JP3510523B2 - 電子レンジおよび導波管システム - Google Patents

電子レンジおよび導波管システム

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JP3510523B2
JP3510523B2 JP09913899A JP9913899A JP3510523B2 JP 3510523 B2 JP3510523 B2 JP 3510523B2 JP 09913899 A JP09913899 A JP 09913899A JP 9913899 A JP9913899 A JP 9913899A JP 3510523 B2 JP3510523 B2 JP 3510523B2
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ハン ショク キム
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サン ジン キム
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/707Feed lines using waveguides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/704Feed lines using microwave polarisers

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  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジの導波管
(Waveguide )に係り、より詳しくは、導波管とマグネ
トロンのアンテナとの装着空間に漏洩されるマイクロ波
を遮蔽し、また導波管に互いに異なる開口部を形成して
飲食物の均一調理性能を向上させるようにする電子レン
ジの導波管システムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、放送用機器、ドライヤ及び電子
レンジなどのように大電力マイクロ波エネルギを用いる
機器に要求される超短波(VHF:Very High Frequenc
y )は通常的にマグネトロンのアンテナから得ている。
このようなマグネトロン装置には加速用電圧、例えば
4.2KVなどが印加されて非常に高い周波数、例えば
2.45GHzのエネルギをアンテナを通じて発生す
る。
【0003】このようなマグネトロンを特定の機器に適
用、例えば電子レンジなどのような調理機器に適用して
飲食物を効率的に調理するためにはキャビディ内の調理
室に大電力マイクロ波エネルギを案内する導波管のよう
な案内装置が必要である。しかし、前記マグネトロンの
アンテナは通常的に線偏波(Liner Polarization)にし
てエネルギを発生し、前記線偏波のエネルギは案内装置
である導波管を通じてキャビティの調理室に放射されて
飲食物を加熱するようになる。
【0004】このようにマグネトロンのアンテナから発
生された大電力のマイクロ波エネルギをキャビティの調
理室に案内して飲食物を加熱する装置としては図1のよ
うな装置がある。図1及び2に提示された装置を従来の
技術による電子レンジのマイクロ波案内装置の例として
説明する。前記マイクロ波案内装置は、キャビティ12
の側壁に結合され図面に示されていない高圧トランスか
ら入力される加速用高電圧によって大電力のマイクロ波
エネルギをアンテナ10aを通じて発生するマグネトロ
ン10と、キャビティ12の側壁に設置されマグネトロ
ン10から発生されたマイクロ波エネルギを開口部11
bを通じて案内・放射する導波管11と、導波管11の
外側面に形成された短絡面11aと、キャビティ12の
側壁に形成され導波管11の開口部11bを通じて放射
されたマイクロ波エネルギをキャビティ12内に流入さ
せるマイクロ波流入口12aと、流入したマイクロ波エ
ネルギをもって飲食物15を加熱・調理する調理室13
0と、キャビティ12の下部に設置され飲食物15を回
転させるターンテーブル14とから構成される。
【0005】このように構成された従来の技術の一例と
して電子レンジのマイクロ波案内装置をより具体化する
と次の通りである。高圧トランスから発生された加速高
電圧がマグネトロン10に印加されて起動すると、マイ
クロ波エネルギのソース源であるマグネトロン10は
2.45GHzのマイクロ波エネルギを発生する。これ
と同時に飲食物15が置かれたターンテーブル14が回
転するようになる。マグネトロン10から発生されたマ
イクロ波エネルギはアンテナ10aを通じて導波管11
に放射され、導波管11に放射されたマイクロ波エネル
ギはアンテナ10aと短絡面11aで定在波(Standing
Wave )に形成された後、開口部11b及びキャビティ
12のマイクロ波流入口12aを通じて傾斜して調理室
130に放射されて飲食物15を加熱する。
【0006】ここで、マイクロ波エネルギは波動の性質
を有してアンテナ10aから放射される。従って、アン
