JPS61232593A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高周波加熱装置の高調波漏洩防止構造の改良に
関する。

（従来の技術） 高周波加熱装置において、基本波ｋ　２．４５ＧＨｚ士
５０ＭＨｚ　　とした場合、下記のような高調波が発生
することが確認されている。ただし全部の高調波が太き
いわけではない。

第２高調波　　　４．９　ＧＨｚ±１００ＭＨｚ第６高
調波　　　７．３５ＧＨｚ±１５０ＭＨｚ第４高調波　
　　９．’８　ＧＨｚ±２００ＭＨｚ第５高調波　　１
２．２５ＧＨｚ±２５０ＭＨｚ第６高調波　　１４．７
　ＧＨｚ±３００ＭＨｚ第７高調波　　１７．１５ＧＨ
ｚ±３５０ＭＨｚ上記のうち第５高調波は各家庭で個別
受信する直接放送衛星（ＤＢＳ）の放送周波数帯１１．
７〜１２．７ＧＨｚに重なり、テレビ画像に横縞が入る
などの実害を与える恐れがある。また、他の高調波も将
来何らかの無線機器の周波数帯に重なり、実害を与える
ことが予想される。

高周波加熱装置の高調波漏洩防止手段として主なものは
次の通りである。

（１）高周波発振器９例えばマグネトロンの入力側に高
調波用フィルタを設ける。

（２）高周波発振器の出力アンテナ部に高調波用チョー
クを設ける。

（３）高周波発振器と加熱室とを連結する導波管に高調
波用フィルタを設ける。

（４）加熱室や加熱室を収納する外箱の吸気穴、排気穴
などの穴径、ピッチ等を調節する。

（５）導波管や加熱室などの接合部に電波減衰材を光て
んする。

（６）加熱室の開口部を開閉するドアのシール部に基本
波用チョーク以外に高調波用チョークまたは高調波吸収
体を設ける。

上記（３）項の高調波漏洩防止効果が十分であれば。

上記（１）項の手段を追加するだけで、他の手段は不要
となるので、コスト的に有利である。

上記（３）項に該当するものとして９面対称に配列され
る複数のリブ金有するフィルタ構造物を方形導波管内に
設ける提案が特公昭５２−１７８９１号公報にある。こ
の公報によると、リプが方形導波管の管軸方向に対して
直角の連続した板状である。

基本波用の導波管は、高調波に対しては複数の伝送モー
ドが存在し、高調波の次数が高くなるほど多数の伝送モ
ードが伝送可能となる。高調波の各伝送モードには自由
空間波長λ０よりも長いそれぞれ固有の遮断波長λＣと
、このλＣに対応する管内波長λｇがあることが知られ
ている。したがって上記公報のような連続した板状のリ
プでは高調波の各伝送モードに対してリプの高さ、厚み
。

ピッチを選ぶ必要がろるので、高調波の次数が高くなる
ほど構造が複雑となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の高調波漏洩防止用の導波管フィルタでは。

高調波の次数が高くなるほど構造が複雑となり。

コスト的に不利であった点である。

Ｃ問題点を解決するための手段） 加熱室と高周波発振器とを連結する方形導波管内におい
て、高調波のＴ　Ｅｍｏモードを減衰させるための複数
のスリットヲ切った魚骨状金属板を。

基本波のＴＥ１ｏモードおよび高調波のＴ　Ｅｍｏモー
ド以外のモードをカントオフする金属製の支持体により
Ｈ面との間隙を確保するように支持する構成としたもの
である。

（作　用） このように構成することによって、方形導波管から加熱
室に向かって伝搬しようとする少なくとも一つの高調波
のあらゆる高次モードに対して十分な減衰効果を発揮す
る。

（実施例） 以下１本発明の一実施例について構成および作用を図面
に従って説明する。

第８図のように高周波発振器１と加熱室２とを連結する
方形導波管３内に高調波減衰用のフィルタ４を挿入し、
高周波発振器１から発生した高調波が加熱室２内に向か
って伝搬するのを阻止している。加熱室２内では被加熱
物の焼けむら全少なくするため１例えばターンテーブル
５が設けられている。フィルタ４の構成を第１〜３図に
示す。

