CN102484910A - 微波加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的微波加热装置构成为具备:微波振荡部(10a),其构成为具有晶体振荡器的基准信号振荡器(11)、相位改变部(12a~12b)及相位同步电路(13a~13d);控制部(22),其控制微波振荡部(10a);以及多个辐射部(20、21),该多个辐射部配置在收纳被加热物的加热室(100)的壁面上,其中,控制对设置在辐射部(20、21)中的多个微波馈电点(20a、20b和21a、21b)分别提供的微波的相位和功率,来控制从辐射部(20、21)辐射的微波的辐射方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备辐射来自微波产生单元的微波的多个辐射部的微波加热装置。
背景技术
以往的这种微波加热装置一般来说构成为具有长方体形状的加热室,加热室具备一个或多个辐射部。作为具有多个辐射部的结构,存在如下结构(例如参照专利文献1):将辐射部设置在加热室的上壁面和底壁面上,将来自专用的微波产生单元的微波提供给各个辐射部;以及在加热室的侧壁面上设置两个辐射部,将来自一个微波产生单元的微波通过导波管提供给两个辐射部。
还存在如下结构(例如专利文献2):将多个辐射部分散配置在加热室的壁面上,至少使对各个辐射部提供微波的微波产生单元中的配置在两个壁面上的微波产生单元分时动作。
这样,专利文献2所公开的微波加热装置是如下一种结构:通过使所选择的微波产生单元分时动作,来防止随着加热室内空间中的微波干扰而由辐射部所接收的微波破坏与该辐射部相连接的微波产生单元,能够使多个微波产生单元实质上同时进行动作。
另外,对于配置在加热室中处于正交关系的壁面上的辐射部,通过适当地选择加热室与微波产生单元的结合,能够抑制从对方的辐射部辐射出的微波的干扰,能够使微波产生单元同时进行振荡。
以往的微波加热装置是如下一种结构(例如专利文献3):具备多个辐射部,能够通过设置在微波产生单元内的移相器的控制来变更对各个辐射部提供的微波的电功率。
以往的微波加热装置中的微波产生单元具备由半导体构成的振荡部、将振荡部的输出分割为多个的分配部、将进行分配得到的输出分别进行放大的多个放大部、将放大部的输出进行合成的合成部以及配置在分配部与放大部之间的移相器。在以往的微波加热装置中,在来自合成部的两个输出上分别连接有向加热室内辐射微波的辐射部。
移相器是根据二极管的通断特性来切换微波的通过线路长的结构。另外,合成部使用90度和180度混合器来构成,通过控制移相器来改变来自合成部的两个输出的功率比,或者将两个输出的相位变更为同相或反相。
另外,在以往的微波加热装置中还存在如下结构(例如参照专利文献4):以促进对加热室内的被加热物的加热均匀化为目的,使辐射部辐射圆偏振波。专利文献4所公开的微波加热装置为了辐射圆偏振波,与加热室的壁面相正交地形成穿孔而形成有一对开口部。
专利文献1:日本特开平04-233188号公报
专利文献2:日本特开昭53-5445号公报
专利文献3:日本特开昭56-132793号公报
专利文献4:日本特开2002-061847号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述以往的微波加热装置是配置有一个或多个辐射部的结构,是辐射部专门发挥辐射功能的结构。另外,上述以往的微波加热装置是辐射如下微波的结构:所辐射的微波偏振波是直线偏振波或者圆偏振波。
本发明是解决上述以往的微波加热装置中的问题的发明,其目的在于提供一种辐射微波的辐射部具有新的辐射功能并且能够最佳地控制对辐射部提供的微波信号的微波加热装置,在该新的辐射功能中附加有能够辐射直线偏振波和圆偏振波这两种微波的功能以及功率合成功能。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的第一方式的微波加热装置构成为具备:微波振荡部,其具有通过设置与一个基准信号振荡器相连接的多个相位同步电路而构成的多个输出;多个放大部,该多个放大部对上述微波振荡部的各个输出进行放大;多个辐射部,该多个辐射部被提供来自上述放大部的输出,向加热室辐射微波;以及控制部,其控制上述微波振荡部,其中,各上述辐射部具有多个微波馈电点,将来自各上述放大部的输出提供给各上述微波馈电点。在像这样构成的本发明所涉及的第一方式的微波加热装置中,能够对被提供至各微波馈电点的同一频率的微波进行功率合成后辐射到加热室内。另外,第一方式的微波加热装置使用多个产生比较小的电功率的放大部,不增加辐射部的数量就能够向加热室内提供大功率。
