KR20190024655A

KR20190024655A - Microwave Discharge Lamp

Info

Publication number: KR20190024655A
Application number: KR1020180082505A
Authority: KR
Inventors: 김진중; 김경신; 윤현성
Original assignee: 주식회사 말타니
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2018-07-16
Publication date: 2019-03-08

Abstract

According to one embodiment of the present invention, a microwave discharge lamp comprises: a discharge bulb discharged by microwave and emitting light; a cylindrical resonance cavity having at least a part formed of a conductive mesh of a net structure and disposed to surround the discharge bulb; a main antenna having one end receiving microwave power by penetrating a lower surface of the resonance cavity and the other end electrically contacted and grounded to a side surface of the resonance cavity; and a dummy antenna having one end electrically grounded to the lower surface of the resonance cavity and the other end electrically grounded to the side surface of the resonance cavity and disposed on a side opposite to the main antenna to be symmetrically disposed with respect to the center axis of the resonance cavity.

Description

초고주파 방전 램프{Microwave Discharge Lamp}[0001] Microwave Discharge Lamp [0002]

본 발명은 초고주파를 이용한 플라즈마 방전 램프에 관한 것으로, 구체적으로 공진 케비티에 직접 초고주파를 제공하는 초고주파 방전 램프에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma discharge lamp using a very high frequency, and more particularly, to a very high frequency discharge lamp that directly supplies a very high frequency to a resonance cavity.

종래 기술에 의한 고출력 HID(high intensity discharge) 램프는 전극을 사용하기 때문에 짧은 수명을 가지며, 수명 말기 현상으로 광속이 급격히 저하되며, 환경 오염의 주범 중 하나인 수은을 사용하기 때문에 환경 친화적이 아니다.The high output HID lamp of the prior art has a short life due to the use of electrodes, and the luminous flux rapidly drops due to the end of life, and it is not environmentally friendly because mercury, which is one of the main causes of environmental pollution, is used.

이를 극복하기 위한 고출력 초고주파 HID 램프가 출현하였다. 통상적인 고출력 초고주파 방전 램프는 원통형 도파관에 최저 기본 모드인 원통형 도파관 TE11 모드를 사용한다. 따라서, 원통형 도파관 내에 구형 램프가 삽입되고, TE11 모드의 전기장의 형태에 따라 플라즈마의 형태가 결정되고, 원통형 도파관 TE11 모드는 달걀 모양의 방전을 일으킨다. 따라서, 고출력 방전의 경우, 플라즈마가 구형 램프의 국부적인 가열을 유발하여, 상기 구형 램프가 쉽게 파열되는 문제점이 있다.To overcome this problem, high-power HID lamps have emerged. A typical high-power microwave discharge lamp uses a cylindrical waveguide TE11 mode which is the lowest fundamental mode for a cylindrical waveguide. Therefore, a spherical lamp is inserted into the cylindrical waveguide, the shape of the plasma is determined according to the form of the electric field of the TE11 mode, and the cylindrical waveguide TE11 mode causes an egg-shaped discharge. Therefore, in the case of a high output discharge, the plasma causes local heating of the spherical lamp, which causes the spherical lamp to rupture easily.

이러한 국부적 가열에 의한 파열을 극복하기 위하여, 상기 구형 램프를 기계적으로 회전시키는 방법, 상기 구형 램프에 인가되는 전기장을 시간에 따라 회전시키는 방법이 제안되었다.In order to overcome such rupture by local heating, a method of mechanically rotating the spherical lamp and a method of rotating the electric field applied to the spherical lamp with time have been proposed.

구형 램프를 기계적으로 회전시키는 방법은 조명용 램프에서 구형 전구 자체를 회전시키기 위한 모터를 사용한다. 구형 램프를 기계적으로 회전시키는 방법은 부품의 수명 단축, 램프 회전의 정지 시 전구의 파열, 추가 부품 사용에 수반되는 구조의 복잡성, 및 추가 비용 등 단점들을 가진다. 또한, 상기 구형 전구는 충격에 약하다. 따라서, 유지 보수 비용이 증가한다.A method for mechanically rotating a spherical lamp uses a motor for rotating the spherical bulb itself in an illumination lamp. Mechanical rotations of spherical lamps have disadvantages such as shortening the life of the part, bursting of the bulb when stopping the lamp rotation, the complexity of the structure accompanying the use of additional parts, and the additional cost. In addition, the spherical bulb is vulnerable to impact. Therefore, the maintenance cost increases.

한편, 상기 구형 램프에 인가되는 전기장을 시간에 따라 회전시키는 방법은 상기 구형 램프의 회전이 요구되지 않는다. 하지만, 상기 구형 램프를 고정하기 위한 별도의 부품이 요구된다.On the other hand, the method of rotating the electric field applied to the spherical lamp with time does not require rotation of the spherical lamp. However, a separate component for fixing the spherical lamp is required.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 컴팩트한 초고주파 방전 램프를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a compact microwave discharge lamp.

