)에서 접이식 도파로의 높이와 폭(H2+W2로 표시됨)은 중심 주파수 f1의 λ1/4와 동일할 수 있고, 초크 시스템(804)에서 접이식 도파로의 높이와 폭(H4+W4로 표시됨)은 중심 주파수 f2의 λ2/4와 동일할 수 있다. 초크 시스템들 (802, 804)은 초크 시스템(630)과 유사할 수 있다. 초크 시스템(802)은 예를 들어, 대략 830MHz의 중심 주파수 f1을 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있다. 초크 시스템(804)는 예를 들어, 대략 970MHz의 중심 주파수 f2를 갖는 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따른, 캐스케이드로 설계된 다른 예시적인 멀티레벨 초크 시스템(810)이 도 8B에 도시되어 있다. 멀티 레벨 초크 시스템(810)은 두 초크 시스템들(812, 814)을 포함할 수 있다. 초크 시스템들(812, 814)은 초크 시스템(630)과 유사할 수 있다. 초크 시스템들(812, 814)은 유사하거나 동일한 중심 주파수를 갖는, 유사하거나 동일한 주파수 대역을 감쇠하도록 설계될 수 있고, 따라서 유사하거나 동일한 높이와 폭을 가질 수 있고, 유사하거나 동일한 파동 감쇠 구조체 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 초크 시스템들(812, 814)은 실질적으로 동일한 치수를 가질 수 있다.
멀티 레벨 초크 시스템들 (800, 810)에 있어서 캐비티 입력 임피던스로 정규화된 전기적인 파라미터들 Zin/Zc 및 S21에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 보여주는 도 8C 및 8D를 참조한다. Zin은 식(1)에 의해 규정될 수 있고, S21은 수식(6)에 의해 규정될 수 있다. 멀티레벨 초크 시스템(810)은 중심 주파수 900MHz를 감쇠하도록 설계되었다. 시뮬레이션은 입사파가 횡방향으로 전파되는 것으로 가정하여 수행되었다. 도 8C는 입력 임피던스 대 주파수를 보여주는 두 Zin(f) 그래프들 (820, 830)을 보여준다. 그래프(820)는 멀티레벨 초크 시스템(810)에 대해 이상적인 캐비티(예를 들어, 경계조건에 영향을 미치지 않을 수 있는 초크를 갖는 캐비티)의 거동을 보여주고, 그래프 (830)은 멀티레벨 초크 시스템(800)에 대한 이상적인 캐비티의 거동을 보여준다. 두 초크 시스템들(810, 820)은 중심 주파수에서 정규화된 Zin의 최소값(Zin=대략 0)과 주파수 대역의 다른 주파수에서는 1보다 작은 값을 가질 수 있다. 도 8D는 두 멀티레벨 초크 시스템(800 및 810) 대 주파수에 대해 계산된 반사 계수 S21을 보여준다. dB로 나타낸 계수 값 S21은 주파수 대역에서 주파수들을 감쇠시키는 초크의 능력과 상관관계가 있다. S21의 dB값이 작을수록 초크 내 전자기파의 감쇠도 강해진다. 기대될 수 있는 바와 같이, 보다 낮은 dB값을 갖는 주파수들이 각 초크 시스템의 중심 주파수들이다. 그래프(825)는 900MHz에서 단일 중심 주파수를 갖는 멀티레벨 초크 시스템(810)의 시뮬레이션된 S21을 보여준다. 그래프(835)는 830MHz 및 970MHz에서 두 중심 주파수를 갖는 초크 시스템(800)의 시뮬레이션된 S21을 보여준다.