在本发明所涉及的第二方式的微波加热装置中,特别的是,第一方式的上述微波振荡部也可以构成为具备能够改变从上述基准信号振荡器输出的振荡信号的相位的相位改变部(12a~12d),将要提供给各辐射部中的多个微波馈电点的微波的相位设定为具有规定的相位差来进行提供。像这样构成的本发明所涉及的第二方式的微波加热装置在各辐射部中改变对微波馈电点的具有相位差的微波信号进行合成而产生的微波的辐射方式,来促进加热以使被加热物成为期望的状态。
在本发明所涉及的第三方式的微波加热装置中,特别的是,第一方式的上述微波振荡部也可以构成为具备能够改变从上述基准信号振荡器输出的振荡信号的相位的相位改变部,能够改变从各辐射部中的至少两个辐射部辐射的微波的相位差。在像这样构成的本发明所涉及的第三方式的微波加热装置中,能够改变从各个辐射部辐射的微波在加热室内的空间中发生碰撞的位置,实现加热室内的微波分布的分散化,并能够促进对被加热物的加热均匀化。
在本发明所涉及的第四方式的微波加热装置中,特别的是,第一或第二方式的各上述辐射部中的至少两个微波馈电点也可以构成为连结该辐射部的中央点与各微波馈电点的各线的交叉角度为90度,馈电至各微波馈电点的微波的相位差在所使用的微波频带的中央频率处为90度。在像这样构成的本发明所涉及的第四方式的微波加热装置中,被提供至各辐射部中的微波馈电点的微波被功率合成,并且能够从辐射部辐射圆偏振波。另外,第四方式的微波加热装置能够使微波分散于整个加热室内,能够有效地对被加热物进行加热。
在本发明所涉及的第五方式的微波加热装置中,特别的是,第一或第二方式的各上述辐射部中的至少两个微波馈电点也可以构成为连结该辐射部的中央点与各微波馈电点的各线的交叉角度为90度,并且在所使用的微波频带的中央频率处,在以馈电至其中一方微波馈电点的微波的相位为基准时,将馈电至另一方微波馈电点的微波的相位切换为90度或-90度。在像这样构成的本发明所涉及的第五方式的微波加热装置中,能够切换选择辐射圆偏振波时的旋转方向。另外,第五方式的微波加热装置通过与被加热物的种类、量、加热进展状态相应地改变旋转方向,能够促进对被加热物的加热均匀化。
在本发明所涉及的第六方式的微波加热装置中,特别的是,第一或第二方式的各上述辐射部中的至少两个微波馈电点也可以构成为连结该辐射部中的各微波馈电点的直线被配设成通过该辐射部的中央点,并且馈电至上述至少两个微波馈电点的微波的相位差在所使用的微波频带的中央频率处为180度。在像这样构成的本发明所涉及的第六方式的微波加热装置中,能够从辐射部辐射垂直偏振波。另外,第六方式的微波加热装置能够在各辐射部中将被提供至微波馈电点的两个微波功率合成后进行辐射。
在本发明所涉及的第七方式的微波加热装置中,特别的是,第一方式的上述控制部也可以构成为具有控制上述微波振荡部的输出的功能,并针对各上述辐射部的多个微波馈电点中的至少一个微波馈电点进行停止微波的馈电的控制。在像这样构成的本发明所涉及的第七方式的微波加热装置中,能够产生圆偏振波辐射和垂直偏振波辐射中的任一个,能够将被加热物加热成期望的状态。例如,在一个辐射部中,配置成连结辐射部的中央点与各个微波馈电点的各线的交叉角度为90度,对各微波馈电点提供相位差为90度的微波功率,由此能够产生圆偏振波辐射。另外,在对某一个微波馈电点停止提供微波的情况下,能够产生垂直偏振波辐射。
在本发明所涉及的第八方式的微波加热装置中,特别的是,第一方式的多个上述辐射部也可以被配设在上述加热室的同一壁面上,将上述辐射部以及上述辐射部的微波馈电点配设成相对于通过该壁面的大致中央的直线呈线对称。在像这样构成的本发明所涉及的第八方式的微波加热装置中,通过将辐射部集中在一个壁面上,容易配设覆盖辐射部的部件以保护辐射部,并且能够将对各辐射部的微波馈电点提供的微波的信号及对其相位的控制相互关联地进行控制。
在本发明所涉及的第九方式的微波加热装置中,特别的是,也可以将第一方式的多个上述辐射部配设在上述加热室的相向壁面上,上述辐射部以及上述辐射部的微波馈电点被相向地配置。在像这样构成的本发明所涉及的第九方式的微波加热装置中,能够使从各辐射部辐射的微波可靠地在发生空间碰撞,并能够通过改变辐射部间的相位差来可靠地改变微波分布。
在本发明所涉及的第十方式的微波加热装置中,特别的是,第八或第九方式的多个上述辐射部也可以以各辐射部的激励方向与加热室的宽度方向或深度方向一致的方式配设在加热室内。像这样构成的本发明所涉及的第十方式的微波加热装置将辐射部的激励方向规定为加热室的壁面方向,能够明确微波在加热室内的传播方向。其结果是在第十方式的微波加热装置中,能够进行与促进被加热物的良好加热对应的各微波馈电点间或各辐射部间的相位控制。