テナ10aと短絡面11aを通じて反射されるマイクロ
波とアンテナ10aで進行されるマイクロ波とが導波管
11の開放面で合成され、その結果定在波が形成され
る。また、前記マイクロ波エネルギは電界の強い部分と
弱い部分とが結合されて電子レンジのキャビティ12内
の飲食物15を加熱する。
【0007】しかし、このような従来のマイクロ波案内
装置は定在波を容易に形成するためにアンテナと短絡面
を導波管に別途に突出させなければならないので導波管
の構造が複雑であり、また導波管の短絡面形成のための
側壁とアンテナとの装着空間が狭いため、マグネトロン
を装着する際、作業性が良くなく、この間にマイクロ波
エネルギが漏洩されるのみならず、短絡面とアンテナと
の距離が狭いことによってアンテナからマイクロ波エネ
ルギがろくに放射されなく、これによって飲食物の調理
性能が低下するという問題点を有している。また、アン
テナから発生されるマイクロ波は根本的に進行方向に対
して偏波面が一定した直線偏波であるため、このような
アンテナを使用する場合、均一加熱性能を高めることに
おいてキャビティ内のマイクロ波干渉効果による弱点が
ある。
【0008】前記直線偏波は電子界が一定の方向に向う
偏波面が時間的に一定したマイクロ波を指称する。即
ち、前記マイクロ波の干渉によってマイクロ波の強い部
分(Hot Point )と弱い部分(Weak Point)とが発生
し、このような条件下によって料理性能である均一加熱
性能を高めることに限界があるという問題点がある。こ
れによって、前記直線偏波とは異なって電界の偏波面が
電波の進行方向に対して時間に応じて回転する円偏波を
形成すると、電界の方向が時間に応じて変化し続けるの
でキャビティ内に伝達されたマイクロ波の反射角も変化
し続けるようになり、これによってより広い範囲にわた
って電波が分散されて飲食物を均一に加熱することがで
きるようになる。従って、前記のようにマイクロ波の干
渉によって発生する飲食物加熱の不均衡を防止するため
にマグネトロンのアンテナから発生するマイクロ波エネ
ルギをマイクロ波案内装置である導波管で円偏波に形成
してキャビティ内の飲食物を均一加熱する装置が多数案
出され製品化して生産されている。
【0009】以下に、前記のように所定の円偏波を発生
して飲食物を均一加熱する装置の一例を説明する。図3
は従来の技術による電子レンジの円偏波発生装置を示し
た断面図である。前記円偏波発生装置は、基本概念とし
て4つのポート混成接合を有する。マグネトロンのよう
な線形に偏波されたマイクロ波のソースは直四角形の導
波管11の断面の一端に結合され、導波管11の断面の
他端は短絡面17に連結される。開口または一対の開口
部である偏波ラジエータ(Radiator)(図面に示さな
い)は導波管11の底のボード壁に位置してマイクロ波
を放射する。また、直四角形のマイクロ波ガイド20の
他の断面に放射されたマイクロ波エネルギは左円偏波
(LHC:Left-Hand Circular Polarization )または
右円偏波(RHC:Right-Hand Circular Polarizatio
n)を有する。ラジエータは前記左円偏波(LHC)及
び右円偏波(RHC)が相互から絶縁されるため2つの
ポートを有する。導波管11の短絡面17部位には可変
位相シフター19が設置されてラジエータを通じたマイ
クロ波の位相を変化させる。
【0010】ここで、可変位相シフター19が存在しな
いと仮定して説明すると次の通りである。先ず、図面に
示していないマグネトロンのアンテナから発生されたマ
イクロ波エネルギのソース(ポート)はポート(、
)に分割される。前記分割されたマイクロ波エネルギ
(a1 )の一部(t1 )は右円偏波(RHC)を有しラ
ジエータを通じて調理室に放射される。また、前記分割
されたマイクロ波エネルギ(a1 )の一部(b1 )はラ
ジエータを通過して反射される。ポートから反射され
たマイクロ波エネルギはポートとポートとの間で分
割され、前記の反射されたマイクロ波エネルギ(a2
の一部(t2 )はラジエータによって左円偏波(LH
C)を有し調理室に放射される。また、前記反射された
マイクロ波エネルギ(a2 )の一部(b2 )はラジエー
タを通過する。前記2つの左円偏波(LCH)と右円偏
波(RHC)は極性が同一ではないため、マイクロ波ガ
イド20には正常の右円偏波(RHC)または左円偏波
(LHC)が常に存在するようになる。従って、右円偏
波(RHC)と左円偏波(LHC)とは対立して定在波
を形成する。ここで、マイクロ波ガイド20がオブンキ
ャビティであると仮定すると、飲食物15によって反射
された右円偏波(RHC)は左円偏波(LHC)に転換
するようになる。ラジエータを通過した反射エネルギの
一部はポート2に強く結合されポート1には弱く結合さ
れる。ポート2に供給されたマイクロ波エネルギは再度
反射されるので左円偏波(LHC)として反射される。
【0011】このような状況は放射されたマイクロ波エ
ネルギが純粋右円偏波(RHC)または左円偏波(LH
C)を有してマイクロ波ガイド20で定在波に形成され