본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 방전 램프는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브; 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티; 일단은 상기 공진 케비티의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나; 및 일단은 상기 공진 케비티의 하부면에 전기적으로 접지되고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접지되고 상기 공진 케비티의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되도록 상기 메인 안테나와 반대측에 배치된 더미 안테나;를 포함한다.A microwave discharge lamp according to an embodiment of the present invention includes a discharge bulb that discharges light by a very high frequency and emits light; A cylindrical resonance cavity formed at least partly of a mesh structure of a conductive mesh and arranged to surround the discharge bulb; A main antenna having one end penetrating a lower surface of the resonance cavity to receive a very high frequency power and the other end to be electrically connected to a side surface of the resonance cavity to be grounded; And one end is electrically grounded on the lower surface of the resonance cavity and the other end is electrically grounded on a side surface of the resonance cavity and disposed on the opposite side of the main antenna so as to be symmetrically disposed with respect to the center axis of the resonance cavity And a dummy antenna.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공진 케비티는, 상기 메인 안테나가 그 하부면으로 삽입되고 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티; 및 상기 하부 공진 케비티의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티를 포함하고, 상기 방전 벌브는 상기 상부 공진 케비티에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the resonance cavity includes a lower resonance cavity in which the main antenna is inserted into a lower surface thereof and is formed of a conductive material and an upper surface is opened; And an upper resonance cavity coupled to an upper surface of the lower resonance cavity and having a side surface and an upper surface composed of a conductive mesh, the discharge bulb being disposed in the upper resonance cavity.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방전 벌브는 상기 상부 공진 케비티의 중심 방향으로 연장되어 상기 상부 공진 케비티에 고정되는 상부 기둥과 상기 하부 공진 케비티의 중심 방향으로 연장되어 상기 하부 공진 케비티에 고정되는 하부 기둥을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the discharge bulb includes an upper column extending in the center direction of the upper resonance cavity and fixed to the upper resonance cavity, and a lower column extending in the center direction of the lower resonance cavity, And a lower column fixed to the bead.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 안테나에 초고주파 전력을 공급하는 초고주파 전원; 상기 초고주파 전원의 초고주파 전력을 상기 메인 안테나에 전달하는 동축 케이블 구조의 전송선을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a microwave power source supplies microwave power to the main antenna; And a transmission line having a coaxial cable structure for transmitting microwave power of the microwave power source to the main antenna.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 공진 케비티와 상기 하부 공진 케비티의 경계면에 배치되는 유전체 재질의 반사판을 더 포함할 수 있다. 상기 반사판은 그 중심에 관통홀을 구비하고, 상기 하부 기둥은 상기 반사판의 관통홀을 관통하여 연장되고, 상기 방전 벌브를 바라보는 상기 반사판의 일면은 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 반사하도록 유전체 다층 반사 구조를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reflection plate may further include a dielectric material disposed on an interface between the lower resonance cavity and the lower resonance cavity. Wherein the reflector has a through hole at the center thereof and the lower column extends through a through hole of the reflector, and one surface of the reflector facing the discharge bulb has a dielectric multilayer Reflective structure.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공진 케비티는 원형 TM010 모드 또는 원형 TM011 모드를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the resonance cavity may provide a circular TM010 mode or a circular TM011 mode.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초고주파의 주파수 대역은 2.45 ± 0.05 GHz 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frequency band of the very high frequency may be 2.45 ± 0.05 GHz.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방전 벌브는 원통 형상 또는 타원 형상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the discharge bulb may be cylindrical or elliptical.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 공진 케비티는, 도전성 재질로 형성되고 상기 하부 공진 케비티의 외주면에 삽입되어 전기적으로 접촉하는 원통 형상을 가진 도전 링; 및 상기 도전 링에 고정되는 메쉬 원통을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the upper resonance cavity includes a conductive ring formed of a conductive material and having a cylindrical shape inserted into an outer circumferential surface of the lower resonance cavity and in electrical contact therewith; And a mesh cylinder secured to the conductive ring.

본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 방전 램프는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브; 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티; 및 상기 공진 케비티의 하부면의 중심에 초고주파를 직접 방사하는 안테나를 포함하는 초고주파 발생기를 포함한다. 상기 공진 케비티는, 상기 초고주파 발생기의 안테나가 그 하부면의 중심으로 삽입되고 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티; 및 상기 하부 공진 케비티의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티를 포함한다.A microwave discharge lamp according to an embodiment of the present invention includes a discharge bulb that discharges light by a very high frequency and emits light; A cylindrical resonance cavity formed at least partly of a mesh structure of a conductive mesh and arranged to surround the discharge bulb; And an ultra-high frequency generator including an antenna for directly radiating a microwave at the center of the lower surface of the resonance cavity. The resonance cavity includes a lower resonance cavity in which an antenna of the microwave generator is inserted into the center of a lower surface of the microwave generator and is formed of a conductive material and an upper surface is opened; And an upper resonance cavity coupled to the upper surface of the lower resonance cavity and having side and upper surfaces comprised of a conductive mesh.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초고주파 발생기는 마그네트론일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the microwave generator may be a magnetron.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공진 케비티는 원형 TM010 모드 또는 원형 TM011 모드를 발생시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the resonance cavity may generate a circular TM010 mode or a circular TM011 mode.

본 발명의 일 실시예에 따르면 초고주파 방전 램프는 공진 케비티에 직접 루프 안테나를 삽입하여 원형 TM010 모드 또는 원형 TM011 모드를 발진시키어, 방전 효율을 증가시키고 도파관과 같은 부품을 제거하여 부피를 감소시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a microwave discharge lamp can directly emit a circular TM010 mode or a circular TM011 mode by inserting a loop antenna directly into a resonance cavity to increase the discharge efficiency and reduce the volume by removing components such as a waveguide have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 초고주파 방전 램프의 단면도이다.
도 3a는 공진 케비티의 xz 평면상에서 전기장의 방향을 나타내는 결과이다.
도 3b는 공진 케비티의 xy 평면에서 전기장의 방향을 나타내는 결과이다.
도 3c는 공진 케비티의 xz 평면상에서 전기장의 z 축 성분을 나타내는 결과이다.
도 3d는 공진 케비티의 xy 평면상에서 전기장의 z 축 성분을 나타내는 결과이다.
도 3e는 주파수에 따른 반사계수(S(1,1))를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 사시도이다.
도 8은 도 7의 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.
도 9는 도 7의 초고주파 방전 램프의 원형 TM011 모드를 설명하는 도면이다.1 is an exploded perspective view illustrating a microwave discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the microwave discharge lamp of FIG.
3A shows the result of the direction of the electric field on the xz plane of the resonance cavity.
3B shows the result of the electric field in the xy plane of the resonance cavity.
3C shows the z-axis component of the electric field on the xz plane of the resonance cavity.
FIG. 3D shows the z-axis component of the electric field on the xy plane of the resonance cavity.
3E is a graph showing the reflection coefficient S (1, 1) according to the frequency.
4 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating the microwave discharge lamp of Fig.
9 is a view for explaining a circular TM011 mode of the microwave discharge lamp of FIG.