在本发明所涉及的第十一方式的微波加热装置中,特别的是,第八或第九方式的多个上述辐射部也可以构成为以各辐射部的激励方向与加热室的宽度方向或深度方向一致的方式配设在加热室内,并且与上述加热室的宽度方向尺寸和深度尺寸的比率相应地改变对各上述辐射部中的多个上述微波馈电点提供的各微波馈电电平。像这样构成的本发明所涉及的第十一方式的微波加热装置能够与加热室的形状相应地促进微波在加热室内的分散。例如在宽度宽的加热室中,通过对与宽度方向激励相对应的微波馈电点提供大的微波功率,在辐射圆偏振波时,形成加热室的宽度方向大的椭圆旋转,能够促进电波在加热室内的分散。
发明的效果
本发明的微波加热装置能够提供如下一种微波加热装置:具有通过控制提供给辐射部中的各微波馈电点的微波的相位和功率来辐射直线偏振波和圆偏振波这两种微波的功能,进一步附加有功率合成功能,能够促进对被加热物的加热。
附图说明
图1是表示作为本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置的微波炉的加热室内部的立体图。
图2是表示实施方式1的微波加热装置的结构的框图。
图3是表示配置在实施方式1的微波加热装置中的底壁面上的辐射部的俯视图。
图4是说明实施方式1的微波加热装置中的辐射部的第一辐射方式的图。
图5是说明本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置中的辐射部的第二辐射方式的图。
图6是说明本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置中的辐射部的第三辐射方式的图。
图7是表示作为本发明所涉及的实施方式2的微波加热装置的微波炉中的加热室内部的立体图。
图8是表示实施方式2的微波加热装置的结构的框图。
图9是表示配置在实施方式2的微波加热装置中的底壁面上的辐射部的俯视图。
图10是说明实施方式2的微波加热装置中的辐射部的第四辐射方式的图。
图11是说明实施方式2的微波加热装置中的辐射部的第五辐射方式的图。
图12是表示作为本发明所涉及的实施方式3的微波加热装置的微波炉中的加热室内部的立体图。
图13是表示配置在本发明所涉及的实施方式4的微波加热装置中的底壁面上的辐射部的俯视图。
图14是说明实施方式4的微波加热装置中的辐射部的第六辐射方式的图。
具体实施方式
下面,作为本发明的微波加热装置所涉及的实施方式,参照添附的附图说明微波炉。此外,本发明的微波加热装置并不限定于下面的实施方式所记载的微波炉的结构,包括基于与在下面的实施方式中说明的技术思想等同的技术思想以及该技术领域的技术常识而构成的微波加热装置。
《实施方式1》
图1是表示作为本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置的微波炉中的加热室100内部的立体图。在图1中,将加热室100内部的一部分切除,并省略了用于打开和关闭加热室100的开闭门。图2是表示实施方式1的微波加热装置的结构的框图。图3是表示配置在实施方式1的微波加热装置中的底壁面上的辐射部20、21的俯视图。
如图1所示,本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置构成为具有收纳被加热物的由大致长方体结构构成的加热室100,利用来自多个辐射部20、21的微波对收纳在加热室100内部的被加热物进行加热处理。加热室100包括由金属材料形成的左壁面101、右壁面102、底壁面103、上壁面104、内侧壁面105以及为了收纳被加热物而进行打开和关闭的开闭门(未图示)。在开闭门关闭的加热室100中,构成为从设置在底壁面103上的辐射部20、21辐射的微波被封闭在加热室100内部。
如图2所示,作为微波产生单元的微波产生部10包括微波振荡部10a、初级放大部15a~15d、主放大部16a~16d以及功率检测部18a~18d,来自该微波振荡部10a的四个输出经由微波传输路径14a、14b、14c、14d(在下面的说明中记为14a~14d,其它的具有多个的结构要素也同样地缩略记载)被引导到该初级放大部15a~15d,该主放大部16a~16d将初级放大部15a~15d的各自的输出进一步进行放大,该功率检测部18a~18d插入在将主放大部16a~16d的输出引导到输出部19a~19d的微波传输路径17a~17d上。微波产生部10中的初级放大部15a~15d以及主放大部16a~16d分别使用半导体元件来构成。