るという事実を変化させることができない。定在波を回
転させるために2つの偏波中の1つの位相を変化させる
ことが必要である。可変位相シフター19が直四角形の
導波管11の短絡面17の前方に配置されて反射された
マイクロ波エネルギ、即ち放射された左円偏波(LH
C)エネルギの位相を変化させる。これは回転する定在
波を実現し、その結果は機械的な回転開口部と同様であ
る。回転波として放射されたエネルギはキャビティで改
善された加熱均一性をもたらす。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術に
よる円偏波発生装置はマグネトロンから発生したマイク
ロ波エネルギをラジエータで分割した後、機械的な可変
位相シフターを通じてマイクロ波のエネルギを位相変化
させて円偏波を形成し、その円偏波を用いてキャビティ
内の飲食物を均一加熱するようになることがわかる。し
かし、このような従来の円偏波発生装置は導波管内に機
械的な可変位相シフターとラジエータを有するために導
波管の長さが長くなければならなく、また構造自体が複
雑であるため材料費及び加工費が上昇するという問題点
があり、また導波管の長さが長いため電装室の電装物の
配置が難しいとともに電装室が大きくなるという問題点
を有している。また、ラジエータと可変位相シフターを
使用することによって発生する構造の複雑さを回避する
1つの方法として、導波管の内部の中央に長手方向に細
幅を有するガイド片を設置して二等分し、そのガイド片
を中心にして一対の直四角形開口部を45度の角度で形
成して円偏波を発生するものが案出されたが、このため
には別途のガイド片を設置しなければならなく、また一
対の開口部を45度の角度に合わせなければならないと
いう不便さがある。従って、前記導波管の構造に対する
複雑さ及び電装物配置の難しさとマイクロ波エネルギの
漏洩を防止し、また導波管の長さと幅を最小化すると同
時に従来のものと同等以上の効果を得ることができる電
子レンジの導波管システムが好ましい。
【0013】従って、本発明の目的はマイクロ波案内装
置である導波管に互いに異なる開口部を備えて、マイク
ロ波がキャビティ内に放射されるときに前記開口部を通
じて円偏波を形成して均一加熱性能を向上させ導波管の
長さを最小化するようにする電子レンジの導波管システ
ムを提供することにある。また、本発明の他の目的は導
波管の短絡面とアンテナとの装着空間を最適化してマイ
クロ波エネルギの漏洩を防止するようにすることにあ
る。また、本発明の他の目的はアンテナと導波管の短絡
面の装着空間を充分に確保するとともにマイクロ波エネ
ルギの放射量を増大するようにすることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、マグネトロンからアンテナを通じて発生され
るマイクロ波エネルギが放射されるキャビティの調理室
と、前記マイクロ波エネルギを前記キャビティの調理室
に案内放射する導波管システムとを備える電子レンジに
おいて、前記導波管システムは、キャビティと接触する
部分に形成されて長手方向に沿って延長し、前記マイク
ロ波エネルギを調理室内に分散放射するための第1開口
部と、前記第1開口部に対して離隔されて所定の角度を
有して形成され水平方向に延長し、前記マイクロ波エネ
ルギを調理室内に分散放射するための第2開口部と、を
含んで形成される電子レンジを提供する。好ましくは、
前記導波管は短絡面と、この短絡面の長手方向にλg/
4延長する補助短絡面とをさらに含む。好ましくは、前
記第2開口部は前記第1開口部に対して垂直形成され
る。好ましくは、前記第2開口部は前記第1開口部に対
して45度ないし135度に傾斜して形成される。好ま
しくは、前記第2開口部は前記第1開口部の長さの範囲
内に位置して形成される。
【0015】好ましくは、前記第1及び第2開口部はそ
れぞれその上面に熱を分散させるようにビードが設置さ
れる。好ましくは、前記第1及び第2開口部の少なくと
も1つにスタブが形成される。好ましくは、前記補助短
絡面は前記短絡面の中央部から外向にラウンディングし
て形成される。好ましくは、前記導波管の前記第1及び
第2開口部が形成される部分と反対側の部分が上向きに
折り曲げられる。好ましくは、前記第1及び第2開口部
はそれぞれ少なくとも一端が円弧状に形成され、この円
弧状に形成される端の幅は開口部の他の直線部より広
い。好ましくは、前記第2開口部はその幅の少なくとも
1倍程度前記第1開口部の一側に偏る位置に形成され
る。好ましくは、前記第1開口部は半円弧状に形成され
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
による電子レンジの導波管システムの好ましい実施例を
詳しく説明する。図4は本発明による電子レンジの導波
管システムの説明に提供される第1実施例を示す構成図
である。図示されているように、マグネトロン(図面に
示さない)から発生されたマイクロ波をキャビティ(図
面に示さない)に放射するときに直線偏波(水平偏波、
垂直偏波)間の合成で円偏波を形成することができるよ