일부 실시예에서, 초크 부품 또는 초크 시스템의 크기를 더 줄이도록 요구될 수 있다. 상술한 바와 같이, 초크 부품의 치수는 λeff를 감소시킴으로써 줄일 수 있고, 따라서 초크 부품의 치수는 λ/4 보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서 유전물질이 하나 이상의 초크 부품의 부피를 채워,
Figure pct00015
를 얻을 수 있다. 그 물질은 저손실, 예를 들어
Figure pct00016
=10인 임의의 유전 물질일 수 있다. 충진 물질에 대해 물질의 무게, 접이식 초크 부품으로 성형할 수 있는 능력, (예를 들어 300℃ 보다 높은) 고온 저항성 및/또는 다른 환경적인 저항성 (예를 들어 화학적 안정성)이 더 고려될 수 있다.
일부 실시예에서 제2 초크 부품은 파 감쇠 구조체를 포함할 수 있고, 접힐 수 있다. 제2파 감쇠 구조체(예를 들어, 파 감쇠 구조체를 포함하는 제2 초크 부품)은 Zin 및 S21에 대한 튜닝을 더 허용할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 파 감쇠 구조체를 갖는, 예시적인 접이식 초크 부품이 도 9에 도시되어 있다. 초크 시스템들(910, 920)에서 초크 부품들 (915, 925)은 (예를 들어, 톱니 형태인)반응 요소들(955, 965)일 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들간 거리는 5 내지 25mm 범위에 (예를 들어 20mm) 있을 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들간 거리는 감쇠된 RF 에너지의 파장, 예를 들어, λ/5, λ/10, λ/20 또는 λ/50에 비례할 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들간 거리는 하나의 초크 부품 내에서는 동일할 수 있지만 초크 부품마다 다를 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들 (955, 965)의 두께는 0.5 내지 5mm 범위에서, 예를 들어, 2mm일 수 있다. 일부 실시예에서, 반응 요소들의 두께는 감쇠된 RF 에너지 파장, λ/10, λ/20 또는 λ/50에 비례할 수 있다. 일부 실시예에서 반응 요소들의 깊이(높이)는 감쇠된 RF 에너지의 파장, 예를 들어, λ/5, λ/10, λ/20 또는 λ/50에 비례할 수 있다.
일부 실시예에서, 초크 부품들(915, 925)은 (도시된 바와 같이) 접이식 도파로일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 초크 부품들(935, 925)은 (도시된 바와 같이)파 감쇠 구조체를 구비할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 제1 초크 부품들(935, 945)은 파 감쇠 구조체를 구비하지 않을 수 있다. 멀티레벨 초크 시스템(900)은 두 중심 주파수 f1 및 f2(예를 들어, 725MHz 및 965Hz)를 갖는 주파수 대역(예를 들어 700 내지 1000MHz, 500 내지 700MHz)을 감쇠하도록 설계된 두 개의 초크 시스템(910, 920)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티레벨 초크 시스템(예컨대, 초크 시스템들(910, 920))내의 복수의 초크 시스템 각각의 높이(도 9에서 H’으로 표시됨)는 도 9에 도시된 바와 같이 동일할 수 있다. 그 높이(도 9에서 H’으로 표시됨)는 1.5 내지 6cm의 범위에 있을 수 있고, 예를 들어, 2.5cm, 4cm, 4.5cm 일 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템 각각의 높이는 다를 수 있다. 일부 실시예에서 복수의 초크 시스템 각각의 높이는 감쇠된 RF 에너지의 파장, 예를 들어 λ/5 또는 λ/10에 비례할 수 있다.
