KR20170062185A

KR20170062185A - Apparatus of Forming Magnet Field in High Power Magnetron

Info

Publication number: KR20170062185A
Application number: KR1020150167685A
Authority: KR
Inventors: 김근주; 김정일; 김인수; 이정훈
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-07
Also published as: WO2017090910A1

Abstract

고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 있어서, 음극(Cathode)와 양극(Anode)를 포함하는 마그네트론; 및 마그네트론에 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함하되, 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 마그네트론의 외부에 위치하여, 자기장을 형성시키는 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치가 개시된다.A magnetic field forming apparatus in a high output magnetron, comprising: a magnetron including a cathode and an anode; And a permanent magnet based magnetic field forming apparatus for forming a magnetic field in the magnetron, wherein the permanent magnet based magnetic field forming apparatus includes a permanent magnet based magnetic field forming apparatus located outside the magnetron to form a magnetic field, A magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention is disclosed.

Description

[0001] 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.The present invention relates to a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron. More specifically, the present invention relates to an apparatus for forming a magnetic field in a high output magnetron using a permanent magnet.

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.The magnetron oscillator converts the electric energy of an electron beam (Eletron Beam) generated in a high vacuum in which a crossed field in which an electric field and a magnetic field are perpendicular to each other is converted into a high output electromagnetic wave energy, A high-efficiency, high-output electromagnetic wave generator.

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.These magnetron oscillators were first designed in the 1930s and started to be developed in the UK and USA for radar applications starting from World War II. Currently, it is widely used in industrial, defense, medical, environmental, scientific, and energy fields using characteristics of a magnetron oscillator.

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.The magnetron oscillator may include a cathode for generating an electron beam, a resonator having a constant operating frequency, and an output unit having an antenna structure for radiating electromagnetic waves generated in the resonant circuit to the outside. More specifically, the electron beam generated in the cathode is rotated in each direction according to the Lorentz force by the electric field generated by the voltage applied between the cathode and the anode and the magnetic field applied in the axial direction. At this time, the rotating electron beam resonates at a specific frequency with the resonant circuit, and is spatially gathered through the resonant circuit to have an AC component. An electromagnetic wave having an operating frequency is generated in the resonance circuit by the AC component of the electron beam, and the generated electromagnetic wave is radiated to the outside through the output section composed of the antenna. The frequency of the electromagnetic wave generated from the magnetron oscillator can generate electromagnetic waves from the microwave band to the terahertz wave band according to the conditions causing the resonance.

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.In relation to the application of the magnetic field, the magnetic field applied in accordance with the frequency variation due to the error and thermal variation due to the magnetron fabrication must be varied as well. Until recently, in the case of a high-output magnetron, an electric magnet is used to vary the current flowing through the electromagnet to vary the magnetic field. However, when the electromagnet is used, it is possible to easily change the magnetic field by changing the current. However, the electromagnet requires a coil as shown in FIG. 1 and the power supply for the electromagnet is very expensive.

따라서, 이러한 단점을 극복한, 보다 경제적이며, 또한 뛰어난 성능의 자기장 인가 장치를 개시해야 할 필요가 있다. Therefore, there is a need to disclose a more economical and superior performance magnetic field application device that overcomes these disadvantages.

본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석을 사용함으로써 보다 경제적인 비용으로 고출력 마그네트론을 제작하는 것을 목적으로 한다.An apparatus for forming a magnetic field in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention aims at manufacturing a high output magnetron at a more economical cost by using a permanent magnet.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는, 영구자석에 의해 형성된 자기장을 가변 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention aims at enabling a magnetic field formed by a permanent magnet to be varied.

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.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치는,The apparatus for forming a magnetic field in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention includes:

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.A magnetic field forming apparatus in a high output magnetron, comprising: a magnetron including a cathode and an anode; And a permanent magnet based magnetic field forming device for forming a magnetic field in the magnetron, wherein the permanent magnet based magnetic field forming device includes a permanent magnet based magnetic field forming device located outside the magnetron to form the magnetic field can do.

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.The permanent magnet based magnetic field forming apparatus may further include a magnetic field varying unit for varying a magnetic field formed by the permanent magnet based magnetic field forming apparatus according to size and model.

상기 자기장가변부는 금속물질 또는 자성물질을 포함할 수 있다.The magnetic field variable portion may include a metallic material or a magnetic material.

상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 상기 마그네트론 상하에 한 쌍으로 위치됨으로써, 상기 마그네트론에 직교하는 자기장을 형성시킬 수 있다.The permanent magnet-based magnetic field forming device may be positioned above and below the magnetron so as to form a magnetic field perpendicular to the magnetron.

상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치는 자기장가변부를, 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.The permanent magnet-based magnetic field forming apparatus may further include a moving unit that moves the magnetic field variable unit.

상기 이동부는 자기장가변부를, 상하로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.The moving unit may include moving the magnetic field variable unit up and down.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 가속기는,A particle accelerator according to an embodiment of the present invention includes:

고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치; 및 상기 고출력 마그네트론과 연결되어, 상기 고출력 마그네트론에서 발생된 출력을 이용하여 입자를 가속시킬 수 있다.A magnetic field forming device in a high output magnetron; And a high output magnetron connected to the high output magnetron to generate an output generated by the high speed magnetron.

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.The technical effects achieved through the present invention are not limited to the technical effects mentioned above, and other technical effects not mentioned can be understood from the following description to be clearly understood by those skilled in the art It will be possible.

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.1 is a diagram showing a configuration of a magnetic field forming apparatus in a conventional high-output magnetron.
2 is a block diagram showing a configuration of a magnetic field forming apparatus in a conventional high-output magnetron.
3 is a block diagram illustrating a permanent magnet based magnetic field forming apparatus of a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention.
5A is a cross-sectional view illustrating a magnetic field forming apparatus in a high-output magnetron according to another embodiment of the present invention.
5B is a graph showing the magnitude of a magnetic field formed when a metal material is used as the magnetic field variable portion in the embodiment of FIG. 5A.
FIG. 5C is a graph showing the magnitude of the magnetic field formed when the magnet material is used as the magnetic field variable portion in the embodiment of FIG. 5A. FIG.
FIG. 5D is a view showing the x-axis baseline of the graphs of FIGS. 5B and 5C. FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

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.First, the terminology used in the present application is used only to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention, and the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Also, in this application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify that there are stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

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.The magnetic field forming apparatus in the high output magnetron according to the embodiment of the present invention can start the magnetic field formation using the permanent magnets and thereby can provide a more economical magnetic field forming method and apparatus therefor. The apparatus for forming a magnetic field in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention can realize a more effective high output magnetron by changing a magnetic field generated by a permanent magnet to a certain shape by using a metal material or a magnetic material. A magnetic field forming apparatus in such a high output magnetron will be described in detail with reference to the drawings below.

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.1 is a diagram showing a configuration of a magnetic field forming apparatus in a conventional high-output magnetron. As shown in the drawing, a magnetic field forming apparatus in a conventional high-output magnetron uses a coil and an electromagnet to vary the magnetic field. However, in the case of a magnetic field variable using a coil and an electromagnet, a coil is required, and a power supply for the electromagnet is very expensive.

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.2 is a block diagram showing a configuration of a magnetic field forming apparatus in the conventional high-output magnetron. As shown in the figure, in the conventional case, a high power magnetron and a magnetic field forming device for driving the magnetron and a separate power supply device for controlling the magnetic field forming device are included.

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.3 is a block diagram illustrating a permanent magnet based magnetic field forming apparatus of a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention. As shown, a magnetic field forming apparatus 300 in a high-power magnetron according to an embodiment of the present invention includes a high-output magnetron 310, a permanent magnet-based permanent magnet base 310 for driving the high-output magnetron 310, And may include a magnetic field forming device 320. On the other hand, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 includes the magnetic field varying unit 322, which makes it possible to easily control the magnetic field.

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.More specifically, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may include a permanent magnet unit 321, a magnetic field variable unit 322, and a moving unit 323, and the permanent magnet unit 321, The magnetic field modifying unit 322 and the moving unit 323 may be included in the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 to form a magnetic field having a predetermined magnitude and may be varied.

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.The permanent magnet unit 321 may include a permanent magnet material, and a magnetic field of a predetermined magnitude may be applied to the magnetron. On the other hand, the permanent magnet material may be any one of an Alico magnet (cast magnet), a ferrite magnet (sintered magnet), a rare earth magnet, a neodium magnet, a samarium cobalt magnet, a bond magnet (alicobond magnet, ferrite- , Samarium bonded magnets, rubber magnets (ferrite rubber magnets, Neodium rubber magnets, etc.), and the like.

상기 자기장가변부(322)는, 크기 및 모형에 따라 상기 영구자석부(321)에 의해 형성된 자기장을 일정 형태로 가변시킬 수 있다.The magnetic field varying unit 322 can vary the magnetic field formed by the permanent magnet unit 321 according to the size and model.

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.More specifically, the magnetic field variable portion 322 may include a metallic material or a magnet material having a predetermined size and shape. That is, the magnetic field generated by the permanent magnet unit 321 can be varied through the arrangement position and the predetermined size and model of the magnetic field variable unit 322.

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.In addition, the moving unit 323 can move the magnetic field variable unit 322. Through the movement, the position of the magnetic field variable portion 322 is changed, and the magnitude of the magnetic field applied to the magnetron can be varied. For example, the moving unit 323 can vary the magnitude of the magnetic field applied to the magnetron by moving the magnetic field variable unit 322 up and down. The moving part 323 can be made of a non-magnetic material so as not to affect the magnetic field formation.

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.The permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may include a permanent magnet-based magnetic field generating apparatus 320, a magnetic pole forming apparatus 320, Let's take an example and refer to it.

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.2 is a block diagram showing a configuration of a magnetic field forming apparatus in the conventional high-output magnetron. As shown, a conventional high power magnetron 210, a magnetic field forming device 220 for driving the magnetron, and a separate power supply device 230 for controlling the magnetic field forming device are included in the related art.

또한, 상기 영구 자석 기반의 자기장 형성 장치(320)는 Polepice(324) 및 요크(Yoke)(325)를 더 포함할 수 있다.In addition, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may further include a Polepice 324 and a Yoke 325.

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.The pole piece 324 can form various magnetic field distributions through variable shapes and structures. The yoke 325 can form a magnetic path, and various materials such as pure iron Can be used. The Polcepice 324 and the yoke 325 may be installed as shown in FIG.

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.Meanwhile, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may be positioned above and below the magnetron to form a magnetic field perpendicular to the magnetron. Through such orthogonal magnetic field formation, the electrons can be circularly moved at an angular velocity to the magnetron.

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.4 is a diagram showing a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention. As shown, the magnetic field forming apparatus in the high output magnetron according to an embodiment of the present invention may include a permanent magnet based magnetic field forming apparatus 320.

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.The permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 includes a permanent magnet-based magnetic field generating apparatus 320 and a permanent magnet-based magnetic field generating apparatus 320. The permanent magnet-based magnetic field generating apparatus 320 includes a magnetron A magnetic field can be formed in the magnetic field. In particular, the permanent magnet based magnetic field generator 320 may be positioned such that the magnetic field is orthogonal to the magnetron, based on a Lorentz force, so that the particles can be circularly moved. For example, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may be formed as a pair of symmetrical shapes above and below the magnetron to form a magnetic field orthogonal to the magnetron.

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.In addition, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 may further include a moving unit 323 for moving the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320. More specifically, the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus 320 includes a permanent magnet portion 321 for forming a magnetic field, and a magnetic field generated by the permanent magnet portion 321 in a predetermined form And the moving part 323 may move the magnetic field variable part 322. The magnetic field variable part 322 may be a magnetic field changing part. For example, the moving unit 323 can vary the magnitude of the electric field applied to the magnetron by moving the magnetic field varying unit 322 up and down as shown by the arrows.

본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치에 관하여, 아래에서 도 5a 내지 도 6b를 참고하여 보다 자세히 설명한다.An apparatus for forming a magnetic field in a high output magnetron according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Figures 5A to 6B below.

-실시예1: 금속물질을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치- Example 1: Magnetic field forming device in a high power magnetron according to an embodiment of the present invention using a metal material

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.FIG. 5A is a diagram showing a magnetic field forming apparatus in a high-output magnetron according to another embodiment of the present invention, FIG. 5B is a graph showing a magnetic field size formed when a metal material is used as a magnetic field variable portion in the embodiment of FIG. 5A .

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.More specifically, the apparatus for forming a magnetic field in the high-output magnetron according to an embodiment of the present invention may include a magnetic field varying unit 322 for changing the magnetic field form by the permanent magnet unit 321, The magnet 322 may comprise a metal or magnet material of a predetermined shape. That is, the magnetic field variable portion 322 is positioned adjacent to the permanent magnet portion 321, and the size and shape of the magnetic field applied to the magnetron by the permanent magnet portion 321 can be varied. For example, as shown in the figure, the magnetic field variable portion 322 may be positioned at the center of the permanent magnet portion 321 (not shown). Even though the permanent magnet is used, the magnetic field applied to the magnetron can be changed through the movement of the magnetic field variable portion 322, so that it is possible to cope with a change in the magnetron frequency due to errors, thermal fluctuations, and the like.

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.For example, when the magnetic field forming apparatus using the above structure has a gap distance of 75 mm and a magnet diameter of 86 mm and a metal material is used for the magnetic field variable portion 322, the magnetic field value formed is approximately 0.15 It can be confirmed that the magnetic field is distributed in Tesla and the magnetic field is varied by a certain value of the Tesla value (19 Gauss shown) according to the movement of the moving part.

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.On the other hand, it can be seen that the magnetic field formed forms a magnetic field of the same magnitude between 60 mm and 80 mm at the horizontal center of the magnetic field forming apparatus (based on the monitoring line shown in FIG. 5D).

-실시예2: 자석물질을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 마그네트론에서의 자기장 형성 장치Example 2: Magnetic field forming device in a high-output magnetron according to an embodiment of the present invention using a magnet material

도 5c는 도 5a의 실시예 중 자기장가변부로 자석물질을 사용한 경우에 형성된, 자기장 크기를 나타낸 그래프이다. 이와 관련하여 위 실시예1과 중복되는 부분은 생략하여 설명한다.FIG. 5C is a graph showing the magnitude of the magnetic field formed when the magnet material is used as the magnetic field variable portion in the embodiment of FIG. 5A. FIG. In this regard, the parts overlapping with the first embodiment will be omitted.

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.5A, the gap distance of the magnetic field forming apparatus is 75 mm and the magnet diameter is 86 mm. When the magnet material is used for the magnetic field varying unit 322, the magnetic field value formed is as shown in FIG. It can be confirmed that the magnetic field is distributed to approximately 0.15 Tesla and the magnetic field is varied by a certain value of the Tesla value (12 Gauss shown) according to the movement of the moving part.

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.As described above, the magnetic field forming apparatus in the high output magnetron according to the embodiment of the present invention can form a high output magnetron at a more economical cost by disclosing a magnetic field forming method using permanent magnets. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You can understand that you can. For example, the magnetic field variable device using the permanent-magnet-based magnetic field-generating device 210, in particular, the permanent-magnet-based magnetic field-modifying device, is not limited to the above example, And can be performed in various ways in order to achieve the object. That is, the embodiments described above are not limitative and should be understood in all respects as illustrative.

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 : Yoke부300: Magnetic field forming device in high output magnetron
210, 310: High Power Magnetron
320: Permanent magnet based magnetic field forming device
321: permanent magnet section 322: magnetic field variable section
323: moving part 324:
325: Yoke section

Claims

In a magnetic field forming apparatus in a high output magnetron,
A magnetron including a cathode and an anode; And
And a permanent magnet based magnetic field forming device for forming a magnetic field in the magnetron,
The permanent magnet based magnetic field forming apparatus
And a permanent magnet-based magnetic field forming device located outside the magnetron to form the magnetic field.

The method according to claim 1,
The permanent magnet based magnetic field forming apparatus
Further comprising a magnetic field varying unit for varying a magnetic field formed by the permanent magnet-based magnetic field forming apparatus in a predetermined form according to size and model of the magnetic field generating unit.

3. The method of claim 2,
The magnetic field-
Wherein the magnetron comprises a metal material or a magnetic material.

3. The method of claim 2,
The permanent magnet based magnetic field forming apparatus
By being positioned in pairs above and below the magnetron,
And a magnetic field orthogonal to the magnetron is formed on the surface of the magnetron.

3. The method of claim 2,
The permanent magnet based magnetic field forming apparatus
Further comprising a moving part for moving the magnetic field variable part.

6. The method of claim 5,
The moving unit
And moving the magnetic field variable portion in the up and down direction.

A magnetic field forming apparatus in the high-output magnetron as set forth in any one of claims 1 to 6; And
Wherein the particle accelerator is connected to the high output magnetron to accelerate the particle using an output generated from the high output magnetron.