Brevet FR2467479A1 — publié le 19810417

MAGNETRON L'invention concerne un magnétron comportant une enveloppe étanche au vide munie d'un bottier anodique présentant des ailettes anodiques s'étendant, à l'intérieur à partir de la paroi intérieure du bottier anodique, d'une partie de sortie, d'une snde d'antenne s'étendant dans la- dite partie de sortie et connectée à au moins l'une des ai- lettes anodiques, et d'un filtre pour l'atténuation d'une fréquence autre que la fréquence fondamentale du magnétron. Un tel magnétron est connu du brevet des Etats- Unis d'Amérique n' 3 849 737, il est utilisé notamment pour les fours à micro-ondes destinés à la préparation d'ali- ments et autres. Dans ce magnétron, le filtre est constitué d'un corps métallique en forme de cupule qui entoure coa- xialement la sonde d'antenne et dont le fond est relié à la sonde d'antenne. La réalisation de filtres de ce genre et leur fixation dans le magnétron compliquent la réalisa- tion dudit magnétron, ce qui apporte des inconvénients pour la réalisation en grandes séries et se traduit par une aug- mentation des coflts. Or, l'invention vise à fournir un magnétron dans lequel le filtre pour l'atténuation d'une fréquence autre que la fréquence fondamentale est obtenu à l'aide de moyens simples. Conformément à l'invention, un magnétron du genre mentionné dans le préambule est caractérisé en ce que le filtre est constitué par au moins, saillie de la sonde d'antenne s'étendant suivant ladite sonde d'antenne de fa- çon à former une fente présentant une longueur électrique effective qui est pratiquement égale au quart de la lon- gueur d'onde correspondant à la fréquence à atténuer. Un filtre ainsi obtenu est non seulement très efficace, mais sa structure est en outre particulièrement simple. Les pièces nécessaires du filtre sont faciles à réaliser et leur fixation dans le magnétron peut être ob- tenue au cours d'une opération simple et rapide, comme le soudage par points. Il y a lieu de noter que l'utilisation 2467479. de filtres d'arrêt de bande pour fréquences de-micro-onde est connue en soi (Electronic Engineering$ vol. 50, Ne 604 avril 1978, pages 39-41). Toutefois, ces filtres connus con- cernent des structures à micro-bande, qui s'appliquent aux systèmes de transmission dans le domaine de traitement de signal à faible puissance. Une forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que le filtre est constitué par deux saillies qui sont situées de façon symétrique-par rapport à l'axe géométrique de la sonde d'antenne. Une telle réa- lisation symétrique du filtre augmente l'efficacité pour l'atténuation d'une fréquence indésirable. Une autre forme de réalisation de la présente invention est caractérisée en ce que les deux côtés de la sonde d'antenne s'étend une saillie le long de la sonde d'antenne, saillies qui forment deux fentes présentant une longueur électrique effective 11, 12 respectivement, 11 étant pratiquement égal au quart de la longueur d'onde cor- respondant à une première fréquence à atténuer et 12 étant pratiquement égal au quart de la longueur d'onde correspon- dant à la seconde fréquence à atténuer. Un tel filtre per- met d'atténuer deux fréquences, par exemple les deuxième et troisième harmoniques de la fréquence fondamentale du magnétron. Selon une autre forme de réalisation de l'in- vention, la sonde d'antenne est sous la forme d'une bande métallique étirée et lesdites saillies sont formées à par- tir de la bande. Cette structure offre l'avantage de ne pas nécessiter l'utilisation de pièces spéciales pour les filtres, ni, par conséquent, de traitements spéciaux pour la fixation desdites pièces. Suivant une autre réalisation, chacune saillie constituant un filtre est formée par une languette découpée dans la sonde d'antenne par application d'une fente débouchant au bord de ladite sonde, fente qui s'étend sur une longueur électrique effective, lnétant égal à pratiquement le quart de la longueur d'onde correspon- dant à la fréquence fn à atténuer. La description ci-après, en se référant au des- sin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réali- sée. La figure 1 représente en coupe axiale un magné- tron muni d'un filtre conforme à l'invention. La figure 2 