磁控管制造技术

提供一种磁控管，具有抑制用高次模式传播的高次谐波分量、或者抑制夹在具有基波的整数倍的频率的２个高次谐波之间的中间频带的不需要的辐射的λ／４型抗流结构。该磁控管具有：生成高频波的高频波生成部（１１）、取出高频波的天线（２４）、包围天线（２４）的筒状金属容器（１８）、以及抑制用基本模式在金属容器（１８）内传播的高次谐波分量的λ／４型抗流结构（Ｃ２），在该磁控管中设置抑制用高次模式在金属容器内传播的高次谐波分量的其它λ／４型抗流结构（Ｃ１）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在微波加热设备等中的磁控管。
技术介绍
输出高频波的磁控管，例如用于食品的烹饪和解冻等的微波炉用的磁控管，由生成高频波的高频波生成部、向外部取出高频波的天线、及包围天线并形成真空容器的一部分的筒状的金属容器等构成。微波炉用磁控管产生具有例如2450MHz带宽的频率的微波。这时，基波分量与高次谐波分量同时产生。如果将高次谐波分量向外部放出，则高次谐波分量与基波分量一起被送入微波炉等的加热空间中。由于高次谐波分量波长短，屏蔽较困难，所以向外泄漏，有时会引起无线干扰等问题。因此，用法律规定了泄漏的极限值。过去的微波炉用磁控管，为了抑制高次谐波分量，例如在输出部配置了λ/4型抗流结构(参照专利文献1～3)。λ/4型抗流结构例如设置一边短路而另一边开路的所谓的抗流槽。这里，关于以往的磁控管，以微波炉用磁控管为例，参照抽出其中一部分的图2的截面图来说明。产生高频波的高频波生成部31由阳极圆筒32等构成，在阳极圆筒32的上下开口部分分别固定着漏斗状的极片33。图2中由于图面上的关系，仅表示图示上方的极片33。在阳极圆筒32的中心例如管轴m上配置螺旋状的阴极34。阴极34的两端固定在端帽(end hat)35上。图2中由于图面上的关系，仅表示固定阴极34的上端的端帽35。从阳极圆筒32面向阴极34放射状地设置多个叶片(vane)。多个叶片36在阳极圆筒32的圆周方向上相隔一定的间隔设置。叶片36的一端与阳极圆筒32的内表面接合，另一端延伸到阴极34附近，成为自由端。利用直径不同的一对大小的连接环37a、37b(strap ring)每隔一个连接各叶片36的上边部分极下边部分。图2中由于图面上的关系，仅表示连接叶片36的上边部分的连接环37a、37b。筒状的金属容器38固定在极片33的输出侧。金属容器38的下端，例如向外侧展宽的环状的第1凸缘部分38a的前端与阳极圆筒32的上端接合。在金属容器38的内侧设置第1筒状体39。第1筒状体39与金属容器38形成环状的抗流槽，例如构成抑制5次谐波分量的第1λ/4型抗流结构C1。筒状陶瓷40与金属容器38的上端38b接合，排气管41与筒状陶瓷40的上端接合。整个排气管41由罩42(cap)覆盖。排气管41由例如双重圆筒部41a及密封部41b等构成。双重圆筒部41a构成抑制例如4次谐波分量的第2λ/4型抗流结构C2。密封部41b构成抑制例如3次谐波分量的第3λ/4型抗流结构C3。在金属容器38及筒状陶瓷40、排气管41的内侧设置取出由高频波生成部31生成的高频波的天线43。天线43的一端与一个叶片36连接，另一端穿过极片33的开口33a，并且延伸到金属容器38的内侧，被排气管41夹住并固定。在上述结构中，由高频波生成部31生成的高频波被天线43取出到外部。这时，与基波分量同时生成的高次谐波分量，例如3次谐波分量(7.35GHz)～5次谐波分量(12.25GHz)通过第1～第3λ/4型抗流结构来抑制。特许第961611号公报[专利文献2]特许第2128827号公报[专利文献3]特开昭63-264848号公报过去的磁控管例如微波炉用磁控管，在输出部设置多个λ/4型抗流结构来抑制高次谐波分量。λ/4型抗流结构具有例如由内侧圆筒及外侧圆筒组成的同轴双重圆筒结构，在内侧圆筒与外侧圆筒之间等，形成一端短路且另一端开路的所谓抗流槽。抗流槽的长度，例如抗流槽的管轴方向上的尺寸一般设定为抑制的高次谐波分量的波长的约1/4。λ/4型抗流结构的电场集中在抗流槽的开路端，并产生电容分量。因此可以知道，如果频率升高，则寄生电容的影响将增大，能够以比理论上的1/4波长更小的尺寸得到抑制高次谐波的效果。另外在经验上还知道，若抗流槽的内部尺寸、即从抗流槽的一侧的开路端沿着其内表面到位于与其反面侧的另一侧的开路端所测得的长度(抗流槽的沿面距离)接近于该高次谐波分量的半波长，则抑制高次谐波的效果会增大。例如，5次谐波分量(12.25GHz)的1/4波长约为6.12mm。但是，由于寄生电容的影响及有关抗流槽的内部尺寸的经验规则，实际的抗流槽的长度大概为5mm左右，例如为4～6mm。然而，如果λ/4型抗流结构的内径减小，则与天线的距离会缩短，抑制高次谐波的效果增大。但是，如果内径变小，则制造性能变差。另外，在天线与抗流结构构件的筒状体之间等处，发生二次电子倍增效应放电的可能性提高。与天线的耦合度增强，微波炉的加热设备等的阻抗及电源、载荷条件等的影响将增大，存在振荡不稳定的区域变大的问题。另外，过去的微波炉用磁控管中使用的λ/4型抗流结构，是假设利用将天线作为内导体、将金属容器作为外导体的同轴线路的基本模式、即所谓TEM模式的传播。抗流槽的尺寸也以自由空间波长的1/4波长为基准。但是，根据作为同轴线路起作用的内导体及外导体的直径大小，能够利用高次谐波分量的高次模式的传播。例如，若设截断构成同轴线路的内导体时内导体的外圆周面形成的圆的半径(内导体外直径的1/2)为a，截断外导体时外导体的内圆周面形成的圆的半径(外导体内直径的1/2)为b，TEn1模式的截止波长为λc，则有式(1)的关系λc＝π(a+b)/n …(1)从式(1)可知，TE11模式的情况下，如果π(a+b)的值比λc大，则能够进行高次模式的传播。例如，在内导体的外直径为2.5mm时，如果外导体的内直径在13.08mm以上，则5次谐波分量能够用高次模式(TE11模式)来传播。因此，为了防止制造性能变差，或者为了使振荡稳定，如果增大λ/4型抗流结构的内直径，则能够进行TE11模式的传播。如果能够传播高次模式例如TE11模式，则该高次谐波主要选择TEM模式的负载阻抗与TE11模式的负载阻抗中的较小的一方、即容易传播的一方。过去的λ/4型抗流结构以自由空间波长的1/4波长为基准来决定抗流槽的尺寸。另外，即使是相同的高次谐波分量，用基波模式与高次模式的管内波长也不相同。因此，过去的微波炉用磁控管中使用的λ/4型抗流结构即使能够抑制用基本模式来传播的高次谐波分量，但是由于用高次模式的波长不同，所以抑制得也不充分，该高次谐波分量将泄漏。另外，过去的λ/4型抗流结构是这样设定尺寸等，使得抑制具有基波的整数倍的频率的N次谐波分量(后面，称为通常的高次谐波分量)。实际上，夹在3次谐波分量与4次谐波分量的各频率间的频带等，也会发生夹在相邻的2个通常的高次谐波分量的频带间的高次谐波分量(后面，称为中间频带的高次谐波分量)。例如位于中间频带的近似中心的3.5次谐波分量及4.5次谐波分量等的不需要辐射分量，有时达到与通常的高次谐波分量相同、或更高的能级。过去的λ/4型抗流结构不能充分地抑制中间频带的高次谐波分量，存在着中间频带的高次谐波分量泄漏的问题。另外，为了抑制中间频带的高次谐波分量，如果专门设置中间频带用的λ/4型抗流结构，则存在成本提高或大型化的问题。本专利技术提供一种磁控管，目的在于解决上述缺点，具有抑制用高次模式传播的高次谐波分量、或者抑制中间频带的高次谐波分量的λ/4型抗流结构。
技术实现思路
本专利技术的磁控管具有生成高频波的高频波生成部、取出上述高频波的天线、包围该天线的筒状金属容器、抑制用基本模式在上述金属容器内传播的高次谐波分量的λ/4型抗流结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控管，具有：生成高频波的高频波生成部、取出所述高频波的天线、包围该天线的筒状金属容器、以及抑制用基本模式在所述金属容器内传播的高次谐波分量的第１λ／４型抗流结构，其特征在于，设置了抑制用高次模式在所述金属容器内传播的所述高次谐 波分量的第２λ／４型抗流结构。