전기장을 시간에 따라 회전시키지 않고 또한 기계적으로 방전 램프를 회전시키지 않고 간단한 구조를 가지고 초고주파 방전 램프가 요구된다.A very high frequency discharge lamp is required with a simple structure without rotating the electric field over time and mechanically rotating the discharge lamp.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공진 케비티 내에 루프 안테나를 통하여 직접 외부 초고주파 전력을 공급하고, 대칭성 확보 및 임피던스 매칭을 위하여 더미 안테나를 상기 루프 안테나와 대칭적으로 배치하면, 안정적인 초고주파 방전 램프가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the external microwave power is directly supplied to the resonance cavity through the loop antenna, and the dummy antenna is disposed symmetrically with the loop antenna for ensuring symmetry and impedance matching, a stable microwave discharge lamp Can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나를 공진기 내에 직접 삽입하여 TM010 모드 또는 TM011를 형성함으로써 연결용 도파관과 같은 전자파 전달 장치나 부품을 제거할 수 있다. 또한, 부품 결합 임피던스 미스매치(mismatch) 혹은 전자파 전달 과정에 일어나는 손실을 억제하여, 광 방출 효율이 대폭 상승한다. 도파관과 같은 부품의 제거로, 전체 시스템의 부피가 감소되고 경제성이 증가될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an electromagnetic wave transmitting device or a component such as a waveguide for connection can be removed by directly inserting the antenna into the resonator to form the TM010 mode or TM011. In addition, the loss caused by component mismatch mismatch or electromagnetic wave propagation is suppressed, and the light emission efficiency is greatly increased. With the removal of components such as waveguides, the volume of the overall system can be reduced and the economics can be increased.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 실험 조건, 물질 종류 등에 의하여 본 발명이 제한되거나 한정되지는 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. It will be apparent, however, to those skilled in the art that the present invention is not limited to or limited by the experimental conditions, material types, and the like. The present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the components have been exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a microwave discharge lamp according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 초고주파 방전 램프의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the microwave discharge lamp of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 초고주파 방전 램프(100)는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브(130); 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티(100); 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티(110)의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나(140); 및 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면에 전기적으로 접지되고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접지되고 상기 공진 케비티의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되도록 상기 메인 안테나와 반대측에 배치된 더미 안테나(150);를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a microwave discharge lamp 100 includes a discharge bulb 130 discharging a microwave and emitting light; At least a portion of which is formed of a conductive mesh of a mesh structure and is arranged to surround the discharge bulb; A main antenna 140 having one end penetrating a lower surface of the resonant cavity 110 and receiving a very high frequency power and the other end being in electrical contact with a side surface of the resonant cavity 110; And one end is electrically grounded on the lower surface of the resonance cavity 110 and the other end is electrically grounded on the side surface of the resonance cavity and is disposed symmetrically with respect to the center axis of the resonance cavity, (Not shown).

상기 공진 케비티(110)는, 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티(112); 및 상기 하부 공진 케비티(112)의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티(114)를 포함한다. 상기 방전 벌브(130)는 상기 상부 공진 케비티(114)에 배치된다. 상기 메인 안테나(140)는 상기 하부 공진 케비티의 하부면을 관통하여 삽입되고, 그 측면에 전기적으로 접지되도록 구부러질 수 있다.The resonance cavity (110) A lower resonance cavity 112 formed of a conductive material and having an open upper surface; And an upper resonance cavity 114 coupled to an upper surface of the lower resonance cavity 112 and having side and upper surfaces composed of a conductive mesh. The discharge bulb 130 is disposed in the upper resonance cavity 114. The main antenna 140 may be inserted through a lower surface of the lower resonance cavity, and may be bent to be electrically grounded on a side surface thereof.

상기 공진 케비티(110)는 원형 TM010 모드 또는 원형 TM011를 생성할 수 있다. 상기 공진 케비티(110)는 전체적으로 원통 형상일 수 있다. 상기 공진 케비티(110)는, 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티(112); 및 상기 하부 공진 케비티의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티(114)를 포함할 수 있다. 상기 상부 공진 케비티(114)의 길이는 전체 케비티의 길이(H)의 1/2 내지 3/4일 수 있다. 상기 공진 케비티(110)의 전체 길이(H)는 90 mm일 수 있다. 상기 공진 케비티의 지름은 91mm일 수 있다. 상기 상부 공진 케비티(114)의 길이는 62 mm일 수 있다. 상기 상부 공진 케비티는, 도전성 재질로 형성되고 상기 하부 공진 케비티의 외주면에 삽입되어 전기적으로 접촉하는 원통 형상을 가진 도전 링(114b); 및 상기 도전 링(114b)에 결합하는 메쉬 원통(114a)을 포함할 수 있다. 상기 메쉬 원통(114a)의 측면 및 상부면은 메쉬 또는 다공성 판재로 형성되어, 전기적으로 공진 케비티를 구성하면서 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 상기 메쉬 원통(114a)의 하측은 도전 링과 용접 등을 통하여 고정될 수 있다.The resonant cavity 110 may generate a circular TM010 mode or a circular TM011. The resonance cavity 110 may have a generally cylindrical shape. The resonance cavity 110 may include a lower resonance cavity 112 formed of a conductive material and having an opened upper surface; And an upper resonance cavity 114 coupled to the upper surface of the lower resonance cavity and having side and upper surfaces comprised of conductive meshes. The length of the upper resonance cavity 114 may be 1/2 to 3/4 of the total length H of the cavity. The total length H of the resonance cavity 110 may be 90 mm. The diameter of the resonance cavity may be 91 mm. The length of the upper resonance cavity 114 may be 62 mm. The upper resonance cavity includes a conductive ring (114b) formed of a conductive material and having a cylindrical shape inserted into the outer circumferential surface of the lower resonance cavity and in electrical contact therewith; And a mesh cylinder 114a coupled to the conductive ring 114b. The side surface and the upper surface of the mesh cylinder 114a may be formed of a mesh or a porous plate so as to transmit the light emitted from the discharge bulb while forming an electrically resonant cavity. The lower side of the mesh cylinder 114a can be fixed to the conductive ring through welding or the like.

