專利名稱：使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，具體而言，涉及如下系統(tǒng)，即在通電磁場的波導管上，按一定角度旋轉，排列橢圓形的波導管，使用該橢圓形波導管的短軸與長軸的斜度，使電磁場作為圓極化波到達放電燈。
背景技術：
由于一般的高輸出無電極放電燈在圓筒形波導管中使作為最低基本模式的TE11模式激發(fā)，所以微波的電場變?yōu)榫€性極化波，但若在這種線性極化波的電場內(nèi)插入球形燈并使之放電，則等離子體的方式按TE11模式放電成卵形，在高輸出放電的情況下，因為即使等離子體充滿燈整體也會引起局部加熱，所以存在容易發(fā)生燈破裂的問題。
為了解決該問題，將上述燈連接在電機上并使之旋轉，但結合結構復雜，外形變大，并且制造成本增加，放電燈的壽命因上述電機的短壽命而縮短，所以作為解決方法，嘗試使微波的電場圓周運動成圓極化波的技術來代替使上述燈旋轉(參照美國專利第5367226號)。
作為以上現(xiàn)有技術，已知兩種方法。方法之一是使電磁場的波導管成雙股狀，將兩電磁波的相位差調整成90度，使兩電磁波一致來形成圓極化波(參照美國專利第5227698號)，另一種方法是在形成電磁場的超高頻空穴(Microwave Cavity)內(nèi)插入電介質(Dielectric)，由該電介質將上述電磁場分解成兩個直角方向分量，兩個分量分別以不同的相位速度前進，在空穴中結合，實現(xiàn)圓極化波電磁場(參照美國專利第6476557號)。
但是，以上技術、即人為地將上述電磁波分成兩個分量來強制引導，使上述波導管的長度并列后，產(chǎn)生相位差，放電燈的外形變大，存在制作麻煩不方便等問題，在上述空穴中插入電介質后，將電磁場分離成兩個方向，產(chǎn)生使速度不同的相位差，電介質的介電常數(shù)受限，存在為了使該介電常數(shù)達到期望水平而使機構厚度變得非常大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決該問題而提出，其目的在于提供一種系統(tǒng)圓極化波超高頻發(fā)生裝置，即在通電磁場的波導管上，按一定角度旋轉，排列橢圓形的波導管，僅通過該橢圓形波導管的短軸和/或長軸的斜度，使電磁場作為圓極化波到達放電燈。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明經(jīng)波導管使電磁場作為圓極化波到達放電燈，與電磁場的引入的長方形波導管成一條直線地依次連結構成輸入圓筒形波導管、橢圓形波導管及安裝有放電燈的圓筒形波導管，根據(jù)上述橢圓形波導管的長度及短、長軸直徑條件，使橢圓形波導管的長軸相對輸入圓筒形波導管的水平面約旋轉45度左右，變換為圓極化波。
本發(fā)明的效果在于在通過電磁場的波導管上按一定角度旋轉排列橢圓形波導管，僅通過該橢圓形波導管的短軸和/或長軸的斜度的幾何學結構，使圓極化波的電磁場到達并通過放電燈，由此延長了放電燈的壽命而具有經(jīng)濟性。


圖1是依次表示本發(fā)明的系統(tǒng)的立體圖。
圖2a是表示適用于本發(fā)明的長方形波導管和輸入圓筒形波導管的結合狀態(tài)的立體圖。
圖2b是表示在圖2a的結合部面中形成模式濾波器的狀態(tài)的平面圖。
圖3a是表示連結有適用于本發(fā)明的具有橢圓形截面積的波導管的圓極化波裝置的立體圖。
圖3b是表示在適用于本發(fā)明的波導管中插入電介質的狀態(tài)下的結構的立體圖。
圖4是表示在本發(fā)明的橢圓形圓極化波裝置中線性極化波變化為圓極化波的過程的立體圖。
圖5是表示本發(fā)明其它方式的使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)的立體圖。
