Лампа

012797 Область техники Настоящее изобретение относится к лампе, которая должна запускаться от источника микроволновой энергии и имеет безэлектродную разрядную колбу. Предшествующий уровень техники Эффективный ввод микроволновой энергии в колбу является важным для сильного возбуждения содержимого колбы, чтобы вызвать ее накаливание. По этой причине воздушные волноводы не удачны для этой цели. В патенте США 6737809 описан диэлектрический волновод, объединяющий плазменную лампу с корпусом, состоящим, по существу, по меньшей мере из одного диэлектрического материала, имеющего диэлектрическую постоянную больше чем приблизительно 2, и имеющий такие форму и размеры, что корпус резонирует по меньшей мере в одном резонансном режиме, когда микроволновая энергия подходящей частоты вводится в корпус. Колба, установленная в полость внутри корпуса, заполнена газом, который, получая энергию от резонирующего корпуса, формирует светоиспускающую плазму (несмотря на ссылку на колбу, в описании не описывается колба отдельно от корпуса лампы). Краткое изложение сущности изобретения Задачей настоящего изобретения является улучшение подачи микроволновой энергии в безэлектродную колбу лампы. Согласно настоящему изобретению предложена лампа, которая запускается от источника микроволновой энергии и содержит безэлектродную разрядную колбу, излучатель для испускания микроволновой энергии к колбе, патрон колбы, сформированный из керамического материала, покрытого электропроводящим экраном, и имеющий первую выемку, содержащую колбу, причем выемка открыта, чтобы свет мог светить из колбы, и вторую выемку, содержащую излучатель, причем вторая выемка открыта, чтобы обеспечить связь микроволн с излучателем, и контур СВЧ, имеющий вход для микроволновой энергии от источника энергии и выход для соединения с излучателем в керамическом патроне, при этом микроволновый соединитель является индуктивно-емкостной цепью, конфигурированной в виде полосового фильтра и обеспечивающей согласование выходного импеданса источника микроволновой энергии с входным импедансом комбинации, состоящей из соединителя, патрона и колбы. Контур СВЧ, точнее индуктивно-емкостная согласующая цепь, может быть единым элементом или параллельным резонансным контуром, предпочтительно имеющим отдельный конденсатор и индуктивные элементы, конфигурированные как полосовой фильтр. Альтернативно, это может быть гребенчатый линейный фильтр. Хотя предпочтительным вариантом осуществления согласующей цепи является полосовой фильтр воздушного волновода, особенно предпочтительно, что может быть использован волновод, выполненный из других диэлектрических материалов, например керамических материалов. Такой волновод описан в патенте США 4607242. Предпочтительно, чтобы цепь была перестраиваемой, не только учитывая малые изменения при изготовлении между колбами и полосовыми фильтрами, но так же, чтобы полоса пропускания фильтра включала в себя резонансную частоту волновода и колбы. В предпочтительном варианте осуществления цепь содержит пару хороших проводников, каждый закреплен внутри корпуса и каждый имеет соединение, одно для входа, другое для выхода. Предусмотрен элемент настройки на противоположном дистальном конце каждого проводника и дополнительный элемент настройки предусмотрен в диафрагме между проводниками. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления патрон колбы может быть резонансным волноводом. В интересах экономии пространства удобно использовать полуволну, волновод или четверть волны. Однако могут быть рассмотрены другие конфигурации, такие как полная волна и волновод. Предпочтительно патрон колбы выполнен из материала, имеющего диэлектрическую постоянную больше чем 1, предпочтительно из керамического материала. Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием варианта осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 - общий вид лампы с полосовым фильтром согласно изобретению; фиг. 2 - центральный продольный разрез лампы согласно изобретению; фиг. 3 - центральный продольный разрез профиля лампы согласно изобретению; фиг. 4 - диаграмма ответа КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению) на входную частоту с изменяющейся частотой только полосового фильтра согласно изобретению; фиг. 5 - диаграмма ответа КСВН для комбинации полосового фильтра и волновода с его лампой перед освещением колбы согласно изобретению; фиг. 6 - диаграмма комбинации после освещенияколбы согласно изобретению; фиг. 7 - общий вид полосового фильтра согласно изобретению; фиг. 8 - вид сбоку полосового фильтра согласно изобретению; фиг. 9 - дополнительный вид сбоку полосового фильтра согласно изобретению; фиг. 10 - разрез боковой проекции по линии IX-IX на фиг. 9 согласно изобретению.