상기 하부 공진 케비티(112)는 금속 재질의 원통 형상이고, 상부 외측면에 외측 턱(112b) 및 상부 내측면에 내측 턱(112c)을 구비할 수 있다. 상기 외측 턱은 상기 상부 공진 케비티의 하부에 삽입될 수 있다. 상기 하부 공진 케비티의 높이는 28mm일 수 있다. 상기 내측 턱에는 유전체 재질의 반사판(120)이 배치될 수 있다. 상기 하부 공진 케비티의 하부면(112a)은 막혀있다. 상기 반사판(120)은 상기 방전 벌브에서 방출되어 상기 반사판에 입사된 광을 상기 상부 공진 케비티 방향으로 반사시킬 수 있다. The lower resonance cavity 112 may have a cylindrical shape and may have an outer jaw 112b on the upper outer side and an inner jaw 112c on the upper inner side. The outer jaw may be inserted into the lower portion of the upper resonance cavity. The height of the lower resonance cavity may be 28 mm. A reflective plate 120 made of a dielectric material may be disposed on the inner jaw. The lower surface 112a of the lower resonance cavity is clogged. The reflection plate 120 may reflect the light emitted from the discharge bulb and incident on the reflection plate toward the upper resonance cavity.

방전 벌브(130)는 타원형, 구형 또는 실린더 형일 수 있다. 상기 방전 벌브는 투명한 유전체일 수 있다. 예를 들어, 상기 방전 벌브(130)는 그 속에 방전 물질을 채운 쿼츠(quartz)로 형성될 수 있다. 상기 방전 물질은 황(sulfur), 셀레늄(selenium), 수은, 및 메탈 할라이드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방전 물질은 아르곤 가스와 같은 버퍼 가스를 더 포함할 수 있다. 상기 방전 벌브가 실린더 형상인 경우, 상기 방전 벌브의 지름은 5mm일 수 있다.The discharge bulb 130 may be elliptical, spherical or cylindrical. The discharge bulb may be a transparent dielectric. For example, the discharge bulb 130 may be formed of a quartz filled with a discharge material therein. The discharge material may include at least one of sulfur, selenium, mercury, and metal halide. In addition, the discharge material may further include a buffer gas such as argon gas. When the discharge bulb has a cylindrical shape, the diameter of the discharge bulb may be 5 mm.

상기 방전 벌브(130)는 상기 상부 공진 케비티(100)의 중심축 방향으로 연장되어 상기 상부 공진 케비티(114)의 상부면에 고정되는 상부 기둥(132)과 상기 하부 공진 케비티(112)의 중심축 방향으로 연장되어 상기 하부 공진 케비티(112)의 하부면에 고정되는 하부 기둥(134)을 포함할 수 있다. 상기 상부 기둥(132)과 상기 하부 기둥(134)은 상기 방전 벌브와 동일한 재질로 상기 방전 벌브의 상하부에 각각 융착될 수 있다. 상기 상부 기둥(132)은 상기 상부 공진 케비티(114)의 상부면 중심에 중심축 방향으로 연장되는 지지부(116)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 하부 기둥(134)의 하단은 상기 하부 공진 케비티의 하부면의 중심에 형성된 홈에 삽입되어 정렬될 수 있다.The discharge bulb 130 includes an upper column 132 extending in the central axis direction of the upper resonance cavity 100 and fixed to the upper surface of the upper resonance cavity 114, And a lower column 134 extending in the central axis direction of the lower resonance cavity 112 and fixed to the lower surface of the lower resonance cavity 112. The upper column 132 and the lower column 134 may be fused to upper and lower portions of the discharge bulb, respectively, with the same material as the discharge bulb. The upper column 132 may be inserted into and fixed to the support portion 116 extending in the central axis direction at the center of the upper surface of the upper resonance cavity 114. The lower end of the lower column 134 may be inserted and aligned in a groove formed in the center of the lower surface of the lower resonance cavity.

상기 메인 안테나(140)는 상기 하부 공진 케비티의 하부면(112a)을 관통하여 상기 하부 공진 케비티(112)의 측면에 인접하게 돌출될 수 있다. 상기 메인 안테나(140)는 상기 하부 공진 케비티의 측면에 접지되도록 구부러질 수 있다. 상기 메인 안테나가 접지되는 위치는 전체 공진 케비티의 약 1/4 지점일 수 있다. 상기 메인 안테나의 접지 위치는 상기 하부 공진 케비티의 길이를 제한할 수 있다. 상기 메인 안테나는 초고주파 전력을 동축 케이블과 같은 전송선을 통하여 공급받을 수 있다. 상기 메인 안테나를 통하여 공급되는 초고주파의 주파수 대역은 2.45 ± 0.05 GHz 일 수 있다. 상기 메인 안테나는 루프 안테나를 구성하고, 루프 안테나의 형상에 따라 발생되는 모드 또는 전기장 패턴이 서로 다를 수 있다. 상기 메인 안테나가 중심축 방향으로 약 20 mm 연장되고, 90도로 구부러져 3mm 외반경 방향하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, TM010 모드가 발생하고, 임피던스 매칭의 문제가 최소화되고, 전기장의 패턴은 대칭적일 수 있다. 상기 공진 케비티의 모드는 TM011 모드로 변경될 수 있다. The main antenna 140 may protrude from the lower surface 112a of the lower resonance cavity to be adjacent to a side surface of the lower resonance cavity 112. [ The main antenna 140 may be bent to be grounded on a side surface of the lower resonance cavity. The position where the main antenna is grounded may be about one quarter of the entire resonance frequency. The ground position of the main antenna may limit the length of the lower resonance cavity. The main antenna can receive a very high frequency power through a transmission line such as a coaxial cable. The frequency band of the very high frequency supplied through the main antenna may be 2.45 ± 0.05 GHz. The main antenna constitutes a loop antenna, and modes or electric field patterns generated depending on the shape of the loop antenna may be different from each other. The main antenna may have a structure in which the main antenna extends about 20 mm in the direction of the central axis, and is bent by 90 degrees and radially outward by 3 mm. In this case, the TM010 mode occurs, the problem of impedance matching is minimized, and the pattern of the electric field can be symmetrical. The mode of the resonance cavity may be changed to the TM011 mode.

