KR100311455B1 - 도파관의시스템의임피던스정합장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 대전력 전자파 에너지를 안내하는 도파관과 마그네트론의 안테나와의 접촉면 사이로 누설되는 전자파를 효율적으로 차폐하도록 하는 원편파 발생을 위한 도파관의 임피던스 정합 장치에 관한 것이다.

개시한 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치는, 캐비티와 접촉되는 일면에 위치하여 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 1 개구부와, 상기 캐비티와 접촉되는 일면에 상기 제 1 개구부와 수직하게 위치하여 상기 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 2 개구부와, 상기 안테나와 단락면을 형성하도록 그 단락면의 중앙에 외향으로 라운딩 처리하여 단락면의 길이 방향으로 돌출되어 상기 안테나와 단락 접촉되는 보조단락면을 갖는 도파관을 포함한다.

이에 따라 도파관의 길이 및 폭이 현저하게 줄어들어 전장실에 전장물을 용이하게 배치할 수 있고 또한 누설되는 전자파에너지의 차폐로 인해 음식물의 균일가열이 이루어지는 이점이 있다.

Description

도파관 시스템의 임피던스 정합 장치

본 발명은 음식물을 전체적으로 균일하게 가열시키기 위한 전자레인지의 도파관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대전력전자파 에너지를 안내하는 도파관과 마그네트론의 안테나와의 접촉면 사이로 누설되는 전자파를 효율적으로 차폐하여 음식물의 균일 가열과 도파관의 사이즈 축소화를 양립하도록 하는 원편파 발생을 위한 도파관의 임피던스 정합 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 방송용 기기 또는 드라이어 또는 전자레인지 등과 같이 대전력 전자파 에너지를 이용하는 기기에 요구되는 초단파는 통상적으로 마그네트론의 안테나로부터 얻고 있다.

이러한 마그네트론 장치에는 가속용 전압 예컨대 4.2KV 등이 인가되어 매우 높은 주파수, 예컨대 2.45GHz의 에너지를 안테나를 통해 발생시킨다.

이와 같은 마그네트론을 특정의 기기에 적용, 예컨대 전자레인지 등과 같은조리기기에 적용하여 음식물을 효율적으로 조리하기 위해서는 캐비티 내의 조리실로 대전력 전자파 에너지를 안내하는 도파관과 같은 안내장치가 필요하다.

그런데, 상기 마그네트론의 안테나는 통상적으로 선편파(Liner Polarization)로 하여 에너지를 발생하고 그 선편파의 에너지는 안내장치인 도파관을 통해 캐비티의 조리실로 방사되어 음식물을 가열하게 된다.

이와 같이 마그네트론의 안테나에서 발생된 대전력의 전자파 에너지를 캐비티의 조리실로 안내하여 음식물을 가열하는 장치로서는 도 1과 같은 장치가 있다.

도 1에 제시된 장치를 종래 기술에 따른 전자레인지의 전자파 안내장치의 예로서, 설명한다.

상기 전자파 안내장치는, 캐비티(120)의 측벽에 결합되며 도면에 도시되지 않은 고압트랜스에서 입력되는 가속용 고전압에 의해 대전력의 전자파 에너지를 안테나(100a)를 통해 발생하는 마그네트론(100)과, 캐비티(120)의 측벽에 설치되어 마그네트론(100)에서 발생된 전자파 에너지를 개구부(110b)를 통해 안내· 방사하는 도파관(110)과, 도파관(110)의 외측면에 형성되며 마그네트론(100)의 안테나(100a)의 길이와 동일 길이로 단락면(short circuit)을 갖는 돌출부(110a)와, 캐비티(120)의 측벽에 형성되어 도파관(110)의 개구부(110a)를 통해 방사된 전자파 에너지를 캐비티(120)내로 유입시키는 전자파 유입구(120a)와, 유입된 전자파 에너지를 가지고 음식물(150)을 가열·조리하는 조리실(130)과, 캐비티(120)의 하부에 설치되어 음식물(150)을 회전시키는 턴테이블(140)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술의 한 예로써 전자레인지의 전자파 안내장치를더욱 구체화하기로 한다.

고압트랜스에서 발생된 가속 고전압이 마그네트론(100)에 인가되어 기동하면 전자파 에너지의 소스원인 마그네트론(100)은 2.45GHz의 전자파 에너지를 발생한다. 이와 아울러 음식물(150)이 올려진 턴테이블(140)이 회전을 하게 된다.