일부 실시예에서 제2 초크 부품(예를 들어, 도 9에 도시된 초크 시스템 (910, 920))에서 파 감쇠 구조체를 갖는 초크 시스템의 높이는 제2 초크 부품 (예를 들어, 도 8A에서 초크 시스템(802, 804))에서 파 감쇠 구조체를 갖지 않는 초크 시스템과 비교해 더 작을 수 있고, 예를 들어, H’은 H2 또는 H4보다 짧을 수 있다. 일부 실시예에서 H’은 H2 또는 H4 보다 20%, 30%, 40% 또는 50% 더 짧을 수 있다. 일부 실시예에서 제2 초크 부품(예를 들어, 도 9에서 초크 시스템(910))에서 파 감쇠 구조체를 갖는 초크 시스템의 폭(W’으로 표시됨)은 그것의 제2 초크 부품(예를 들어, 도 8A에서 설명된 초크 시스템(802)-도 8A에서 W2로 표시됨)에서 파 감쇠 구조체를 갖지 않는 초크 시스템과 비교하여 더 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 초크는 다른 입사각의 전자기 누설을 감소 및/또는 방지하도록 동작할 수 있다. 캐비티로부터 누설되는 파들은 임의의 특정한 전파 방향에 한정되지 않을 수 있으며, 횡방향파 및 비횡방향파(non-transverse wave)를 포함할 수 있다. 비 TEM(non-TEM(Transverse Electro Magnetic))모드는 비횡방향 TEM 모드들의 구성요소로 간주될 수 있기 때문에, 비횡방향파는 비-TEM모드들을 도입함으로써 여기될 수 있다.
일부 실시예에서 파들의 전기적인 경로와의 간섭들이 구현될 수 있다. 이러한 간섭들은 초크에 슬롯들을 절개(cutting)함으로써 기계적인 불연속을 만들어 달성될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크 시스템을 설명하는 도 10A를 참조한다. 본 발명의 일부 실시예에 따른 초크 시스템(1000)의 측면도가 도 10B에 도시되어 있다. 초크 시스템(1000)은 예를 들어, 도 6D에 도시된 초크 시스템(630)과 유사할 수 있다. 초크 시스템(1000)은 파 감쇠 초크 부품(1012)과 접이식 초크 부품(1014)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 초크 시스템(1000)은 서로 다른 입사각의 전자기 누설을 감소 및/또는 방지하도록 동작할 수 있다. 일부 실시예에서 하나 이상의 반응 요소들(1016)(예를 들어, 슬롯들)은 섹션들(1040)로 분할될 수 있다(예를 들어, 반응 요소들(1016)은 슬릿들(1050)을 구비할 수 있다). 두 슬릿 간 거리는 1 내지 5cm 범위에(예를 들어, 2cm) 있을 수 있다. 두 슬릿 간 거리는 캐비티에 전달되는 전자기 에너지의 전형적인 파장보다 작아서, 예를 들어, λ/10 또는 λ/15 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿들의 폭은 λ/100 또는 λ/150 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿들을 구비한 반응 요소는 불연속 구조체를 형성해 서로 다른 입사각들의 파가 또한 감쇠될 수 있다.
다른 실시예에서, 초크 시스템(1000)은, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 오븐 캐비티(1100)에 마련될 수 있다.
일부 실시예에서, 커버는 초크를 깨끗하게 유지하고/하거나 RF 가열과 함께 대류열이 인가될 때 대류 가열을 추가로 차단하기 위해 초크 시스템에 부가될 수 있다. 커버는 초크 표면에 접착된 유전체 물질(유전체 커버로 지칭될 수 있음)일 수 있고 오븐 새시(chassis)와 접촉할 수 있다. 일부 실시예에서 커버 물질의 유전 특성(
Figure pct00017
)은 1.5 내지 5의 범위에 (예를 들어,
Figure pct00018
=2.2) 있을 수 있다. 일부 실시예에서 커버를 부가함으로써 그 커버가 RF파의 전기적인 경로 내에 있을 수 있을 때 그 RF파의 차단을 개선할 수 있다.
일부 실시예에서, 오븐 캐비티의 하나 이상의 모서리는 하나 이상의 초크로 덮일 수 있다. 오븐 모서리는 둥그런 형상, 절단 (truncated) 형상, 모따기 된(chamfered) 형상을 갖거나, 모두 없는 상태일 수 있다. 다양한 초크 모서리가 도 12A 내지 12L에 도시되고 보여진다. 도 12A는 모따기 된 모서리를 갖는 단일 레벨 초크를 도시한다; 도 12A에 도시된 오븐의 모서리에 대한 사진은 도 12B에 보여진다. 도 12C는 모서리를 갖지 않은 단일 레벨 초크를 도시한다; 도 12C에 도시된 오븐의 모서리 사진은 도 12D에 보여진다. 도 12C 및 12B에 보여진 것과 유사한 방식으로 모서리를 갖지 않는 이중 레벨 초크 시스템은 도 12E에 도시되어 있고 도 12F의 사진으로 보여지고 있다.