montre une partie du magnétron dans une coupe suivant le plan II-II de la figure 1, et Les figures 3 à 6 illustrent en coupe plusieurs formes de réalisation de filtres conformes à l'invention d'une façon analogue à celle de la figure 2. Les figures 1 et 2 représentent un magnétron mu- ni d'un bottier anodique en cuivre 1 et de plusieurs ailet- tes anodiques en cuivre 2, qui s'étendent, à partir de la paroi intérieure du bottier anodique 1, vers une cathode hélicoïdale 3. Près de la cathode 3, à la face supérieure et à la face inférieure, les ailettes anodiques 2 sont in- terconnectées alternativement, c'est-à-dire toutes les deux à l'aide d'anneaux convenablement conducteurs 4. Des douilles métalliques 5 et 6 constituent les enceintes ter- minales du magnétron. L'enceinte terminale 6 est fermée par une plaque céramique 7 dans laquelle sont insérées les entrées cathodiques 8 et 9. Une fenêtre céramique cylindri- que 10 se raccorde à l'enceinte terminale 5. Une sonde d'an- tenne en forme de bande Il traverse une ouverture 12 pra- tiquée dans une pièce polaire magnétique interne 13. Une extrémité de la sonde d'antenne Il est connectée à l'une des ailettes anodiques 12. L'autre extrémité de la sonde d'antenne Il peut s'étendre librement dans la partie de sortie du magnétron, ou être connectée, comme il ressort nettement de la figure 6 à un queusot métallique 14. La coupure 15 du queusot 14 est entourée d'une coiffe protec- trice métallique 16 qui est connectée, par l'intermédiaire d'un capot 17, au queusot 14 et par l'intermédiaire de ce dernier, à l'antenne 11. De plus, le magnétron est muni d'aimants axiaux 18, d'ailettes de refroidissement 19 et d'une culasse 20 qui constitue en même temps le bottier de refroidissement. Lors de l'utilisation, la partie de sortie du magnétron constituée par la fenêtre 10 et la coiffe mé- tallique 16 est insérée dans un guide d'ondes ou dans une cavité résonante (dans le présent cas l'entrée du four) l'énergie à haute fréquence engendrée par le magnétron étant introduite par rayonnement dans le guide d'onde ou la cavité résonante qui y est raccordée. Outre l'oscillation fondamentale, ses harmoniques sont également engendrées par le magnétron. Dans le magnétron utilisé pour des fins de cuisine, l'oscillation fondamentale présente une fréquence d'environ 2450 MHz. Le rayonnement de l'oscillation fonda- mentale à partir du four peut être suffisamment limité. Toutefois, il est difficile de limiter simultanément le rayonnement des deuxièmes harmoniques et éventuellement des harmoniques supérieures provenant du four. C'est pour cette raison que le magnétron est muni de filtres permet- tant d'atténuer le rayonnement d'énergie dont la fréquence diffère de la fréquence fondamentale. Sur la figure 1, un tel filtre est constitué par deux bandes métalliques 21 et 22, qui sont fixées par soudage par points 23 à la sonde d'antenne 11. Les bandes 21 et 22 s'étendent le long de l'antenne Il jusque dans ou près de l'ouverture 12. La longueur "1" et forment chacune une fente 24, dont la lon- gueur électrique effective "1" est pratiquement égale au quart de la longueur d'onde correspondant à la fréquence à atténuer par le filtre. Il est possible de former le fil- tre à l'aide d'une seule bande. Toutefois, la forme de réa- lisation symétrique mentionnée est plus efficace que celle - présentant une seule bande 21. Puis, il est possible de donner une longueur différente aux bandes 21 et 22. C'est ainsi que la bande 21 peut former une fente présen- tant une longueur électrique 1 = 11 et la bande 22 une fen- te présentant une longueur électrique 1 = l2, 11 étant pratiquement égal au quart de la longueur d'onde correspon- dant à la fréquence f à atténuer et 12 étant égal au quart I de la longueur d'onde correspondant à une fréquence f2 à atténuer. La figure 2 représente une partie du magnétron représenté sur la figure 1 suivant le plan II-II. Les figures 3 et 6 représentent plusieurs formes de réalisation de la présente invention, une partie du ma- gnétron étant représentée en coupe, d'une façon analogue à celle de la figure 2. Pour la clarté du dessin, les piè- ces correspondant à celles du magnétron de la figure 2 por- tent les mêmes chiffres de référence que sur celle-ci. Sur la figure 3, une fente 31 est pratiquée dans la sonde d'an- tenne en forme de bande Il et débouche au bord 30 de ladi- te antenne de façon à former une languette 32. La longueur "1" de la fente 31 est d'environ égale au quart de la lon- gueur d'onde correspondant à la fréquence à atténuer. Une forme de réalisation symétrique de ce filtre est représentée sur la figure 4. Dans la bande d'antenne 11 sont ménagées deux fentes 33 d'une longueur "1" qui débouchent chacune au bord de la bande d'antenne 11 de façon à former les deux languettes 34 et 35. Une variante de cette forme de réali- sation est représentée sur la figure 5. Les fentes 36 et 37 présentent une longueur "111, ll211 respectivement, "1li étant égal au quart de la longueur d'onde correspondant à une première fréquence à atténuer f et "12" étant égal à environ le quart de la longueur d'onde correspondant à une seconde fréquence à atténuer f2* Dans un exemple pratique, l'oscillation fondamentale du magnétron présente une fré- quence de 2450 MHz et fi = 4900 MHz (20 harmoniques) et f2 = 4300 JAHz. La fréquence ú2 est par exemple celle du mo- de If-1 engendré par le magnétron à c8té de l'oscillation fondamentale. La figure 6 représente une variante de la forme de réalisation représentée sur la figure 3, en ce sens que le filtre 40 ne se situe pas près de l'ouverture 12 dans la pièce polaire 13, mais est logé dans la partie de sortie du magnétron. Les variations décrites à l'aide des figures 4 et 5 sont également possibles. D'autres formes de réalisation de l'invention sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention C'est ainsi que l'élément constituant un filtre avec l'an- tenne peut également être constitué par un élément essen- tiellement en U formé par estampage dans une plaque métal- lique, dont les deux bras s'étendent des deux côtés de la bande d'antenne et forment des fentes d'une longueur "11, comme on l'a mentionné ci-dessus et dont la pièce de con- nexion des bras est soudée sur la face aplatie de la ban- de d'antenne. REVENDICATIONS: 1. Magnétron comportant une enveloppe étanche au vide munie d'un bottier anodique (1)présentant des ailettes anodiques (2) s'etendant, à l'intérieur, à partir de la paroi intérieure du bottier anodique (1), d'une partie de sortie, d'une sonde d'antenne (11) sétendant dans la partie de sortie et connectée à au moins l'une des ailettes anodiques (2), et d'un filtre pour l'atténuation d'une fréquence autre que la fréquence fodamertale du magitran, caractérisé en ce que le filtre est constitué par au moins, une saillie (21, 22, 32, 34, 35) de la sonde d'antenne s'étendant suivant ladi- te sonde d'antenne (11), de façon à fbrmer une fente (24, 31,33, 36, 37) pré- sentant uwe longueur électrique effective qui est pratiquement égale au quart de la longueur d'onde correspondant à la fréquence à atténuer. 2. Magnétron selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre est constitué par deux saillies (21, 22, 34, 35) qui soant situées de façon symé- trique par rapport à l'axe géométrique de la sonde d'antenne (11). 3. Magnétron selon la reverndication 1, caractérisé en ce que des deux côtés de la sonde d'antenne (11) s'étend une sailie le long de la sonde d'anten- ne, soaillies qui fhment deux fentes (36, 37) présentant une longueur électrique effective 11 et 12 respectivement, 11 étant pratiquement égal au quart de la longueur d'onde correspondant à une première fréquence à atténuer et 2 étant pratiquement égal au quart de la longueur d'onde correspondant à la seconde fréquence à atténuer. 4. Magnétron selon la revendication 1,2 ou 3 carnctérisé en ce que la sonde d'annne (11) est sous la forme d'une bande métaique 'eétirée et lsdtes saillies (32, 34, 35) snt fornées à partir de la bande. 5. Magnétron selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune des saillies constituant un filtre est formée par une languette (32, 34, 35) découpée dans la sonde d'an- tenne (11) par application d'une fente (32, 33, 36, 37) dé- bouchant au bord (30) de ladite sonde, fente qui s'étend sur une longueur électrique effective in, 1n étant égal à prati- quement le quart de la longueur d'onde correspondant à la fréquence fn à atténuer.