JP3165342B2 - Magnetron - Google Patents
MagnetronInfo
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- JP3165342B2 JP3165342B2 JP30116394A JP30116394A JP3165342B2 JP 3165342 B2 JP3165342 B2 JP 3165342B2 JP 30116394 A JP30116394 A JP 30116394A JP 30116394 A JP30116394 A JP 30116394A JP 3165342 B2 JP3165342 B2 JP 3165342B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジ等、高周波
加熱機器に用いられるマグネトロンに関するものであ
る。特に、低電圧で駆動する空胴共振器の陽極の改良に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetron used for a high frequency heating device such as a microwave oven. In particular, it relates to an improvement in the anode of a cavity resonator driven at a low voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】マグネトロンは、電子管の中で作用空間
に互いに直角な直流磁界と直流電界が存在するクロスト
・フィールド・デバイスの一つであり、70%程度の高
い効率が得られる特徴がある。2. Description of the Related Art A magnetron is one of the crossed field devices in which a DC magnetic field and a DC electric field are perpendicular to each other in a working space in an electron tube, and is characterized by a high efficiency of about 70%.
【0003】図5は、従来の円筒型マグネトロンの構成
図である。円筒状の陽極61には複数のベイン62が放
射状に中心に向って形成されており、これが空胴共振器
を構成している。陰極63は、円筒状の陽極61の中心
軸上に配置され、陰極‐ベイン間が作用空間である。陽
極61の上下両端には、作用空間に均一磁界を形成する
ためのホールピース64がヨーク65を有するマグネッ
ト66に密着して取り付けられている。また、陽極61
とヨークとの間には陽極損により発生する熱を逃すため
の放熱板67が配置されている。陽極損は、陰極から放
出された電子が陽極電圧で加速され、陽極に衝突するこ
とで発生する。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional cylindrical magnetron. A plurality of vanes 62 are radially formed on the cylindrical anode 61 toward the center, and this constitutes a cavity resonator. The cathode 63 is arranged on the central axis of the cylindrical anode 61, and the working space is between the cathode and the vane. At both upper and lower ends of the anode 61, hole pieces 64 for forming a uniform magnetic field in the working space are attached in close contact with a magnet 66 having a yoke 65. The anode 61
A radiator plate 67 for dissipating heat generated by the anode loss is disposed between the heat sink and the yoke. Anode loss occurs when electrons emitted from the cathode are accelerated by the anode voltage and collide with the anode.
【0004】現在電子レンジ等の高周波加熱機器に用い
られているマグネトロンは円筒型が主流であるが、その
他に平板型マグネトロンがある。図6は、従来の平板型
マグネトロンの断面図であり、図7は、その斜視図であ
る。平板状の陽極11には複数のベイン12が陰極1
3、ソール部14に垂直に形成されており、これが空胴
共振器を構成している。陰極13は、平板状の陽極11
の左端下部に配置され、ソール‐ベイン間が作用空間で
ある。陽極両側面には、作用空間に均一磁界を形成する
ためのホールピース24がヨーク25を有するマグネッ
ト26に密着して取り付けられている。また、ヨーク2
5には陽極損により発生する熱を逃がすための放熱板1
7が配置されている。[0004] The magnetron currently used for high frequency heating equipment such as a microwave oven is mainly of a cylindrical type, but there is also a flat type magnetron. FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional flat-type magnetron, and FIG. 7 is a perspective view thereof. A plurality of vanes 12 are provided on the flat plate-shaped anode 11.
3. It is formed perpendicular to the sole part 14, and this constitutes a cavity resonator. The cathode 13 is a flat anode 11
Is located at the lower left end of the box, and between the sole and the vane is the working space. On both side surfaces of the anode, hole pieces 24 for forming a uniform magnetic field in the working space are attached in close contact with a magnet 26 having a yoke 25. Also, yoke 2
5 is a radiator plate 1 for releasing heat generated by anode loss.
7 are arranged.
【0005】この構成において、陽極内を真空にし、マ
グネット26によって作用空間に磁界を印加し、陽極1
1、ソール14‐ベイン12間に電源入力部18より電
圧を印加すると、陰極からベインに向って電子が飛び出
す。飛び出した電子はマグネット26から受ける磁界に
より円筒型マグネトロンと同様に作用空間をサイクロイ
ド運動を行いながら図6の右方向に進む。この電子か
ら、空胴共振器にエネルギーが与えられ、高周波電界が
発生し、マイクロ波としてマイクロ波出力部19から取
り出される。In this configuration, the inside of the anode is evacuated, a magnetic field is applied to the working space by the magnet 26, and the anode 1
1. When a voltage is applied between the sole 14 and the vane 12 from the power input unit 18, electrons jump from the cathode toward the vane. The jumped-out electrons move rightward in FIG. 6 while performing cycloidal motion in the working space similarly to the cylindrical magnetron by the magnetic field received from the magnet 26. From the electrons, energy is given to the cavity resonator, a high-frequency electric field is generated, and is extracted from the microwave output unit 19 as a microwave.
