[发明专利]一种微波加热天线

说明书

本发明公开了一种微波加热天线，该种微波加热天线包括微波传输线、位于微波传输线外导体壁上且沿传输线轴线方向分布的多个缝隙和N个锥台状的金属喇叭，N≥2的整数；缝隙将微波传输线的内部空间与外部空间连通；金属喇叭由金属薄壁围成锥台状，金属喇叭设有一个较大对外开放口面和一个较小对外开放口面，较小对外开放口面与微波传输线的外壁连接在一起，实现电接触且与其对应的一组缝隙被包含在较小对外开放口面内，该组缝隙所辐射的微波功率只能通过较大对外开放口面进入外部空间。通过上述方式，本发明结构简单紧凑，场分布均匀性好，工程实施方便，成本低。

技术领域

本发明涉及微波能应用技术领域，特别是涉及一种微波加热天线。

背景技术

大功率微波加热领域常用的天线包括两大类：一类是缝隙天线，即根据微波传输模式的场分布特点，在传输线外导体壁上开有若干(一般至少2个)扁长缝隙，将传输线内部空间与外部连通，缝隙切割导体壁上的电流产生空间位移电流，实现传输线内部能量向外部空间的辐射；第二类是喇叭天线，锥台状的喇叭的一个口面(一般是较大的口面)与要被作用的空间连通，而另一个口面(一般是较小口面)通过适配结构和微波传输线与微波发生器连接。

缝隙天线一般应用于轴向尺寸远大于横截面尺寸的狭长加热空间，微波传输线的轴向与加热空间的轴向一致，利用缝隙天线的长度将能量分布在轴线方向的不同位置，再辐射给被加热对象，由于多条缝隙辐射场之间的相互干涉作用，在离开天线一定距离后场强会有明显的相消和相长，加剧了空间场分布的不均匀，导致温度的不均匀，影响加热效率和质量，尤其不利于对温度敏感的热敏性物料加热。

喇叭天线常用于单个或若干能量馈口的微波作用器，对于单个馈口，微波发生器产生的微波能通过传输线和适配结构直接输送给喇叭天线；而对于两个或两个以上的喇叭天线，还需要功率分配器将微波发生器产生的能量分配到不同的喇叭，这种馈能方式适合能量较为集中的应用，如果馈能位置较多，则需要较为复杂的功率分配和传输系统，增加系统复杂度和成本，给使用带来不便。

基于以上缺陷和不足，有必要对现有技术予以改进，设计出一种微波加热天线。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种微波加热天线，结构简单紧凑，具有较长距离的能量传输和辐射特性的同时限制缝隙之间的相干作用，改善缝隙天线加热的不均匀性，场分布均匀性好，工程实施方便，成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微波加热天线，该种微波加热天线包括微波传输线、位于微波传输线外导体壁上且沿传输线轴线方向分布的多个缝隙和N个锥台状的金属喇叭，N≥2的整数；所述微波传输线的一个端口为天线的输入口，微波传输线的另一个端口封装金属板短路，缝隙为条形状，缝隙将微波传输线的内部空间与外部空间连通，缝隙被划分为N个组，每一组缝隙数目相等或不等，每一组缝隙与一个金属喇叭对应；金属喇叭由金属薄壁围成锥台状，金属喇叭设有一个较大对外开放口面和一个较小对外开放口面，较小对外开放口面与微波传输线的外壁连接在一起，实现电接触且与其对应的一组缝隙被包含在较小对外开放口面内，该组缝隙所辐射的微波功率只能通过较大对外开放口面进入外部空间。

优选的是，所述微波传输线采用矩形波导，微波传输线工作于TE10模，所述缝隙位于矩形波导宽边(，所述金属喇叭的较小对外开放口面与矩形波导宽边重合。

优选的是，所述微波传输线采用矩形波导，微波传输线工作于TE10模，所述缝隙位于矩形波导窄边，所述金属喇叭的较小对外开放口面与矩形波导窄边重合。

优选的是，所述微波传输线采用同轴传输线，所述缝隙位于同轴传输线的外导体上，缝隙狭长的方向与同轴传输线轴向垂直或接近垂直；所述金属喇叭的较小对外开放口面为部分圆柱面，该圆柱面的半径与同轴传输线外导体的外径相同，较小对外开放口面与同轴传输线外导体紧密配合，实现电接触。