磁控管管芯、磁控管和微波爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種磁控管管芯，包括：A側(cè)管殼；耦合天線，設(shè)置在所述A側(cè)管殼內(nèi)且與所述A側(cè)管殼的軸線重合，所述耦合天線上設(shè)置有與所述A側(cè)管殼構(gòu)成間隙電容的多個容性結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型還提出了一種磁控管和一種微波爐。通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠?yàn)V除通過耦合天線的諧波，進(jìn)而有效地抑制了磁控管的諧波輸出，改善了磁控管的EMC性能。同時，相比于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置扼流結(jié)構(gòu)的方案，本申請的技術(shù)方案能夠有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
【專利說明】磁控管管芯、磁控管和微波爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁控管【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種磁控管管芯、一種磁控管和一種微波爐。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，磁控管應(yīng)用最廣泛的是電子真空管，由于其相比于其他類型的真空管來說，具有效率高、體積小、功率大、工作電壓低、方便使用等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用作包括家用微波爐在內(nèi)的微波應(yīng)用設(shè)備的微波發(fā)生源。
[0003]隨著電子電氣產(chǎn)品雨后春筍般快速涌現(xiàn)，使得有限的頻譜資源變得越來越緊張。為了在一方面控制電子設(shè)備搶占日益緊張的頻譜資源，緩解日益嚴(yán)峻的電磁環(huán)境，另一方面提倡綠色家電，提高人們生活質(zhì)量，保護(hù)人們身體健康，歐美和中國都制訂了相關(guān)的電磁測試及電磁兼容(Electromagnetic Compatibility, EMC)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。微波爐作為應(yīng)用最廣泛、家庭常用的微波設(shè)備，其EMC認(rèn)證越來越引起關(guān)注，作為微波爐的核心部件磁控管的EMC性能好壞直接決定微波爐EMC性能，故磁控管的EMC性能成為磁控管行業(yè)研究的重點(diǎn)。由于磁控管EMC相關(guān)的理論還很不成熟，還沒能找到諧波產(chǎn)生的根源和物理機(jī)理，因此，改善磁控管EMC性能的研究都集中在如何抑制磁控管的諧波輸出上。
[0004]微波爐磁控管主要由真空管芯、散熱部分、磁回路等構(gòu)成，其中，真空管芯一般由陽極諧振系統(tǒng)、陰極發(fā)射系統(tǒng)、能量輸出系統(tǒng)構(gòu)成。如圖1所示，陽極諧振系統(tǒng)是由陽極筒I’、葉片2’、大交連環(huán)3’和小交連環(huán)4’構(gòu)成；陰極發(fā)射系統(tǒng)主要包括螺旋燈絲5’和支桿組件6’。
[0005]磁控管陰極發(fā)射系統(tǒng)與陽極諧振系統(tǒng)被同軸的安裝在一起，在陽極諧振系統(tǒng)的軸向方向上下對稱地安裝一對錐狀的磁極，分別為A側(cè)磁極7’和K側(cè)磁極8’。散熱片11’為散熱系統(tǒng)，將陽極筒I’的熱量散發(fā)到空氣中，降低陽極筒溫度。
[0006]能量輸出系統(tǒng)一般分為軸向輸出和徑向輸出，軸向輸出又分為同軸線輸出和陶瓷輸出，徑向輸出又分為水平極化輸出和垂直極化輸出。圖2中示出了磁控管管芯的軸向同軸線輸出結(jié)構(gòu)，包括:耦合天線91’、A側(cè)管殼92’、陶瓷輸出窗93’、排氣管94’、天線帽95’。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中一般通過以下幾種方式來抑制磁控管的諧波輸出:
[0008](I)在能量輸出系統(tǒng)中的A側(cè)管殼92’增加扼流結(jié)構(gòu)來抑制諧波輸出；
[0009](2)在高壓輸入系統(tǒng)中的K側(cè)管殼增加扼流結(jié)構(gòu)抑制諧波從支桿組件6’泄露；
[0010](3)優(yōu)化磁極及交連環(huán)來抑制諧波輸出。
[0011]由于在A側(cè)管殼92’或K側(cè)管殼增加扼流結(jié)構(gòu)的方案有傳輸線理論支撐，故比較成熟，且被廣泛應(yīng)用到磁控管中用來抑制高次諧波。然而扼流結(jié)構(gòu)抑制頻帶很窄，導(dǎo)致一個扼流結(jié)構(gòu)只能抑制一個頻點(diǎn)，若需要抑制多個頻點(diǎn)，則需要精加工和精裝配，導(dǎo)致成本增加(材料成本、精加工成本、組裝工序成本、物料管理成本)，而且很難保證加工和組裝的一致性，即產(chǎn)品一致性難以保證。具體地，如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中加扼流結(jié)構(gòu)97’用于抑制五次諧波，加扼流結(jié)構(gòu)96’用于抑制3次諧波。此外，優(yōu)化磁極和交連環(huán)的方案由于優(yōu)化空間小，因此很難協(xié)調(diào)磁控管的工作效率和EMC性能。