마그네트론(100)에서 발생된 전자파 에너지는 안테나(100a)를 통해 도파관(110)에 방사되고, 도파관(110)에 방사된 전자파 에너지는 안테나(100a)와 단락면을 형성하는 도파관(110)의 돌출부(110a)에서 정재파(standing wave)로 형성된 후 개구부(110b) 및 캐비티(120)의 전자파 유입구(120a)를 통해 경사지게 조리실(130)로 방사되어 음식물(150)을 가열하게 된다.

여기서, 전자파 에너지는 파동의 성질을 가지고 안테나(100a)로부터 방사된다.

따라서, 안테나(100a)와 단락면(short circuit)을 형성하는 도파관(110)의 돌출부(110a)를 통해 반사되는 전자파와 안테나(100a)에서 진행되는 전자파가 도파관(110)의 개방면(open)에서 합성되어 결과적으로 정재파가 형성된다.

그리고 상기 전자파 에너지는 전계가 강한 부분과 약한 부분으로 결합되어 전자레인지의 캐비티(120) 내의 음식물(150)을 가열하여 주게 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 전자파 안내장치는 정재파를 용이하게 형성시키기 위해서 안테나와 단락면을 형성하는 돌출부를 도파관에 별도로 돌출시켜야 하므로 도파관의 구조가 복잡하고 또한, 도파관의 단락면과 안테나와의 접촉면적이 좁아 이 사이로 전자파 에너지가 누설될 뿐 아니라 접촉면이 좁은 결과로 인해 안테나로부터 전자파 에너지가 제대로 방사되지 않고, 이로 인하여 음식물의 조리 성능이 저하되는 문제점을 내재하고 있다.

한편, 상기와 같이 전자파의 간섭에 의해 발생되는 음식물 가열의 불균형을 방지하기 위해서 마그네트론의 안테나로부터 발생되는 전자파 에너지를 전자파 안내장치인 도파관에서 원편파로 형성하여 캐비티 내의 음식물을 균일 가열하는 장치가 다수 안출되고 제품화되어 생산되고 있는 실정이다.

상기와 같이 원편파를 발생하여 음식물을 균일 가열하는 장치를 하나의 예로서 설명한다.

도 2는 종래 기술에 따른 전자레인지의 원편파 발생장치를 보인 단면도이다.

상기 원편파 발생장치는, 기본 개념으로 4개의 포트 혼성 접합을 갖는다.

마그네트론과 같은 선형으로 편파된 전자파의 소스는 직사각형의 도파관(10)의 단면 일단에 결합되고 도파관(10)의 단면타단은 단락면(11)에 연결된다.

개구 또는 한 쌍의 개구부인 편파 라디에이터(Radiator)(12)는 도파관(10)의 바닥 보드 벽에 위치하여 전자파를 방사한다.

또한 직사각형의 웨이브 가이드(13)의 또다른 단면으로 방사된 전자파 에너지는 좌원편파(LHC : Left-Hand Circular Polarization) 또는 우원편파(RHC : Right-Hand Circular Polarization)를 가진다.

라디에이터(12)는 상기 좌원편파(LHC) 및 우원편과(RHC)가 서로로부터 절연되기 때문에 2개의 포트를 가진다.

도파관(10)의 단락면(11) 부위에는 가변 위상쉬프터(14)가 설치되어 라디에이터(12)를 통한 전자파의 위상을 변화시킨다.

여기서 가변 위상쉬프터(14)가 존재하지 않는 것으로 가정하여 설명하면, 다음과 같다.

먼저 도면에 도시하지 않은 마그네트론의 안테나에서 발생된 전자파 에너지의 소스(포트 1)는 포트(4와 2)에서 분할된다.

상기 분할된 전자파 에너지(a1)의 일부(t1)는 우원편파(RHC)를 가지고 라디에이터(12)를 통해 조리실로 전송된다.

그리고 상기 분할된 전자파 에너지(a1)의 일부(b1)는 라디에이터(12)를 통과하여 반사된다.

포트(2)로부터 반사된 전자파 에너지는 포트(3)와 포트(1) 사이에서 분할되며 상기 반사된 전자파 에너지(a2)의 일부(t2)는 라디에이터(12)에 의해 좌원편파(LHC)를 가지고 조리실로 전송된다.