微波产生部10的微波振荡部10a具备作为基准信号振荡器的晶体振荡器11、分别配设在来自晶体振荡器11的四个输出上的相位改变部12a~12b以及被输入相位改变部12a~12b的输出的相位同步电路13a~13d。在实施方式1中使用的作为基准信号振荡器的晶体振荡器11产生例如10MHz的基准频率。
晶体振荡器11以及相位同步电路13a~13d由频率负反馈电路构成并由应用了作为PLL(Phase Locked Loop:锁相环)的电路技术的PLL频率合成器构成。该PLL频率合成器由压控振荡器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)、根据来自外部的控制信号对分频值进行改变控制的分频器、相位比较器、环路滤波器以及产生输入基准信号的晶体振荡器11构成。通过控制分频器的分频值来产生使输出基准信号的晶体振荡器11的频率值倍增的频率,从而微波振荡部10a能够输出规定的振荡频率。
相位比较器将由分频器对压控振荡器(VCO)的输出频率进行分频得到的频率的值与作为从晶体振荡器11获得的作为输入基准信号的频率进行比较。在这两者的值不同的情况下,相位比较器输出误差信号脉冲。环路滤波器由低通滤波器构成,将相位比较器所产生的误差信号脉冲变换为直流电压,将该直流电压施加到压控振荡器(VCO),来对压控振荡器(VCO)的振荡频率进行改变控制。这样,由作为基准信号振荡器的晶体振荡器11以及相位同步电路13a~13d构成的频率负反馈电路进行动作以形成由来自外部的控制信号决定的频率。
本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置中的微波振荡部10a是在上述频率负反馈电路中附加了相位改变部12a~12d的结构。关于微波振荡部10a的多个输出,其频率基于来自外部的控制信号被控制为同一频率,各输出端子相对于其它的输出端子的相对相位差由相位改变部12a~12d的动作条件决定。
设为相位改变部12a~12d是在将晶体振荡器11的输出传输到各个相位同步电路13a~13d的信号线上并列配设可变电容二极管而构成的。
如图3所示,在构成加热室100的底壁面103上配置有向加热室100内辐射提供微波的多个(在实施方式1中是两个)辐射部(20、21)。实施方式1中的两个辐射部(第一辐射部20、第二辐射部21)配置在相对于通过底壁面103的大致中心点(C0)的装置的前后方向的中心线(图3中用附图标记Y表示的线)呈线对称的位置处。
第一辐射部20具有两个微波馈电点20a、20b,来自微波产生部10的各输出被分别引导至微波馈电点20a、20b。同样地,第二辐射部21具有两个微波馈电点21a、21b,微波产生部10的各输出被分别引导至微波馈电点21a、21b。第一辐射部20的微波馈电点20a、20b与第二辐射部21的微波馈电点21a、21b配置在相对于底壁面103的上述中心轴Y呈线对称的位置处。
第一辐射部20和第二辐射部21是具有大致圆板形状的天线,在连结各自中央点C1、C2的线(图3中用附图标记X表示的线)上分别配置有第一微波馈电点20a、21a。在与连结各中央点C1、C2的线X正交并通过各中央点C1、C2的线(图3中分别用附图标记Z1、Z2表示的线)上分别配置有第二微波馈电点20b、21b。为了实现阻抗匹配,距各个辐射部20、21的中央点C1、C2规定距离地配置了各个微波馈电点20a、20b以及21a、21b。
如上所述,在第一辐射部20中配置成连结第一微波馈电点20a和中央点C1的线X与连结第二微波馈电点20b和中央点C1的线Z1的交叉角度θ为90度。同样地,在第二辐射部21中配置成连结第一微波馈电点21a和中央点C2的线X与连结第二微波馈电点21b和中央点C2的线Z2的交叉角度θ为90度。
在实施方式1的微波加热装置中,初级放大部15a~15d以及主放大部16a~16d具有由形成在以低介电损耗材料构成的介电体基板的单面上的导电体图案构成的电路,为了使设置在该电路上的作为各放大部的放大元件的半导体元件良好地进行动作,而在各半导体元件的输入侧和输出侧分别设置有匹配电路。
从微波振荡部10a的输出至初级放大部15a~15d的微波传输路径14a~14d由同轴线缆构成。另外,从主放大部16a~16d至输出部19a~19d的微波传输路径17a~17d由设置在介电体基板的单面上的导电体图案所形成的特性阻抗为大致50Ω的传输电路形成。
微波传输路径14a~14d由同轴线缆构成,因此具有能够将微波振荡部10a和放大部(15a~15d、16a~16d)配置在相互分开的位置处的便利性。将相位改变部12a~12d设为在信号线与接地面之间插入可变电容二极管的电路结构。通过改变对可变电容二极管施加的电压来使基准频率的相位延迟。因此,相位延迟后的基准频率被输入到各个相位同步电路13a~13d。
