专利名称：高频振荡装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频振荡装置，其在低驱动电压条件下具有高工作效率和输出，并保持稳定的运行性能。
通常，高频振荡器是一种用于在外界施加高压下产生高频波的装置。高频振荡器分为两种类型。一种类型可产生2450MHz的高频以用于医学应用、微波炉及其它加热用途。另一种类型产生915MHz的高频以用于工业供热范围及连续波雷达。
另一方面，一种传统的高频振荡器，如
图1和2所示，包括一环形阳极柱13，其由具有多个叶片15(通常为偶数个叶片)的铜管制成，叶片15设置在阳极柱13内侧向着中心以规则间隔排列，以形成多个保持高频波性能的共振腔。阳极柱13和叶片形成一阳极16。
在叶片15的端部，内部和外部均匀压力环15a、15b每隔一叶片15相连，从而当设置于叶片15上、下端部的电容器变化时得到一均匀共振频率。一工作空间12形成于叶片15端部和环绕阳极柱中轴的金属丝17之间。
此外，金属丝由螺旋的钨(W)和二氧化钍(ThO2)的烧结合金丝形成，当与阳极柱13同轴时产生高热。
另一方面，固定一上端帽20及一下端帽21以阻止热电子向柱13的中轴辐射，而对产生振荡不起作用。
在下端帽21的中心部，一由钼制成的第一阴极支承件23通过一通孔焊接于上端帽20的下部。一由钼制成的第二阴极支承件25焊接于下端帽21的底面。
此时，第一阴极支承件23在上端帽20的支承下穿过金属丝17的中轴。由于支承阴极的第一和第二阴极支承件23、25穿过形成于绝缘陶瓷27的通孔并且与设置于电气端30b、32b的外触头29、31电联接，因而它们是可提供电流的丝线电极。
此外，外触头29、31与扼流圈30、31的端部电联接而扼流圈30、31的其它端部与安装于箱形过滤器外侧壁的电容器34联接。铁氧体30a、32a轴向插入扼流圈30、32内部。
作为用于形成一磁路的漏斗形磁体，上、下磁极片33、35焊接于阳极柱13的上、下开口处，以在由金属丝17和叶片15形成的工作空间12内保持均匀磁场。相应的上、下屏蔽杯气密地焊接于上、下极片33、35处。为了屏蔽阳极柱13的内部于真空状态，一天线陶瓷45及一绝缘陶瓷27气密地焊接于上、下屏蔽杯37、39的上部和下部。
此外，环形磁铁41、43设置于上、下屏蔽杯37、39的外侧，以在阳极柱13内部保持一均匀的磁场分布。一柱形天线陶瓷45焊接于上屏蔽杯37的上边缘以隔离天线罩51，其形成高频振荡装置的出口。
一铜排气管47如图1所示安装在天线陶瓷45上部的一端。为输出在共振腔处产生的高频，一天线49从叶片15穿过上极片33的通孔安装于排气管47的内中心部并且沿排气管47的轴向延伸。
天线陶瓷45在排气管47的外侧与天线罩51装配在一起，以保护排气管47的焊接部、防止由静电聚集导致的电火花，而作为一高频天线及输出高频的窗口。
此外，上、下磁轭53、55安装在阳极柱13的外侧以限定在阳极柱13的磁通量。多个铝散热片57以一定间隔、可少可多地安装于阳极柱13和带有固定于其内的夹持件55a的下磁轭55之间。散热片57被磁铁41、43和上、下磁轭53、55环绕以形成磁路。
下面参考图2详细描述这样结构的高频振荡装置的运行过程。首先，如果通过外触头29、31加电，则形成一闭合电路第一触头、第一阴极支承件23、上端帽20、金属丝17、下端帽21、第二阴极支承件25、外触头31。电流通至金属丝17使其发热且向阳极柱13内部的工作空间12辐射热电子。
此时，在金属丝的外表面与叶片15之间的工作空间12处通过对第二阴极支承件25和阳极16施加驱动电压而形成一强电场，因而电场从叶片15向金属丝17分布。
在两个磁铁41、43处产生的磁通量分布于由上磁轭53、下磁轭55、上极片33、下极片35及工作空间12形成的磁回路中，由此在工作空间12处形成一高密度的磁通量。
因此，从高温的金属丝17辐射的热电子通过工作空间12处的强电场到达叶片15或阳极柱13并且由于其中的高磁通量密度而螺旋地旋向阳极16。间隙12内的高密度磁通量又迫使处于上述状态的热电子向着与间隙12内辐射方向垂直的方向，从而热电子初始地向阳极16移动。
形成热电子运动的电子束在叶片15处产生周期性中断。一并联共振回路由电容C及电感L形成，电容是由于周期性中断而在相对的叶片15之间产生的静电电容，电感由相对的叶片15及与叶片15连接的阳极柱13形成。