초고주파 전원(160)은 상기 동축 케이블(162)을 통하여 상기 메인 안테나(140)에 초고주파를 전달할 수 있다. 상기 초고주파 전원(160)은 반도체 소자를 이용한 솔리드-스테이트(solid-state) 초고주파 발생기일 수 있다. The microwave power source 160 may transmit microwaves to the main antenna 140 through the coaxial cable 162. The microwave power source 160 may be a solid-state microwave generator using semiconductor devices.

상기 더미 안테나(150)는 상기 공진 케비티(110)의 중심축을 기준으로 상기 메인 안테나(140)와 반대측에 서로 마주보도록 배치된다. 상기 더미 안테나(150)의 일단은 상기 하부 공진 케비티의 하부면 가장 자리에 위치하고, 상기 더미 안테나의 타단은 상기 하부 공진 케비티의 측면에 위치할 수 있다. 상기 더미 안테나가 없는 경우, 임피던스 매칭 및 안정적인 TM010 모드를 생성하기 어렵다. 상기 더미 안테나(150)는 상기 메인 안테나와 동일한 형상으로 중심축으로 기준으로 대칭적으로 배치된다. 상기 더미 안테나(150)는 별도로 초고주파를 전달하지 않고 대칭적인 전기장 분포 및 임피던스 매칭을 위하여 사용된다.The dummy antenna 150 is disposed on the opposite side of the main antenna 140 with respect to the center axis of the resonance cavity 110. One end of the dummy antenna 150 may be located at the lower edge of the lower resonance cavity, and the other end of the dummy antenna may be located at a side of the lower resonance cavity. In the absence of the dummy antenna, it is difficult to generate the impedance matching and the stable TM010 mode. The dummy antenna 150 has the same shape as the main antenna and is disposed symmetrically with respect to the center axis. The dummy antenna 150 is used for symmetrical electric field distribution and impedance matching without separately transmitting microwaves.

반사판(120)은 상기 하부 공진 케비티와 상기 하부 공진 케비티의 경계면에 배치되는 유전체 재질일 수 있다. 상기 반사판은 그 중심에 관통홀(120a)을 구비하고, 상기 하부 기둥(134)은 상기 반사판(120)의 관통홀(120a)을 관통하여 연장될 수 있다. 상기 방전 벌브(130)를 바라보는 상기 반사판의 일면은 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 반사하도록 유전체 다층 반사 구조를 가질 수 있다. The reflection plate 120 may be a dielectric material disposed on an interface between the lower resonance cavity and the lower resonance cavity. The reflection plate may have a through hole 120a at the center thereof and the lower column 134 may extend through the through hole 120a of the reflection plate 120. [ One side of the reflector facing the discharge bulb 130 may have a dielectric multilayer reflective structure to reflect light emitted from the discharge bulb.

도 3a는 공진 케비티의 xz 평면상에서 전기장의 방향을 나타내는 결과이다.3A shows the result of the direction of the electric field on the xz plane of the resonance cavity.

도 3b는 공진 케비티의 xy 평면에서 전기장의 방향을 나타내는 결과이다.3B shows the result of the electric field in the xy plane of the resonance cavity.

도 3c는 공진 케비티의 xz 평면상에서 전기장의 z 축 성분을 나타내는 결과이다.3C shows the z-axis component of the electric field on the xz plane of the resonance cavity.

도 3d는 공진 케비티의 xy 평면상에서 전기장의 z 축 성분을 나타내는 결과이다.FIG. 3D shows the z-axis component of the electric field on the xy plane of the resonance cavity.

도 3e는 주파수에 따른 반사계수(S(1,1))를 나타내는 그래프이다.3E is a graph showing the reflection coefficient S (1, 1) according to the frequency.

도 3a 내지 도 3e을 참조하면, 원형 TM010 모드를 설명하는 시뮬레이션 결과가 표시된다. 공진 케비티의 길이는 90mm이고, 지름은 91mm이고, 실린더형 방전 벌브의 지름은 5mm이다. 반사판의 유무에 따라, 임피던스 및 전기장의 패턴이 변경된다. 상기 반사판은 상기 공진 케비티의 하부면에서 28mm 위치에 배치되고, 반사판의 두께는 2mm이고, 반사판의 재질은 쿼츠이다. 방전 벌브 내의 전기 전도도는 0.1 S/m이다. 3A to 3E, a simulation result explaining the circular TM010 mode is displayed. The length of the resonance cavity is 90 mm, the diameter is 91 mm, and the diameter of the cylindrical discharge bulb is 5 mm. Depending on the presence or absence of the reflector, the impedance and the pattern of the electric field are changed. The reflection plate is disposed at a position 28 mm below the resonance cavity, the thickness of the reflection plate is 2 mm, and the material of the reflection plate is quartz. The electrical conductivity in the discharge bulb is 0.1 S / m.

2.495 GHz에서, 반사손실( 20 log₁₀(S(1,1))가 -35.7 dB를 가진다. 또한, 전기장 패턴은 대칭적인 형태를 가진다.At 2.495 GHz, the return loss (20 log ₁₀ (S (1,1)) is -35.7 dB. In addition, the electric field pattern has a symmetrical form.