うに導波管100のマイクロ波吐出部側に第1 開口部1
02と第2 開口部104とを形成する。また、説明して
いない符号106はマグネトロンのアンテナと挿入結合
される結合具である。
【0017】このように構成された状態でマグネトロン
からマイクロ波が発生されると、前記マイクロ波は導波
管100によってキャビティ内に案内されて飲食物を加
熱、調理を遂行するようになる。このとき、前記マイク
ロ波は導波管100に2つの第1 、第2 開口部102、
104を直角に配列することによって平面波間の合成で
円偏波が形成されてキャビティに放射される。即ち、第
1 開口部102及び第2 開口部104がそれぞれ垂直偏
波及び水平偏波を独立的に発生させ、これらを合成して
円偏波を形成する。
【0018】円偏波は従来の技術で言及されたように直
線偏波と異なって電界の偏波面が電波の進行方向に対し
て時間に応じて回転する電波であり、円偏波を形成する
と電界の方向が時間に応じて変化し続けるのでキャビテ
ィ内に伝達されたマイクロ波の反射角も変化し続け、こ
れによってより広い範囲にわたって電波が分散放射され
て飲食物を均一に加熱することができるようになる。一
方、前記直線偏波は電界の方向ベクトルが時間に応じて
変化せずに一方向に定められる。このような問題を解決
するための方案として導波管内にラジエータ及び可変位
相シフターを使用したが、これによって電装品配置の難
しさと費用が発生されることも周知の事実である。
【0019】以下、円偏波の形成原理を簡略に説明す
る。ここで説明される円偏波は本発明の第1ないし第4
実施例に共通的に適用される。先ず、垂直偏波及び水平
偏波の大きさが同一であり位相が互いに90°程度の差
を有するようにしたと仮定する。このとき、任意の方向
に進行する平面波はその進行方向に対して垂直な面での
電子界ベクトルの和で示すことができる。
【0020】Z軸の陽(+ )の方向に進行する波を仮定
すると、下記数1と数2の2つの波の合成で示すことが
できる。
【数1】
【数2】 ここで、θは位相であり、βは波数であり、ωは角振動
数である。
【0021】上記数1と数2を合成すると、下記数3の
ように示すことができる。
【数3】
【0022】E1 =E2 =E0 でありθ=0であると、
下記数4のように表現することができる。
【数4】
【0023】E1 =E2 =E0 でありθ=π/2 である
と、そのときの電界ベクトルの大きさ及び位相は下記数
5のように表現することができる。
【数5】 ここでφはE1とE2の位相差である。上記数を見ると、位
相差( によって電界のベクトル方向が時間に応じて時計
周り又は反時計周りに回転するということがわかる。
【0024】一方、導波管100から発生される電界波
の偏波特性に影響を与える因子、例えば、第1 開口部1
02及び第2 開口部104の長さ(Lh、Lv)または
幅(Wh、Wv)、第1 開口部102と第2 開口部10
4の間隔(G)などが図4に示されており、これら因子
の組合せに応じて直線偏波、楕円偏波または円偏波特性
を得ることができ、またマグネトロン、導波管100、
キャビティの間の整合も調節することができるようにな
る。即ち、平面波は電波の進行方向に対して電界の方向
が固定されていることに反して、円偏波は電界の方向が
時間に応じて変化し続ける。
【0025】このように電界の方向が時間に応じてx−
y平面上で回転して変化し続けることを図7に示してい
る。なお、前述した第1実施例において、前記第1 開口
部102及び第2 開口部104と同一面にビード(bea
d)110を設置して熱を分散させるようにすることが
好ましい。即ち、電子レンジの他の部品を作動させるこ
となく非正常状態を検査するためにマグネトロンのみを
作動させると、マイクロ波エネルギが第1 開口部102
及び第2 開口部104を通過するようになる。このと
き、導波管100の表面にはマイクロ波エネルギの衝突
によって高熱が発生され、この熱によって電装品が破損
される場合が発生されるおそれがある。従って、これを
保護するために第1 開口部102及び第2 開口部104
と同一面にビード110を設置して熱を分散させるよう
になる。このビード110は別個の部品を付着すること
もでき、一体に形成することもできる。また、ビードの
形成は多様に変化させることも可能である。
【0026】一方、図5及び6は図4の導波管システム
に示された第1 開口部及び第2 開口部の位置及び傾斜を
異にして示した実施例であって、図5は第1 及び第2 開
口部102、104の配列が対称を成さずに第2 開口部
104が一方に偏っている構造であり、このとき偏る程
度に応じて発生するマイクロ波の偏波特性が変化し、所
望する最適の特性を得るように設計することができるよ
うになる。ここで第2開口部104の中心は第1 開口部
102の両端部から外れないことが好ましい。図6は第
1 開口部102及び第2 開口部104が互いに直角を成
さずに第2 開口部104が第1 開口部102に対して一
定の角度に傾けている構造であって、このとき傾きは普