于是，共振频率在下面的公式中由电容C与电感L的感应确定，然后通过天线9输出。公式如下f=12πLC]]>另一方面，供热或医学设备包括如上所述的高频振荡装置。如果降低高频振荡装置的驱动电压，将会在产品的可靠性及其它经济效益方面有许多优点，如降低在结构形状及供电电路方面的原料成本、减小噪音、减少绝缘材料及提高效率。因此，把电压降至最小的技术及其它工艺已经研究了很多年。同一发明人在1996年7月6日提交了韩国专利申请并授予韩国专利号96-27348。
如图3及图4所示，为了使这一高频振荡装置在低驱动电压(例如约4KV)下实现超过70％的效率，其包括一具有向下的叶片148的上板138以形成第一共振腔、一具有向上的叶片的下板146以形成第二共振腔及一中板136用于分隔上板138与下板146。一发射体116设置于金属丝114与阳极柱104之间以在接收了从金属丝辐射的热能后向工作空间12发射热电子。此外，向上和向下的叶片以叉指方式形成，即无碰撞地穿过上板138的叶片148与下板146的叶片150。
然而，由于传统的高频振荡装置以上、下及中板叶片的叉指方式构造，其问题在于制造和装配工艺复杂，从而导致大批量生产的困难。
本发明的提出是为了解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种高频振荡装置，其直接用叉指方式联接上板与下板的叶片而无中板的插入，因而简化了制造和装配工艺并提高了大批量生产的可能性。
为实现本发明的目的，提供了一种高频振荡装置，其通过向工作空间辐射的热电子和设于阳极的共振腔的共同作用产生高频，从而通过天线输出，其中阳极包括一阳极柱、一具有多个第一叶片的上板及一具有多个第二叶片的下板，各叶片均以叉指方式直接组合而两板进一步紧固于其上。
图1为传统高频振荡装置的纵剖视图；图2为示出传统高频振荡装置的阳极柱的纵剖视图；图3为示出根据现有技术的低电压高频振荡装置的分解透视图；图4为示于图3的高频振荡装置的纵剖视图；图5为本发明高频振荡装置的分解透视图；图6示出本发明高频振荡装置的上板；图7示出本发明高频振荡装置的下板；图8示出本发明高频振荡装置上、下板的组合；图9示出本发明第一实施例导体耦合件的固紧状态；图10、11及12示出其它实施例导体耦合件的固紧状态；图13示出将本发明高频振荡装置装配到阳极柱的状态；及图14为沿图13中线CC′的部分透视图。
下面参考附图详细描述本发明一实施例。在所有附图中，相似或相同的元件或部分用相似的标号及符号表示以简化说明，并且省去了多余的标号。
图5是本发明高频振荡装置的分解透视图。如图5所示，一上板238有多个向下的叶片248而一下板246有多个向上的叶片250。上、下板238、246的叶片248、250以叉指方式组合。
与传统高频振荡装置相比较而言，传统装置中板136的叶片108以叉指方式与上板和下板138、146的叶片148、150组合，而本发明的高频振荡装置则是上、下板238、246的叶片248、250直接以叉指方式组合。
图6和图7分别示出本发明高频振荡装置的上板和下板。图8示出本发明高频振荡装置上板和下板的组合。
如图6、7及8所示，扇形槽256、258、266、268形成于上、下板238、246的预定部以增大电感。共振腔的尺寸减小以补偿电感可能的降低。
此时，上板238上部的扇形槽258、268与下板246下部的扇形槽256、266相匹配，其组合如图8所示。
因此，上、下板238、246的扇形槽256、258、266、268增大了电感，从而较小的共振腔得到补偿以在约4KV的较低驱动电压下得到2.45GHz的基准频率。
此外，为使上板238不与天线270联接，在上板238的预定部设置一周长比天线270大的矩形通孔272，通孔272优选设在扇形槽上，并且设置一联接件274以把天线270安装在下板246的内侧，因此利用钎焊工程方法把通过矩形通孔272的天线270联接到联接件274上。
因此，由于天线270通过矩形通孔272装配到下板246的联接件274上，其优点在于共振腔的外部尺寸得以更小并有高频的高质量输出。
如图6所示，一对具有静电电容的叶片A形成于上板238的多个叶片248之间，位于旋转电子束的预定前部，而在其相对端设有一对接槽B，这样，一对叶片B′能以叉指方式装配在对接槽B中。