상기 방전 벌브의 크기 및 전기 전도도는 원형 TM010의 발진에 큰 영향을 미치며, 상기 방전 벌브의 지름이 15mm 이상으로 커진 경우에는 반사계수가 증가하고, 안정적인 원형 TM010의 발진이 어렵다.The size and electrical conductivity of the discharge bulb have a great influence on the oscillation of the circular TM010. When the diameter of the discharge bulb is increased to 15 mm or more, the reflection coefficient increases and stable oscillation of the circular TM010 is difficult.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 초고주파 방전 램프(200)는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브(130); 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티(100); 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티(110)의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나(140); 및 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면에 전기적으로 접지되고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접지되고 상기 공진 케비티의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되도록 상기 메인 안테나와 반대측에 배치된 더미 안테나(150);를 포함한다.Referring to FIG. 4, the microwave discharge lamp 200 includes a discharge bulb 130 discharging a microwave and emitting light; At least a portion of which is formed of a conductive mesh of a mesh structure and is arranged to surround the discharge bulb; A main antenna 140 having one end penetrating a lower surface of the resonant cavity 110 and receiving a very high frequency power and the other end being in electrical contact with a side surface of the resonant cavity 110; And one end is electrically grounded on the lower surface of the resonance cavity 110 and the other end is electrically grounded on the side surface of the resonance cavity and is disposed symmetrically with respect to the center axis of the resonance cavity, (Not shown).

상기 방전 벌브(130)는 상기 상부 공진 케비티(100)의 중심축 방향으로 연장되어 반사판(120)의 중심에 연결되는 하부 기둥(234)을 포함할 수 있다.The discharge bulb 130 may include a lower column 234 extending in the central axis direction of the upper resonance cavity 100 and connected to the center of the reflection plate 120.

상기 하부 기둥(234)의 일단은 상기 방전 벌브와 동일한 재질로 상기 방전 벌브의 하부에 융착되고, 상기 하부 기둥의 타단은 상기 반사판의 중심에 융착될 수 있다. One end of the lower column 234 is fused to the lower portion of the discharge bulb with the same material as the discharge bulb, and the other end of the lower column is fused to the center of the reflection plate.

반사판(120)은 상기 하부 공진 케비티와 상기 하부 공진 케비티의 경계면에 배치되는 유전체 재질일 수 있다. 상기 반사판은 그 중심에 관통홀(120a)을 구비하고, 상기 하부 기둥(134)은 상기 반사판(120)의 중심에 결합될 수 있다. 상기 방전 벌브(130)를 바라보는 상기 반사판의 일면은 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 반사하도록 유전체 다층 반사 구조를 가질 수 있다. The reflection plate 120 may be a dielectric material disposed on an interface between the lower resonance cavity and the lower resonance cavity. The reflection plate may have a through hole 120a at the center thereof and the lower column 134 may be coupled to the center of the reflection plate 120. [ One side of the reflector facing the discharge bulb 130 may have a dielectric multilayer reflective structure to reflect light emitted from the discharge bulb.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 초고주파 방전 램프(300)는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브(130); 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티(100); 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티(110)의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나(140); 및 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면에 전기적으로 접지되고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접지되고 상기 공진 케비티의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되도록 상기 메인 안테나와 반대측에 배치된 더미 안테나(150);를 포함한다.Referring to FIG. 5, the microwave discharge lamp 300 includes a discharge bulb 130 for discharging light by a very high frequency and emitting light; At least a portion of which is formed of a conductive mesh of a mesh structure and is arranged to surround the discharge bulb; A main antenna 140 having one end penetrating a lower surface of the resonant cavity 110 and receiving a very high frequency power and the other end being in electrical contact with a side surface of the resonant cavity 110; And one end is electrically grounded on the lower surface of the resonance cavity 110 and the other end is electrically grounded on the side surface of the resonance cavity and is disposed symmetrically with respect to the center axis of the resonance cavity, (Not shown).

상기 방전 벌브(130)는 상기 상부 공진 케비티(100)의 반경 방향으로 연장되어 상기 상부 공진 케비티(114)의 측면에 결합하는 복수의 지지 기둥(332)을 포함할 수 있다. 상기 지지 기둥들(332)은 120도 간격 또는 90도 간격으로 배치될 수 있다. 상기 지지 기둥들(332)의 일단은 상기 방전 벌브(130)에 융착되고, 상기 지지 기둥들의 타단들은 상기 상부 공진 케비티(114)에 형성된 홀에 삽입되고, 너트와 같은 고정 부재(333)로 고정될 수 있다. The discharge bulb 130 may include a plurality of support pillars 332 extending in the radial direction of the upper resonance cavity 100 and coupled to a side surface of the upper resonance cavity 114. The support pillars 332 may be arranged at intervals of 120 degrees or at intervals of 90 degrees. One end of the support pillars 332 is fused to the discharge bulb 130 and the other ends of the support pillars are inserted into holes formed in the upper resonance cavity 114 and are fixed with a fixing member 333 such as a nut Can be fixed.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.

도 6를 참조하면, 초고주파 방전 램프(400)는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브(130); 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티(100); 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티(110)의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나(140); 및 일단은 상기 공진 케비티(110)의 하부면에 전기적으로 접지되고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접지되고 상기 공진 케비티의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되도록 상기 메인 안테나와 반대측에 배치된 더미 안테나(150);를 포함한다.Referring to FIG. 6, the microwave discharge lamp 400 includes a discharge bulb 130 for discharging a microwave and emitting light. At least a portion of which is formed of a conductive mesh of a mesh structure and is arranged to surround the discharge bulb; A main antenna 140 having one end penetrating a lower surface of the resonant cavity 110 and receiving a very high frequency power and the other end being in electrical contact with a side surface of the resonant cavity 110; And one end is electrically grounded on the lower surface of the resonance cavity 110 and the other end is electrically grounded on the side surface of the resonance cavity and is disposed symmetrically with respect to the center axis of the resonance cavity, (Not shown).