【0006】従来のマグネトロンでは、その動作電圧が
4KVであり、家庭用電源の電圧100Vで駆動するに
はトランスを必要としていた。これをトランスを使用せ
ずに、直接家庭用電源の電圧100Vで駆動させるため
には、印加する磁場強度を低くするか、あるいは陽極の
ベインのピッチを細かくすることが必要である。磁場強
度を低くすると発振能率が著しく低下するので、実際に
はピッチを細かくすることのみで対応する必要がある。
ところが、動作電圧4KVを100Vに変更する場合、
ベインのピッチは現状の15%程度になってしまい、加
工精度、強度、耐熱性の問題から発振が不安定になる問
題があった。そこで、図8に示すように、従来の円筒型
マグネトロン陽極71のベイン72間に誘電体73を詰
めることで、静電容量を大きくすることにより、低電圧
化を実現するマグネトロンが提案されている(特開昭6
2−272423号公報)。これは、陽極の共振周波数
は、ベイン間の静電容量の増加率の1/2乗に反比例し
て低くなることを利用している。すなわち、静電容量が
誘電体により増加した分を、ベインのサイズの縮小化に
より吸収することで、同じ共振周波数を得る。こうする
ことで、マグネトロンが小型、軽量化されるとともに、
ベイン間に誘電体が挿入されることで、機械的強度及び
耐熱性が増し、発振が安定する。In the conventional magnetron, the operating voltage is 4 KV, and a transformer is required for driving with a household power supply voltage of 100 V. In order to drive this directly with a household power supply voltage of 100 V without using a transformer, it is necessary to lower the intensity of the applied magnetic field or to reduce the pitch of the anode vanes. When the magnetic field intensity is reduced, the oscillation efficiency is remarkably reduced. Therefore, in practice, it is necessary to cope only with a fine pitch.
However, when changing the operating voltage 4KV to 100V,
The pitch of the vanes is about 15% of the current level, and there is a problem that the oscillation becomes unstable due to the problems of processing accuracy, strength, and heat resistance. In view of this, as shown in FIG. 8, a magnetron has been proposed in which a dielectric 73 is packed between vanes 72 of a conventional cylindrical magnetron anode 71 to increase the capacitance and thereby reduce the voltage. (JP 6
2-272423). This utilizes the fact that the resonance frequency of the anode decreases in inverse proportion to the square of the rate of increase of the capacitance between the vanes. That is, the same resonance frequency is obtained by absorbing the increase in capacitance due to the dielectric material by reducing the size of the vane. This will make the magnetron smaller and lighter,
By inserting a dielectric between the vanes, mechanical strength and heat resistance are increased, and oscillation is stabilized.
【0007】分割陽極を用いたマグネトロンの場合、そ
の分割数によって様々なモードでの発振が起こる。この
中で、実際に用いられるモードは隣接共振器間の位相推
移がπラジアンに等しいπモードと呼ばれるもので、最
も相互作用が強い。しかし、マグネトロンの発振におい
てはπモードと他のモードとの発振周波数が近接してい
ると、動作条件が僅かに変化してもπモードから他のモ
ードへの飛躍(mode-jumping)が起こり、その結果発振
周波数や出力が急変してしまう。そこで、共振器間の結
合を密にして各モードの共振周波数の間隔を可能な限り
離すことが必要になる。In the case of a magnetron using a split anode, oscillations in various modes occur depending on the number of splits. Among them, the mode actually used is called a π mode in which the phase shift between adjacent resonators is equal to π radian, and has the strongest interaction. However, in the oscillation of the magnetron, if the oscillation frequencies of the π mode and other modes are close to each other, even if the operating conditions slightly change, a jump from the π mode to another mode (mode-jumping) occurs, As a result, the oscillation frequency and the output change suddenly. Therefore, it is necessary to make the coupling between the resonators dense so that the resonance frequency of each mode is separated as much as possible.