通30°以内にすることが好ましく、傾きに応じて偏波
特性が変化する。
【0027】しかし、第1実施例で示された第1 開口部
102及び第2 開口部104のように四角形に形成され
てコーナー部が直角になる場合、前記コーナー部にマイ
クロ波が強く結合されて加熱されることが発生し、また
導波管100の長さが長くなる原因を提供するようにな
る。従って、第2実施例ではマイクロ波エネルギの案内
装置である導波管に両先端が円弧状に形成される2つの
独立的な開口部を提供して円偏波を形成する。図8ない
し図9は本発明による電子レンジの導波管システムの説
明に提供される第2実施例を示す構成図である。第2実
施例によると、加速高電圧によって発振してマイクロ波
を発生するアンテナ210を有するマグネトロン208
と、前記アンテナ210から発生されたマイクロ波エネ
ルギを調理室に案内する導波管200とから構成し、前
記導波管200はマイクロ波エネルギのソース源である
マグネトロン208のアンテナ210と挿入結合される
結合具206と、キャビティと接触される面に一定の長
さを有してその導波管200の長さ方向に形成されアン
テナ210から発生されたマイクロ波エネルギを前記キ
ャビティ内に放射する第1 開口部202と、前記第1 開
口部202と所定の距離をおいて離れて第1 開口部20
2に対して直角に形成されアンテナ210から発生され
たマイクロ波エネルギをキャビティ内に放射する第2 開
口部204とから構成される。
【0028】このように構成された導波管システムは、
先ず高圧トランスから発生された加速高電圧がマグネト
ロン208に印加されて起動すると、マイクロ波エネル
ギのソース源であるマグネトロン208は2.45GH
zのマイクロ波エネルギを発生してアンテナ210を通
じて放射する。マグネトロン208から発生されたマイ
クロ波エネルギはアンテナ210を通じて導波管200
に放射され、導波管200に放射されたマイクロ波エネ
ルギは第1 開口部202とこれに直角(90度)に形成
された第2 開口部204とを通じて合成されて円偏波に
形成され、前記円偏波はキャビティ内に放射されて飲食
物を均一に加熱する。
【0029】このとき、通常的な電子レンジにおいて、
マグネトロンのアンテナから発生されてキャビティ内に
放射されるマイクロ波エネルギの性質は図18の(b)
に示すように直線偏波の特性を有するようになるのでキ
ャビティ内の飲食物の加熱及び調理に限界が発生するこ
とは周知の事実である。これに対して、円偏波は図18
の(a)示されたように時間に応じて電界の方向ベクト
ルが回転する特性を有する。従って、第2実施例では第
1 開口部及び第2 開口部が四角形に形成され、そのコー
ナー部が直角になることによってマイクロ波の均一放射
が低下されることを防止するために両先端が円弧状に形
成されている第1 開口部202及び第2 開口部204を
形成した。
【0030】前記第1 開口部202及び第2 開口部20
4はそれぞれアンテナ210から発生されたマイクロ波
エネルギ、即ち水平偏波及び垂直偏波を独立的に発生さ
せこれらを合成して円偏波をより効率的に形成しようと
するものである。また、第1 開口部202及び第2 開口
部204のそれぞれの両端部は2つの開口部の幅より広
くして円弧状に形成することが好ましい。従って、本実
施例では第1 開口部202及び第2 開口部204のそれ
ぞれの両端部を円弧状に形成することによってマイクロ
波を分散する効果を得ることができ、また導波管200
の長さを縮小することができる、即ち効果的な長さを得
ることができる。また、前記第1 開口部202及び第2
開口部204のそれぞれの両端部を円弧状に形成するか
両端部の中のある一端部のみを円弧状に形成することが
でき、また第1 開口部202の両端部は円弧状に形成し
第2 開口部204の両端部の中のある一端部のみを円弧
状に形成することもできる。
【0031】ここで、第1 開口部202及び第2 開口部
204によって円偏波が形成される原理を簡略に説明す
る。図9に示されているように、第1 開口部202がy
−方向の偏波を発生させると仮定すると、〔数6〕にな
る。
【数6】
【0032】前記条件で、はy方向の単位ベクトルで
あり、E1 はベクトルの大きさを示し、Φ1 は位相であ
る。また、第2 開口部204がx−方向の偏波、即ち水
平偏波を発生させると仮定すると、〔数7〕のフィール
ド(field )が発生する。
【数7】 前記条件で、はx方向の単位ベクトルであり、E2
ベクトルの大きさを示し、Φ2 は位相である。
【0033】従って、前記円偏波を発生するためには下
記条件を満たさなければならない。 |Φ1 −Φ2 |=π/2、|E1 /E2 |=1 このような特性を有する円偏波を形成するために図9に
示されているように、アンテナ210から第1 開口部2
02まで放射されるマイクロ波エネルギの経路(path)
をL1とし、アンテナ210から第2 開口部204まで
放射されるマイクロ波エネルギの経路をL2とすると、
|L1−L2|=λ0 /4になるように、即ちK0|L1
−L2|=π/2になるように2つの開口部202、2