-1 012797 Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения Полосовой фильтр 1 содержит резонансную, наполненную воздухом алюминиевую камеру 2,имеющую крышку 3, вместе определяющие кубовидную резонансную полость 4, имеющую центральную диафрагму 5. Проводники 6, 7 с хорошей проводимостью предусмотрены на противоположных крайних узлах этой полости. Один проводник соединен с питающим проводом 8 от входа 9 в одном конце полости. Другой проводник соединен через дополнительный питающий провод 10 с излучателем 11 в смежном волноводе 12. Предусмотрены резьбовые регулировочные выступы 14, 15, противоположные проводникам, и 16 в диафрагме, при этом характеристики полосы пропускания и трансмиссии фильтра в полосе пропускания могут быть настроены так, чтобы согласовывать входной импеданс полосового фильтра и волновода с выходным импедансом возбуждающего контура формирователя (не показан). Обычно импеданс составляет 50 . Волновод 12 выполнен керамическим и металлизирован на внешних поверхностях. Он установлен на одном конце камеры фильтрации с безэлектродной лампочкой 21 в центральной полости 22, направленной в осевом направлении от камеры, и излучателем в дополнительной полости 23, установленным на одной стороне центральной полости. Это устройство является лампой. Лампа содержит безэлектродную разрядную колбу. В этом устройстве фильтр имеет полосу пропускания, включающую резонансную частоту волновода, это удобно, когда фильтр резонирует в полуволновом режиме. Когда фильтр запускается, волновод резонирует и запускает колбу. В эксплуатации входной импеданс комбинированной согласующей цепи и керамического волновода с колбой является таким, что микроволны требуемой частоты передаются внутрь от входа с незначительным отражением. Волны, отраженные от керамического волновода, отражаются обратно в волновод от выхода согласующей цепи и не передаются через согласующую цепь для распространения назад к цепи управления. Со ссылкой на фиг. 4 описана регулировка полосового фильтра посредством регулировочных выступов 14, 15, 16. Проводники 6, 7 аналогичны друг другу и имеют свои регулировочные выступы 14, 15,выровненные по их дистальным концам. Предпочтительно, чтобы входной проводник 6 был настроен так, чтобы генерировать пик F1 частоты низкой КСВН, и выходной проводник 7 был настроен так, чтобы генерировать пик F2 высокой частоты. Уровни и частоты пиков могут управляться индивидуально, хотя надо принимать во внимание, что регулировка одного влияет на другой. Кроме того, ширина полосы пропускания первично контролируется регулировочным выступом 16 диафрагмы. На фиг. 4 показан ответ КСВН одного полосового фильтра, на фиг. 5 показан ответ, когда с ним соединены волновод и колба лампы. Введен дополнительный пик КСВН, имеющий частоту F3 между F1 иF2. Этот пик находится на резонирующей частоте волновода. Когда лампа запускается микроволновой энергией, имеющей частоту в пределах полосы пропускания и достаточной интенсивности, чтобы вызывать ионизацию содержимого колбы, это моделирует короткое замыкание энергии, ее поглощение и испускание света. Частота, на которой ионизация может быть поддержана, менее специфична, и ответ КСВН, как показано на фиг. 6, расширяется, в частности, на конце более высокой частоты. На фиг. 7 и 10 показан конкретный пример согласующей цепи в соответствии с изобретением, подходящий для запуска полуволны керамическому волноводу на 2,4 ГГц. Он содержит квадратный блок 101 из алюминия 39,939,9 мм. Блок имеет боковую обшивку 102 в виде тонких пластин толщиной 6,0 мм, привинченную к нему десятью винтами 103. Эти винты устанавливаются равномерно, принимая во внимание регулировочные винты 104 и кабельные муфты, описанные ниже. Регулировочные винты находятся на одной стороне 105 блока, который имеет толщину стенки 5,84 мм. Два штыря проводников 108, 109 проходят в центральную полость 106 от противоположной стороны 107 толщиной 4,24 мм. Они прямоугольного сечения. Крайние стенки 110, 111 между боковыми стенками 105, 107 шириной 6,60 мм показаны в сечении от центральной полости до выхода. Все стены имеют высоту 16,04 мм перпендикулярно к ширине 6,60 мм. Проводники 108, 109 выполнены шириной 5,04 мм по отношению к высоте 16,04 мм и шириной 4,28 мм по отношению к толщине 6,60 мм боковых стенок 105, 107. Проводники установлены на середине высоты блока в направлении высоты боковых стенок. Также они разнесены на одинаковые расстояния 3,15 мм от боковых стенок и параллельны им. Соответственно, они имеют диафрагмовый зазор 11,84 мм между ними. Диафрагмовый выступ 112, расположенный центрально и шириной 5,07 мм, выступает в центральную полость с противоположной стороны, т.