고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치

申请号 KR1020150167685 申请日 2015-11-27 公开(公告)号 KR1020170062185A 公开(公告)日 2017-06-07
申请人 한국전기연구원; 发明人 김근주; 김정일; 김인수; 이정훈;
摘要 고출력마그네트론에서의자기장형성장치에있어서, 음극(Cathode)와양극(Anode)를포함하는마그네트론; 및마그네트론에자기장을형성시키는영구자석기반의자기장형성장치를포함하되, 영구자석기반의자기장형성장치는마그네트론의외부에위치하여, 자기장을형성시키는영구자석기반의자기장형성장치를포함하는것을특징으로하는, 본발명의일 실시예에따른고출력마그네트론에서의자기장형성장치가개시된다.
权利要求
  • 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 있어서,
    음극(Cathode)와 양극(Anode)를 포함하는 마그네트론; 및
    상기 마그네트론에 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함하되,
    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는
    상기 마그네트론의 외부에 위치하여, 상기 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는
    크기 및 모형에 따라, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시키는 자기장가변부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제2항에 있어서,
    상기 자기장가변부는
    금속물질 또는 자성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제2항에 있어서,
    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는
    상기 마그네트론 상하에 한 쌍으로 위치됨으로써,
    상기 마그네트론에 직교하는 자기장을 형성시키는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제2항에 있어서,
    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는
    자기장가변부를, 이동시키는 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제5항에 있어서,
    상기 이동부는
    자기장가변부를, 상하로 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치.
  • 제1항 내지 제6항 중 한 항에 기재된 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치; 및
    상기 고출력 마그네트론과 연결되어, 상기 고출력 마그네트론에서 발생된 출력을 이용하여 입자를 가속시키는 것을 특징으로 하는 입자 가속기.
  • 说明书全文

    고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치{Apparatus of Forming Magnet Field in High Power Magnetron}

    본 발명은 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 본 발명은 영구자석을 이용한 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 관한 것이다.

    마그네트론 발진기(Magnetron Oscillator)는 전기장과 자기장이 서로 수직으로 인가되는 교차장(Crossed Field)이 존재하는 고진공속에서 발생된 전자빔(Eletron Beam)의 전기에너지를 고출력 전자기파(Electromagnetic Wave) 에너지로 변환하여 방사하는, 고효율, 고출력의 전자기파 발생장치이다.

    이러한 마그네트론 발진기는 1930년대 최초로 고안되었으며, 제2차 세계대전을 기점으로 레이더(Radar) 응용을 위해 영국과 미국을 중심으로 본격적으로 연구개발되기 시작했다. 현재에는, 마그네트론 발진기의 특성을 이용한 산업, 국방, 의료, 환경, 과학, 에너지 분야 등에서 널리 사용되고 있다.

    마그네트론 발진기는 전자빔을 발생시키는 음극(Cathode)과 일정한 동작주파수를 갖는 공진회로(Resonator), 그리고 공진회로에서 발생된 전자기파를 외부로 방사시키기 위한 안테나 구조를 갖는 출력부로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는 음극과 양극 사이에 인가되는 전압에 의한 전기장과, 축 방향으로 인가되는 자기장에 의해, 음극에서 발생된 전자빔은 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 따라 각 방향으로 회전운동을 하게 된다. 이 때, 회전 운동하는 전자빔은 공진회로와 특정 주파수에서 공진이 일어나고, 이를 통해 공간적으로 뭉치게 되어 AC 성분을 가지게 된다. 이러한 전자빔이 갖는 AC 성분에 의하여 공진회로 안에서 동작주파수를 갖는 전자기파가 발생되고, 발생된 전자기파는 안테나로 구성된 출력부를 통해 외부로 방사된다. 마그네트론 발진기에서 발생되는 전자기파의 주파수는 공진을 일으키는 조건에 따라, 마이크로파(Microwave) 대역부터 테라헤르츠파(Terahertz wave) 대역까지의 전자기파를 발생시킬 수 있다.

    그 중, 상기 자기장 인가와 관련하여, 마그네트론 제작에 따른 오차 및 열적 가변 등에 따른 주파수 가변에 맞춰 인가되는 자기장도 함께 가변되어야 한다. 따라서, 최근까지는 고출력 마그네트론의 경우 전자석을 이용하여, 전자석에 흐르는 전류를 가변하여 자기장을 가변시키고 있다. 하지만, 전자석을 이용한 경우 전류 가변만으로도 쉽게 자기장 가변이 가능하나 전자석의 경우 도 1과 같이 코일 제작이 필요하며, 전자석을 위한 전원장치가 매우 고가라는 단점이 있다.

    따라서, 이러한 단점을 극복한, 보다 경제적이며, 또한 뛰어난 성능의 자기장 인가 장치를 개시해야 할 필요가 있다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 사용함으로써 보다 경제적인 비용으로 고출력 마그네트론을 제작하는 것을 목적으로 한다.

    또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석에 의해 형성된 자기장을 가변 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

    본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는,

    고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 있어서, 음극(Cathode)와 양극(Anode)를 포함하는 마그네트론; 및 상기 마그네트론에 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함하되, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 상기 마그네트론의 외부에 위치하여, 상기 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함할 수 있다.

    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 크기 및 모형에 따라, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시키는 자기장가변부를 더 포함할 수 있다.

    상기 자기장가변부는 금속물질 또는 자성물질을 포함할 수 있다.

    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 상기 마그네트론 상하에 한 쌍으로 위치됨으로써, 상기 마그네트론에 직교하는 자기장을 형성시킬 수 있다.

    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 자기장가변부를, 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.

    상기 이동부는 자기장가변부를, 상하로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 입자 가속기는,

    고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치; 및 상기 고출력 마그네트론과 연결되어, 상기 고출력 마그네트론에서 발생된 출력을 이용하여 입자를 가속시킬 수 있다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 사용함으로써 보다 경제적인 비용으로 고출력 마그네트론을 제작하는 것을 목적으로 한다.

    또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석에 의해 형성된 자기장을 가변 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

    본 발명을 통해 이뤄지는 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

    도 1은 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치 구성을 도시한 도면이다.
    도 2는 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
    도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 도시한 블록도이다.
    도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치를 도시한 도면이다.
    도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치를 도시한 단면도이다.
    도 5b는 도 5a의 실시예 중 자기장가변부로 금속물질을 사용한 경우에 형성된, 자기장 크기를 나타낸 그래프이다.
    도 5c는 도 5a의 실시예 중 자기장가변부로 자석물질을 사용한 경우에 형성된, 자기장 크기를 나타낸 그래프이다.
    도 5d는 도 5b, 도 5c 그래프의 x축 기준선을 도시한 도면이다.

    본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

    먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 이용한 자기장 형성을 개시함으로써, 보다 경제적인 자기장 형성 방법 및 그 장치를 개시할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 금속물질 또는 자성물질을 이용하여 영구자석에 의한 자기장을 일정 형태로 가변시킴으로써 보다 더 효과적인 고출력 마그네트론을 구현할 수 있게 한다. 이와 같은 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 대하여, 아래에서 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

    도 1은 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는 코일과 전자석을 이용하여 자기장을 가변시킨다. 하지만, 코일과 전자석을 이용한 자기장 가변의 경우, 코일 제작이 필요하며, 또한 전자석을 위한 전원장치가 매우 고가라는 단점이 있다.

    도 2는 본 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 경우 고출력 마그네트론과 마그네트론 구동을 위한 자기장 형성 장치 및 자기장 형성 장치를 제어하기 위한 별도의 전원 공급 장치가 포함된다.

    도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치(300)는, 고출력 마그네트론(310)과, 상기 고출력 마그네트론(310)의 구동을 위한 영구 자석 기반의 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)를 포함할 수 있다. 한편, 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 자기장가변부(322)를 포함하고 있어, 쉽게 자기장 제어가 가능하다.

    보다 구체적으로는, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 영구자석부(321), 자기장가변부(322), 이동부(323)를 포함할 수 있으며, 상기 영구자석부(321), 자기장가변부(322), 이동부(323)는 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)에 포함되어 일정 크기의 자기장을 형성시키고, 또한 가변시킬 수 있다.

    상기 영구자석부(321)는 영구자석물질을 포함할 수 있으며, 일정 크기의 자기장을 마그네트론에 인가할 수 있다. 한편, 상기 영구자석물질로는 알리코자석(주조자석), 훼라이트자석(소결자석), 희토류자석, 네오디움자석, 사마륨 코발트자석, 본드자석(알리코 본드자석, 훼라이트 본드자석, 네오디움 본드자석, 사마륨 본드자석, 고무자석(훼라이트 고무자석, 네오디움 고무자석 등) 등을 사용할 수 있다.

    상기 자기장가변부(322)는, 크기 및 모형에 따라 상기 영구자석부(321)에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시킬 수 있다.

    보다 구체적으로는, 상기 자기장가변부(322)는 일정 크기와 모형을 가지는 금속물질 또는 자석물질을 포함할 수 있다. 즉, 자기장가변부(322)는 배치 위치 및 상기 일정 크기와 모형을 통해, 상기 영구자석부(321)에서 형성하는 자기장을 가변시킬 수 있다.

    또한, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 이동시킬 수 있다. 상기 이동을 통해, 상기 자기장가변부(322)의 위치가 가변되며, 그로 인해 마그네트론에 가해지는 자기장의 크기 등이 가변될 수 있다. 일예로, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 상하로 이동시킴으로써 마그네트론에 가해지는 자기장의 크기를 가변시킬 수 있다. 상기 이동부(323)는 자기장 형성에 영향을 주지 않기 위해 비자성 물질로 제작될 수 있다.

    또한, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 Polepice(324) 및 요본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

    먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 이용한 자기장 형성을 개시함으로써, 보다 경제적인 자기장 형성 방법 및 그 장치를 개시할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 금속물질 또는 자성물질을 이용하여 영구자석에 의한 자기장을 일정 형태로 가변시킴으로써 보다 더 효과적인 고출력 마그네트론을 구현할 수 있게 한다. 이와 같은 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 대하여, 아래에서 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

    도 1은 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는 코일과 전자석을 이용하여 자기장을 가변시킨다. 하지만, 코일과 전자석을 이용한 자기장 가변의 경우, 코일 제작이 필요하며, 또한 전자석을 위한 전원장치가 매우 고가라는 단점이 있다.

    도 2는 본 종래의 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 경우 고출력 마그네트론(210)과 마그네트론 구동을 위한 자기장 형성 장치(220) 및 자기장 형성 장치를 제어하기 위한 별도의 전원 공급 장치(230)가 포함된다.

    도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치의 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치(300)는, 고출력 마그네트론(310)과, 상기 고출력 마그네트론(310)의 구동을 위한 영구 자석 기반의 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)를 포함할 수 있다. 한편, 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 자기장가변부(322)를 포함하고 있어, 쉽게 자기장 제어가 가능하다.

    보다 구체적으로는, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 영구자석부(321), 자기장가변부(322), 이동부(323)를 포함할 수 있으며, 상기 영구자석부(321), 자기장가변부(322), 이동부(323)는 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)에 포함되어 일정 크기의 자기장을 형성시키고, 또한 가변시킬 수 있다.

    상기 영구자석부(321)는 영구자석물질을 포함할 수 있으며, 일정 크기의 자기장을 마그네트론에 인가할 수 있다. 한편, 상기 영구자석물질로는 알리코자석(주조자석), 훼라이트자석(소결자석), 희토류자석, 네오디움자석, 사마륨 코발트자석, 본드자석(알리코 본드자석, 훼라이트 본드자석, 네오디움 본드자석, 사마륨 본드자석, 고무자석(훼라이트 고무자석, 네오디움 고무자석 등) 등을 사용할 수 있다.

    상기 자기장가변부(322)는, 크기 및 모형에 따라 상기 영구자석부(321)에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시킬 수 있다.

    보다 구체적으로는, 상기 자기장가변부(322)는 일정 크기와 모형을 가지는 금속물질 또는 자석물질을 포함할 수 있다. 즉, 자기장가변부(322)는 배치 위치 및 상기 일정 크기와 모형을 통해, 상기 영구자석부(321)에서 형성하는 자기장을 가변시킬 수 있다.

    또한, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 이동시킬 수 있다. 상기 이동을 통해, 상기 자기장가변부(322)의 위치가 가변되며, 그로 인해 마그네트론에 가해지는 자기장의 크기 등이 가변될 수 있다. 일예로, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 상하로 이동시킴으로써 마그네트론에 가해지는 자기장의 크기를 가변시킬 수 있다. 상기 이동부(323)는 자기장 형성에 영향을 주지 않기 위해 비자성 물질로 제작될 수 있다.

    또한, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 Polepice(324) 및 요크(Yoke)(325)를 더 포함할 수 있다.

    상기 Polepiece(324)는 모양, 구조 등의 가변을 통하여 다양한 자기장 분포를 형성 시킬 수 있으며, 상기 요크(Yoke)(325)부는 자기장 패스를 형성할 수 있으며, 자기장 손실을 최소화하기 위해 순철 등 다양한 재료의 사용이 가능하다. 상기 Polcepice(324) 및 요크(325)는 도 4에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다.

    한편, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 상기 마그네트론 상하에 한 쌍으로 위치됨으로써, 상기 마그네트론에 직교하는 자기장을 형성시킬 수 있다. 이러한 직교 자기장 형성을 통해, 마그네트론에 전자가 각 속도를 가지며 원운동 할 수 있게 된다.

    도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)를 포함할 수 있다.

    상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 마그네트론(미도시, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)의 사이 공간에, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)에서 인가되는 자기장과 직교되도록 위치될 수 있다.)에 자기장을 형성시킬 수 있다. 특히, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기초하여, 상기 자기장이 상기 마그네트론에 직교 형성되어 상기 입자가 원운동할 수 있도록 위치될 수 있다. 일례로, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는, 도시된 바와 같이 상기 마그네트론 상하에, 서로 대칭되는 형태의 쌍으로 위치됨으로써 상기 마그네트론에 직교되는 자기장을 형성시킬 수 있다.

    또한, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)를 이동시키는 이동부(323)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 자기장을 형성시키는 영구자석부(321)와, 크기 및 모형에 따라, 상기 영구자석부(321)에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시키는 자기장가변부(322)를 포함할 수 있으며, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 이동시킬 수 있다. 일례로, 상기 이동부(323)는 상기 자기장가변부(322)를 도시된 화살표와 같이 상하로 이동시킴으로써, 상기 마그네트론에 가해지는 전기장의 크기를 가변시킬 수 있다.

    본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 관하여, 아래에서 도 5a 내지 도 6b를 참고하여 보다 자세히 설명한다.

    -실시예1: 금속물질을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치

    도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치를 도시한 도면이며, 도 5b는 도 5a의 실시예 중 자기장가변부로 금속물질을 사용한 경우에 형성된, 자기장 크기를 나타낸 그래프이다.

    보다 구체적으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는 영구자석부(321)에 의한 자기장 형태를 가변시키는 자기장가변부(322)를 포함할 수 있으며, 상기 자기장가변부(322)는 소정 형상의 금속 또는 자석물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 자기장가변부(322)는 상기 영구자석부(321)에 인접하게 위치하여, 상기 영구자석부(321)에 의해 마그네트론으로 인가되는 자기장의 크기 및 형태를 가변시킬 수 있다. 일례로, 도시된 바와 같이 상기 자기장가변부(322)는 상기 영구자석부(321)의 중앙에 위치될 수 있다(이동부 미도시). 이와 같은, 상기 자기장가변부(322)의 이동을 통해, 영구자석을 이용하였음에도 마그네트론에 인가되는 자기장을 가변시킴으로써, 오차 및 열적 가변 등에 따른 마그네트론 주파수 변화 등에 대응할 수 있게 된다.

    일례로, 상기 구조를 이용한 상기 자기장 형성 장치의 Gap Distance가 75mm, 자석지름이 86mm이며, 자기장가변부(322)로 금속물질을 사용한 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이, 형성된 자기장 수치는 대략 0.15 Tesla에 분포되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 또한, 상기 이동부의 움직임에 따라 일정 수치의 Tesla 값(도시된 19 Gauss)만큼 자기장이 가변되는 것 또한 확인할 수 있다.

    한편, 형성된 자기장은 상기 자기장 형성 장치의 수평 중심(도 5d에 도시된 모니터링 선 기준)으로, 60mm 내지 80mm 사이에서 동일한 크기의 자기장을 형성시키고 있는 것을 확인할 수 있다.

    -실시예2: 자석물질을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치

    도 5c는 도 5a의 실시예 중 자기장가변부로 자석물질을 사용한 경우에 형성된, 자기장 크기를 나타낸 그래프이다. 이와 관련하여 위 실시예1과 중복되는 부분은 생략하여 설명한다.

    도 5a의 구조를 이용하여, 상기 자기장 형성 장치의 Gap Distance는 75mm, 자석지름은 86mm이며, 자기장가변부(322)로 자석물질을 사용한 경우에, 도 5c에 도시된 바와 같이, 형성된 자기장 수치는 대략 0.15 Tesla에 분포되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 또한, 이동부의 움직임에 따라 일정 수치의 Tesla 값(도시된 12 Gauss)만큼 자기장이 가변되는 것 또한 확인할 수 있다.

    한편, 형성된 자기장은 상기 자기장 형성 장치의 수평 중심(도 5d에 도시된 모니터링 선 기준)으로, 60mm 내지 80mm 사이에서 동일한 크기의 자기장을 형성시키고 있는 것을 확인할 수 있다.

    상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 이용한 자기장 형성 방법 및 그 장치를 개시함으로써, 보다 경제적인 비용으로 고출력 마그네트론을 구성할 수 있도록 한다. 이와 관련하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 예로, 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(210), 특히 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치 내 자기장가변부를 이용한 자기장 가변은, 그 물질의 종류, 크기 또는 형태가 위 예시에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다양한 방향에서 변형되어 수행될 수 있다. 즉, 이상에서 기술한 실시예들은 한정적인 것이 아니며, 모든 면에서 예시적인 것으로 이해해야 한다.

    300 : 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치
    210, 310 : 고출력 마그네트론
    320 : 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치
    321 : 영구자석부 322 : 자기장가변부
    323: 이동부 324 : Polepiece부
    325 : Yoke부

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