04の位置を調節しなければならない。前記条件でλ0
は自由空間での波長であり、K0は自由空間での波数であ
って2π/λ0 である。
【0034】第2実施例の前記導波管構造によって得ら
れた円偏波の軸比(y方向の成分/x方向の成分の比)
はおおよそ4以下である。前記条件によって第2 開口部
204を第1 開口部202に対して直角(90度)を成
さずに45度に傾斜して形成することができ、または図
10に示されているように第1 開口部202を導波管2
00の側壁に対して所定の角度(θ1)、例えばθ1=
45度に傾斜して形成した後、第2 開口部204を導波
管200の側壁に対してθ2=45度ないし135度の
範囲内で傾斜して形成しても同一効果を得ることができ
る。前記第1 開口部202に対して第2 開口部204の
傾斜角の程度及び位置に応じて発生するマイクロ波の偏
波特性が変化するようになり、所望する最適の特性を得
ることができる。
【0035】一方、図11及び12は導波管の第1 開口
部及び第2 開口部の形状を異にして示した構成図であっ
て、図11は導波管の第1 開口部202に対する第2 開
口部204の一端部が他端部の幅より広くして円弧状に
形成された状態を示したものであり、図12は導波管の
第2 開口部204に対する第1 開口部202が半円弧状
に形成された状態を示したものである。このように、第
1 開口部202の形状と第2 開口部204の端部の幅を
異にして所望する最適のマイクロ波特性を得ることがで
きる。勿論、前記実施例でも図10と同様な方法で傾斜
角を変化させて所望するマイクロ波の偏波を得るように
設計することができる。
【0036】一方、図13は本発明による電子レンジの
導波管システムの第3実施例を示した構成図であって、
図13は導波管の平面図であり、図14は図13の第1
開口部及び第2 開口部の拡大図である。前記本発明の第
3実施例では、導波管300の第1開口部302及び第
1 開口部4を垂直形状に形成し第1 開口部302には図
14に示されたようにスタブ(stub)306を形成する
ことでマイクロ波を効率的に均一に分散させるようにす
る。
【0037】ここで、第2 開口部304及び第1 開口部
302にスタブ306を形成することができ、ある1つ
の開口部にのみスタブを形成することもできる。これは
図14に示されたように、機構的には第2 開口部304
の長さ(l10)と第1 開口部302の長さ(l11)
とが同一であるが、即ちl10=l11であるが、電気
的にはl10<l11の効果を得る方法として使用する
ことができる。この結果によって第2 開口部304及び
第1 開口部302を垂直形状に限定せずに他の構造物形
に変形、例えば梯形、円弧形に形成してマイクロ波エネ
ルギを均一に噴射し円偏波に形成することができる。
【0038】一方、図15〜17は本発明による電子レ
ンジの導波管システムの説明に提供される第4実施例を
示す構成図である。第4実施例によると、加速高電圧に
よって発振してマイクロ波を発生するアンテナ413を
有するマグネトロン412と、アンテナ413から発生
されたマイクロ波エネルギをキャビティの調理室に案内
する導波管400とから構成され、前記導波管400
は、キャビティと接触される面に一定の長さを有してそ
の導波管400の長手方向に形成されアンテナ413か
ら発生されたマイクロ波エネルギを前記キャビティ内に
均一に分散放射する第1 開口部402と、第1 開口部4
02と所定の距離をおいて離れて第1 開口部402に対
して直角に形成されてアンテナ413から発生されたマ
イクロ波エネルギをキャビティ内に均一に分散放射する
第2 開口部404と、アンテナ413と短絡面408を
形成するようにその短絡面408の長手方向に突出され
てアンテナ413とλg/4の距離をおいた補助短絡面
406と、第2 開口部404及び第1 開口部402と対
向方向である導波管400の下部を上部側に2段直角に
折り曲げた段差部414及び側壁416を形成して構成
する。ここでλgは導波管内でのマイクロ波の波長であ
る。前記補助短絡面406は導波管400の短絡面40
8の中央に外向にラウンディングして形成することが好
ましい。
【0039】このように構成される本発明の第4実施例
を説明すると次の通りである。図面に示さない高圧トラ
ンスから発生された加速高電圧がマグネトロン412に
印加されて起動すると、マイクロ波エネルギのソース源
であるマグネトロン412は2.45GHzのマイクロ
波エネルギを発生してアンテナ413を通じて放射する
ようになる。マグネトロン412から発生されたマイク
ロ波エネルギはアンテナ413を通じて導波管400に
放射され、導波管400に放射されたマイクロ波エネル
ギはアンテナ413と短絡面408を形成する導波管4
00の補助短絡面406を通じて段差部414及び側壁
416に進行する。
【0040】前記導波管400に放射されたマイクロ波
エネルギは再び側壁416に反射されて第1 開口部40
2とこれに対して直角に形成された第2 開口部404と
を通じて均一に分散された後に合成されて円偏波に形成