【技术特征摘要】
JP 2006-1-30 2006-0202151.一种磁控管，具有生成高频波的高频波生成部、取出所述高频波的天线、包围该天线的筒状金属容器、以及抑制用基本模式在所述金属容器内传播的高次谐波分量的第1λ/4型抗流结构，其特征在于，设置了抑制用高次模式在所述金属容器内传播的所述高次谐波分量的第2λ/4型抗流结构。2.一种磁控管，具有生成高频波的高频波生成部、取出所述高频波的天线、包围该天线的筒状金属容器、以及在该金属容器内形成λ/4型抗流结构的抗流槽的筒状体，其特征在于，按照抑制用基本模式在所述金属容器内传播的第1高次谐波分量、以及与所述第1高次谐波分量频率不同并且用高次模式在所述金属容器内传播的第2高次谐波分量这两者的大小，设定所述抗流槽的长度。3.如权利要求2中所述的磁控管，其特征在于，高次模式是TE11模式，设用基本模式传播的第1高次谐波分量的管内波长为λg，第2高次谐波分量的自由空间波长为λn，在金属容器内传播的TE11模式的截止波长为λc，抗流槽部分的筒状体外周面的半径为a，抗流槽部分的金属容器内周面的半径为b，抗流槽的长度为λg/4，在这种情况下，满足以下关系λc＝π(a+b)λg=λn/1-(λn&...

【专利技术属性】
技术研发人员：东正寿，川口敏夫，
申请(专利权)人：东芝北斗电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]