通过在基准频率的传输路径上插入相位改变部12a~12d,能够使用在小功率水平和低频率环境下能够使用的可变电容二极管,并且能够大幅设定微波振荡部10a的微波输出信号的相位变化。
微波产生部10的相位同步电路13a~13d针对作为产生例如10MHz的基准频率的基准信号振荡器的晶体振荡器11,通过分频器形成具有0.5MHz的分频性能的比较频率。并且,将输入后续的放大部的微波信号的频率设为2400.0MHz~2500.0MHz。
在微波信号的频率是2450.0MHz的情况下,控制相位改变部12a~12d的相位改变量以使该微波的相位变化360度。通过控制该相位改变部12a~12d,能够控制微波产生部10的输出部19a~19d的相位。即,能够使第一辐射部20的微波馈电点20a、20b以及第二辐射部21的微波馈电点21a、21b的相位延迟最大延迟360度。
功率检测部18a~18d检测从微波产生部10向加热室100侧传输的微波功率(以下为微波供给量)以及从加热室100向微波产生部10侧传输的所谓的反射波的功率(以下为微波反射量)。此外,作为功率检测部18a~18d,也可以是至少检测微波反射量的结构。在功率检测部18a~18d中,将功率耦合度设为例如大约40dB,来抽取在微波传输路径17a~17d上传输的微波供给量和/或微波反射量的大约1/10000的电功率。
像这样抽取出的功率信号由检波二极管(未图示)分别进行整流,并由电容器(未图示)进行平滑处理,进行了该平滑处理的信号被输入到控制部22。
控制部22根据使用者直接输入的被加热物的加热条件(图2中的箭头Q)、来自各个功率检测部18a~18d的检测信息(图2中的箭头P)以及在加热过程中从检测被加热物的加热状态的各种传感器获得的加热信息(图2中的箭头R),控制作为微波产生部10的结构要素的相位同步电路13a~13d来控制微波振荡部10a的振荡频率和振荡输出,控制相位改变部12a~12d来控制振荡信号的相位延迟量。其结果是根据使用者设定的加热条件(Q)、表示加热中的被加热物的加热状态的加热信息(R)或者来自功率检测部18a~18d的检测信息(P),来最佳地对被收纳在加热室100内的被加热物进行加热。
此外,在实施方式1的微波加热装置中,在微波产生部10中设置有用于放出半导体元件所产生的热的散热单元,例如冷却用散热片(未图示)。另外,在加热室100内设置有以低介电损耗材料形成的载置板25,该载置板25覆盖设置在底壁面103上的辐射部20、21并且用于收纳载置被加热物。
[辐射方式]
接着,说明如上所述那样构成的实施方式1的微波加热装置中的辐射部20、21的辐射方式及其动作。
[第一辐射方式的说明]
图4是说明实施方式1的微波加热装置中的辐射部20、21的一个辐射方式的图,示出了第一辐射方式。
在图4所示的第一辐射方式中,使第一辐射部20的第二微波馈电点20b的馈电相位相对于第一微波馈电点20a的馈电相位延迟90度来进行馈电。同样地,使第二辐射部21的第二微波馈电点21b的馈电相位相对于第一微波馈电点21a的馈电相位延迟90度来进行馈电。此外,第一辐射部20的第一微波馈电点20a的馈电相位与第二辐射部21的第一微波馈电点21a的馈电相位是同相。
在此,相位的90度延迟表现为微波加热装置所利用的频带的中央频率(例如2450MHz)处的特性值。
如上所述那样通过采用将微波馈电点20a、20b、21a、21b配设在各辐射部20、21的规定位置处并将向各个微波馈电点20a和20b以及21a和21b提供的微波的相位差设为90度的第一辐射方式,各个辐射部20、21辐射圆偏振波的微波。
使用图4说明第一辐射方式中的产生圆偏振波的原理。
在时间t=t0时,当将馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位(绝对相位)设为90度时,此时由于馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位(绝对相位)相对于第一微波馈电点20a、21a的馈电相位延迟了90度,因此是0度。