[0012]因此，如何能夠在盡量降低成本的前提下，有效抑制磁控管的諧波輸出，進(jìn)而改善磁控管的EMC性能成為亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0014]為此，本實(shí)用新型的一個目的在于提出了一種能夠?yàn)V除通過耦合天線的諧波，進(jìn)而有效地抑制了磁控管的諧波輸出，改善了磁控管EMC性能的磁控管管芯。
[0015]本實(shí)用新型的另一個目的在于相應(yīng)提出了一種磁控管和一種微波爐。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面的實(shí)施例，提出一種磁控管管芯，包括:A側(cè)管殼；耦合天線，設(shè)置在所述A側(cè)管殼內(nèi)且與所述A側(cè)管殼的軸線重合，所述耦合天線上設(shè)置有與所述A側(cè)管殼構(gòu)成間隙電容的多個容性結(jié)構(gòu)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯，由于耦合天線與A側(cè)管殼的軸線重合，即耦合天線與A側(cè)管殼同軸，因此構(gòu)成了同軸輸出的能量輸出系統(tǒng)；同時由于耦合天線上流過的是高頻電流，因此耦合天線可以等效為電感，電感與由容性結(jié)構(gòu)和A側(cè)管殼構(gòu)成的間隙電容形成了同軸低通濾波器，進(jìn)而能夠?yàn)V除通過耦合天線的諧波，有效地抑制了磁控管的諧波輸出，改善了磁控管的EMC性能。同時，相比于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置扼流結(jié)構(gòu)的方案，本申請的技術(shù)方案能夠有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0018]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的磁控管管芯，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，每個所述容性結(jié)構(gòu)包括:圓柱形容性結(jié)構(gòu)、圓臺形容性結(jié)構(gòu)或具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度處于1.5毫米至5毫米之間，所述圓柱形的容性結(jié)構(gòu)的底面直徑處于4毫米至10毫米之間。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中柱形的高度處于1.5毫米至5毫米之間，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中柱形的底面直徑處于4毫米至10毫米，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中的錐頂結(jié)構(gòu)的傾角處于90度至160度之間。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)的高度處于I毫米至4毫米之間。
[0023]作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述耦合天線上設(shè)置有兩個所述容性結(jié)構(gòu)，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之間的距離處于2毫米至5毫米之間。其中，兩個容性結(jié)構(gòu)可以是兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)、兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)、兩個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)、一個圓柱形容性結(jié)構(gòu)和一個圓臺形容性結(jié)構(gòu)、一個圓柱形容性結(jié)構(gòu)和一個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)、一個圓臺形容性結(jié)構(gòu)和一個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。
[0024]而在耦合天線上設(shè)置有兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)時，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第一圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別處于6毫米至8毫米之間和7毫米至9毫米之間，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第二圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別處于6毫米至8毫米之間和8毫米至11毫米之間。其中，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)之間的距離處于3毫米至5毫米之間。