그리고 상기 반사된 전자파 에너지(a2)의 일부(b2)는 라디에이터(12)를 통과한다.

상기 2개의 좌원편파(LHC)와 우원편파(RHC)는 극성이 동일하지 않기 때문에 웨이브 가이드(13)에는 정상의 우원편파(RHC)또는 좌원편파(LHC)가 항상 있게 된다.

그러므로, 양쪽의 우원편파(RHC)와 좌원편파(LHC)들은 대립하여 정재파를 형성한다.

여기서, 전자파 가이드(13)가 오븐 캐비티라고 가정하면, 음식물(15)에 의하여 반사된 우원편파(LHC)는 좌원편파(LHC)로 전환하게 된다.

라디에이터(12)를 통과한 반사 에너지의 일부는 포트(2)에 강하게 결합되고 단지 포트(1)에는 약하게 결합된다.

포트(2)로 공급된 전자파 에너지는 다시 반사되므로 좌원편파(LHC)로서 방사된다.

이러한 상황은 방사된 전자파 에너지가 순수 우원편파(RHC) 또는 좌원편파(LHC)를 가지고 전자파 가이드(13)에서 정재파로 형성된다는 사실을 변화시키지 못할 것이다.

정재파를 회전시키기 위하여 2개의 편파중 하나의 위상을 변화시키는 것이 필요하다. 가변 위상쉬프터(14)가 직사각형의도파관(10)의 단락면(11)의 전방에 배치되어 반사된 전자파 에너지, 즉 방사된 좌원편파(LHC) 에너지의 위상을 변화시킨다. 이러한 것은 회전하는 정재파를 실현하고, 그 결과는 기계적인 회전 개구부와 같다.

회전파로 방사된 에너지는 캐비티에서 개선된 가열 균일성을 가져온다.

전술한 종래의 기술에 따른 원편파 발생장치에 있어서는 마그네트론에서 발생되는 전자파 에너지를 라디에이터로 분할한 후 기계적인 가변 위상쉬프터를 통해 전자파의 에너지를 위상 변화시켜 원편파를 형성하고 그 원편파를 이용하여 캐비티내의 음식물을 균일 가열하게 됨을 알 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 원편파 발생장치는 도파관 내에 기계적인 가변 위상쉬프터와 라디에이터를 갖추기 위해서는 도파관의 길이가 길어야 하고 또한 구조자체가 복잡하여 재료비 및 가공비가 상승되는 문제점이 있으며, 또한 도파관의 길이와 폭이 비대하여 전장실의 전장물 배치가 어렵고 전장실이 커지는 문제점을 내재하고 있다.

따라서, 상기 도파관의 구조에 대한 복잡성 및 전장물 배치의 어려움과 전자파 에너지의 누설을 방지하고, 또한 도파관의 길이와 폭을 최소화하면서도 종래의 것과 동등 이상의 효과를 얻을 수 있는 도파관의 임피던스 정합장치가 바람직하다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 기술에서, 도파관의 구조에 대한 복잡성과 전장물 배치의 어려움 및 도파관의 단락면과 안테나의 접촉면에 따른 전자파 에너지의 누설을 배제한 것으로서, 본 발명의 한 견지로서, 도파관의 단락면과 안테나와의 접촉면적을 최적화여 전자파 에너지의 누설을 방지하도록 하는 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 견지로서, 도파관에 서로 다른 개구부를 구비하여, 전자파가 캐비티 내로 방사될 때 상기 개구부를 통해 원편파를 형성하여 균일 가열 성능을 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 견지로서, 도파관의 길이와 폭을 최소화하여 전장품의 배치를 용이하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 견지로서, 안테나와 도파관의 단락면의 접촉면적을 충분히 확보하면서 전자파 에너지의 방사량을 증대하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 전자레인지의 전자파 안내장치를 개략적으로 도시한 구성도로서,

도 1a는 전자파 안내장치의 사시도이고,

도 1b는 전자파 안내장치의 단면도이고,

도 2는 종래의 기술에 따른 전자레인지의 원편파 발생장치를 보인 개략적인 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 3a는 도파관의 사시도이고,