【0008】そこで従来のマグネトロンは、均圧環方式
あるいは橘型形状方式によりモードの分離を行ってい
る。均圧環方式は、陽極ベインを一つおきに導体で接続
したものである。これにより、一つおきの陽極の電位は
同じ位相で振動するように強制される。従って、振動可
能なモードをπモードと0モード(全ての陽極ベインが
同一位相で振動する)とに限定することができる。一
方、橘型形状方式は、均圧環を用いないでモードの分離
を行うものである。これは、大型と小型の共振器が交互
に配列されている。この2種類の共振器は個々の共振周
波数に大きな開きがあり、πモードの共振周波数はその
中間の値になる。Therefore, in the conventional magnetron, modes are separated by an equalizing ring system or a Tachibana-shaped system. In the equalizing ring system, every other anode vane is connected by a conductor. This forces the potential of every other anode to oscillate in the same phase. Therefore, the mode in which oscillation is possible can be limited to the π mode and the 0 mode (all the anode vanes vibrate in the same phase). On the other hand, the Tachibana-shaped method separates modes without using an equalizing ring. In this, large and small resonators are alternately arranged. These two types of resonators have a large difference in their individual resonance frequencies, and the resonance frequency in the π mode has an intermediate value.
【0009】内部を高真空にしてマグネトロンを安定に
発振させるため、ゲッター材を用いて真空を維持する技
術がある。ゲッター材は化学的に活性な材料であり、そ
の化学吸着により真空容器内の圧力を低下させる手段と
して用いられる。ゲッター材には蒸発型と非蒸発型があ
る。蒸発型は、ゲッター材を単体あるいは合金として必
要に応じて連続的または間欠的に蒸発源より所定の排気
面に供給することにより新鮮で活性なゲッター面を生成
し、表面化学吸着により排気を行う。蒸発型ゲッター材
としては、Ta、Ti、Mo、Zr等がある。一方、非
蒸発型は、あらかじめゲッター面を用意し、高温にした
ゲッター面において表面化学吸着した気体をゲッター材
内部に拡散することによりゲッター面を活性にし排気を
行う。非蒸発型ゲッター材としては、Zr−Al合金、
Zr−V−Fe合金等がある。In order to stably oscillate the magnetron with a high vacuum inside, there is a technique of maintaining a vacuum using a getter material. The getter material is a chemically active material, and is used as a means for reducing the pressure in the vacuum vessel by its chemical adsorption. There are two types of getter materials: evaporable and non-evaporable. In the evaporative type, a fresh and active getter surface is generated by continuously or intermittently supplying a getter material as a simple substance or an alloy from an evaporation source as necessary to a predetermined exhaust surface, and exhaust is performed by surface chemisorption. . Examples of the evaporable getter material include Ta, Ti, Mo, and Zr. On the other hand, in the non-evaporation type, a getter surface is prepared in advance, and a gas chemically adsorbed on the surface of the getter surface heated to a high temperature is diffused into the getter material to activate the getter surface and perform exhaust. As the non-evaporable getter material, Zr-Al alloy,
There is a Zr-V-Fe alloy or the like.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、低電
圧駆動する場合、ベインのピッチを小さくして陽極数を
増やさなければならず、加工が難しくなる。例えば動作
電圧4KVを100Vに変更する場合、ベインのピッチ
は現状の15%程度になってしまう。例えば、平板型マ
グネトロンにおいては高周波加熱に用いられる周波数
2.45GHzでの発振を行うためには、その空胴共振器
のベインのピッチが0.3mm、溝幅が0.1mm〜0.1
5mm、溝深さが30mm程度になる。一般にこのような加
工には、マルチワイヤソーを用い、ピッチを刻んだロー
ラーの間に巻き付けたピアノ線を砥粒を分散させた溶液
(ラッピング液)をかけながら動かし、溝入れ、切断加
工を行なう。加工ピッチで0.3mm、切りしろで120
μm程度の加工が可能である。したがって、空胴共振器
の陽極の加工が難しく、精度、強度に問題が生じる。As described above, when driving at a low voltage, the pitch of the vanes must be reduced to increase the number of anodes, which makes the processing difficult. For example, when the operating voltage is changed from 4 KV to 100 V, the pitch of the vanes is about 15% of the current value. For example, in a flat-type magnetron, in order to oscillate at a frequency of 2.45 GHz used for high-frequency heating, the cavity resonator has a vane pitch of 0.3 mm and a groove width of 0.1 mm to 0.1 mm.
5mm, groove depth is about 30mm. In general, for such processing, a multi-wire saw is used, and a piano wire wound between rollers having pitches is moved while applying a solution (lapping liquid) in which abrasive grains are dispersed to perform grooving and cutting. 0.3mm at processing pitch, 120 at cutting margin
Processing of about μm is possible. Therefore, it is difficult to process the anode of the cavity resonator, and problems occur in accuracy and strength.