[0025]對于設(shè)置有兩個容性結(jié)構(gòu)的耦合天線，其橫截面為圓形，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之間的耦合天線的直徑處于I毫米至2毫米之間，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之外的耦合天線的直徑處于1.5毫米至4毫米之間。當(dāng)然，對于設(shè)置有多個容性結(jié)構(gòu)的耦合天線，多個容性結(jié)構(gòu)之間的耦合天線的直徑也可以處于I毫米至2毫米之間，多個容性結(jié)構(gòu)之外的耦合天線的直徑也可以處于1.5毫米至4毫米之間。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述多個容性結(jié)構(gòu)與所述耦合天線為一體式結(jié)構(gòu)。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯，通過將容性結(jié)構(gòu)與耦合天線設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，能夠更便于工業(yè)設(shè)計(jì)。當(dāng)然，容性結(jié)構(gòu)與耦合天線也可以是分體式結(jié)構(gòu)。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，還包括:A側(cè)磁極，與所述A側(cè)管殼相連接，所述A側(cè)磁極的軸線與所述A側(cè)管殼的軸線重合，所述耦合天線穿過所述A側(cè)磁極設(shè)置在所述A側(cè)管殼內(nèi)。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述多個容性結(jié)構(gòu)中距離所述A側(cè)磁極和所述A側(cè)管殼的連接面最近的容性結(jié)構(gòu)與所述連接面之間的距離處于I毫米至3毫米之間。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述A側(cè)磁極上開設(shè)有供所述耦合天線穿過的天線孔和與所述天線孔連接的缺口。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯，相比于現(xiàn)有技術(shù)中僅設(shè)置天線孔的結(jié)構(gòu)，通過在A側(cè)磁極上設(shè)置與天線孔連接的缺口，可以便于耦合天線與A側(cè)磁極的安裝。優(yōu)選地，A側(cè)磁極為帽型磁極。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述天線孔的直徑處于3毫米至5毫米之間，所述缺口包括矩形缺口，所述矩形缺口的寬度處于2毫米至3毫米之間。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述A側(cè)磁極與所述A側(cè)管殼通過焊接或擠壓的方式相連接。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的實(shí)施例，還提出了一種磁控管，包括:上述任一項(xiàng)實(shí)施例中所述的磁控管管芯。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型第三方面的實(shí)施例，還提出了一種微波爐，包括:上述實(shí)施例中所述的磁控管。
[0036]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0038]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中提出的磁控管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中提出的磁控管管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在耦合天線上設(shè)置兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0042]圖4B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在耦合天線上設(shè)置一個圓柱形容性結(jié)構(gòu)和一個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0043]圖4C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在耦合天線上設(shè)置兩個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0044]圖4D示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在耦合天線上設(shè)置兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0045]圖5A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的A側(cè)磁極的第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖5B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的A側(cè)磁極的第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖5C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的A側(cè)磁極的第三視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)與耦合天線構(gòu)成低通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的低通濾波器的工作頻率示意圖；
[0051]圖9A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的圓柱形容性結(jié)構(gòu)的底面直徑與衰減頻帶之間的關(guān)系不意圖；
[0052]圖9B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度與衰減頻帶之間的關(guān)系不意圖；