초고주파 전원(460)은 마그테트론일 수 있다. 상기 마그네트론은 상부 자석(464), 하부 자석(461), 양극(463), 음극(461), 및 다이폴 안테나(465)를 포함할 수 있다. 상기 마그네트론의 음극(461)은 열전자를 방출하고, 접지된 양극(463)에 가해진 전압에 의해, 전자는 고속으로 양극으로 가속되어 전자기파를 방출한다. The microwave power source 460 may be a magnetron. The magnetron may include an upper magnet 464, a lower magnet 461, an anode 463, a cathode 461, and a dipole antenna 465. The cathode 461 of the magnetron emits thermoelectrons and the electrons are accelerated to the anode at a high speed by the voltage applied to the grounded anode 463 to emit electromagnetic waves.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고주파 방전 램프를 설명하는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a microwave discharge lamp according to another embodiment of the present invention.

도 8은 도 7의 초고주파 방전 램프를 설명하는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating the microwave discharge lamp of Fig.

도 9는 도 7의 초고주파 방전 램프의 원형 TM011 모드를 설명하는 도면이다.9 is a view for explaining a circular TM011 mode of the microwave discharge lamp of FIG.

도 7, 도 8 및 도 9을 참조하면, 초고주파 방전 램프(500)는, 초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브(130); 적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티(110); 및 상기 공진 케비티의 하부면의 중심에 초고주파를 직접 방사하는 초고주파 발생기(560)을 포함한다. 상기 공진 케비티는, 상기 초고주파 발생기의 안테나가 그 하부면의 중심으로 삽입되고 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티; 및 상기 하부 공진 케비티의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티를 포함한다. 상기 공진 케비티는 원형 TM011 모드를 발생시킬 수 있다. Referring to FIGS. 7, 8 and 9, the microwave discharge lamp 500 includes a discharge bulb 130 that discharges light by a very high frequency and emits light. A cylindrical resonance cavity 110 formed at least partly of a mesh structure of a conductive mesh and disposed to surround the discharge bulb; And a microwave generator 560 for directly radiating a microwave at the center of the lower surface of the resonance cavity. The resonance cavity includes a lower resonance cavity in which an antenna of the microwave generator is inserted into the center of a lower surface of the microwave generator and is formed of a conductive material and an upper surface is opened; And an upper resonance cavity coupled to the upper surface of the lower resonance cavity and having side and upper surfaces comprised of a conductive mesh. The resonance cavity may generate a circular TM011 mode.

본 발명의 상기 공진 케비티는 원형 TM010 모드를 발생시키도록 변경될 수 있다.The resonance cavity of the present invention may be modified to produce a circular TM010 mode.

상기 초고주파 발생기(560)는 마그네트론일 수 있다. 상기 초고주파 발생기(560)는 상부 자석(564), 하부 자석(561), 양극(563), 음극(561), 및 다이폴 안테나(565)를 포함할 수 있다. 상기 마그네트론의 음극(561)은 열전자를 방출하고, 접지된 양극(563)에 가해진 전압에 의해, 전자는 고속으로 양극으로 가속되어 전자기파를 방출한다. 상기 마그네트론은 그 상부면에 상기 공진 케비티(110)와 고정 결합하기 위한 결합 부위(566)를 포함할 수 있다. 상기 결합 부위(566)는 상기 공진 케비티(110)의 하부면에서 외측으로 돌출된 돌출 부위(113)와 결합할 수 있다. The microwave generator 560 may be a magnetron. The microwave generator 560 may include an upper magnet 564, a lower magnet 561, an anode 563, a cathode 561, and a dipole antenna 565. The cathode 561 of the magnetron emits thermoelectrons and the electrons are accelerated to the anode at a high speed by the voltage applied to the grounded anode 563 to emit electromagnetic waves. The magnetron may include a coupling portion 566 on the upper surface thereof for fixing coupling with the resonance cavity 110. [ The coupling portion 566 may engage with the protruding portion 113 protruding outward from the lower surface of the resonant cavity 110.

상기 공진 케비티(110)는 원형 TM011 모드를 생성할 수 있다. 상기 공진 케비티(110)는 전체적으로 원통 형상일 수 있다. 상기 공진 케비티(110)는, 도전성 재질로 형성되고 상부면이 개방된 하부 공진 케비티(112); 및 상기 하부 공진 케비티의 상부면에 결합하고 도전성 메쉬로 구성된 측면 및 상부면을 구비하는 상부 공진 케비티(114)를 포함할 수 있다. 상기 상부 공진 케비티(114)의 길이는 전체 케비티의 길이(H)의 1/2 내지 3/4일 수 있다. 상기 공진 케비티의 전체 길이(H)는 90 mm일 수 있다. 상기 공진 케비티의 지름은 91mm일 수 있다. 상기 상부 공진 케비티(114)의 길이는 62 mm일 수 있다. 상기 공진 캐비티의 길이는 벌브, 안테나 등에 따라 변화할 수 있다. The resonant cavity 110 may generate a circular TM011 mode. The resonance cavity 110 may have a generally cylindrical shape. The resonance cavity 110 may include a lower resonance cavity 112 formed of a conductive material and having an opened upper surface; And an upper resonance cavity 114 coupled to the upper surface of the lower resonance cavity and having side and upper surfaces comprised of conductive meshes. The length of the upper resonance cavity 114 may be 1/2 to 3/4 of the total length H of the cavity. The total length (H) of the resonance cavity may be 90 mm. The diameter of the resonance cavity may be 91 mm. The length of the upper resonance cavity 114 may be 62 mm. The length of the resonance cavity may vary depending on the bulb, the antenna, and the like.

상기 상부 공진 케비티(110)는, 도전성 재질로 형성되고 상기 하부 공진 케비티의 외주면에 삽입되어 전기적으로 접촉하는 원통 형상을 가진 도전 링(114b); 및 상기 도전 링(114b)에 결합하는 메쉬 원통(114a)을 포함할 수 있다. 상기 메쉬 원통(114a)의 측면 및 상부면은 메쉬 또는 다공성 판재로 형성되어, 전기적으로 공진 케비티를 구성하면서 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 상기 메쉬 원통(114a)의 하측은 도전 링과 용접 등을 통하여 고정될 수 있다. The upper resonance cavity 110 may include a conductive ring 114b formed of a conductive material and having a cylindrical shape inserted into the outer circumferential surface of the lower resonance cavity and in electrical contact therewith; And a mesh cylinder 114a coupled to the conductive ring 114b. The side surface and the upper surface of the mesh cylinder 114a may be formed of a mesh or a porous plate so as to transmit the light emitted from the discharge bulb while forming an electrically resonant cavity. The lower side of the mesh cylinder 114a can be fixed to the conductive ring through welding or the like.