е. от боковой стенки 105 на полную высоту. Он проходит на 5,28 мм в полость. От противоположной боковой стенки проводники выступают на 26,54 мм. Блок, проводники и диафрагмовый выступ изготовлены механически из твердого тела. Все внутренние углы скруглены по радиусу 1,5 мм. Регулировочные винты установлены в хорошо обработанных нарезанных отверстиях 113, по центральным осям проводников. Резьба 1/4 дюйма на 64 витка на дюйм согласно универсальной системе обозначений является очень точной резьбой и позволяет осуществить точную регулировку характеристик цепи.-2 012797 Крайние стенки предназначены для приема регулировочных винтов 115 для входных и выходных кабельных муфт 116. Они имеют центральные провода 117, которые проходят по направлению к проводникам на расстоянии 3,26 мм от внутренней поверхности противоположных боковых стенок. Проводники просверлены на 1,3 мм, чтобы принимать провода 117. Они спаяны на месте. Изобретение не ограничено деталями вышеописанного варианта осуществления. Например, покрытие внутри алюминиевого блока и боковых пластинок может быть плакировано металлом с высокой электропроводностью, таким как золото или серебро. Глубина покрытия 2 мкм обеспечивает запуск полуволны керамического волновода на 2,4 ГГц. Плакирование 6 или 10 мкм обеспечивает достаточную толщину плакирования для токов, индуцированных для покрытия высокой удельной электропроводности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Лампа, запускаемая от источника микроволновой энергии и содержащая безэлектродную разрядную колбу, излучатель для испускания микроволновой энергии к колбе, патрон колбы, сформированный из керамического материала, покрытого электропроводящим экраном, и имеющий первую выемку, содержащую колбу, причем выемка открыта, чтобы свет мог светить из колбы, и вторую выемку, содержащую излучатель, причем вторая выемка открыта, чтобы обеспечить связь микроволн с излучателем, и контур СВЧ, имеющий вход для микроволновой энергии от источника и выход для соединения с излучателем в керамическом патроне, причем контур СВЧ является индуктивно-емкостной цепью, конфигурированной в виде полосового фильтра и согласующей выходной импеданс источника микроволновой энергии с входным импедансом комбинации, состоящей из цепи, патрона и колбы. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что контур СВЧ является линейным гребенчатым фильтром. 3. Лампа по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что контур СВЧ является перестраиваемым контуром. 4. Лампа по любому из пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что контур СВЧ содержит металлический корпус, пару идеально проводящих проводников, каждый из которых заземлен внутри корпуса, пару соединителей, один для входа и другой для выхода. 5. Лампа по п.4, отличающаяся тем, что содержит элемент настройки, размещенный в корпусе напротив дистального конца каждого проводника. 6. Лампа по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дополнительный элемент настройки, предусмотренный в диафрагме между проводниками. 7. Лампа по любому из пп.4-6, отличающаяся тем, что металлический корпус плакирован изнутри металлом с высокой удельной электропроводностью на глубину 6 мкм или более. 8. Лампа по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что диэлектрическим материалом между элементами контура СВЧ является воздух. 9. Лампа по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что диэлектрическим материалом между элементами контура СВЧ является керамический материал. 10. Лампа по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что патрон колбы является резонансным волноводом. 11. Лампа по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что патрон колбы является резонансным полуволновым волноводом. 12. Лампа по любому из пп.10 или 11, отличающаяся тем, что резонансный волновод выполнен из материала, имеющего диэлектрическую постоянную больше чем 1. 13. Лампа по п.12, отличающаяся тем, что резонансный волновод выполнен из керамического материала.