KR200165763Y1 - 마그네트론의 하부 요오크구조 - Google Patents

Abstract

본고안은 마그네트론에 관한 것으로서, 특히 하부 요오크(55')의 수직부(54')와 수평부(56')가 접하는 모서리에 돌출판부(60)를 형성하여 하부 마그네트(43)의 원주면에서 상기 수직부(54')의 하부에 이르는 거리를 전체적으로 균일함으로써 하부 마그네트(43)로부터 발생된 자속이 하부 요오크(55' )의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 마그네트론내부의 작용공간(12)에 균등한 자계를 형성함으로써 마그네트론의 출력효율을 향상시킬 수 있는 마그네트론의 하부 요오크구조에 관한 것이다.

Description

마그네트론의 하부 요오크구조

본 고안은 마그네트론에 관한 것으로서, 특히 하부 요오크의 수직부와 수평부가 접하는 모서리에 돌출판부를 형성하여 하부 마그네트의 원주면에서 상기 수직부의 하부에 이르는 거리를 전체적으로 균일함으로써 하부 마그네트로부터 발생된 자속이 하부 요오크의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 마그네트론 내부의 작용공간에 균일한 자계를 형성함으로써 마그네트론의 출력효율을 향상시킬 수 있는 마그네트론의 하부 요오크구조에 관한 것이다.

종래의 마그네트론은 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 동파이프 등에 의해 원통형상으로 형성된 양극통체(13)의 내부에는 고주파성분을 유기시키도록 복수개의 공진공동을 형성하는 다수(짝수)개의 베인(15)이 축심방향을 향하여 등간격으로 배치되어 있고 이들 양극통체(13)와 베인(15)에 의해 양극을 구성한다.

그리고, 베인(15)의 선단부측 근처에는 상/하부에 각각 커패시턴스를 변화시켜 일정한 공진주파수를 얻도록 내측 및 외측균압링(15a,15b)이 상기 베인(15)을 하나 걸러서 각각 접속배치되어 있고, 상기 양극통체(13)의 중심축상 근처에는 상기 다수개의 베인(15)의 선단부와 필라멘트(17)사이에 작용공간(12)이 형성되어 있다.

상기 작용공간(12)내에는 고열을 발생하도록 텅스텐(W)과 산화토륨(ThO₂)을 혼합소결시켜 나선형상으로 권회한 필라멘트히터(17; 이하, 필라멘트라 명명함)가 상기 양극통체(13)와 동축형상으로 배치되어 있다.

상기 필라멘트(17)의 양단부에는 발진에 기여하지 못하는 손실전류인 열전자가 중심축방향으로 방사되는 것을 방지하도록 상부 및 하부실드햇(20,21)이 고착되어 있고, 상기 하부실드햇(21)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제1캐소드지지대(23)가 상기 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해서 상기 상부실드햇(20)의 하단부에 용접고착되어 있으며, 상기 하부실드햇(21)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제2캐소드지지대(25)가 용접고착되어 있다.

상기 제1캐소드지지대(23)는 상기 필라멘트(17)의 중심축을 관통하면서 상기 상부실드햇(20)을 지지하고, 상기 제1 및 제2캐소드지지대(23,25)는 마그네트론의 음극을 지지고정하는 절연세라믹(27)에 형성된 관통구멍을 통해 전원단자(30b,32b)에 접속되어 있는 외부접속단자(29,31)에 전기적으로 접속되어 상기 필라멘트(17)에 전류를 공급하는 필라멘트전극이다.

상기 외부접속단자(29,31)에는 쵸크코일(30,32)의 일단부가 전기적으로 접속되어 있고, 상기 쵸크코일(30,32)의 타단부는 박스필터의 측벽부에 배설되어 있는 커패시터(34)와 접속되어 있으며, 상기 쵸크코일(30,32)내에는 노이즈를 흡수하는 페라이트(30a,32a)가 상기 쵸크코일(30,32)의 길이방향을 따라 삽입고정되어 있다.

또한, 상기 양극통체(13)의 양측개구부에는 상기 필라멘트(17)와 베인(15)에의해 형성되는 작용공간(12)내에 균일하게 자속을 형성하도록 자로를 형성하는 깔대기형상의 상부 및 하부폴피스(33,35)가 용접고착되어 있다.

