DE3038138A1

DE3038138A1 - Magnetron

Info

Publication number: DE3038138A1
Application number: DE19803038138
Authority: DE
Inventors: Egbert Bernardus Gretinus Willem Gotje; Franciscus Napoleon Adrianus Eindhoven Kerstens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1981-04-23
Also published as: GB2067350B; US4371848A; FR2467479B1; DE3038138C2; GB2067350A; JPS6332215B2; NL7907593A; JPS5663746A; FR2467479A1

Description

PHN 9599 T. 23-5-1980

"Magnetron."

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetron mit einem vakuum dich ten Ke ITd en, einem Anodengehäuse mit sich auf der Innenseite von der Innenwand des .Anodengehäuses her erstreckenden Anodenfahnen, einem Ausgangsteil und einer sich im Ausgangsteil erstreckenden Antennensonde, die mit mindestens einer der Anodenfahnen verbunden und mit einem Filter zur Schwächung einer von der Grundfrequenz des Magnetrons verschiedenen Frequenz versehen ist. Ein derartiges Magnetron ist aus der US-PS

^Q 35849,737 bekannt und wird insbesondere in Mikrowellenöfen für die Speisebereitung und dgl. verwendet. In diesem Magnetron wird das Filter durch einen metallenen becherförmigen Körper gebildet der die Antennensonde koaxial umgibt und dessen Boden mit der Antennensonde verbunden ist.

^:5 Die Herstellung von Filtern dieser Art und ihre Befestigung im Magnetron machen die Herstellung des Magnetrons verwickelt, was bei einer Massenfertigung nachteilig ist und eine Erhöhung der Herstellungskosten zur Folge hat.

Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, ein Magnetron zu schaffen, in dem mit einfachen Mitteln ein Filter zur Schwächung einer von der Grundfrequenz verschiedenen Frequenz erhalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Magnetron der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Filter durch einen oder mehrere Ansätze an der Antennensonde gebildet wird, die sich entlang der Antennensonde erstrecken, derart, dass sie je einen Schlitz bilden, der eine wirksame elektrische Länge von etwa einem Viertel der zu der zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge

^3r' aufweist.

Ein auf diese Weise erhaltenes Filter hat sich nicht nur als besonders zweckmässig erwiesen, sondern weist ausserdem eine besonders einfache Bauart auf. Die benötig-

130017/0743

PHN 9599 β 23-5^1980

^ 3Q38138

ten Teile des Filters lassen sieh, einfach herstellen und ihre Befestigung im Magnetron kann durch, einen einfachen und schnellen Vorgang, wie Punktschweissen, erzielt werden. Es sei bemerkt, dass die Anwendung "von Bandsperrfiltern für Mikrowellenfrequenzen an sich bekannt ist ("Electronic Engineering", Band 50, Fr, 6q4, April 197Sj S, 39-41), Diese bekannten Filter beziehen sich aber auf. Mikrostreif enkonstruktionen, die ihre Anwendung in TJeber-tragungssystemen auf dem Gebiet von üSTiederleistungssignalverarbeitung finden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filter durch, zwei Ansätze gebildet wird, die zu der Mittellinie der Antennensonde symmetrisch liegen. Eine derartige symmetrische Ausführung des Filters erhöht die Zweekmässigkeit in bezug auf die Schwächung einer unerwünschten Frequenz.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich zu beiden Seiten der Antennensonde ein Ansatz entlang der Antennensonde erstreckt, wobei diese Ansätze zwei Schlitze mit einer wirksamen elektrischen Länge 1 bzw. 1„ bilden, wobei 1. etwa ein Viertel der zu einer ersten zu schwächenden Frequenz gehörigen ¥ellenlänge und 1 etwa ein Viertel der zu einer zweiten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge betragen. Mit einem derartigen Filter werden zwei Frequenzen z.B. die zweite und die dritte Harmonische der Grundfrequenz des Magnetrons, geschwächt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Antennensonde ein langgestreckter Metallstreifen und sind die genannten Ansätze aus dem Streifen gebildet. Der Vorteil dieser Bauart ist der, dass für die Filter keine gesonderten Teile verwendet werden und daher keine besonderen Vorgänge zur Befestigung der Einzelteile durchgeführt zu werden brauchen. Eine weitere Ausgestaltung dieser Aiis-r

³^ führungsform besteht darin, dass jeder der ein Filter bildenden Ansätze aus einer Zunge besteht, die durch einen in dem Antennenstreifen angebrachten und in dessen Rand mündenden Schlitz gebildet wird, der sich über eine

130017/0743

9599 Z₅- ²³-⁵3¹ί§°8138

wirksame elektrische Länge 1 erstreckt, wobei 1 etwa ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f gehörigen Wellenlänge beträgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Magnetron mit einem Filter nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1 und

Fig. 3 bis 6 Schnitte entlang der Linie H-II nach Fig. 1 mit gegenüber Fig. 2 anderen AusfUhrungsformen von Filtern nach der Erfindung.

