具有旋转磁场的微波等离子灯制造技术

本发明专利技术提供了一种微波等离子体放电灯装置，包括：矩形形状的矩形波导，所述矩形波导的一端封闭而另一端打开，并且通过开口接收微波以输出线性偏振微波；放电灯；圆柱形的谐振器空腔，所述圆柱形的谐振器空腔的一端打开，设置成包围所述放电灯，并且由导电网制成，从而允许来自所述放电灯的光通过；和移相器，所述移相器具有在线性偏振微波的传播方向上打开的十字形波导，设置在所述矩形波导的另一端和所述谐振器空腔的一端之间，并接收来自所述矩形波导的线性偏振微波以在所述圆柱形的谐振器空腔中产生椭圆偏振微波。所述椭圆偏振微波使所述放电灯放电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有旋转磁场的微波等离子灯
本专利技术涉及一种微波等离子灯装置，更具体地，涉及一种独立进行阻抗匹配并产生椭圆偏振微波的微波灯装置。
技术介绍
由于常规高强度放电(HID)灯使用电极，所以其寿命限于几千小时。常规HID灯的报废行为包括光通量的快速下降。另外，常规HID灯还使用作为一种对环境有害的物质的汞。 出现了高功率微波HID灯以克服上述缺点。围绕上述问题所公开的常规高功率微波放电灯使用圆柱波导，在该圆柱波导中激发作为圆柱波导中最低基本模式的TEll模式。因此，在圆柱波导中插入球形灯泡，并且灯泡中等离子体的形状根据TEll模式中电场线的图案来形成。由于TEll模式中的电场线几乎是线性的，所以等离子体放电在灯泡中形成椭圆形。因而，在高功率放电的情况下，热的等离子体可能导致球形灯泡中的局部增温，并且由于局部增温的原因，球形灯泡可能被容易刺穿。 为了克服由于局部增温所导致的刺穿，在现有技术的灯中使用机械电机使灯泡旋转。对任意的灯而言，这并不是理想的特征。提出了使施加到球形灯上的电场旋转的另一种方法，从而有助于在静止灯泡中产生均匀的等离子体放电。
技术实现思路
本专利技术的实施方案提供了一种防止灯泡刺穿并具有简单的机械结构的小型无电极微波等离子灯。 根据本专利技术实施方案的微波放电灯装置可以包括:矩形形状的矩形波导，所述矩形波导的一端封闭而另一端打开，并且通过开口接收微波以输出线性偏振微波；放电灯；圆柱形的谐振器空腔，所述圆柱形的谐振器空腔的一端打开，设置成包围所述放电灯，并且由导电网制成，从而允许来自所述放电灯的光通过；和移相器，所述移相器具有在线性偏振微波的传播方向上打开的十字形波导，设置在所述矩形波导的另一端和所述谐振器空腔的一端之间，并接收来自所述矩形波导的线性偏振微波以在所述圆柱形的谐振器空腔中产生椭圆偏振微波。所述椭圆偏振微波使所述放电灯放电。 在示例性实施方案中，所述微波放电灯装置还可以包括设置在所述移相器和所述矩形波导的另一端之间的阻抗匹配单元。 在示例性实施方案中，所述微波放电灯装置还可以包括设置在所述移相器和所述圆柱形的谐振器空腔的一端之间以固定所述圆柱形的谐振器空腔并具有圆柱形波导结构的连接部。 在示例性实施方案中，所述十字形波导可以由彼此交叉的椭圆形状的第一波导和椭圆形状的第二波导形成。第一波导的断面尺寸可以比第二波导长。 在示例性实施方案中，所述十字形波导可以包括彼此交叉的第一波导和第二波导，并且第一波导和第二波导可以成直角。 在示例性实施方案中，所述阻抗匹配单元可以具有接收线性偏振微波的输入端口和输出线性偏振微波的输出端口，以及所述输入端口和所述输出端口可以在与线性偏振微波的传播方向垂直的两个表面上形成。 在示例性实施方案中，所述阻抗匹配单元可以具有接收线性偏振微波的输入端口和输出线性偏振微波的输出端口，所述输入端口可以在与线性偏振微波的传播方向垂直的表面上形成，以及所述输出端口可以在由所述矩形波导的长轴方向和线性偏振微波的传播方向限定的侧面上形成。 