상기 상부 및 하부폴피스(33,35)의 상/하부에는 상부 및 하부실드컵(37,39)이 각각 기밀하게 용접고착되어 있고, 상기 상부 및 하부실드컵(37,39)의 상/하부에는 상기 양극통체(13)의 내부를 진공으로 밀봉하기 위하여 안테나세라믹(45) 및 절연세라믹(27)이 기밀하게 용접고착되어 있다.

또한, 상기 상부 및 하부실드컵(37,39)의 외측면에는 상기 양극통체(13)내에일정한 자계분포를 유지하도록 링형상의 상/하부 마그네트(41,43)가 배치되어 있고, 마그네트론의 출력부를 구성하는 상기 상부실드컵(37)의 상부개구단부에는 후술되는 안테나캡을 절연시키는 원통형상의 안테나세라믹(45)이 접합되어 있다.

또한, 도면에 있어서, 상기 안테나세라믹(45)의 상부측선단부에는 동으로 이루어진 배기판(47)이 접합되어 있고, 상기 배기관(47)의 내측 중앙부근처에는 공진공동내에 발진된 마이크로파를 출력하도록 상기 베인(15)으로부터 도출된 안테나(49)가 상기 상부폴피스(33)의 관통구멍을 통과하여 축상으로 연장되면서 상기 안테나(49)의 끝이 상기 배기관(47)내에 고정되어 있다.

그리고, 상기 배기관(47)의 외측면에는 상기 배기관(47)의 용접고착부를 보호함은 물론 전계집중에 의한 스파크방지 및 고주파안테나의 작용을 함과 동시에 마이크로파 출력을 외부로 내보내는 창(Window)역할을 하는 안테나세라믹(45)과 그위에 안테나캡(51)이 씌워져 있다.

또한, 상기 양극통체(13)의 외부에는 귀환되는 자속을 연결하기위해 상기 양극통체(13)내의 자속량을 결정하는 상부 및 하부 요오크(53,55)가 설치되어 있고, 상기 양극통체(13) 및 하부 요오크(55)사이에는 복수개의 알루미늄냉각핀(57)이 상기 양극통체(13) 및 하부 요오크(55)에 고정된 클램프부재(55a)에 의해 감압배치되어 상기 마그네트(41,43)와 함께 자로 형성용 상부 및 하부 요오크(53,55)에 의해 덮여 있다.

상기와 같이 구성된 마그네트론의 동작은 먼저, 외부접속단자(29,31)를 통해 전원이 인가되면, 상기 외부접속단자(29), 제1캐소드지지대(23), 상부실드햇(20), 필라멘트(17), 하부실드햇(21), 제2캐소드지지대(25), 외부접속단자(31)에 의해 폐회로가 구성되어 상기 필라멘트(17)에 동작전류가 공급되고 상기 필라멘트(17)가 가열되면 고온에서 작용공간(12)내로 열전자를 방출하기 시작한다.

이때, 상기 제2캐소드지지대(25)와 양극에 인가된 구동전압에 의해 필라멘트(17)의 바깥표면과 베인(15)사이의 작용공간(12)내에 강한 전계가 형성되고 이강한 전계는 베인(15)에서 출발하여 필라멘트(17)로 이른다.

한편, 상부 마그네트(41)로부터 발생된 자속은 상부폴피스(33), 작용공간(12), 하부폴피스(35), 하부 마그네트(43), 하부 요오크(55'), 상부 요오크(53), 상부 마그네트(41)로 이루어지는 자기회로를 구성하여 작용공간(12)내에 높은 자계를 형성한다.

따라서, 고온의 필라멘트(17)표면으로 부터 작용공간(12)으로 방출되는 열전자는 작용공간(12)내에 존재하는 강한 전계에 의해 베인(15) 또는 양극통체(13)쪽으로 진행함과 동시에 작용공간(12)내에 존재하는 강한 자계에 의해 진행방향에 대해 수직으로 힘을 받아 전자가 양극쪽으로 진행함에 따라 나선형운동을 한다.