因而,在时间t=t0时,通过来自第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相反的微波电场(图4中用箭头20A、21A表示的微波电场)。此时,由于馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位(绝对相位)是0度,因此微波电场的大小是零。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为180度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为90度。因此,在时间t=t0+T/4时,通过第二微波馈电点20b、21b的微波产生朝向相同的微波电场(图4中用箭头20B、21B表示的微波电场)。此时,由于馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位是180度,因此微波电场的大小是零。
在时间t=t0+T/2时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为270度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为180度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时的微波电场的朝向相反的微波电场(图4中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
在时间t=t0+3T/4时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为360度(0度),馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为270度。因此,在时间t=t0+3T/4时,产生朝向与时间t=t0+T/4时的微波电场的朝向相反的微波电场(图4中用箭头20B、21B表示的微波电场)。
在时间t=t0+4T/4时,与时间t=t0同样地通过第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相反的微波电场(图4中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图4中的最下部分所示那样,在第一辐射部20中产生微波电场右旋的圆偏振波,在第二辐射部21中产生微波电场左旋的圆偏振波。
[第二辐射方式的说明]
图5是说明本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置中的辐射部20、21的第二辐射方式的图。
在图5所示的第二辐射方式中,使第一辐射部20的第二微波馈电点20b和第二辐射部21的第二微波馈电点21b的馈电相位相对于第一辐射部20的第一微波馈电点20a的馈电相位延迟90度来进行馈电,且使第二辐射部21的第一微波馈电点21a的馈电相位相对于第一辐射部20的第一微波馈电点20a的馈电相位延迟180度来进行馈电。
在此,相位的90度延迟以及180度延迟表现为微波加热装置所利用的频带的中央频率(例如2450MHz)处的特性值。
在第二辐射方式的情况下也同样地,通过采用微波馈电点20a、20b、21a、21b的配置结构以及将向各个微波馈电点20a、20b、21a、21b提供的微波的相位差设为90度,辐射部20、21进行圆偏振波辐射。
使用图5说明第二辐射方式中的产生圆偏振波的原理。
在时间t=t0时,当将馈电至第一辐射部20的第一微波馈电点20a的微波的相位(绝对相位)设为90度时,此时由于馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位(绝对相位)相对于第一微波馈电点20a的馈电相位延迟了90度,因此是0度,馈电至第二辐射部21的第一微波馈电点21a的微波的相位(绝对相位)是-90度(270度)。
因而,在时间t=t0时,通过第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相同的微波电场(图5中用箭头20A、21A表示的微波电场)。此时,由于馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位是0度,因此不产生微波电场。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位分别变为180度、0度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位分别变为90度。因此,在时间t=t0+T/4时产生微波电场(图5中用箭头20B、21B表示的微波电场)。此时,由于馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位是180度、0度,因此不产生微波电场。