일부 실시예에서 모따기 된 디자인이 초크 모서리에 적용될 수 있다. 모따기 된 디자인에서는 모서리가 경사지게 깎일 수 있다. 도 12G는 모따기 된 모서리를 갖는 단일 레벨 초크를 도시한다. 모따기 된 디자인은 또한 멀티레벨 초크 시스템에 적용될 수 있다. 도 12H는 이중 레벨 초크 시스템을 도시한 것이고, 도 12I는 모따기 된 모서리를 갖는 3중 레벨 초크 시스템을 도시한다.
초크는 둥근 모서리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12J 및 12K는 둥근 모서리를 갖는 단일 레벨 초크 및 이중 레벨 초크 시스템을 도시하고 있다. 도 12L은 도 12A에 도시되었던 단일 레벨 초크와 유사한, 절단 코너를 갖는 이중 레벨 초크 시스템을 도시한다.
위에서 논의되고, 예를 들어, 도 10 및/또는 도 12A 내지 12L에 도시된 실시예들은 도어에 대향한 오븐 몸체(예를 들어, 캐비티 벽) 위에 초크들(예를 들어, 초크 시스템들)을 갖는 것으로 보여지고 설명되며, 일부 실시예에서, 초크 시스템들은 도어 자체에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서 초크(예를 들어, 초크 시스템)는 오븐 캐비티 및/또는 몸체의 일부로서 제공되고/제공되거나 오븐 캐비티 또는 몸체에 내장될 수 있다. 또한 일부 실시예에서 초크들(예를 들어, 초크 부품들 또는 초크 시스템들) 또는 그 초크의 일부는 (예를 들어, 도 13A 및 13B에 도시된 바와 같이) 도어 내로 그리고 그 도어에 대향하는 캐비티 벽 상으로 통합될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 초크(예를 들어, 초크 부품들 또는 초크 시스템들)는 오븐 도어의 일부로서 제공되고/제공되거나 오븐 도어에 내장될 수 있다. 일부 실시예에서 초크는 적어도 λ/4보다 적은 치수를 가질 수 있으며, 여기서 λ는 전자파의 파장이다. 일부 실시예에서 도어의 폭(도 13B에서 Wd로 표시됨)은 4cm, 6cm, 또는 그 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 도어의 폭은 감쇠된 RF 에너지의 파장, 예를 들어 λ/5보다 작은 범위에 있을 수 있다.
예시적인 실시예에 대한 상기 설명에서 본 개시 내용을 간략하게 하기 위해 실시예에서 다양한 특징들이 함께 제시되었다. 본 발명의 방법은 청구된 발명이 각 청구항에서 명백히 인용된 것보다 더 많은 특징을 요구하는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려 다음의 청구범위가 반영하는 것과 같이, 발명의 양태들은 위에서 개시된 단일 실시예의 모든 특징들 보다 적은 범위 내에 포함될 수 있다. 따라서 다음의 청구범위는 상세한 설명에 통합되고, 각 청구항은 그 자체로 본 발명의 개별 실시예를 나타낸다.
또한 명세서와 본 발명의 실시를 고려하면 청구된 바와 같이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 개시된 시스템과 방법에 대한 다양한 변형과 수정이 가능함은 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 방법에서 하나 이상의 단계들 및/또는 장치 또는 디바이스에서 하나 이상의 부품은 생략, 변경 또는 대체될 수 있다. 따라서 명세서와 예들은 예시적으로만 고려되며 본 발명의 진정한 범위는 다음의 청구범위와 그 균등물에 의해 나타내진다.