이러한 전자의 운동은 모든 작용공간(12)에서 이루어져 베인(15)과 공진기(10)와의 구조적 공진회로에 따라 전자들이 전자군을 형성하면서 높은 전위인 베인(15)으로의 진행을 반복적으로 수행하여 상기 베인(15)에는 전자군이 회전하는 속도에 대응하는 공진주파수인 2450MHz대(기본파)마이크로파를 발생한다.

한편, 종래 마그네트론의 하부 요오크(55)는 도3에 도시한 바와 같이 수평부(56)와 수직부(54)가 서로 직각으로 접해있는 구조이며, 상기 수평부(56)는 그상부에 링형의 하부 마그네트가(43)가 장착되어 있고 상기 하부 마그네트(43)의 개구된 홀과 접해 있는 부분은 원주모양으로 개구되어 있고, 상기 수직부(54)는 상부 마그네트(41)가 장착된 상부 요오크(53)와 결합될 수 있도록 한쌍의 결합부(54a)가 형성되어 있고 다수개의 홀이 형성되어 있어 복수개의 알루미늄냉각핀(57)이 결합된다.

그런데, 상기 수평부(56)와 수직부(54)가 직각으로 접해있고, 하부 마그네트(43)의 원주면으로부터 수직부(54)로 이르는 거리는 수직부(54)의 β부분으로의 길이가 α부분으로의 길이에 비해 짧기 때문에 상기 하부 마그네트(43)로부터 발생되는 자속이 β부분으로 집중되는 헌상이 발생되어 마그네트론 내부의 작용공간(12)에는 균등자계가 형성되지 못하여 마그네트론의 출력효율을 저하시킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 본고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본고안의 목적은 하부 요오크의 구조를 변경하여 하부 마그네트로부터 발생된 자속이 하부 요오크의 일부분에 집중되는 것을 방지함으로써 마그네트론내부의 작용공간에 균등한 자계를 형성할 수 있는 마그네트론의 하부 요오크 구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본고안에 따른 마그네트론의 하부 요오크의 구조는 자속을 발생하는 상/하부 마그네트와, 상기 상/하부 마그네트에서 발생된 자속을 유도하는 폴피스와, 상기 상/하부 마그네트에서 귀환되는 자속을 연결하는 상부 및 하부 요오크를 구비한 마그네트론에 있어서, 상기 하부 요오크의 수직부와 수평부가 접하는 모서리에는 돌출판부가 형성되어 상기 하부 마그네트의 원주면에서 상기 수직부의 하부에 이르는 거리를 전체적으로 균일하게 한 것을 특징으로 한다.

도1은 종래기술에 의한 마그네트론의 종단면도,

도2는 도1의 A-A선에 따른 단면도,

도3은 종래기술에 의한 마그네트론의 하부 마그네트가 장착된 하부 요오크의 사시도,

도4는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론의 하부 마그네트가 장착된 하부요오크의 사시도,

도5는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론의 하부 마그네트가 장착된 하부 요오크의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 양극통체 15 : 베인

17 : 필라멘트 41 : 상부 마그네트

43 : 하부 마그네트 54' : 하부 요오크의 수직부

55' : 하부 요오크 56' : 하부 요오크의 수평부

60 : 하부 요오크의 돌출판부

이하, 본고안의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도4는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론의 하부 마그네트가 장착된 하부 요오크의 사시도이며, 도5는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론의 하부 마그네트가 장착된 하부 요오크의 평면도로서, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙인다.

본고안에 의한 마그네트론의 하부 요오크의 구조는 도4 및 도5에 도시한 바와 같이 수평부(56')와 수직부(54')가 서로 직각으로 접해있고, 상기 수직부(54')의 하단부 양단에는 일정길이로 절단되어 하부 마그네트(43)측으로 일정각도만큼 절곡됨에 의해 돌출판부(60)가 형성됨으로써 상기 하부 마그네트(43)의 원주면으로부터 수직부(54' )로의 거리(a,b,c)를 균일하게 하였다.