され、前記円偏波はキャビティ内に放射されて飲食物を
均一加熱するようになる。ここで、前記補助短絡面40
6は短絡面408の中央に長手方向に突出してアンテナ
413とλg/4の距離があるため、図17に示されて
いるように既存の短絡面(408)とアンテナ413と
の距離(b1 )より補助短絡面406の距離(b2 )の
分だけ、装着空間がより広くなる。即ち、図17でアン
テナ413の中心軸から短絡面408までの距離をb1
とし短絡面408から補助短絡面406までの距離をb
2 とすると、アンテナ413の距離は“b1 +b2 " に
なり、またアンテナ413とλg/4の距離を達成でき
る。
【0041】また、キャビティの種類に応じてアンテナ
413の中心軸から導波管400の先端部までの長さ
(L)を調節して導波管400の大きさを最適化するこ
とができる。このように短絡面408にラウンディング
して形成された補助短絡面406を通じて装着空間を確
保することによって、アンテナ413から発生されたマ
イクロ波エネルギが前記装着空間に漏洩されることなく
多量のマイクロ波エネルギが第2 開口部404及び第1
開口部402を通じて円偏波に形成されてキャビティの
飲食物を均一加熱するようになる。
【0042】また、通常的な電子レンジにおいて、マグ
ネトロンのアンテナから発生されてキャビティ内に放射
されるマイクロ波エネルギの性質は図18の(b)に示
されているように直線偏波の特性を有するのでキャビテ
ィ内の飲食物の加熱及び調理に限界が発生されることは
周知の事実である。これに対して、円偏波は図18の
(a)に示されているように時間に応じて電界の方向ベ
クトルが回転する特性を有する。従って、本実施例では
第2及び第3実施例で言及したように平面波間の合成に
よって前記特性を有する円偏波を形成するために、マイ
クロ波エネルギの案内装置である導波管400に2つの
独立的な開口部を直角に配列した形状の第2 開口部40
4と第1 開口部402を形成した。また、第4実施例で
円偏波が形成される原理は第2実施例の各開口部によっ
て円偏波が形成されることと同様であるので以下詳細な
説明は省略する。
【0043】一方、図19ないし図20は本発明の第1
ないし第4実施例による電子レンジの導波管システムに
おけるアンテナ開口部の特性を示した図であって、図1
9は第1 開口部及び第2 開口部の長さの変化による定在
波比(SWR)を示した図であり、図20は第1 開口部
及び第2 開口部の長さの変化によるそれぞれの位相特性
を示した図である。
【0044】図19に示されているように第1 開口部及
び第2 開口部が共振長(Lres)であるときに定在波
比(SWR)は最小になり、また図20に示されている
ように位相の敏感度が大きいということがわかる。ま
た、導波管から発生されるマイクロ波の偏波特性に影響
を与える因子、例えば第2 開口部及び第1 開口部の長
さ、幅、両開口部の間隔等の組合せによって直線偏波、
楕円偏波または円偏波特性を得ることができ、またマグ
ネトロン、導波管、キャビティの間の整合を調節するこ
ともできる。
【0045】
【発明の効果】上述した説明からわかるように、本発明
による電子レンジの導波管システムは別途の部品を追加
することなく円偏波を形成して電界の方向が時間に応じ
て変化し続けるようにすることによってマイクロ波の反
射角も変化し続けるようになってより広い範囲にかけて
マイクロ波エネルギを放射し、また導波管とアンテナと
の装着空間の間に漏洩されるマイクロ波を効率的に遮蔽
することによって飲食物をより均一に加熱させることが
できる。また、導波管の簡素化及びサイズの縮小化によ
って電装品の配置が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術による電子レンジのマイクロ波案内
装置を概略的に示した構成図である。
【図2】マイクロ波案内装置の断面図である。
【図3】従来の技術による電子レンジの導波管システム
を示した概略的な断面図である。
【図4】本発明による電子レンジの導波管システムの説
明に提供される第1実施例を示す構成図である。
【図5】導波管システムに示された第1 開口部及び第2
開口部の位置及び傾斜を異にして示した実施例(1)で
ある。
【図6】導波管システムに示された第1 開口部及び第2
開口部の位置及び傾斜を異にして示した実施例(2)で
ある。
【図7】時間変化に応ずる円偏波の変化を示す図であ
る。
【図8】本発明による電子レンジの導波管システムの説
明に提供される第2実施例を示す構成図である。
【図9】導波管の開口部を説明するための概念図であ
る。
【図10】導波管の第2 開口部を第1 開口部に対して4
5度ないし135度の範囲内で傾斜して形成したものを
示した平面図である。
【図11】第1 開口部に対する第2 開口部の一端部が円
弧状に形成された状態を示した図である。
【図12】第2 開口部に対する第1 開口部が半円弧状に
形成された状態を示した図である。
【図13】本発明による電子レンジの導波管システムの
説明に提供される第3実施例を示した構成図である。