우선권
본 출원은 2010년 7월15일에 출원된 “오븐용 초크(CHOKE FOR AN OVEN)”라는 제목의 미국 가출원 제61/364,707호 및 2010년 8월26일에 출원된 “오븐용 초크(CHOKE FOR AN OVEN)”라는 제목의 미국 가출원 제61/377,269호의 우선권의 이익을 주장하며 각각의 전체 내용은 본원에서 그 전체로서 참조로 포함된다.

Claims (24)

  1. 캐비티와 상기 캐비티의 개구부에 인접한 도어 사이에 전자기(EM)파의 전파를 감쇠하도록 구성된 초크에 있어서,
    기계적 파동 감쇠 구조체를 갖는 하나 이상의 초크 부품들을 포함하는 것을 특징으로 하는 초크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 초크 부품들은 λ/4와 동일한 치수를 가지며, 여기서 λ는 상기 전자기파의 파장인 초크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 초크 부품들은 λ/4보다 작은 치수를 가지며, 여기서 λ는 상기 전자기파의 파장인 초크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초크는 주파수 대역에서 전자기(EM)파의 전파를 감쇠하도록 구성된 초크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 초크 부품들은 λ/4와 동일하거나 그보다 작은 치수를 가지며, 여기서 λ는 상기 주파수 대역 내에서 중심 주파수를 갖는 전자기파의 파장인, 초크.
  6. 제4항에 있어서, 상기 주파수 대역은 중심 주파수가 800 내지 1000MHz 사이에 있는 초크.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 주파수 대역은 적어도 200MHz의 대역폭을 가지는 초크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 초크 부품 및 제2 초크 부품을 포함하되, 상기 제1 초크 부품은 기계적 파동 감쇠 구조체를 구비 하는 초크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부품들 중 적어도 하나는 도파로인 초크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도파로는 접이식 도파로임을 특징으로 하는 초크.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 초크 부품은 기계적 파동 감쇠 구조체를 가지는 초크.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 초크 부품은 기계적 파동 감쇠 구조체를 포함하는 접이식 도파로인 초크.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 초크 부품들 중 적어도 하나는 유전체 물질을 포함 하는 초크.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초크는 유전체 커버를 더 포함함을 특징으로 하는 초크.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초크가 감쇠하는 적어도 한 주파수에 대해 계산된 S21 파라미터가 -45dB 이하인 초크.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초크가 감쇠하는 적어도 한 주파수에 대해 1 이하의 계산된 정규화된 Zin 파라미터를 갖는 초크.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 파동 감쇠 구조체는 상기 개구부에 수직으로 배향된 슬롯들을 포함 하는 초크.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 적어도 두 초크를 포함 하는 멀티레벨 초크 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 두 초크의 각각은 상이한 중심 주파수를 갖는 서로 다른 주파수 대역의 전파를 감쇠하도록 구성된 멀티레벨 초크 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 두 초크는 실질적으로 동일한 중심 주파수를 갖는 주파수 대역들의 전파를 감쇠하도록 구성된 멀티레벨 초크 시스템.
  21. 제1항 내지 18항 중 어느 한 항에 따른 무선주파수(RF) 초크를 포함하는 RF 오븐용 도어.
  22. 제21항에 있어서,
    λ가 감쇠된 주파수 대역의 중심 주파수의 파장일 때 최대 λ/5의 폭을 갖는 도어.
  23. 무선 주파수(RF) 초크를 포함하는 RF 오븐용 도어에 있어서, 상기 도어는 약 6cm의 폭을 갖고 800 내지 1000MHz 사이의 중심 주파수를 갖는 대역과 적어도 200MHz의 대역폭을 갖는 RF 주파수를 감쇠하도록 구성된 RF 오븐용 도어.
  24. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 RF 초크를 포함하는 도어를 구비하는 RF 오븐.
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