これらの図において、方形導波管３の断面の長辺寸法Ａ
、短辺寸法Ｂは加熱周波数すなわち基本波の自由空間波
長λ０に対してそれぞれλｏ／２＜Ａ＜λ０゜Ｂ〈λ０
／２となっており、ＴＥ１０モードが伝搬するよう、に
なっている。この方形導波管３内には。

高調波の自由空間波長λ０の約１／４の深さＤ？持つ複
数のスロット６全高周波エネルギー伝送方向（２方向）
に切った魚骨状金属板７を高調波の自由空間波長λ０の
約１／２以下のピッチＰで、長辺方向（ｘ方向）に配設
している。スロット乙の入口は方形導波管３のＨ面（幅
の広い面）８に対向している。魚骨状金属板７は、方形
導波管３の６面８に対して高調波の自由空間波長λ０の
１／２以下の空隙寸法Ｇ＝２保持すると共に９両端をＥ
面（幅の狭い面）９に接合した金属製の支持体１０によ
って支持されている。支持体１ｏにはネジ１１をネジ込
むための穴のあいたネジ取付部１２が方形導波管６の６
面９との接合部に設けられており、支持体１０と方形導
波管３の６面９と全接合した際、ネジ１１が方形導波管
３内に露出しないようになっている。魚骨状金属板７の
両端は、基本波に対する反射を少なりシ、かつ高周波エ
ネルギーを方形導波管３内の上方と下方の二つに等分す
るためのテーパー１３を設けている。

次に、上記構成の実施例について作用を説明する。

基本波に対して通過域となっている方形導波管３内に第
２〜７高調波が混在した場合、この方形導波管３内には
それぞれの高調波に対して多数の高次モードが存在する
。第１図に示すｘｙｚ座標において、方形導波管５の長
辺方向（ｘ方向）における電界最大点の数ｉｍ　（ｍ＝
　１．２．　”１・・・・・・）、短辺方向（ｘ方向）
における電界最大点の数ｋｎ（ｎ：　１　、２．３．−
・・・−・）とすると、ＴＥｍｎモード、　Ｔ　Ｅｍ。

モード、　ＴＥｏｎモードが存在し、磁界最大点の数で
同様に見た場合、　　７Ｍｍｎモード、　　ＴＭｍｌモ
ード。

Ｔ　Ｍ　ｌ　ｎモードが存在することは周知である。本
発明では上記高調波の少なくとも一つの高調波１例えば
第５高調波に対して支持体１０によりＴＥｍｏモード以
外のモードをカットオフし、さらに魚骨状金属板７によ
ｐＴＥｍｏモードを減衰させるものであるが、以下詳細
に作用を説明する。

第２図において支持体１０と方形導波管６の８面８との
間の空隙は、Ｘ方向に対しては高調波の自由空間波長λ
０の１／２以下の寸法Ｇに保持され、Ｘ方向に対しては
基本波の自由空間波長λ０の１／２よりも大きいＡ寸法
になっているため、この空隙ＧＸＡに対して高調波はＸ
方向に電界最大点がなく、Ｘ方向にｍ個あるＴＥｍｏモ
ードとして進入し。

他のモードはカットオフされる。

支持体１０と方形導波管３の０面９との接合部に隙間が
あると、フィルタ４に高調波のＴＥｏｎモードが進入す
るので、できるだけ密着させることが必要である。

また、支持体１０が誘電体の場合には１例えば第４図の
ように魚骨状金属板７どうしの間に誘電体を透過した電
磁界が進入し、スロット６内に入り込む電磁界の比率が
少□なくなり高調波の減衰が少なくなると推測される□
。このような条件では魚骨状金属板７による高調波の減
衰作用が少なく、フィルタとして実用にならないことが
実験的に確認されている。

支持体１０ヲ本発明のように金属製にすると、支持体１
０は高周波発振器１からフィルタ４に進入する高調波成
分ｔ−ＴＥｍｏモードに限定するというモード規制作用
の外に、下記のように電磁界を方形導波管乙の８面８と
魚骨状金属板７との間に形成されるスロット線路に沿っ
て強制的に伝搬させようとする電波通路規制作用がある
。