【0011】また、特開昭62−272423号公報に
あるように、誘電体をベイン間に挿入し、均圧環方式や
橘型形状方式の発振モードの分離をおこなうと、次の問
題が生じてしまう。均圧環方式の場合は、陽極の分割数
が多いと均圧環を付けても種々のモードが近接しモード
分離を十分に行うことができない。一方、橘型形状方式
の場合は陽極の分割数が相当に多くてもモードの分離を
行うことができるが、交互に陽極の大きさを変える必要
があり、加工に手間がかかる。Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-272423, when a dielectric is inserted between vanes to separate the oscillation modes of the equalizing ring system and the Tachibana-shaped system, the following problem occurs. I will. In the case of the pressure equalizing ring system, if the number of divisions of the anode is large, various modes are close to each other even if the pressure equalizing ring is attached, and the mode separation cannot be sufficiently performed. On the other hand, in the case of the Tachibana-shaped method, the mode can be separated even if the number of divisions of the anode is considerably large, but it is necessary to change the size of the anode alternately, and the processing is troublesome.
【0012】特に、平板型マグネトロンの場合、陽極の
分割数が多いため均圧環を付けても種々のモードが近接
しモード分離を十分に行うことができない。一方、橘型
形状方式の場合には陽極の分割数が相当に多くてもモー
ドの分離を行うことができる。平板型マグネトロンの場
合、ベインの間隔を広げることは陽極サイズを大きくす
るので難しく、ベイン間の溝の深さで対応する。すなわ
ち、2種類の溝深さで交互に大型と小型の共振器を形成
するのである。しかし、小さなピッチで、溝を深く加工
することは困難で、歩留りの低下を招く。また、ベイン
の構造が非対称になるため熱によるベインの変形の可能
性がある。In particular, in the case of a flat-type magnetron, since the number of divisions of the anode is large, even if an equalizing ring is provided, various modes are close to each other and mode separation cannot be performed sufficiently. On the other hand, in the case of the Tachibana-shaped method, mode separation can be performed even when the number of divisions of the anode is considerably large. In the case of a flat-type magnetron, it is difficult to increase the distance between the vanes because the size of the anode is increased. That is, large and small resonators are alternately formed with two types of groove depths. However, it is difficult to form a groove deeply with a small pitch, which causes a decrease in yield. In addition, since the structure of the vane becomes asymmetric, the vane may be deformed by heat.
【0013】また陽極の分割数が多い場合、排気系のコ
ンダクタンスが取り難いので排気に時間を要し、高真空
までの排気が困難である。また高真空を維持するために
はマグネトロン内部にゲッター材を塗布する必要がある
が、非蒸発ゲッターの場合、内部の表面積に対する割合
で必要量が決定される。しかし、陽極の分割数が多い場
合、その表面積は内部容積に対し極めて大きくなるの
で、全表面積に対してゲッター材を塗布できる面積の割
合が小さくなり、十分な効果を発揮できない。In addition, when the number of divisions of the anode is large, it is difficult to obtain sufficient conductance in the exhaust system, so that it takes a long time to exhaust, and it is difficult to exhaust to a high vacuum. In order to maintain a high vacuum, it is necessary to apply a getter material inside the magnetron. However, in the case of a non-evaporable getter, the required amount is determined by the ratio to the internal surface area. However, when the number of divisions of the anode is large, the surface area becomes extremely large with respect to the internal volume, so that the ratio of the area to which the getter material can be applied becomes small with respect to the entire surface area, and the sufficient effect cannot be exhibited.
【0014】本発明は、簡単な構造で発振モードの分離
が行うことができ、空胴共振器の陽極の加工が容易とな
るとともに、機械的強度及び耐熱性が向上することがで
きるマグネトロンを提供することである。また、本発明
は、排気系のコンダクタンスを向上させ、且つ容易に高
真空状態を維持できるようにしたマグネトロンを提供す
ることである。The present invention provides a magnetron capable of separating oscillation modes with a simple structure, facilitating machining of an anode of a cavity resonator, and improving mechanical strength and heat resistance. It is to be. Another object of the present invention is to provide a magnetron capable of improving the conductance of an exhaust system and easily maintaining a high vacuum state.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、空胴共振器の陽極が複数のベイン間に比
誘電率が1より大きくその値が異なる2種類の誘電体を
交互に入れる構造を有することを特徴とするマグネトロ
ンである。また、このマグネトロンにおいて、前記空胴
共振器の表面に非蒸発ゲッター材を塗布するものが望ま
しい。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an anode of a cavity resonator comprising two kinds of dielectrics having a relative dielectric constant of more than 1 and different values between a plurality of vanes. A magnetron having a structure in which the magnetrons are inserted alternately. In this magnetron, it is preferable that a non-evaporable getter material is applied to the surface of the cavity resonator.