상기 수평부(56')는 그 상부에 링형의 하부 마그네트(43)가 장착되어 있고 상기 하부 마그네트(43)의 개구된 홀과 접해 있는 부분은 원주모양으로 개구되어 있으며, 상기 수직부(54')에는 상부 마그네트(41)가 장착된 상부 요오크(53)와 결합될 수 있도록 한쌍의 결합부(54a)가 형성되어 있고 다수개의 홀이 형성되어 있어 복수개의 알루미늅냉각핀(57)이 결합된다.

상기와 같이 구성된 마그네트론의 하부 요오크구조에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부접속단자(29,31)를 통해 전원이 인가되면, 상기 외부접속단자(29), 제1캐소드지지대(23), 상부실드햇(20), 필라멘트(17), 하부실드햇(21), 제2캐소드지지대(25), 외부접속단자(31)에 의해 폐회로가 구성되어 상기 필라멘트(17)에 동작전류가 공급되고, 이에따라 상기 필라멘트(17)가 가열되면 고온에서 작용공간(12)내로 열전자를 방출하기 시작한다.

이때, 상기 제2캐소드지지대(25)와 양극에 인가된 구동전압에 의해 필라멘트(17)의 바깥표면과 베인(15)사이의 작용공간(12)내에 강한 전계가 형성되고 이강한 전계는 베인(15)에서 출발하여 필라멘트(17)로 이른다.

한편, 상부 마그네트(41)로부터 발생된 자속은 상부폴피스(33), 작용공간(12), 하부폴피스(35), 하부 마그네트(43), 하부 요오크(55'), 상부 요오크(53), 상부 마그네트(41)로 이루어지는 자기회로를 구성하여 작용공간(12)내에 높은 자계를 형성한다.

이때, 상기 자기회로에 있어서 하부 마그네트(43)로부터 발생된 자속이 하부요오크(55')로 진행되는 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부 마그네트(43)로부터 발생된 자속이 하부 요오크(55')의 수평부(56')를 따라 하부 요오크(55')의 수직부(54')전체로 균일하게 인도됨으로써 종래의 문제점이었던 하부 요오크의 수직부 하단 중심부에 자속이 집중되는 현상을 방지하여 마그네트론내부의 작용공간(12)에 균일한 자계를 형성함으로써 마그네트론의 출력효율을 향상시킬수 있다.

이어서, 고온의 필라멘트(17)표면으로 부터 작용공간(12)으로 방출되는 열전자는 작용공간(12)내에 존재하는 강한 전계에 의해 베인(15) 또는 양극통체(13)쪽으로 진행함과 동시에 작용공간(12)내에 존재하는 강한 자계에 의해 진행방향에 대해 수직으로 힘을 받아 전자가 양극쪽으로 진행함에 따라 나선형운동을 한다.

이러한 전자의 운동은 모든 작용공간(12)에서 이루어져 베인(15)과 공진기(10)와의 구조적 공진회로에 따라 전자들이 전자군을 형성하면서 높은 전위인 베인(15)으로의 진행을 반복적으로 수행하여 상기 베인(15)에는 전자군이 회전하는 속도에 대응하는 공진주파수인 2450MHz대(기본파)마이크로파를 발생한다.

앞에서 설명한 바와같이 본고안에 의한 마그네트론의 하부 요오크구조에 의하면 하부 요오크의 수직부와 수평부가 접하는 모서리에 돌출판부를 형성하여 하부마그네트의 원주면에서 상기 수직부의 하부에 이르는 거리를 전체적으로 균일함으로써 하부 마그네트로부터 발생된 자속이 하부 요오크의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 마그네트론내부의 작용공간에 균등한 자계를 형성함으로써 마그네트론의 출력효율을 향상시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 자속을 발생하는 상/하부 마그네트(41,43)와, 상기 상/하부 마그네트(41,43)에서 발생된 자속을 유도하는 폴피스(33,35)와, 상기 상/하부 마그네트(41,43)에서 귀환되는 자속을 연결하는 상부 및 하부 요오크(53,55')를 구비한 마그네트론에 있어서, 상기 하부 요오크(55')의 수직부(54')와 수평부(56')가 접하는 모서리에는 돌출판부(60)가 형성되어 상기 하부 마그네트(43)의 원주면에서 상기 수직부(54')의 하부에 이르는 거리를 전체적으로 균일하게 한 것을 특징으로 하는 마그네트론의 하부 요오크의 구조.