도 3b는 도파관의 측 단면도이고,

도 3c는 도파관 시스템의 임피던스 정합을 설명하기 위한 개념도이고,

도 4는 도 3의 설명을 위한 직선편파와 원편파의 관계를 보인 도이고,

도 5는 도 3의 안테나 개구부의 특성을 보인 도로서,

도 5a는 한쌍의 개구부의 길이 변화에 따른 정재파비를 나타낸 그래프도이고,

도 5b는 수직개구부의 길이 변화에 따른 위상 특성을 보인 그래프도이고,

도 5c는 수평개구부의 길이 변화에 따른 위상 특성을 보인 그래프도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

120 : 캐비티 130 : 조리실

140 : 턴테이블 200 : 도파관

201 : 수직개구부 202 : 수평개구부

203 : 단락면 204 : 보조단락면

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 도파관 시스템의 임피던스 정합장치는 가속 고전압에 의해 발진하여 전자파를 발생하는 안테나를 갖는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생되는 전자파를 캐비티의 조리실로 안내 방사하는 도파관을 구비한 전자레인지에 있어서:

상기 도파관은,

상기 캐비티와 접촉되는 일면에 위치하여 상기 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 1 개구부와,

상기 캐비티와 접촉되는 일면에 상기 제 1 개구부와 수직하게 위치하여 상기 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 2 개구부와,

상기 안테나와 단락면을 형성하도록 그 단락면의 중앙에 외향으로 라운딩 처리하여 단락면의 길이 방향으로 돌출되어 상기 안테나와 단락 접촉되는 보조단락면을 포함한 것을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 상기 제1 개구부를 통해 균일하게 분산된 수직방향의 전자파 에너지와 제2 개구부를 통해 균일하게 분산된 수평방향의 전자파 에너지가 합성되어 원편파가 형성되고 또한 도파관의 단락면에 보조단락면을 형성하여 누설되는 전자파 에너지를 차폐하여 주게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 도파관의 길이 및 폭이 현저하게 줄어들어 전장실에 전장물을 용이하게 배치할 수 있고 또한 누설되는 전자파에너지의 차폐로 인해 음식물의 균일 가열이 효율적으로 이루어지는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도이다.

본 실시 예에 따르면, 가속 고전압에 의해 발진하여 전자파를 발생하는 안테나(208a)를 갖는 마그네트론(208)과, 안테나(208a)에서 발생된 전자파 에너지를 도1의 캐비티(120) 내의 조리실(130)로 안내하는 도파관(200)으로 구성하며,

상기 도파관(200)은, 캐비티(120)와 접촉되는 면에 일정한 길이를 갖고 그 도파관(200)의 길이방향으로 형성되어 안테나(208a)에서 발생된 전자파 에너지를 상기 캐비티(120) 내로 균일하게 분산 방사하는 수직개구부(201)와, 수직개구부(201)와 소정거리만큼 이격되며 수직개구부(201)에 대해 직각으로 형성되어 안테나(208a)에서 발생된 전자파 에너지를 캐비티(120) 내로 방사하는 균일하게 분산 방사하는 수평개구부(202)와, 안테나(208a)와 단락면(203)을 형성하도록 그 단락면(203)의 길이방향으로 돌출되어 안테나(208a)와 λg/4 거리 두고 단락 접촉되는 보조단락면(204)과, 수평개구부(202) 및 수직개구부(201)와 대향방향인 도파관(200)의 하부를 상부측으로 2단 직각 절곡하여 단차부(205) 및 경사면(206)을 형성하여 구성 한다.

상기에서 보조단락면(204)은 도파관(200)의 단락면(203) 중앙에 외향으로 라운딩하여 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치를 이하를 통해 더욱 구체적으로 설명한다.

도면에 도시하지 않은 고압트랜스에서 발생된 가속 고전압이 마그네트론(208)에 인가되어 기동하면 전자파 에너지의 소스원인 마그네트론(208)은 2.45GHz의 전자파 에너지를 발생하여 안테나(208a)를 통해 방사하게 된다.

마그네트론(208)에서 발생된 전자파 에너지는 안테나(208a)를 통해 도파관(200)에 방사되고, 도파관(200)에 방사된 전자파 에너지는 도 3에서와 같이 안테나(208a)와 단락면(203)을 형성하는 도파관(200)의 보조단락면(204)을 통해 단차부(205) 및 경사면(206)으로 진행한다.