【0016】[0016]
【作用】比誘電率が1より大きく、その値が異なる2種
類の誘電体を交互に入れることにより、ベインがほぼ同
一サイズであっても、橘型形状と同じ発振モード分離の
効果を持たせることができる。したがって、空胴共振器
の陽極の構造が単純化され、加工が容易となり、加工精
度も向上する。また、ベインを有する陽極形状も対称と
なり且つベイン間に誘電体が挿入されているので、熱に
よる変形も発生しにくい。誘電体の材料選定にあたって
は、比誘電率が2.5GHzの周波数帯で1よりも大きい
ものを選ぶ必要がある。また、誘電率に対して異方性を
持たず、マグネトロン動作時の内部温度300℃付近で
も安定な材料が望ましい。更に、2種類の誘電体の誘電
率の差が大きいほうがそれぞれの共振周波数の差が大き
くなりモード分離の効果が大きくなる。[Function] By alternately inserting two kinds of dielectrics having relative dielectric constants greater than 1 and different values, even if the vanes have substantially the same size, the same oscillation mode separation effect as that of the Tachibana shape can be obtained. be able to. Therefore, the structure of the anode of the cavity resonator is simplified, processing is facilitated, and processing accuracy is improved. In addition, since the shape of the anode having the vanes is also symmetrical and the dielectric is inserted between the vanes, deformation due to heat hardly occurs. In selecting a material for the dielectric, it is necessary to select a material having a relative dielectric constant greater than 1 in a frequency band of 2.5 GHz. Further, a material which does not have anisotropy with respect to the dielectric constant and is stable even at an internal temperature of about 300 ° C. during magnetron operation is desirable. Furthermore, the larger the difference between the dielectric constants of the two types of dielectrics, the larger the difference between the respective resonance frequencies and the greater the effect of mode separation.
【0017】更に、比誘電率が1より大きい誘電体がベ
イン間に充填されることで、排気系のコンダクタンスが
向上し、空胴共振器の全表面積に対して非蒸発ゲッター
材を塗布できる面積の割合が向上(10〜30倍)を行
うことができるので、マグネトロン内部を高真空に保つ
ことが容易になる。Further, since the dielectric having a relative dielectric constant greater than 1 is filled between the vanes, the conductance of the exhaust system is improved, and the area where the non-evaporable getter material can be applied to the entire surface area of the cavity resonator is improved. Can be improved (10 to 30 times), so that the inside of the magnetron can be easily maintained at a high vacuum.
【0018】[0018]
【実施例】図1は、本発明に係る平板型マグネトロンの
一実施例を示す断面図である。この平板型マグネトロン
は、動作電圧が100Vである。基本的構造は従来技術
で示した図6と同じなので、同一部分に同一符号を付
し、説明は省略する。本実施例の特徴は、陽極11の複
数のベイン12間に比誘電率が1より大きくその値が異
なる2種類の誘電体を交互に入れる点である。この2種
類の誘電体とは、比誘電率が2.5GHzの周波数帯で1
よりも大きいものを選ぶ必要がある。また、誘電率に対
して異方性を持たず、マグネトロン動作時の内部温度3
00℃付近でも安定な材料が望ましい。そこで、2種類
の誘電体は、例えば,パイレックスガラス(比誘電率
4.84)板21及び同サイズのソーダガラス(比誘電
率7.5)板22を用いる。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a flat type magnetron according to the present invention. This plate magnetron has an operating voltage of 100V. Since the basic structure is the same as that of FIG. 6 shown in the prior art, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. This embodiment is characterized in that two kinds of dielectrics having relative dielectric constants greater than 1 and different values are alternately inserted between the plurality of vanes 12 of the anode 11. These two types of dielectrics have a relative dielectric constant of 1 in a frequency band of 2.5 GHz.
You need to choose something larger. Further, it has no anisotropy with respect to the dielectric constant, and has an internal temperature of 3 during magnetron operation.
A material that is stable even at around 00 ° C. is desirable. Therefore, as the two kinds of dielectrics, for example, a Pyrex glass (relative dielectric constant: 4.84) plate 21 and a soda glass (relative dielectric constant: 7.5) plate 22 of the same size are used.