In Fig. 1 und 2 ist ein Magnetron dargestellt, mit einem kupfernen Anodengehäuse 1 und einer Anzahl kupferner Anodenfahnen 2, die sich von der Innenwand des Anodengehäuses 1 her zu einer schraubenlinienförmigen Kathode hin erstrecken. Die Anodenfahnen 2 sind in der Nähe der Kathode 3 auf den Stirnseiten durch gut leitende Ringe 4, sogenannte Strapringe, abwechselnd miteinander verbunden. Topfförmige Metallhülsen 5 und 6 bilden die Endräume des Magnetrons. Der Endraum 6 ist mit einer keramischen Platte 7 verschlossen, durch die die Anschlussleitungen 8 und für die Kathode 3 hindurchgeführt sind. Ein zylindrisches keramisches Fenster 10 schliesst sich dem Endraum 5 an. Eine streifenförmige Antennensonde 11 ist durch eine Oeffnung 12 eines inneren magnetischen Polschuhs 13 geführt. Die Antennensonde 11 is an einem Ende mit einer der Anodenfahnen 2 verbunden. Das andere Ende der Antennensonde 11 kann sich frei in dem Ausgangsteil des Magnetrons erstrecken oder es kann, wie deutlich aus Fig. 6 ersichtlich ist, mit einem metallenen Pumprohr 14 verbunden sein. Der Quetschpunkt 15 und das Pumprohr 14 sind von einer metallenen Abschirmkappe 16 umgeben, die über eine Metallkappe ° elektrisch mit dem Pumprohr 14 und über das Pumprohr 14 mit der Antennensonde 11 verbunden ist. Das Magnetron weist weiterhin axial magnetisierte Magnete 18, Kühlrippen I9 und ein Magnetjoch 20 auf, die zugleich das Kühlergehäuse

130017/0743

PHN 9599 O 2-3-5-1980

3Q38138

bildet. Der durch, das keramische Fenster 10 und die Metallkappe 16 gebildete Ausgangsteil des Magnetrons wird beim Gebrauch in einem ¥ellenleiter oder Hohlraumresonator, oder gegebenenfalls Ofenraum, geführt, wobei die vom Magnetron erzeugte Hochfrequenzenergie über -den Ausgangsteil in den sich daran anschliessenden ¥ellenleiter oder Hohlraumresonator eingestrahlt wird. Neben der vom Magnetron erzeugten Grundschwingung werden auch Harmonische dieser Grundschwingung erzeugt. In Magnetrons für Kochzwecke weist die Grundschwingung eine Frequenz von etwa 2^50 MHz auf. Bezüglich der Grundschwingung kann die Abstrahlung· des Ofens in genügendem Masse eingeschränkt werden. Es ist aber sehr schwierig, auch die Abstrahlung des Ofens für die zweiten und gegebenenfalls höheren Harmonischen in genügendem Masse einzuschränken. Aus diesem Grunde weist das Magnetron selbst Filter auf, die die Ausstrahlung von Energie mit einer von der Grundfrequenz verschiedenen Frequenz schwächen.

In Fig. 1 wird ein derartiges Filter durch zwei metallene Streifen 21 und 2§ gebildet, die durch eine Punktschweissung 23 an der Antennensonde 11 befestigt sind. Die Streifen 21 und 22 erstrecken sich entlang der Antennensonde 11 bis in oder bis in die Nähe der Oeffnung 12 und bilden je einen Schlitz 2h dessen wirksame elektris ehe Länge "1" etwa gleich einem Viertel der der vom Filter zu schwächenden Frequenz entsprechenden Wellenlänge ist. Es ist möglich, das Filter mit Hilfe eines einzigen Streifens zu bilden. Die hier gegebene symmetrische Ausführungsform ist aber zweckmässiger als die Ausführungsform mit einem einzigen Streifen 21. ¥eiterhin ist es möglich den Streifen 21 und 22 eine verschiedene Länge zu geben. Z.B. kann der Streifen 21 einen Schlitz mit einer elektrischen Länge 1=1 und der Streifen 22 einen Schlitz mit einer elektrischen Länge 1=1 bilden, wobei 1 etwa ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f gehörigen Wellenlänge und 1„ ein Viertel der zu einer zu schwächenden Frequenz f gehörigen Wellenlänge be trägt.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Magnetrons nach Fig. 1 entlang der Linie II-II nach Fig. 1.

130017/0743

Iii den Fig» 3bis 6 sind verschiedene Ausführungs formen der Sperren nach der Erfindung dargestellt» bei denen ein Teil des Magnetrons in einer der Schnittdarstellung nacn Fig. 2 analogen Schnittdarstellung gezeichnet ist.

