[发明专利]一种提升微波加热均匀性的方法及其双端口微波加热装置

说明书

本发明涉及微波加热领域，是一种提升微波加热均匀性的双端口微波加热装置，解决了现有技术中加热均匀性和微波吸收效率低的问题。本发明包括微波加热腔、微波馈入源，设置于加热腔体两侧的微波相位调节装置；所述微波相位调节装置通过辐射器连接微波馈入源；所述微波加热腔是用以通过调节腔体的尺寸以及馈电的位置来减小反射的单模腔。本发明过设置双微波馈入源和可有效控制相位的变化的单模腔的微波加热腔，大大提高微波加热的均匀性；在保证波导内能量馈入腔体的同时，减少两个端口之间的能量互相耦合，提升微波利用率，降低设备损毁率。

技术领域

本发明涉及微波加热领域，特别是指一种提升微波加热均匀性的方法及其双端口微波加热装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，微波能作为一种新型高效的清洁能源在食品加工、化工、医药等各个领域得到了越来越多的应用。与传统的加热方法相比，微波加热具有高效节能、选择加热、清洁无污染等特点。如今，微波加热在许多领域得到了广泛的应用。

微波加热的过程是被加热物体作用于高频电磁场中，吸收微波能量，并将其转化为热能，微波可以穿透物质内部进行加热，达到内外同时加热的效果。传统的微波加热大多使用单端口馈入微波能量的多模腔。微波在腔体内的分布模式较多，不易于调控。现有技术中存在通过多馈入源及调节微波加热腔中的相位以提高微波加热均匀性的技术，但其存在相位不易控制、馈口之间互耦，微波利用率低等问题。

亟待出现一种加热均匀性和微波吸收效率高的新型加热装置及方法。

发明内容

本发明提出一种提升微波加热均匀性的方法及其双端口微波加热装置，解决了现有技术中加热均匀性和微波吸收效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种提升微波加热均匀性的双端口微波加热装置，包括微波加热腔和微波信号发生装置，设置于加热腔体两侧的波导；所述波导上设置有辐射器；所述微波加热腔是用以通过调节腔体的尺寸以及馈电的位置来减小反射的单模腔；所述微波信号发生装置包括信号源和微波相位调节器。

进一步地，所述单模腔为标准波导；所述波导长度大于一个波长，所述窄边为S11和S21值均小尺寸。

进一步地，所述辐射器是设置于波导宽边的缝隙天线。。

进一步地，所述缝隙天线设置于靠近单模腔一侧的波导低端短路面1/4波长处，缝隙的宽度大于半个波长。

一种提升微波加热均匀性的的方法，包括以下步骤：A、在微波加热腔两侧分别设置具有缝隙天线的矩形波导；B、两个信号源和微波相位调节器分别连接矩形波导；C、调节相位：一信号源保持相位不变，另一信号源相位随时间变化馈入微波加热腔。

进一步地，，所述步骤B和C之间还包括步骤D、确定微波加热腔的尺寸：波导长度大于一个波长；通过仿真参数扫描的方式选择S11和S21值均小的波导窄边尺寸。

进一步地，所述步骤A具体的是：所述缝隙天线设置于靠近单模腔一侧的波导低端短路面1/4波长处，缝隙的宽度大于半个波长。

本发明公开的一种提升微波加热均匀性的方法及其双端口微波加热装置，通过设置双信号源和可有效控制相位的变化的单模腔的微波加热腔，大大提高微波加热的均匀性；在保证波导内能量馈入腔体的同时，减少两个端口之间的能量互相耦合，提升微波利用率，降低设备损毁率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：发明的结构示意图；

图2：端口1和端口2等相位的驻波分布图；