【0019】さて、空胴共振器の陽極は、次のように組
み立てる。厚さ0.15mm、幅12mm、長さ11mmで加
工した無酸素銅板からなるベイン12、パイレックスガ
ラス板13及びソーダガラス板14を順に積層し、接合
する。これを無酸素銅ブロック10とスポット溶接16
で接合し、陽極11が作成される。Now, the anode of the cavity resonator is assembled as follows. A vane 12, a Pyrex glass plate 13, and a soda glass plate 14 made of an oxygen-free copper plate processed to a thickness of 0.15 mm, a width of 12 mm, and a length of 11 mm are sequentially laminated and joined. This is spotted with oxygen-free copper block 10 and spot weld 16
To form the anode 11.
【0020】ベイン12間に誘電体を挿入すると、空胴
共振器の等価回路の静電容量が増加する。空胴共振器の
共振周波数は、その静電容量の増加率の1/2乗に反比
例する。静電容量が誘電体により増加した分を、ベイン
のサイズの縮小化により吸収することで、同じ共振周波
数を得る。したがって、例えば比誘電率が4倍のものを
空胴内に詰めれば必要な溝深さを1/2にすることがで
きる。このため加工が容易になるとともに、溝深さも小
さくなるから小型、軽量化できる。Inserting a dielectric between the vanes 12 increases the capacitance of the equivalent circuit of the cavity resonator. The resonance frequency of a cavity resonator is inversely proportional to the 1/2 power of the rate of increase of its capacitance. The same resonance frequency is obtained by absorbing the increase in capacitance due to the dielectric by reducing the size of the vane. Therefore, if a material having a relative permittivity of four times is packed in the cavity, the necessary groove depth can be reduced to half. For this reason, processing is facilitated and the groove depth is reduced, so that the size and weight can be reduced.
【0021】また、比誘電率が1より大きくその値が異
なる2種類の誘電体を交互に入れることで、ベイン間で
静電容量が異なり、それにともなって共振周波数が大き
く異なることになる。したがって、誘電体を挿入するベ
イン間の空隙寸法がそれぞれ同じでも、橘型形状と同じ
発振モード分離の効果を持たせることができる。Further, by alternately inserting two types of dielectrics having relative dielectric constants greater than 1 and different values, the capacitance between vanes is different, and the resonance frequency is accordingly greatly different. Therefore, even if the gap size between the vanes in which the dielectric is inserted is the same, the same oscillation mode separation effect as that of the Tachibana shape can be obtained.
【0022】こうして、ベイン間に誘電体を挿入するか
ら機械的強度も増し、誘電体を挿入するベイン間の間隙
寸法がほぼ一定でよいから加工が簡単で、さらに熱的な
変形にも強い。したがって、発振モードの分離を効果的
に行うことでき、発振出力の向上をはかることができ
る。In this way, since the dielectric is inserted between the vanes, the mechanical strength is increased, and the gap between the vanes into which the dielectric is inserted can be substantially constant, so that the processing is simple and the thermal deformation is strong. Therefore, the oscillation modes can be effectively separated, and the oscillation output can be improved.
【0023】本実施例と1種類の誘電体をベイン間に挿
入した平板型マグネトロンとを比較した実験を行った。
後者の平板型マグネトロンは、厚さ0.15mm、幅12
mm、長さ11mmの無酸素銅板32とソーダガラス板33
を交互に積層しこれを無酸素銅ブロック31とスポット
溶接で接合し、陽極を作製している(図2)。スペクト
ルアナライザによって測定しながら、高周波加熱に用い
られる2.45GHzの発振周波数を出力させた。このと
き陽極電圧100V、陽極‐ソール間距離0.5mm、磁
界強度1360Gaussとした。本実施例の平板型マグネ
トロンは発振出力が78Wであり、1種類の誘電体をベ
イン間に挿入した平板型マグネトロンは発振出力が11
Wであった。すなわち、ベイン間に2種類の誘電体を交
互に入れることにより、1種類の誘電体を入れるより、
発振出力が約7倍に向上したことが確認できた。An experiment was conducted to compare this embodiment with a flat-type magnetron in which one type of dielectric was inserted between vanes.
The latter flat magnetron has a thickness of 0.15 mm and a width of 12 mm.
Oxygen-free copper plate 32 and soda glass plate 33 with a length of 11 mm
Are alternately laminated and joined to the oxygen-free copper block 31 by spot welding to produce an anode (FIG. 2). While measuring with a spectrum analyzer, an oscillation frequency of 2.45 GHz used for high-frequency heating was output. At this time, the anode voltage was 100 V, the distance between the anode and the sole was 0.5 mm, and the magnetic field strength was 1360 Gauss. The oscillating output of the planar magnetron of this embodiment is 78 W, and the oscillating output of the planar magnetron in which one kind of dielectric is inserted between the vanes is 11 W.