在示例性实施方案中，所述阻抗匹配单元可以包括在所述矩形波导的短轴方向上延伸的一对短柱，以及所述一对短柱可以设置成在由线性偏振微波的传播方向和所述矩形波导的短轴方向限定的两个侧面上彼此面对。 在示例性实施方案中，所述阻抗匹配单元可以包括在所述矩形波导的短轴方向上延伸的一对凹部，以及所述一对凹部可以设置成在由线性偏振微波的传播方向和所述矩形波导的短轴方向限定的两个侧面上彼此面对。 在示例性实施方案中，所述阻抗匹配单元和所述矩形波导可以一体地设置。 在示例性实施方案中，所述移相器的十字形波导的内侧可以填充有介电材料。 在示例性实施方案中，所述十字形波导可以包括彼此交叉的第一波导和第二波导，以及所述微波放电灯装置还可以包括在第一波导内设置的介电板。 根据本专利技术另一个实施方案的微波放电灯装置可以包括:矩形波导，所述矩形波导通过开口接收微波并且其一端封闭而另一端打开；放电灯；圆柱形的谐振器空腔，所述圆柱形的谐振器空腔的一端打开，设置成包围所述放电灯，并且将来自所述放电灯的光传递到外部；和移相器，所述移相器具有在微波的传播方向上打开的十字形波导，设置在所述矩形波导的另一端和所述圆柱形的谐振器空腔之间。所述微波在所述矩形波导、所述移相器和所述圆柱形的谐振器空腔中传播以使所述放电灯放电。 【附图说明】 从附图和【具体实施方式】，本专利技术将变得更加明显。通过举例的方式而不是限制的方式提供所描述的实施方案，相同的附图标记表示相同或相似的要素。附图不必按比例绘制，而是强调本专利技术的示出方面。 图1是根据本专利技术实施方案的微波放电灯装置的分解立体图。 图2是图1中的微波放电灯装置的阻抗匹配单元的分解立体图。 图3是图1中的微波放电灯装置的顶视图。 图4A是根据本专利技术实施方案的移相器的断面图。 图4B和图4C示出了在谐振器空腔中建立的电场的图案。 图5A?5C分别是根据本专利技术实施方案的移相器的断面图。 图6A?6C分别是示出阻抗匹配单元的短柱的结构的断面图。 图7A和图7B分别示出了根据本专利技术其他实施方案的移相器。 图8?11分别是根据本专利技术其他实施方案的微波放电灯装置的立体图。 【具体实施方式】 使球形灯旋转的方法需要机械电机来使等离子灯中的球形灯泡本身旋转。使球形灯机械旋转的方法具有诸如缩短部件的寿命、当灯停止旋转时灯泡的刺穿、由使用额外部件导致的结构复杂性及成本增加等缺点。 本文公开了一种产生圆或椭圆偏振微波的方法以随着时间使施加到在固定位置的静止球形灯上的电场旋转。根据该方法，十字形波导由两个椭圆形波导制成。这两个波导沿着波导轴重新组合。两个波导的断面的长轴具有不同的长度以使沿着两个波导传播的微波的相位速度不同，从而使得在输出端口处的组合波具有90°的相位差并且在输出端口处产生椭圆或圆偏振微波。因而，由于结构复杂并且外部形状扩大了，所以在该方法的商业化中存在问题。 本文公开了另一种产生圆或椭圆偏振微波的方法以随着时间使施加到在固定位置的球形灯上的电场旋转。根据该方法，将四分之一波长的介电板插入圆柱波导中以产生圆或椭圆偏振微波。四分之一波长的介电板用介电物质在两个方向上将微波隔开以使它们的相速度在电场的两个垂直分量上不同，因而在输出端口处提供相位差。然而，介电物质的介电常数是有限的并且长度增大而增大了体积。 本文公开了另一种产生椭圆或圆偏振微波的方法以随着时间使施加到在固定位置的球形灯上的电场旋转。根据该方法，在矩形波导和圆柱波导之间设置包括匹配短柱的椭圆波导以产生圆或椭圆偏振微波。然而，椭圆波导必须具有足够的长度以取得效果。