상기 도파관(200)에 방사된 전자파 에너지는 다시 경사면(206)에서 반사되어 수직개구(201)와 이에 직각으로 형성된 수평개구부(202)를 통해 균일하게 분산된 후에 합성되어 원편파로 형성되고 상기 원편파는 캐비티 내로 방사되어 음식물을 균일 가열하게 된다.

여기서, 상기 보조단락면(206)은 단락면(203)의 중앙에 길이방향으로 돌출되어 안테나(208a)와 λg/4 거리를 두고 접촉되므로, 도 3c에서와 같이 기존의 단락면(203)과 안테나(208a)의 접촉 거리(b1)때 보다도 보조단락면(206)의 거리(b2)만큼 접촉면적이 더 넓어지게 된다. 이는 종래보다 도파관의 길이를 상기 보조단락면의 돌출부분만큼 줄이는 것이 가능하다는 것과 동일하다. 여기서, 상기 λg는 관내파장을 의미한다.

즉, 도 3c에서 안테나(208a)의 중심축에서부터 단락면(203)까지의 거리를 b1이라 하고, 단락면(203)에서부터 보조단락면(204)까지의 거리를 b2라 하면 안테나(208a)의 접촉면적은 b1 + b2가 되고 또한 안테나(208a)와 90도의 거리 두고 접촉된다.

그리고, 캐비티의 종류에 따라 안테나(208a)의 중심축으로부터 도파관(200)의 선단부까지의 길이(L)를 조절하여 도파관(200)의 크기를 최적화 할 수 있다.

이와 같이 단락면(203)에 라운딩한 보조단락면(204)을 통해 접촉면적을 확보하여 줌으로써 안테나(208a)에서 발생된 전자파 에너지가 상기 접촉부위로 누설되지 못하고 많은 량의 전자파 에너지가 수평개구부(202)와 수직개구부(201)를 통해 원편파로 형성되어 캐비티 음식물을 균일 가열하게 된다.

그리고, 통상적인 전자레인지에 있어서, 마그네트론의 안테나에서 발생되어 캐비티 내로 방사되는 전자파 에너지의 성질은 도 4의 (b)에서와 같이 직선편파의 특성을 띄게 되므로 캐비티 내의 음식물의 가열 및 조리에 한계가 발생됨은 주지된 사실이다.

이에 대해 원편파는 도 4의 (a)에서와 같이 시간에 따라 전계의 방향 벡터가 회전하는 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명에서는 평면파간의 합성으로 상기와 같은 특성을 갖는 원편파를 형성하기 위해 전자파 에너지의 안내장치인 도파관(200)에 2개의 독립적인 개구부를 직각으로 배열해 놓은 형상의 수평개구부(202)와 수직개구부(201)를 형성한 것이다.

수평개구부(202)와 수직개구부(201)는 각각 안테나(208a)에서 발생된 전자파에너지, 즉 다시 말해서 수평편파와 수직편파를 독립적으로 발생시키고 이들을 합성하여 원편파를 형성하고자 한다.

그리고 수평개구부(202)와 수직개구부(201)의 양단부는 두 개구부의 폭보다 넓게 하여 원호상으로 형성하는 것이 바람직하다.

이는 상기 수평개구부(202)와 수직개구부(201)가 직사각형으로 형성되어 모서리에 각이 질 경우, 그 모서리에 전자파가 강하게 결합되어 국부 가열되는 경우가 발생하고, 또한 도파관(200)의 길이가 커지는 원인을 제공하게 된다.

이러한 이유로 인해 본 발명은 상기 수평개구부(202)와 수직개구부(201)의 양단부를 원호상으로 형성하여 전자파를 분산하는 효과를 얻을 수 있고, 그에 따라 국부 가열을 방지하여 국부 가열로 인한 변형을 저감시킬 수 있으며 또한 도파관(200)의 길이를 짧게 할 수 있는, 즉 다시 말해 효과적인 길이를 얻을 수가 있어 전체적인 크기를 줄일 수 있다는 것이다.

여기서 수평개구부(202)와 수직개구부(201)에 의해 원편파가 형성되는 원리를 간략하게 설명한다.

도 3에서와 같이, 수직개구부(201)가 y-방향의 편파를 발생시킨다고 가정하면,

벡터 E = yE₁∠φ₁로 주어진다.

상기 조건에서, y는 y 방향에 대한 단위 벡터이고, E₁은 벡터의 크기를 나타내며, φ₁은 위상이다.