此外，如图7所示，在下板246的叶片250之间，一对具有预定静电电容的叶片B′形成于旋转电子束的前部。在叶片B′的相对部，设置一对接槽A′以用叉指方式组合上板238的叶片A。
如图8所示，上板238的叶片A和下板246的叶片B′分别插入下板246的对接槽A′和上板238的对接槽B中，从而以叉指方式组合在一起。
既使电子束的运动被在穿过叶片的通道并连接于其上的天线的电势所延迟，电子束的相位也可被形成于旋转电子束的预定前部的叶片(A、B′)所具的预定静电电容补偿。因此，高频的相位可保持不变，从而防止了中断高频相位的模变现象。
另一方面，为在以叉指方式组合的上、下板238、246的相应叶片248、250处固紧导体耦合件360、365，叶片248、250分别延伸一预定距离(也就是说，上板238的叶片248向下延伸而下板246的叶片250向上延伸)。一上导体耦合件360固紧于向上延伸的下板246的叶片250，而一下导体耦合件365固紧于向下延伸的上板248的叶片248。因而，导体耦合件360、365很方便地固紧于上、下板238、246的叶片248、250处。
此外，如图10、11及12所示，设置一容纳槽362以把上导体耦合件360放置于上板238上，而一对接槽364形成于上板238的相应叶片248的下部以固紧下导体耦合件365。
设置一容纳槽367，以把下导体耦合件365放置于下板246上，而一对接槽369形成于下板246的相应叶片250的上部以固紧上导体耦合件360。
此时，如图12所示，上板238处的容纳槽362的直径比下板246的对接槽369的直径大以避免上导体耦合件360与上板238的叶片248间的接触。下板246处的容纳槽367的直径比上板238的固定槽364的直径大以避免下导体耦合件365与下板246的叶片250间的接触。
上导体耦合件360固紧于下板246叶片上的对接槽369中并置于上板238处的容纳槽362中。下导体耦合件365固紧于上板238的叶片248上的对接槽364中并置于下板246处的容纳槽367中。从而，导体耦合件被很方便地固紧于处于叉指组合方式的上、下板238、246的叶片248、250处。
另一方面，图13示出本发明阳极柱与高频振荡装置的组合，而图14为沿图13中线CC′的部分剖视图。
如图13及14所示，多个上、下条板280、282组合于叶片248、250的外侧和阳极柱204之间，从而增加了共振腔的电感以稳定高频的输出并且使共振腔的外部尺寸更小。
此时，上条板280固定在上板238处而不与下板246接触，同时下条板282固定在下板246处而不与上板238接触。
下面将参考图5、6、7、8、9、10、11、12、13及14详细描述本发明高频振荡装置的运行的效果。首先，如果对外触头29、31加一低电压(例如4KV)，由于金属丝114受热而热电子开始从发射体116向工作空间12辐射。
此时，由于阳极和阴极柱204加了驱动电压，在发射体116的外表面与形成于叶片248、250之间的工作空间12处形成一强电场。该强电场从叶片248、250向发射体116分布。
由磁铁41、43产生的磁通量分布于由上极片、下极片及工作空间12形成的闭合磁路中，并且在工作空间12处形成高密度的磁通量。
相应地，根据阳极和阳极柱204之间的电场分布的强度，从发射体116的外表面向工作空间12释放的热电子产生一电子束。该电子束受到与工作空间12内磁场的产生方向相垂直的力作用，从而在此处开始螺旋旋转。
由热电子运动而形成的电子束形成一并联共振回路，其具有电容C和电感L，电感L形成于由上、下板238、246形成的共振腔和由以叉指方式装配的叶片248、250形成的子共振腔。
因此，共振频率在下述公式中由电容C和电感L的感应确定，从而通过天线49输出。公式如下f=12πLC]]>这时，由于本发明高频振荡装置中上、下板238、246的叶片248和250以叉指方式直接组合，从而简化了制造及装配工艺，因此与传统的高频振荡装置相比具有更高的大批量生产的可能性。
此外，由于图6、7及8中上板238处的扇形槽258、268和下板246处的扇形槽256、266增大了共振腔的电感，尽管共振腔较小，电感也得以补偿以在较低驱动电压下得到2.45GHz的基准频率。