支持体１０と８面８との間の空隙に伝搬してきた電磁界
、すなわち８面８近傍に集められた電磁界は９次に魚骨
状金属板７と８面８との間の電波通路に進入する。この
電波通路を第５図に示し、この図の一点鎖線で囲んだ領
域における電磁界分布を第６図に示す。ただし、第６図
では、’ｉｔ磁界分布金分全弁易くするため、魚骨状金
属板７のスロット６を省略しており、１４は魚骨状金属
板７の影像である。影像１４ヲ考慮すると、魚骨状金属
板７と方形導波管３の８面８との間の電波通路はマイク
ロ波伝送線路の一種として知られているスロット線路と
みなせる。スロット線路内の電磁界の波長は自由空間波
長λＯである。このようなスロット線路内に、支持体１
０と８面８との間の空隙全通過したＴＥｍｏモードの大
部分を導き入れるためには、電界と導体との境界条件の
原理から魚骨状金属板７と８面８との空隙寸法Ｇが魚骨
状金属板Ｚどうしの間の空隙寸法Ｑ（第２図参照）より
も小さいことが必要である。

また、支持体１０および魚骨状金属板７の８面８に対向
する面どうしの表面電流の連続性を考慮すると、第１図
のように両者１０，７の８面８側の面が互いに同一面上
にあり、かつ導通していることが好ましい。

さらに、スロｙ）線路は、この線路と双対の関係にある
マイクロストリップ線路と置き変えて考えることができ
るのは周知の通りである。

したがって、深さＤｉ約λｏ／４としたスロット６を複
数個設けた魚骨状金属板７と８面８との間の電波通路は
、第７図のようなス）　ＩＪツブ導体を持つマイクロス
トリップ線路と等価と考えられる。

第７図のマイクロストリップ線路は主線路１５にλ０／
４の分岐線路をλｏ／　４ピツチで複数個臓けたもので
、帯域阻止フィルタとして知られているものである。λ
０を高調波の自由空間波長とすることにより、高調波に
対する帯域阻止フィルタとして作用する。

次に、魚骨状金属板７のピッチＰ、スロット６の深さり
、ピッチＰｓと高調波の自由空間波長λＯの関係につい
てまとめてみる。

魚骨状金属板７のピッチＰとして、支持体１０と８面８
との空隙ＧＸＡ’２通過する高調波のＴＥ１０゜ＴＥ２
０．　ＴＥ３Ｃ１，・・・・・・モードのすべての電界
最大点の位置に魚骨状金属板７が対応するように設定す
れば、各スロｙ）線路の入力端が電界最大となり。

スロット線路内へ電磁界が進入し易くなり、スロット６
に入いる電磁界の割合が多くなり、帯域阻止フィルタと
しての作用が十分発揮できる。魚骨状金属板７どうしの
間の空隙が支持体１０と８面８との空隙ＧｘＡｉ通過す
る高調波のＴ　Ｅｍｏモードの中で最も短い遮断波長λ
ｃｉ持つモードは最高次のモードである。ピッチＰの最
大値としては、その最高次のモードの遮断波長λＣの１
／２に対応する寸法である。これは、高調波のＴＥｍｏ
モードの遮断波長λＣの１／２よりもピンチＰが大きい
場合に。

魚骨状金属板Ｚどうしの間の空隙に高調波の電磁界が進
入し易くなり、スロット６に入る高調波の電磁界の割合
が減り、帯域阻止フィルタとしての作用が損なわれるか
らである。ＴＥｍｏモードの最高次の遮断波長λＣはλ
ｃ＝２Ａ／ｍ）λｏｆ満足するｍの数値を最も大きくし
たときの２　Ａ／ｍの値で。

このとき、λＣがλ０に最も接近している。ちなみに、
　Ａ＝８０簡の方形導波管６では、基本波音２．４５Ｇ
Ｈｚにすると、第５高調波のＴＥｍｏモードの最高次の
ｍは６であり、このときのλＣ／２は１３．３ｍで。