在时间t=t0+T/2时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位分别变为270度、90度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位分别变为180度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时示出的微波电场的朝向相反的微波电场(图5中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
在时间t=t0+3T/4时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位分别变为360度、180度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位分别变为270度。因此,在时间t=t0+3T/4时,产生朝向与时间t=t0+T/4时示出的微波电场的朝向相反的微波电场(图5中用箭头20B、21B表示的微波电场)。
在时间t=t0+4T/4时,与时间t=t0同样地,通过第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相同的微波电场(图5中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图5中的最下部分所示那样,在第一辐射部20和第二辐射部21中产生微波电场右旋的相同的圆偏振波。
[第三辐射方式的说明]
图6是说明本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置中的辐射部20、21的第三辐射方式的图。
在图6所示的第三辐射方式中,使对各辐射部20、21的第一微波馈电点20a、21a提供的微波电功率多于对第二微波馈电点20b、21b提供的微波电功率。
针对各微波馈电点20a、20b、21a、21b的馈电相位与图4所示的第一辐射方式相同。即,在各辐射部20、21中,使第二微波馈电点20b、21b的馈电相位相对于第一微波馈电点20a、21a的馈电相位延迟90度来进行馈电。
在第三辐射方式的情况下也同样地,通过采用微波馈电点20a、20b、21a、21b的配置结构以及将向各个微波馈电点20a、20b、21a、21b提供的微波的相位差设为90度,辐射部20、21进行旋转形状是椭圆形状的圆偏振波辐射。
使用图6说明第三辐射方式中的产生椭圆形状的圆偏振波的原理。
在时间t=t0时,当将馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位(绝对相位)设为90度时,此时由于馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位(绝对相位)相对于第一微波馈电点20a、21a的馈电相位延迟了90度,因此是0度。
随着馈电而产生的微波电场的大小与所提供的微波电功率成比例,因此在第三辐射方式中通过来自第一微波馈电点20a、21a的微波形成的微波电场比通过来自第二微波馈电点20b、21b的微波形成的微波电场大。因而,在图6中,以比表示由第二微波馈电点20b、21b激励得到的微波电场的箭头长的箭头示出表示由第一微波馈电点20a、21a激励得到的微波电场。
在时间t=t0时,通过来自第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相反的微波电场(图6中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为180度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为90度。因此,在时间t=t0+T/4时,通过第二微波馈电点20b、21b的微波产生朝向相同的微波电场(图6中用箭头20B、21B表示的微波电场)。
在时间t=t0+T/2时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为270度,馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为180度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时示出的微波电场的朝向相反的微波电场(图6中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