Einander entsprechende Teile des Magnetrons sind mit den· auch in Fig. 2 verwendeten Bezugsziffern versehen.

In Fig, 3 weist die streifenförmige AEitennensonde T1 einen in den Rand 3Ö des Streifens mündenden Schlitz 3I auf, durch den eine Zunge 32 gebildet ist. Die Länge "1" des Schlitzes 31 ist etwa gleich einem Viertel der einer zu schwächenden Frequenz entsprechenden ¥ellenlänge* Eine symmetrische Ausführungsform dieses Filters- zeigt Fig» 4. In der streifenförmigen Antennensande Tl sind zwei Schlitze 33 mit einer Länge "1" angeordnet, die je in einen Rand des Streifens münden, wodurch zwei Zungen 34 und 35 gebildet sind. Eine Abwandlung dieser Ausführungsform zeigt Fig, 5, Der Schlitz j6 weist eine Länge ^irl··" und der Schlitz 37 eine Länge "1 " auf, wobei 1 etwa gleich einem Viertel der einer ersten zu schwächenden Frequenz f entsprechenden Wellenlänge und 1 etwa gleich einem Viertel der einer zweiten zu schwächenden Frequenz f entsprechenden ¥ellenlänge sind. In einem praktischen Beispiel weist die Grundschwingung des Magnetrons eine Frequenz von 2450 MHz auf und es ist f = 4900 MHz die zweite Harmonische, während f = 43OO MHz ist. Die Frequenz f ist z.B. die Frequenz des vom Magnetron neben der Grundschwingung erzeugten so-* genannten 72^-1-Modus .

Fig. 6 zeigt eine von der Ausführungsform nach Fig. 3 abweichende Ausführungsform, bei der das Filter nicht in der Nähe der Oeffnung 12 im Polschuh 13 liegt, sondern im Ausgangsteil des Magnetrons angeordnet ist. Die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen Abwandlungen sind auch hier wieder möglich. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungsformen möglich. So kann das mit der Antennensonde ein Filter bildende Element auch aus einem im wesentlichen U-förmigen, aus einer Metallplatte gestanzten Element bestehen, dessen beide Schenkel sich zu beiden Seiten der streifenförmigen Antennensonde erstrecken und

130017/0743

PHN 9599 β 23-5-1380

Schlitze einer Länge L bilden, wie oben angebeben ist, und bei dem der Steg der Schenkel auf der flachen Seite der streifenförmigen Antennensonde festgeschweisst ist.

130017/0743

Leerseite

Claims

PHN 9599 /Γ 23-5-1980

PATENTANSPRUECHE:

My Magnetron mit einem vakuum di ent en Kolben, einem Anodengehäuse mit sich auf der Innenseite von der Innenwand des Anodengehäuses her erstreckenden Anodenfahnen, einem Ausgangsteil und einer sich im Ausgangsteil erstreckenden Antennensonde, die mit mindestens einer der Anodenfahnen verbunden und mit einem Filter zur Schwächung einer von der Grundfrequenz des Magnetrons verschiedenen Frequenz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter durch einen oder mehrere Ansätze an der Antennensonde gebildet

Ί·~ wird, die sich entlang der Antennensonde erstrecken, derart, dass sie je einen Schlitz bilden, der eine wirksame elektrische Länge von etwa einem Viertel der zu der zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge aufweist.
2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ':5 dass das Filter durch zwei Ansätze, gebildet wird, die zu der Mittellinie der Antennensonde symmetrisch liegen.
3. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zu beiden Seiten der Antennensonde ein Ansatz entlang der Antennensonde erstreckt, wobei diese Ansätze zwei Schlitze mit einer wirksamen elektrischen Länge 1 bzw. 1_ bilden, wobei I₁ etwa ein Viertel der zu einer ersten zu schwächenden Frequenz gehörigen ¥ellenlänge und 1 etwa ein Viertel der zu einer zweiten zu schwächenden Frequenz gehörigen Wellenlänge betragen.

2-5 h. Magnetron nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Antennensonde ein langgestreckter Metallstreifen ist und die genannten Ansätze aus dem Streifen gebildet sind.
5· Magnetron nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

-^r· dass jeder der ein Filter bildenden Ansätze aus einer Zunge besteht, die durch einen in dem Antennenstreifen angebrachten und in dessen Rand mündenden Schlitz gebildet wird, der sich über eine wirksame elektrische Länge 1 erstreckt,

130017/0743

PHN 9599 & 23-5-1980

wobei 1 etwa ein Viertel der zxl einer zu schwächenden Frequenz f gehörigen ¥ellenlänge beträgt.

130017/0743