[0053]圖9C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的圓柱形容性結(jié)構(gòu)到A側(cè)磁極和A側(cè)管殼的連接面的距離與衰減頻帶之間的關(guān)系示意圖；
[0054]圖1OA示出了現(xiàn)有技術(shù)中的磁控管EMC測試頻譜示意圖；
[0055]圖1OB示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管EMC測試頻譜示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0056]為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0057]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0058]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0059]如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的磁控管管芯，包括:A側(cè)管殼I ;耦合天線2，設(shè)置在所述A側(cè)管殼I內(nèi)且與所述A側(cè)管殼I的軸線重合，所述耦合天線2上設(shè)置有與所述A側(cè)管殼I構(gòu)成間隙電容的多個容性結(jié)構(gòu)21。
[0060]由于耦合天線2與A側(cè)管殼I的軸線重合，即耦合天線2與A側(cè)管殼I同軸，因此構(gòu)成了同軸輸出的能量輸出系統(tǒng)；同時由于耦合天線2上流過的是高頻電流，因此耦合天線2可以等效為電感，電感與由容性結(jié)構(gòu)21和A側(cè)管殼I構(gòu)成的間隙電容形成了同軸低通濾波器，進(jìn)而能夠?yàn)V除通過耦合天線2的諧波，有效地抑制了磁控管的諧波輸出，改善了磁控管的EMC性能。同時，相比于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置扼流結(jié)構(gòu)的方案，本申請的技術(shù)方案能夠有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0061]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的磁控管管芯，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，每個所述容性結(jié)構(gòu)21包括:圓柱形容性結(jié)構(gòu)、圓臺形容性結(jié)構(gòu)或具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。
[0063]作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述耦合天線上設(shè)置有兩個所述容性結(jié)構(gòu)21，兩個所述容性結(jié)構(gòu)21之間的距離處于2毫米至5毫米之間。
[0064]其中，兩個容性結(jié)構(gòu)可以有多種組成結(jié)構(gòu)，以下列舉其中的幾種組成結(jié)構(gòu):
[0065]實(shí)施例一:
[0066]如圖4A所示，兩個容性結(jié)構(gòu)為兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)的直徑滿足4mm < Φ0 ^ 10mm，兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)的厚度可以不一致，但厚度滿足
1.5mm ^ H1 ^ 5mm,兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)之間的間距滿足2mm ^ H2 ^ 5mm,f禹合天線的內(nèi)徑?菌足 1.5mm ^ Φ a ^ 4mm, 1mm ^ Φ L ^ 2mm。
[0067]實(shí)施例二:
[0068]如圖4B所示，兩個容性結(jié)構(gòu)為一個圓柱形容性結(jié)構(gòu)和一個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，圓柱形容性結(jié)構(gòu)的直徑滿足4mm < Φ。< 10mm,圓柱形容性結(jié)構(gòu)的厚度滿足1.5mm ^ H1 ^ 5mm,圓柱形容性結(jié)構(gòu)與具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)之間的間距滿足2mm < H2 < 5mm,稱合天線的內(nèi)徑滿足1.5mm ^ Φa ^ 4mm, Imm < < 2mm。具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的柱形的底面直徑滿足4mm < Φ。’ < 10mm,具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的柱形的高度滿足1.5mm < H3 < 5mm,具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的錐頂結(jié)構(gòu)的傾角滿足 90° ( Θ ( 160。。
[0069]實(shí)施例三:
[0070]如圖4C所示，兩個容性結(jié)構(gòu)為兩個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，兩個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的柱形的底面直徑均滿足4mm <10mm，具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的柱形的高度均滿足1.5mm ^ H3 ^ 5mm，具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)的錐頂結(jié)構(gòu)的均傾角滿足90° ( Θ 160°。兩個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)之間的間距滿足2臟< H2 < 5臟,率禹合天線的內(nèi)徑滿足1.5臟< Φ a < 4mm, I臟< Φ L < 2臟。
[0071]實(shí)施例四:
[0072]如圖4D所示，兩個容性結(jié)構(gòu)為兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第一圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別滿足6mm ( ( 8mm,7mm彡Φ&彡9mm,兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第二圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別滿足6mm ^ ΦΛ1 ^ 8mm, 8mm (I lmm,兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)之間的距離滿足3mm < H5 < 5mm,兩個圓臺形容性結(jié)構(gòu)的高度滿足lmm ^ H4 4mm。
[0073]實(shí)施例五:
[0074]兩個容性結(jié)構(gòu)為一個圓柱形容性結(jié)構(gòu)和一個圓臺形容性結(jié)構(gòu)。
[0075]實(shí)施例六:
[0076]兩個容性結(jié)構(gòu)為一個圓臺形容性結(jié)構(gòu)和一個具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。
[0077]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述多個容性結(jié)構(gòu)21與所述耦合天線2為一體式結(jié)構(gòu)。
[0078]通過將容性結(jié)構(gòu)21與耦合天線2設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，能夠更便于工業(yè)設(shè)計(jì)。當(dāng)然，容性結(jié)構(gòu)21與耦合天線2也可以是分體式結(jié)構(gòu)。
[0079]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，如圖3所示，還包括:A側(cè)磁極3，與所述A側(cè)管殼I相連接，所述A側(cè)磁極3的軸線與所述A側(cè)管殼I的軸線重合，所述耦合天線2穿過所述A側(cè)磁極3設(shè)置在所述A側(cè)管殼I內(nèi)。
[0080]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述多個容性結(jié)構(gòu)21中距離所述A側(cè)磁極3和所述A側(cè)管殼I的連接面最近的容性結(jié)構(gòu)21與所述連接面之間的距離H處于I毫米至3毫米之間。
[0081]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，如圖5A至圖5C所示，A側(cè)磁極3上開設(shè)有供所述率禹合天線2穿過的天線孔31和與所述天線孔31連接的缺口 32。
[0082]通過在A側(cè)磁極3上設(shè)置與天線孔31連接的缺口 32，可以便于耦合天線2與A側(cè)磁極3的安裝。優(yōu)選地，A側(cè)磁極3為帽型磁極。
[0083]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例,所述天線孔31的直徑滿足3mm ( Φ?！贯?mm,所述缺口 32包括矩形缺口，所述矩形缺口的寬度滿足2mm ( Lcj ( 3mm。
[0084]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，所述A側(cè)磁極3與所述A側(cè)管殼I通過焊接或擠壓的方式相連接。
[0085]如圖3所示，磁控管管芯還包括:陶瓷輸出窗4、排氣管5、天線帽6。
[0086]如圖6所述，本實(shí)用新型還提出了一種磁控管，包括:上述實(shí)施例中所述的磁控管管芯。
[0087]同時，本實(shí)用新型還提出了一種微波爐，包括:上述實(shí)施例中所述的磁控管。
[0088]以下結(jié)合圖7至圖10B，以上述實(shí)施例一，即兩個容性結(jié)構(gòu)為兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)為例詳細(xì)說明書本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0089]如圖7所示，兩個圓柱形容性結(jié)構(gòu)與A側(cè)管殼之間的間隙電容和耦合天線形成的電感構(gòu)成η型低通濾波器。圓柱形容性結(jié)構(gòu)和A側(cè)管殼同軸安裝，間隙距離保持不變，可以將同軸展開看成平板研究，平板電容器的電容計(jì)算公式是:
[0090]C = #，其中，ε為極板之間填充介質(zhì)的介電常數(shù)，S為極板正對面積，d為兩極
a
板之間的距離。
[0091]考慮本實(shí)用新型的模型，將同軸線沿角向展開計(jì)算圓柱形容性結(jié)構(gòu)與A側(cè)管殼的正對面積51 = 2, +也,2，A側(cè)管殼的內(nèi)表面與圓柱形容性結(jié)構(gòu)之間的間隙i/ = rA_ -代/ 2，因此，圓柱形容性結(jié)構(gòu)與A側(cè)管殼之間的間隙電容為:
廣2πr^+^/2
[0092]Cj = Sq.-~—-----H1 ；
rk -^/2 2
[0093]其中，ε ^為真空介電常數(shù)，可以取l，rk為和圓柱形容性結(jié)構(gòu)正對處的A側(cè)管殼內(nèi)徑，0。/2為圓柱形容性結(jié)構(gòu)的底面半徑，H1為圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度。
[0094]由上述公式可知，間隙電容Cj與圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度H1成正比，與圓柱形容性結(jié)構(gòu)和A側(cè)管殼之間的距離(ι\-φε/2)成反比。即當(dāng)A側(cè)管殼不變時，圓柱形容性結(jié)構(gòu)的底面半徑增加，圓柱形容性結(jié)構(gòu)和A側(cè)管殼之間的距離減小，間隙電容增大。
[0095]如圖7所示，耦合天線等效成電感U、L2和L3，與間隙電容Cp Cj2 一起構(gòu)成π型低通濾波電路。低通濾波器使頻率低的微波低損耗的通過，高頻率微波會產(chǎn)生衰減，從而濾除高次諧波。如圖8所示，截止頻率f。是指低損耗通過濾波器最高微波頻率，截止頻率往低頻端頻帶稱為通帶(Ο-f。頻帶)，截止頻率往高頻端頻率稱為阻帶或衰減頻帶(f。以上頻段)。
[0096]為了分析方便，不妨設(shè)Cjl = Cj2 = C，則該型低通濾波電路的截止頻率為:
2
G)c = ,「，
[0097]從上述公式可得濾波電路的截止圓頻率ω。和間隙電容Cj及耦合天線電感L2成反比關(guān)系。當(dāng)耦合天線的尺寸不變時，η型濾波器的等效電感L2不變，電容&增加時，截止頻率ω。降低，即頻帶左移。
[0098]因結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，理論推導(dǎo)非常復(fù)雜，故利用計(jì)算機(jī)按照設(shè)計(jì)的尺寸建模，模擬計(jì)算不同的尺寸濾波天線，可以得到不同的抑制頻帶，給出各尺寸與抑制頻帶的關(guān)系圖，如圖9Α所示。
[0099]從圖9Α可看出，本申請的技術(shù)方案抑制的頻帶范圍非常寬，一個具有容性結(jié)構(gòu)的率禹合天線可以抑制多個諧波點(diǎn)，且圓柱形容性結(jié)構(gòu)的底面半徑Φ。在3.5mm-5.5mm范圍內(nèi)時，對8GHz-14GHz頻段的諧波有較好的抑制作用。圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度不變，直徑Φ。增大時，阻帶往低頻挪動，且半徑每變化1mm，頻帶挪動2GHz左右，變化非常明顯，與上述理論分析非常相符。
[0100]圖9B示出了在其他參數(shù)不變時，圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度與諧振頻率之間的曲線圖，從圖9B中可以看出，圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度增加，頻帶向低頻端移動，且圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度在范圍內(nèi)時，對8GHz-14GHz頻段內(nèi)的諧波有1dB以上的抑制，與上述理論分析相一致。
[0101]圖9C示出了在其他參數(shù)不變時，圓柱形容性結(jié)構(gòu)到A側(cè)磁極和A側(cè)管殼的連接面的距離與諧振頻率之間的曲線圖，從圖9C中可以看出，距離變化1mm，頻帶漂移非常小，表明衰減頻帶隨尺寸變化不敏感，組裝公差要求低，正因?yàn)轳詈咸炀€抑制頻帶寬，圓柱形容性結(jié)構(gòu)到A側(cè)磁極和A側(cè)管殼的連接面的距離對頻帶漂移影響小，故加工要求和裝配要求可以大大降低，從而簡化加工難度，節(jié)省制造成本。
[0102]根據(jù)上述分析可知，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案抑制頻帶非常寬，1dB抑制頻帶達(dá)8GHz，即可以同時抑制多個諧波點(diǎn)，是一種寬帶抑制，且抑制深度非常深；結(jié)構(gòu)加工公差要求相對寬松，組裝公差要求松，具有可制造性。因此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在不增加工序和人力成本的情況下，提高磁控管的EMC性能和產(chǎn)品一致性，為磁控管的EMC改善提供一種新思路。
[0103]如圖1OA所示為現(xiàn)有技術(shù)中磁控管的EMC測試頻譜圖，圖1OB所示為本實(shí)用新型提出的磁控管的EMC測試頻譜圖?？梢?，采用本實(shí)用新型提出的磁控管，8GHz以上測試頻譜變得非常純凈，電磁兼容性能更好，與上述分析理論分析及計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果非常相符。