상기 하부 공진 케비티(112)는 금속 재질의 원통 형상이고, 상부 외측면에 외측 턱(112b) 및 상부 내측면에 내측 턱(112c)을 구비할 수 있다. 상기 외측 턱은 상기 상부 공진 케비티의 하부에 삽입될 수 있다. 상기 하부 공진 케비티의 높이는 28mm일 수 있다. 상기 내측 턱에는 유전체 재질의 반사판(120)이 배치될 수 있다. 상기 하부 공진 케비티의 하부면(112a)은 막혀있다. 상기 반사판(120)은 상기 방전 벌브에서 방출되어 상기 반사판에 입사된 광을 상기 상부 공진 케비티 방향으로 반사시킬 수 있다.The lower resonance cavity 112 may have a cylindrical shape and may have an outer jaw 112b on the upper outer side and an inner jaw 112c on the upper inner side. The outer jaw may be inserted into the lower portion of the upper resonance cavity. The height of the lower resonance cavity may be 28 mm. A reflective plate 120 made of a dielectric material may be disposed on the inner jaw. The lower surface 112a of the lower resonance cavity is clogged. The reflection plate 120 may reflect the light emitted from the discharge bulb and incident on the reflection plate toward the upper resonance cavity.

상기 방전 벌브(130)는 상기 상부 공진 케비티(100)의 중심축 방향으로 연장되어 상기 상부 공진 케비티(114)의 상부면에 고정되는 상부 기둥(132)을 포함할 수 있다. 상기 상부 기둥(132)은 상기 방전 벌브와 동일한 재질로 상기 방전 벌브의 상부에 융착될 수 있다. 상기 상부 기둥(132)은 상기 상부 공진 케비티(114)의 상부면 중심에 중심축 방향으로 연장되는 지지부(116)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 하부 기둥(134)의 하단은 상기 하부 공진 케비티의 하부면의 중심에 형성된 홈에 삽입되어 정렬될 수 있다. The discharge bulb 130 may include an upper column 132 extending in the central axis direction of the upper resonance cavity 100 and fixed to the upper surface of the upper resonance cavity 114. The upper column 132 may be fused to the upper portion of the discharge bulb with the same material as the discharge bulb. The upper column 132 may be inserted into and fixed to the support portion 116 extending in the central axis direction at the center of the upper surface of the upper resonance cavity 114. The lower end of the lower column 134 may be inserted and aligned in a groove formed in the center of the lower surface of the lower resonance cavity.

상기 지지부(116)는 상기 상부 공진 케비티(114)의 상부면에 배치되고 상기 지지부를 지지하도록 방사형으로 분기하는 보조 지지부(517)를 포함할 수 있다. 상기 보조 지지부는 방사형으로 분기하는 부위를 고정하는 원형 링을 포함할 수 있다. The support portion 116 may include an auxiliary support portion 517 disposed on the upper surface of the upper resonance cavity 114 and diverging radially to support the support portion. The auxiliary support may include a circular ring that fixes the radially diverging portion.

반사판(120)은 상기 하부 공진 케비티와 상기 하부 공진 케비티의 경계면에 배치되는 유전체 재질일 수 있다. 상기 반사판은 그 중심에 관통홀(120a)을 구비하고, 상기 하부 기둥(134)은 상기 반사판(120)의 관통홀(120a)을 관통하여 연장될 수 있다. 상기 방전 벌브(130)를 바라보는 상기 반사판의 일면은 상기 방전 벌브에서 방출된 광을 반사하도록 유전체 다층 반사 구조를 가질 수 있다.The reflection plate 120 may be a dielectric material disposed on an interface between the lower resonance cavity and the lower resonance cavity. The reflection plate may have a through hole 120a at the center thereof and the lower column 134 may extend through the through hole 120a of the reflection plate 120. [ One side of the reflector facing the discharge bulb 130 may have a dielectric multilayer reflective structure to reflect light emitted from the discharge bulb.

상기 초고주파 발생기(560)은 안테나를 구비한 솔리드-스테이트(Solid-State) 초고주파 발생기로 변경될 수 있다.The microwave generator 560 may be replaced with a solid-state microwave generator having an antenna.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 방전 벌브를 지지하는 지지 기둥은 도 5 및 도 6에 설명한 바와 같이, 변형될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the supporting column supporting the discharge bulb can be deformed as described in Figs. 5 and 6.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.

110: 공진 케비티
120: 반사판
130: 방전 벌브
140: 메인 안테나
150: 더미 안테나110: Resonance Kebitty
120: reflector
130: discharge bulb
140: main antenna
150: dummy antenna

Claims

초고주파에 의하여 방전하고 빛을 방출하는 방전 벌브;
적어도 일부는 그물 구조의 도전성 메쉬로 형성되고 상기 방전 벌브를 감싸도록 배치되는 원통 형상의 공진 케비티; 및
일단은 상기 공진 케비티의 하부면을 관통하여 초고주파 전력을 제공받고 타단은 상기 공진 케비티의 측면에 전기적으로 접촉하여 접지되는 메인 안테나;를 포함하고,
상기 공진 케비티는 원형 TM010 모드 또는 원형 TM011 모드를 제공하는 것을 특징으로 하는 초고주파 방전 램프.A discharge bulb which discharges by a very high frequency and emits light;
A cylindrical resonance cavity formed at least partly of a mesh structure of a conductive mesh and arranged to surround the discharge bulb; And
And a main antenna having one end penetrating a lower surface of the resonance cavity to receive a very high frequency power and the other end being in electrical contact with a side surface of the resonance cavity,
Wherein the resonance cavity provides a circular TM010 mode or a circular TM011 mode.