그리고, 수평개구부(202)가 x-방향의 편파, 즉 수평편파를 발생시킨다고 가정하면,

벡터 E = xE₂∠φ₂의 필드(field)가 발생한다.

상기 조건에서, x는 x방향에 대한 단위 벡터이고, E₂는 벡터의 크기를 나타내며, φ₂는 위상이다.

따라서, 상기 원편파를 발생하기 위해서는 다음 조건을 만족해야 한다.

｜φ₁- φ₂｜ = π /2, ｜ E₁/ E₂｜ = 1의 조건을 만족해야 한다.

이러한 특성을 갖는 원편파를 형성하기 위해 안테나(208a)에서부터 수직개구부(201)까지 방사되는 전자파 에너지의 경로(path)를 L1이라 하고 안테나(208a)에서부터 수평개구부(202)까지 방사되는 전자파 에너지의 경로를 L2라 하면,

｜ L1 - L2 ｜ = λg/4가 되도록, 즉 KO ｜ L1 - L2 ｜ = π /2가 되도록 두 개구부(201),(202)의 위치를 조절해 주어야 한다. 상기 조건에서 KO는 주파수로서,2π/λg이다.

본 발명의 상기 도파관 구조에 의해서 얻어진 원편파의 축비, 즉 y/x축 비는 대략 4이하이다.

상기 수직개구부(201)에 대해 수평개구부(202)의 경사각의 정도 및 위치에 따라 발생하는 전자파의 편파 특성이 변하게되고, 원하는 최적의 특성을 얻는 것이 가능하다.

그리고, 도 5a는 두 개구부(201),(202)의 길이 변화에 따른 정재파비(SWR)를 나타낸 것이고, 도 5b 및 도 5c는 수직개구부(201)와 수평개구부(202)의 길이변화에 따른 각각의 위상특성을 보인 것이다.

도 5a에서와 같이 수직개구부(201)와 수평개구부(202)가 공진길이(Lres) 시에 정재파비(SWR)는 최소가 되고 또한 도 5b및 도 5c에서와 같이 위상의 민감도가 크다는 것을 알 수 있다.

그리고, 도파관(200)에서 발생되는 전자파의 편파특성에 영향을 주는 인자들, 예컨대 수평개구부(202)와 수직개구부(201)의 길이, 폭, 두 개구부 사이의 간격 등의 조합에 따라 직선편파, 타원편파 또는 원편파 특성을 얻어낼 수 있으며, 또한 마그네트론(208), 도파관(200), 캐비티 사이의 정합도 조절이 가능하다.

또한 임피던스 정합을 보다 원활하게 하기 위해서 도파관(200)의 수직개구부(201) 또는 수평개구부(202)에 돌출부를 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명에 따른 원편파 발생을 위한 도파관의 임피던스 정합장치에 의하면, 별도의 부품 추가 없이 원편파를 형성하여 전계의 방향이 시간에 따라 계속해서 바뀌게 함으로써 전자파의 반사각 역시 계속해서 바뀌게 되어 보다 넓은 범위에 걸쳐 전자파 에너지가 방사되므로 음식물이 보다 균일하게 가열되고, 또한 도파관의 간소화 및 사이즈의 축소화에 따른 전장품의 배치가 용이하며 전자파 에너지의 누설을 차폐하는 효과가 있다는 것이다.

Claims (1)

1. 가속 고전압에 의해 발진하여 전자파를 발생하는 안테나를 갖는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생되는 전자파를 캐비티의 조리실로 안내·방사하는 도파관을 구비한 전자레인지에 있어서:

   상기 도파관은,

   상기 캐비티와 접촉되는 일면에 위치하여 상기 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하 여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 1 개구부와,

   상기 캐비티와 접촉되는 일면에 상기 제 1 개구부와 수직하게 위치하여 상기 마그네트론에서 방사된 전자파 에너지를 상기 캐비티 내로 균일하게 분산 방사하며 국부 가열을 방지하기 위하여 양단부가 원호상으로 되어 있는 '1'자형의 제 2 개구부와,

   상기 안테나와 단락면을 형성하도록 그 단락면의 중앙에 외향으로 라운딩 처리하여 단락면의 길이 방향으로 돌출 되어 상기 안테나와 단락 접촉되는 보조단락면을 포함한 것을 특징으로 한 도파관 시스템의 임피던스 정합 장치.