由于天线270穿过上板238预定部的通孔272并组合于下板246的联接件274，因而共振腔的外部尺寸得以更小，同时有高频的高质量输出。
如图6、7和8所示，上板238的一对叶片A和下板246的一对叶片B′分别以叉指方式与对接槽A′和B组合。因此，既使电子束的运动被穿过叶片的通道连接于其上的天线的电势所延迟，电子束的相位也可被叶片对A和B′所具的静电电容所补偿，从而保持高频相位恒定，故防止了中断高频相位的模变现象。
另一方面，如图9所示，叶片248、250分别延伸一预定长度(也就是说，上板238的叶片248向下延伸而下板246的叶片250向上延伸)。一上导体耦合件360固紧于向上延伸的下板246的叶片250上而下导体耦合件365固紧于向下延伸的上板238的叶片248上。因此，上、下导体耦合件360、365被很方便地固紧于上、下板248、250的叶片248、250上。
此外，如图10及11所示，上导体耦合件360固紧于形成于下板246的叶片250的对接槽369并被置于上板238上的容纳槽362处。下导体耦合件365固紧于形成于上板238的叶片248的对接槽364并被置于下板246下的容纳槽367处。因此，导体耦合件360、365被很方便地固紧于以叉指方式组合的上、下板238、246的叶片248、250处。
此时，如图12所示，上板238处的容纳槽362的直径比下板246处的对接槽369的直径大，以避免上导体耦合件360与上板238的叶片248接触。下板246处的容纳槽367的直径比上板238处的固定槽364的直径大，以避免下导体耦合件365与下板246的叶片250接触。
如图13及14所示，多个上、下条板(优选为8个条板)280、282组合于叶片248、250的外侧和阳极柱204之间，以增大共振腔的电感而稳定高频的输出并且使共振腔的外部体积更小。
此时，上条板280固定在上板238处而不与下板246接触，同时下条板282固定在下板246处而不与上板238接触。
如上所述，上、下板的叶片直接以叉指方式组合，简化了制造和装配工艺，从而提高了大批量生产的可能性。由于形成于上、下板的扇形槽增大了共振腔的电感，尽管共振腔的体积较小，本发明的高频共振装置也能够在约4KV的较低驱动电压下获得2.45GHz的基准频率。
权利要求
1.一种高频振荡装置，其通过向工作空间辐射的热电子和设于阳极的共振腔的共同作用产生高频，从而通过天线输出，其中，阳极包括一阳极柱、一具有多个第一叶片的上板及一具有多个第二叶片的下板，各叶片均以叉指方式直接组合而两板进一步紧固于其上。
2.如权利要求1所述的装置，其中，上、下板分别包括一对具有预定静电电容的叶片；及一对设置在所述叶片的相对位置以叉指方式安装所述叶片的对接槽。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，上、下板上包括槽。
4.如权利要求3所述的装置，其中，上、下板上的所述槽具扇形形状。
5.如权利要求3所述的装置，其中，上板包括一设于预定位置的通孔，所述通孔的周长比天线周长大，同时下板包括一在其内侧的联接件，从而天线通过所述通孔装配到所述联接件上。
6.如权利要求5所述的装置，其中，第一和第二叶片沿长度延伸以固紧于导体耦合件上。
7.如权利要求5所述的装置，其中，上、下板包括容纳槽而第一和第二叶片包括直径比容纳槽小的对接槽，其中第二叶片的对接槽用于固紧在上板容纳槽中的上导体耦合件而第一叶片的对接槽用于固紧在下板容纳槽中的下导体耦合件。
8.如权利要求1所述的装置，其中，上、下板分别包括在其外侧的多个上、下条板以与阳极柱组合。
全文摘要
一种高频振荡装置,其通过向运行空间辐射的热电子和设于阳极的共振腔的共同作用产生高频,进而通过天线输出,其中阳极包括一阳极柱,一具有多个第一叶片的上板及一具有多个第二叶片的下板,各叶片均以叉指方式直接组合而两板进一步紧固于其上,形成于上、下板的扇形槽增大了共振腔的电感,因此尽管共振腔的体积较小,本发明的高频共振装置也能够在约4KV的较低驱动电压下获得2.45GHz的基准频率,简化了制造和装配工艺。
文档编号H01J23/22GK1199279SQ98106138
公开日1998年11月18日 申请日期1998年4月2日 优先权日1997年4月15日
发明者孙钟哲, 朴光洙, 韩相龙 申请人:三星电子株式会社