符號說明1長方形波導管；2輸入圓筒形波導管；3終端封閉的長方形波導管；4橢圓形波導管；5放電燈；6圓筒形波導管；7網(wǎng)體；8石英板；9反射鏡；10模式濾波器；11電介質；12插入電介質的波導管；13短管。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖來詳細說明本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)的示意圖。參照圖1，使用微波振蕩器來送出線極化波微波的長方形波導管1與輸入圓筒形波導管2連結成一條直線，可用于取得圓極化波均衡的終端封閉的長方形波導管3與輸入圓筒形波導管2的一側面連結成直角，上述輸入圓筒形波導管2與橢圓形波導管(1/4波長板)4連結成一條直線，上述橢圓形波導管4與安裝放電燈的圓筒形波導管6連結成一條直線。
按依次設置在上述圓筒形波導管6的端部的、內(nèi)設上述放電燈5的網(wǎng)體7由可抽取光的導體、或反射微波并使可視光通過的導體構成，另外，為了固定上述放電燈5，采用石英板8作為用于抽取光的反射鏡9，在板上固定上述放電燈5。
圖2a及圖2b是非旋轉微波無電極放電燈中送出線極化波微波的長方形波導管1與變換成TE11模式的輸入圓筒形波導管2的結合結構的示意圖。圖2a中，變換長方形波導管1及終端封閉的長方形波導管3的寬度和高度，在比來自磁控管的微波頻域更寬的頻域下進行匹配，圖2b中，在長方形波導管1及圖1的長方形波導管3中插入僅使窄頻域的電磁波通過模式濾波器10，以便僅使設計成發(fā)生圓極化波的頻域分量通過輸入圓筒形波導管。
圖3a及圖3b是適用于本發(fā)明的圓極化波發(fā)生裝置的示意圖，在圖3a中，上述輸入圓筒形波導管2與橢圓形波導管4連結，使橢圓形波導管4的長軸相對輸入圓筒形波導管2的水平面具有規(guī)定角度，圖3b中，連結上述輸入圓筒形波導管2與插入適當厚度電介質(例如陶瓷板)11的波導管12。
圖4是適用于本發(fā)明的橢圓形波導管4的示意圖，在線極化波通過該橢圓形波導管4時，按照短軸直徑與長軸直徑之差，產(chǎn)生沿各軸方向前進的微波的速度差，由此，在兩個波的相位差為90度的情況下，到達放電燈5的電磁波被變換為圓極化波，電場本身在上述放電燈5內(nèi)旋轉。
另外，通過電介質11的電磁波對應于電介質面的安裝方向，電磁波的螺旋性沿順時針方向或逆時針方向旋轉，通過放電燈5時，作為圓極化波到達。
在從磁控管向橢圓形波導管4輸入微波時，僅在一定角度旋轉入射，但此時，沿上述橢圓形波導管4的長軸分量與短軸分量分解若不產(chǎn)生90度的相位差，則不發(fā)生圓極化波，但因為圓筒形波導管與橢圓形波導管連結，所以橢圓形的長軸分量比短軸分量多。通過與輸入圓筒形波導管2連結成直角的終端封閉的長方形波導管3的長度來調整該均衡。
圖5是使用本發(fā)明其它方式的圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)的示意圖。參照圖5，去除輸入圓筒形波導管2和終端封閉的長方形波導管3，使送出線極化波微波的長方形波導管1相對橢圓形波導管4的長軸以規(guī)定角度旋轉后，與橢圓形波導管直線連接成一條直線，并在長軸方向與短軸方向上將4個短管13連結在橢圓形波導管4上，獲取圓極化波的均衡。本發(fā)明的其它特征在于啟動放電燈5時，在引起放電之前，變?yōu)榫€性極化波，在開始放電之后，用作圓極化波。
上述橢圓形波導管4在短軸分量為80mm和長軸分量為108mm的情況下，相對輸入波導管的水平面以40-50度的角度旋轉而設置。
在放電燈5中開始放電之前，微波從縱端的導體面反射后返回，螺旋性(渦旋)反向變化，并通過燈。即，旋轉燈的周圍的方向在一次通過時和2次通過時是相同的。當2次通過燈時，未被吸收的圓極化波電磁波2次通過橢圓形波導管后進入輸入圓筒形波導管，但此時，圓極化波還被變換為線極化波，其極化波面與初始入射電磁波的極化波面垂直。即，電磁波的電場在水平面上。