W. That is, by alternately inserting two types of dielectrics between the vanes, rather than inserting one type of dielectric,
It was confirmed that the oscillation output was improved about seven times.
【0024】次に、橘型陽極を有する平板型マグネトロ
ンと発振出力を実験により比較した。陽極部分は、無酸
素銅ブロック41に溝幅0.15mm、ピッチ0.3mm、
溝深さ30mm、14mmで交互にスリット加工をマルチワ
イヤーソーを用いて行いて作製した(図3)。ワイヤ径
は130μm、砥粒はGC1000番を用い、切削速度
は100μm/minである。この陽極を平板型マグネト
ロンに組み込み、2.45GHzの発振出力をスペクトル
アナライザによって測定し、陽極電圧100V、陽極‐
ソール間距離0.5mm、磁界強度1360Gaussにおけ
る、発振出力を測定した。結果は81Wであり、本実施
例による陽極は、橘型陽極と同等の発振出力を得ること
ができることが確認できた。Next, an experiment was conducted to compare the oscillating output with a flat magnetron having a Tachibana anode. The anode part has a groove width of 0.15 mm and a pitch of 0.3 mm in the oxygen-free copper block 41.
It was fabricated by alternately slitting with a groove depth of 30 mm and 14 mm using a multi-wire saw (FIG. 3). The wire diameter is 130 μm, the abrasive is GC1000, and the cutting speed is 100 μm / min. This anode was incorporated into a flat-type magnetron, and the oscillation output at 2.45 GHz was measured with a spectrum analyzer.
The oscillation output was measured at a distance between the soles of 0.5 mm and a magnetic field strength of 1360 Gauss. The result was 81 W, and it was confirmed that the anode according to the present example can obtain the same oscillation output as the Tachibana type anode.
【0025】図4は、内部に非蒸発ゲッター材を塗布し
た本発明に係る平板型マグネトロンを示す断面図であ
る。異なる2種類の誘電体を交互に入れた空胴共振器の
表面に非蒸発ゲッター23を塗布したものである。非蒸
発ゲッターは例えば70%Zr‐24.6%V‐5.4
%Fe合金であり、それを50μmの厚さに塗布したも
のである。この非蒸発ゲッター材の初回活性化は450
度、15分間で行う。FIG. 4 is a sectional view showing a flat-type magnetron according to the present invention in which a non-evaporable getter material is applied. The non-evaporable getter 23 is applied to the surface of a cavity in which two different dielectrics are alternately placed. The non-evaporable getter is, for example, 70% Zr-24.6% V-5.4.
% Fe alloy, which was applied to a thickness of 50 μm. The initial activation of this non-evaporable getter material is 450
Perform for 15 minutes.
【0026】これは、ベイン間に誘電体が挿入されてベ
イン間に間隙がないため、排気系のコンダクタンスが向
上し、容易に真空にできる。また、陽極の表面積が減少
し、ゲッター材の塗布面積の全表面積に対する割合が増
加するから、ゲッター材がより効果的に作用する。更に
マグネトロン動作中の内部温度400℃は、この非蒸発
ゲッター材の活性化温度になるので、マグネトロンを動
作させる度に活性化処理が行うことになり、ゲッター効
果を長く持続させることができるので、高真空を特別な
操作を必要とせず長期に渡って維持することが可能とな
る。Since a dielectric is inserted between the vanes and there is no gap between the vanes, the conductance of the exhaust system is improved and the vacuum can be easily made. Further, since the surface area of the anode decreases and the ratio of the application area of the getter material to the total surface area increases, the getter material works more effectively. Furthermore, since the internal temperature of 400 ° C. during the operation of the magnetron becomes the activation temperature of the non-evaporable getter material, the activation process is performed each time the magnetron is operated, so that the getter effect can be maintained for a long time. A high vacuum can be maintained for a long time without requiring any special operation.