另夕卜，由于阻抗匹配和圆偏振微波的产生同时进行，所以很难同时满足两个条件。特别地，椭圆波导依据灯泡(负载)的种类必须具有不同的结构。 为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术使用具有通过使两个矩形波导交叉形成的十字形断面的移相器。 移相器通过接收线性偏振微波可以容易地产生椭圆偏振微波。移相器可以提高所产生的椭圆偏振微波的偏心率的准确性。与现有技术中的方法相比，移相器能够缩短波导的长度。另外，阻抗匹配所需要的短柱独立于移相器形成，而使收容放电灯的谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波放电灯装置，包括：矩形形状的矩形波导，所述矩形波导的一端封闭而另一端打开，并且通过开口接收微波以输出线性偏振微波；放电灯；圆柱形的谐振器空腔，所述圆柱形的谐振器空腔的一端打开，设置成包围所述放电灯，并且由导电网制成，从而允许来自所述放电灯的光通过；和移相器，所述移相器具有在线性偏振微波的传播方向上打开的十字形波导，设置在所述矩形波导的另一端和所述谐振器空腔的一端之间，并接收来自所述矩形波导的线性偏振微波以在所述圆柱形的谐振器空腔中产生椭圆偏振微波，以及其中所述椭圆偏振微波使所述放电灯放电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 KR 10-2012-00707461.一种微波放电灯装置，包括: 矩形形状的矩形波导，所述矩形波导的一端封闭而另一端打开，并且通过开口接收微波以输出线性偏振微波； 放电灯； 圆柱形的谐振器空腔，所述圆柱形的谐振器空腔的一端打开，设置成包围所述放电灯，并且由导电网制成，从而允许来自所述放电灯的光通过；和 移相器，所述移相器具有在线性偏振微波的传播方向上打开的十字形波导，设置在所述矩形波导的另一端和所述谐振器空腔的一端之间，并接收来自所述矩形波导的线性偏振微波以在所述圆柱形的谐振器空腔中产生椭圆偏振微波，以及 其中所述椭圆偏振微波使所述放电灯放电。2.如权利要求1所述的微波放电灯装置，还包括: 设置在所述移相器和所述矩形波导的另一端之间以进行阻抗匹配的阻抗匹配单元。3.如权利要求1所述的微波放电灯装置，还包括: 设置在所述移相器和所述圆柱形的谐振器空腔的一端之间以固定所述圆柱形的谐振器空腔并具有圆柱形波导结构的连接部。4.如权利要求3所述的微波放电灯装置，其中所述连接部和所述移相器集成一体。5.如权利要求1所述的微波放电灯装置，其中所述十字形波导包括彼此交叉的第一波导和第二波导，以及 其中第一波导的断面的较长侧的长度比第二波导的断面的较长侧的长度长。6.如权利要求1所述的微波放电灯装置，其中所述十字形波导包括彼此交叉的第一波导和第二波导，以及 其中第一波导和第二波导之间的角大于20°且小于90°。7.如权利要求2所述的微波放电灯装置，其中所述阻抗匹配单元具有接收线性偏振微波的输入端口和输出线性偏振微波的输出端口，以及 其中所述输入端口和所述输出端口在与线性偏振微波的传播方向垂直的两个表面上形成。8.如权利要求2所述的微波放电灯装置，其中所述阻抗匹配单元具有接收线性偏振微波的输入端口和输出线性偏振微波的输出端口， 其中所述输入端口在与线性偏振微波的传播方向垂直的表面上形成，以及 其中所述输出端口在由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振重，金京信，
申请(专利权)人：泰源电气产业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR