磁控管噪声抑制技术的发展由来已久,根据其中的相关性和内容的重要性,
正航仪器有必要进行一些实质性的介绍:
一、磁控管输出天线的扼流结构
磁控管与负载之间的能量耦合部分称为磁控管输出天线。完整的天线系统由中心天线导体、管壳、陶瓷、排气管底端(排气剪断剩余部)、天线帽共同组成,其间中心导体通过磁极,场会受到影响。中心导体与阳极系统形成磁耦合导出能量,在这种情况下,各种模式:π 模、非π 模还有各种谐波均会被耦合出来,只是耦合系数不同。非π 模和谐波成份通过天线到达微波炉腔体,针对2.45GHz 的π模设计炉门扼流结构不能有效地抑制这些频率成份的逸出,可能导致微波炉高端EMC 个别频点超标。
针对以上情况,磁控管设计中可以运用λ/4 短路面的原理在天线系统中加入扼流筒结构。扼流筒结构可以针对特定的频点,对噪声予以抑制。对于超标频点多的情况,甚至可以设计多个扼流筒或者多层扼流筒。扼流筒的尺寸可以通过仿真来确定,但扼流筒的加入势必影响到原有天线的耦合特性,会导致磁控管的特性改变,所以扼流筒的设计并不是简单的短路面理论可以完成,必须经过反复的调试。再者,扼流筒的加入虽然可以较有效地解决一些频率较高频点如5f的问题,对于频率太低的点,由于体积问题,应用会有问题,并且频率太接近主频的话,要彻底消除扼流筒对主频的影响难度也大。目前个别厂家在产品上已经应用上扼流筒技术,威特公司尚未应用。
二、阴极引出线的扼流结构
磁控管的上端即K 侧乃高压和灯丝电流的进入端,支撑灯丝的支杆固定在微波可穿过的陶瓷中,微波信号包括噪声沿着支杆往外泄露。对于30MHz-1000MHz的磁控管低端噪声,不可能通过基于λ/4 短路面原理的扼流筒来予以抑制,现有的技术是引入LC 滤波器。LC 滤波器的组成是一个穿心电容和两个扼流线圈。
磁控管穿心电容是2 个并列的低寄生电感的高频电容,结合扼流线圈后,LC滤波电路可以在几十MHz 到1GHz 的频段内提供大于10dB 以上的衰减,具体的衰减性能与器件的电感量、电容量相关,也和器件的寄生参数有关。由于滤波组件负责磁控管的高压阳极电压和大电流灯丝电流的馈入,要求器件有好的绝缘耐压特性和能够通过大电流。而滤波组件一般处于较恶劣的温湿度环境中,对它们的质量要求则更进一步。(正航仪器供稿)
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