【0027】この陽極を図3に示す橘型形状方式の陽極
と比較する実験を行った。図3の橘型形状方式の陽極を
組み込んだ空胴共振器の表面に、図4と同様に、非蒸発
ゲッター23を塗布した。非蒸発ゲッターは、70%Z
r‐24.6%V‐5.4%Fe合金であり、それを5
0μmの厚さに塗布した。その結果、橘型形状方式の陽
極を用いた場合の到達真空度6.5×10-4Paに対し
て、到達真空度は、4.5×10-5Paと大きく向上し
た。これによって、上気効果が得られることが確認でき
た。An experiment was conducted to compare this anode with the Tachibana-shaped anode shown in FIG. The non-evaporable getter 23 was applied to the surface of the cavity in which the anode of the Tachibana-shaped configuration shown in FIG. 3 was incorporated, as in FIG. Non-evaporable getter is 70% Z
r-24.6% V-5.4% Fe alloy,
It was applied to a thickness of 0 μm. As a result, the ultimate vacuum degree was greatly improved to 4.5 × 10 −5 Pa, compared with the ultimate vacuum degree of 6.5 × 10 −4 Pa when the Tachibana-shaped anode was used. As a result, it was confirmed that an upward effect was obtained.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数のベ
イン間に比誘電率が1より大きくその値が異なる2種類
の誘電体を交互に入れる構造を有するから、ベイン寸法
をほぼ同一にできマグネトロンの分割陽極の加工が容易
となるとともに、発振モードの分離を効果的に行うこと
ができる。ベインの構造も対称であり、ベイン間が空胴
ではないので熱によるベインの変形を防ぐことができ
る。また、陽極サイズも小さくなるのでマグネトロンの
小型化の効果もある。As described above, according to the present invention, since two kinds of dielectrics having relative dielectric constants greater than 1 and different values are alternately inserted between a plurality of vanes, the dimensions of the vanes are substantially the same. As a result, the processing of the split anode of the magnetron becomes easy, and the oscillation mode can be effectively separated. The structure of the vane is also symmetrical, and since the space between the vanes is not a cavity, deformation of the vane due to heat can be prevented. In addition, the size of the anode is reduced, so that the size of the magnetron can be reduced.
【0029】更に、ベイン間に誘電体を挿入したから、
マグネトロン内部の表面積に対して非蒸発ゲッターを塗
布できる表面積の割合が増加し、溝がなくなることによ
るコンダクタンスの向上で内部を高真空に維持すること
が容易になり、発振の安定化が可能になる。また、マグ
ネトロン動作中の内部温度400℃は非蒸発ゲッター
(70%Zr‐24.6%V‐5.4%Fe合金)の活
性化温度になるので、マグネトロンを動作させる度に活
性化処理が行うことになり、ゲッター効果を長く持続さ
せることができるので、高真空を特別な操作を必要とせ
ず長期に渡って維持することが可能となる。Further, since a dielectric was inserted between the vanes,
The ratio of the surface area to which the non-evaporable getter can be applied to the surface area inside the magnetron is increased, and the conductance is improved by eliminating grooves, making it easier to maintain a high vacuum inside and enabling the oscillation to be stabilized. . Also, since the internal temperature of 400 ° C. during the operation of the magnetron becomes the activation temperature of the non-evaporable getter (70% Zr-24.6% V-5.4% Fe alloy), the activation process is performed every time the magnetron is operated. As a result, the getter effect can be maintained for a long time, so that a high vacuum can be maintained for a long time without requiring any special operation.
【図1】本発明に係る平板型マグネトロンの一実施例を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a flat-type magnetron according to the present invention.
【図2】ベイン間に1種類の誘電体を詰めた従来の平板
型マグネトロン陽極の断面拡大図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a conventional flat magnetron anode in which one kind of dielectric is packed between vanes.
【図3】従来の橘型形状方式による平板型マグネトロン
の陽極の断面拡大図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an anode of a conventional flat-plate type magnetron using a Tachibana-shaped method.
【図4】内部に非蒸発ゲッター材を塗布した本発明に係
る平板型マグネトロンを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a flat-type magnetron according to the present invention in which a non-evaporable getter material is applied.
【図5】従来の円筒型マグネトロンを示す断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional cylindrical magnetron.
【図6】従来の平板型マグネトロンを示す断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional flat-type magnetron.
【図7】従来の平板型マグネトロンを示す断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional flat-type magnetron.
【図8】ベイン間に高誘電体を詰めた従来の円筒型マグ
ネトロン陽極を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a conventional cylindrical magnetron anode in which a high dielectric is packed between vanes.
10 陽極 12 ベイン 21,22 誘電体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Anode 12 Bain 21, 22 Dielectric
Claims (2)
比誘電率が1より大きく、その値が異なる2種類の誘電
体を交互に入れる構造を有することを特徴とするマグネ
トロン。1. A magnetron, wherein an anode of a cavity resonator has a structure in which two kinds of dielectrics having different relative dielectric constants greater than 1 and having different values are alternately inserted between a plurality of vanes.
とを特徴とするマグネトロン。2. The magnetron according to claim 1, wherein a non-evaporable getter material is applied to a surface of the cavity resonator.
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| JP30116394A JP3165342B2 (en) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | Magnetron |
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| JPH08162030A JPH08162030A (en) | 1996-06-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012198015A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Tai-Her Yang | Heat insulation system of u-shaped pipeline |
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