從輸入圓筒形波導管的結合面反射的電磁波通過圓極化波裝置變換為具有與初始生成的圓極化波電磁波具有正反向的螺旋性的圓極化波，兩個圓極化波微波彼此干涉，生成線性極化波。
這在放電燈的位置上形成產(chǎn)生足以激發(fā)燈的電場強度的駐板，激發(fā)放電燈。該駐波產(chǎn)生比圓極化波電場還強的線性電場，用于放電燈的初始放電，通過完全進行燈的放電，全部吸收微波，線性極化波進而變化為圓極化波。
權利要求
1.一種使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，其特征在于，在用于無電極放電燈的圓極化波變換裝置中，使用微波振蕩器來送出線極化波微波的長方形波導管(1)與輸入圓筒形波導管(2)連結成一條直線，終端封閉的長方形波導管(3)與所述輸入圓筒形波導管(2)的外周面連接成直角，橢圓形波導管(4)與所述輸入圓筒形波導管(2)連結成一條直線，使該橢圓形波導管(4)的長軸相對所述輸入圓筒形波導管(2)的水平面以規(guī)定角度旋轉，同時，與將由網(wǎng)體(7)覆蓋的放電燈(5)固定在反射鏡(9)的板上的圓筒形波導管(6)連結成一條直線。
2.如權利要求1所述的使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，其特征在于，在所述長方形波導管(1)與終端封閉的長方形波導管(3)連結于輸入圓筒形波導管(2)上時，在連結部面上配置模式濾波器(10)。
3.如權利要求1所述的使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，其特征在于，所述橢圓形波導管(4)在短軸分量為80mm和長軸分量為108mm的情況下，其長軸設置成相對輸入圓筒形波導管(2)的水平面以40-50度的角度旋轉。
4.一種使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，其特征在于，在用于無電極放電燈的圓極化波變換裝置中，使用微波振蕩器來送出線極化波微波的長方形波導管(1)與橢圓形波導管(4)連結成一條直線，使其相對插入短管(13)的橢圓形波導管(4)的長軸以規(guī)定角度旋轉，所述橢圓形波導管(4)與將由網(wǎng)體(7)覆蓋的放電燈(5)固定在反射鏡(9)的板上的圓筒形波導管(6)連結成一條直線。
5.根據(jù)權利要求4所述的使用圓極化波微波的非旋轉無電極放電燈系統(tǒng)，其特征在于在所述橢圓形波導管中插入4個短管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圓極化波超高頻發(fā)生裝置，在通電磁場的波導管上，按規(guī)定角度旋轉，排列橢圓形的波導管，僅通過該橢圓形波導管的短軸和/或長軸的斜度，使電磁場作為圓極化波到達放電燈。在無電極放電燈用的圓極化波變換裝置中，使用微波振蕩器來送出線極化波微波的長方形波導管與輸入圓筒形波導管連結成一條直線，在上述輸入圓筒形波導管的外周面上，直角連結終端封閉的長方形波導管，橢圓形波導管與上述輸入圓筒形波導管連結成一條直線，使其長軸相對上述輸入圓筒形波導管的水平面以規(guī)定角度旋轉，同時，與將由網(wǎng)體覆蓋的放電燈固定在反射鏡的板上的圓筒形波導管連結成一條直線。
文檔編號H01P1/165GK1574195SQ200310100060
公開日2005年2月2日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權日2003年6月2日
發(fā)明者金振重, 金正愿, 吳炅變 申請人:泰源電氣產(chǎn)業(yè)株式會社