λ０／２は１２．２＋ａで、λＣ／２とλ０／２とは近
い値となっている。したがって、ピッチＰの最大値とし
ては、高調波の自由空間波長λ０の約１／２とみなして
もよい。

スロット６の深さＤとピッチＰｓ（第５図参照）は、魚
骨状金属板７と８面８との間の空隙をスロット線路とみ
なし、このスロット線路がマイクロストリップ線路と双
対であり、マイクロストリップ線路を帯域阻止フィルタ
として作用させるための条件を考慮すると１両寸法とも
に高調波の自由空間波長λＯの１／４となる。しかし、
魚骨状金属板７と８面８との空隙寸法Ｇ、スロット幅Ｗ
等の相対的寸法関係によってスロット６の入口付近の電
磁界分布が変わってくるので、スロットの深さＤおよび
ピッチＰｓｉ高調波のλ０／４とするのは大体の目安と
してである。

なお、高周波発振器１から発生した基本波は。

テーパー１６により上方と下方に２等分さｎ、それぞれ
支持体１０と８面８との間の空隙Ｇ　Ｘ　Ａ　七ＴＥ１
０モードとして通過し、魚骨状金属板７と１４面８との
間の空隙の電波通路に入る。例えば基本波音２．４５Ｇ
Ｈｚとし、スロット８の深さＤを第５高調波阻止用に第
５高調波の自由空間波長λ０の１７４である６、１閣程
度に設定すると、基本波ではλｏ　／　４は３０．６ｍ
ｍであり１寸法的にかけ離れており、殆んど減衰を受け
ずにフィルタ４部分を通過する。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明によると、高周波発振器か
ら発生した高周波エネルギーは、方形導波管から加熱室
に向かって伝搬するが、方形導波管の断面の長辺方向（
ｘ方向）に並べた魚骨状金属板を金属製の支持体で支え
、この支持体と魚骨状金属板の各部寸法を設定すること
により、上記高周波エネルギーに混在する少なくとも一
つの高調波全阻止することができ、構造が簡単であり。

方形導波管の軸方向（２方向）の寸法を短くするこトカ
でき、コンパクトでコスト的に有利な高周波加熱装置全
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による高周波加熱装置の方形
導波管６内に入れたフィルタ４の要部斜視図、第２図は
同フィルタ４のｘｙ面における断面図、第３図は同フィ
ルタ４のネジ取付部１２付近の斜視図、第４図は同支持
体１０が誘電体で形成されたことを想定した場合の魚骨
状金属板Ｚ付近の電磁界分布の例を示す断面図、第５図
は同ｙｚ面内における魚骨状金属板７の拡大図、第６図
は同方形導波管３の８面８と魚骨状金属板７との間の電
波通路の電磁界分布説明図、第７図は同マイクロストリ
ップ線路形帯阻止フィルタの原理図、第８図は本発明の
高周波加熱装置の一実施例を示す要部断面図である。 １・・・高周波発振器、　　　２・・加　熱　室。 ろ・・・方形導波管、　　　　６・・・スロット。 ７・・・魚骨状金属板、　　　８・・・Ｈ面。 ９・・・Ｅ　　　面、１０・・・支　持　体。 Ｇ、Ｑ・・・空隙寸法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加熱物を収納する加熱室（２）内に高周波発振器（１
   ）からの高周波エネルギーを伝送する方形導波管（３）
   をもつ高周波加熱装置において、上記導波管（３）のＨ
   面（８）に対向する入口を持つ複数のスロット（６）を
   切った魚骨状金属板（７）を方形導波管（３）の断面の
   長辺方向（ｘ方向）に複数枚、それらどうしの間に空隙
   寸法（Ｑ）を介して配置し、それらの両端を金属製の支
   持体（１０）で接合し、それをＥ面（９）に固定して魚
   骨状金属板（７）を支持し、かつ魚骨状金属板（７）と
   Ｈ面（８）との間に空隙寸法（Ｇ）を設け、それを空隙
   寸法（Ｑ）よりも小さくしたことを特徴とする高周波加
   熱装置。