[0104]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本實(shí)用新型提出了一種新的磁控管管芯結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)V除通過耦合天線的諧波，進(jìn)而有效地抑制了磁控管的諧波輸出，改善了磁控管的EMC性能。同時，相比于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置扼流結(jié)構(gòu)的方案，本申請的技術(shù)方案能夠有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0105]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁控管管芯，其特征在于，包括: A側(cè)管殼； 耦合天線，設(shè)置在所述A側(cè)管殼內(nèi)且與所述A側(cè)管殼的軸線重合，所述耦合天線上設(shè)置有與所述A側(cè)管殼構(gòu)成間隙電容的多個容性結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管管芯，其特征在于，每個所述容性結(jié)構(gòu)包括:圓柱形容性結(jié)構(gòu)、圓臺形容性結(jié)構(gòu)或具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控管管芯，其特征在于，所述圓柱形容性結(jié)構(gòu)的高度處于1.5毫米至5毫米之間，所述圓柱形的容性結(jié)構(gòu)的底面直徑處于4毫米至10毫米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控管管芯，其特征在于，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中柱形的高度處于1.5毫米至5毫米之間，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中柱形的底面直徑處于4毫米至10毫米，所述具有錐頂結(jié)構(gòu)的柱形容性結(jié)構(gòu)中的錐頂結(jié)構(gòu)的傾角處于90度至160度之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控管管芯，其特征在于，所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)的高度處于I毫米至4毫米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的磁控管管芯，其特征在于，所述耦合天線上設(shè)置有兩個所述容性結(jié)構(gòu)，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之間的距離處于2毫米至5毫米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁控管管芯，其特征在于，所述耦合天線上設(shè)置有兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第一圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別處于6毫米至8毫米之間和7毫米至9毫米之間，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)中的第二圓臺形容性結(jié)構(gòu)的兩個底面的直徑分別處于6毫米至8毫米之間和8毫米至11毫米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁控管管芯，其特征在于，兩個所述圓臺形容性結(jié)構(gòu)之間的距離處于3毫米至5毫米之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁控管管芯，其特征在于，所述耦合天線的橫截面為圓形，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之間的耦合天線的直徑處于I毫米至2毫米之間，兩個所述容性結(jié)構(gòu)之外的耦合天線的直徑處于1.5毫米至4毫米之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的磁控管管芯，其特征在于，所述多個容性結(jié)構(gòu)與所述耦合天線為一體式結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的磁控管管芯，其特征在于，還包括: A側(cè)磁極，與所述A側(cè)管殼相連接，所述A側(cè)磁極的軸線與所述A側(cè)管殼的軸線重合，所述耦合天線穿過所述A側(cè)磁極設(shè)置在所述A側(cè)管殼內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁控管管芯，其特征在于，所述多個容性結(jié)構(gòu)中距離所述A側(cè)磁極和所述A側(cè)管殼的連接面最近的容性結(jié)構(gòu)與所述連接面之間的距離處于I毫米至3毫米之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁控管管芯，其特征在于，所述A側(cè)磁極上開設(shè)有供所述耦合天線穿過的天線孔和與所述天線孔連接的缺口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁控管管芯，其特征在于，所述天線孔的直徑處于3毫米至5毫米之間，所述缺口包括矩形缺口，所述矩形缺口的寬度處于2毫米至3毫米之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁控管管芯，其特征在于，所述A側(cè)磁極與所述A側(cè)管殼通過焊接或擠壓的方式相連接。
16.一種磁控管，其特征在于，包括:如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的磁控管管芯。
17.—種微波爐，其特征在于，包括:如權(quán)利要求16所述的磁控管。
【文檔編號】H01J23/54GK204011357SQ201420482599
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】胡孔一, 劉志勇 申請人:廣東威特真空電子制造有限公司