【図14】図13の部分拡大図である。
【図15】本発明による電子レンジの導波管システムの
説明に提供される第4実施例を示す構成図である。
【図16】導波管の側断面図である。
【図17】導波管システムのインピーダンス整合を説明
するための概念図である。
【図18】導波管システムにおける直線偏波と円偏波と
の関係を示した図である。
【図19】一対の開口部の長さ変化による定在波比を示
したグラフ図である。
【図20】開口部の長さ変化による位相特性を示したグ
ラフ図である。
【符号の説明】
100、200、300、400…導波管 102、202、302、402…第1 開口部 104、204、304、404…第2 開口部 106、206…結合具 208、412…マグネトロン 210、413…アンテナ 414…段差部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カン ヒュン ジョー 大韓民国,ソウル,ヨンドゥンポ−ク, ヨイド−ドン 20 (72)発明者 キム ハン ショク 大韓民国,キュンギ−ド,スンナム− シ,ブンダン−ク,クミ−ドン 284, ジュクドン アパート 102 (72)発明者 オー サン ジン 大韓民国,キュンサンナムド,チャンウ ォン−シ,ドイ−ドン,ミュンゴク ジ ャニオジク 15ビー−3エル (72)発明者 キム サン ジン 大韓民国,キュンサンナムド,チャンウ ォン−シ,ナムヤン−ドン,ドンスン アパート 2−902 (56)参考文献 特開 昭61−294790(JP,A) 特開 昭63−279596(JP,A) 特開 平9−92457(JP,A) 特開 昭50−121844(JP,A) 特開 昭63−205091(JP,A) 特開 昭60−262383(JP,A) 実開 昭56−67694(JP,U) 特公 昭47−42579(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/70 - 6/74

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネトロンからアンテナを通じて発生
    されるマイクロ波エネルギが放射されるキャビティの調
    理室と、前記マイクロ波エネルギを前記キャビティの調
    理室に案内放射する導波管システムとを備える電子レン
    ジにおいて、前記導波管システムは、 キャビティと接触する部分に形成されて長手方向に沿っ
    て延長し、前記マイクロ波エネルギを調理室内に分散放
    射するための1つの第1開口部と、 前記第1開口部に対して離隔されて前記第1開口部の長
    さの範囲内で前記第1開口部に対して垂直に形成され、
    前記マイクロ波エネルギを調理室内に分散放射するため
    1つの第2開口部と、を有し、 前記第1及び第2開口部は、円偏波を発生するための大
    きさ及び形状を備え 前記第1開口部にスタブが形成され、前記第2開口部の
    一端が前記スタブに対向して設けられる ことを特徴とす
    る電子レンジ。
  2. 【請求項2】 マグネトロンからアンテナを通じて発生
    されるマイクロ波エネルギが放射されるキャビティの調
    理室と、前記マイクロ波エネルギを前記キャビティの調
    理室に案内放射する導波管システムとを備える電子レン
    ジにおいて、前記導波管システムは、 キャビティと接触する部分に形成されて長手方向に沿っ
    て延長し、前記マイクロ波エネルギを調理室内に分散放
    射するための1つの第1開口部と、 前記第1開口部に対して離隔されて前記第1開口部の長
    さの範囲内で前記第1開口部に対して垂直に形成され、
    前記マイクロ波エネルギを調理室内に分散放射するため
    1つの第2開口部と、を有し、 前記第1及び第2開口部は、円偏波を発生するための大
    きさ及び形状を備え 前記第1開口部は半円弧状に形成されるとともにその両
    端が略円弧状に形成され、この略円弧状に形成される各
    端の幅は前記第1開口部の前記半円弧状の部分より広く
    されており、かつ 前記第2開口部は、その一端が前記第1開口部の凹部側
    に対向して設けられるとともにその両端が略円弧状に形
    成され、この略円弧状に形成される各端の幅は前記第2
    開口部の直線部分より広くされている ことを特徴とする
    電子レンジ。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2開口部が形成される部
    分と反対側の部分が上向きに屈折される請求項1または
    に記載の電子レンジ。
  4. 【請求項4】 前記導波管システムのアンテナ側の側面
    には、前記アンテナに短絡を提供するための短絡面と、
    前記短絡面の中央部から外向にラウンディングして形成
    される補助短絡面と、を備える請求項1または2に記載
    の電子レンジ。
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