在时间t=t0+3T/4时,馈电至第一微波馈电点20a、21a的微波的相位变为360度(0度),馈电至第二微波馈电点20b、21b的微波的相位变为270度。因此,在时间t=t0+3T/4时,产生朝向与时间t=t0+T/4时示出的微波电场的朝向相反的微波电场(图6中用箭头20B、21B表示的微波电场)。
在时间t=t0+4T/4时,与时间t=t0同样地,通过第一微波馈电点20a、21a的微波产生朝向相反的微波电场(图6中用箭头20A、21A表示的微波电场)。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图6中的最下部分所示那样,在第一辐射部20中产生微波电场右旋的椭圆形状的圆偏振波,在第二辐射部21中产生微波电场左旋的椭圆形状的圆偏振波。
在以上说明的实施方式1的微波加热装置中,通过将第一辐射部20中的两个微波馈电点20a、20b正交配置的结构,将被提供至各微波馈电点20a、20b的微波进行功率合成后辐射到加热室内。另外,通过将第二辐射部21中的两个微波馈电点21a、21b正交配置的结构,将被提供至各微波馈电点21a、21b的微波进行功率合成后辐射到加热室内。
因而,根据本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置所示的结构,成为如下结构:通过设置多个产生比较小的电功率的微波产生单元,并在各个辐射部中设置多个微波馈电点,不增加辐射部的数量就能够向加热室内提供大功率。
另外,通过将馈电至设置在辐射部中的正交配置的两个微波馈电点的微波的相位差控制成90度,能够从辐射部产生圆偏振波的微波辐射图案。
在馈电至设置在辐射部中的正交配置的两个微波馈电点的微波的相位差中,在将提供给其中一个微波馈电点的微波的相位设为基准(0度)时,通过使提供给另一个微波馈电点的微波的相位变为90度或-90度(或者,-90度或-270度),能够改变圆偏振波的旋转方向。
根据本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置所示的结构,通过使从辐射部辐射的微波分散于整个加热室中并且切换形成各种微波辐射图案的辐射方式,能够将加热室内的微波分布改变为期望的状态来促进对被加热物的加热。
如上所述,本发明所涉及的实施方式1的微波加热装置将多个辐射部配设在加热室的同一壁面(例如底壁面)上,在该壁面上,多个辐射部及其微波馈电点被配设成相对于通过该壁面的大致中央的中心线(图3的中心轴Y)呈线对称。在像这样构成的实施方式1的微波加热装置中,由于辐射部被集中在一个壁面上,因此容易配设覆盖辐射部的部件以保护辐射部,并且能够将提供给各辐射部的微波馈电点的微波的信号与对其相位的控制相互关联来容易地进行控制。
此外,在实施方式1的微波加热装置中的第一辐射方式(参照图4)中,在第一辐射部20中使第二微波馈电点20b的馈电相位相对于第一微波馈电点20a的馈电相位延迟90度,在第二辐射部21中使第二微波馈电点21b的馈电相位相对于第一微波馈电点21a的馈电相位延迟90度,并且也可以任意地改变第一辐射部20的第一微波馈电点20a与第二辐射部21的第一微波馈电点21a之间的相位差。
这样,通过使从两个辐射部20、21辐射的微波的相位差改变,能够改变从各个辐射部20、21辐射的微波在加热室内的空间中产生碰撞的位置。其结果是能够实现加热室内的微波分布的分散化,能够促进对被加热物的加热均匀化。
[加热动作]
说明如上所述那样构成的实施方式1的微波加热装置中的对被加热物的加热动作。
首先,打开开闭门,在加热室100内的载置板25上配置被加热物后关闭开闭门来将加热室100封闭。使用者通过设置在微波加热装置上的操作部(未图示)输入该被加热物的加热条件,并按下加热开始键。通过按下加热开始键而形成加热开始信号,并输入到控制部22。被输入了加热开始信号的控制部22将控制信号输出到微波产生部10,微波产生部10开始进行动作。此时,控制部22根据被加热物的加热条件Q等各种信息,对微波产生部10进行驱动控制。另外,控制部22使设置在微波加热装置中的驱动电源(未图示)进行动作,来对微波振荡部10a、初级放大部15a~15d以及主放大部16a~16d等供电。
在微波产生部10开始动作时,作为初始条件,相位改变部12a~12d将与第一辐射部20的第一微波馈电点20a和第二辐射部21的第一微波馈电点21a对应的相位改变部12a和相位改变部12c的相位延迟量(相对相位)设为0度。另外,将与第一辐射部20的第二微波馈电点20b和第二辐射部21的第二微波馈电点21b对应的相位改变部12b和12d的相位延迟量(相对相位)设为90度。
控制部22使驱动电源进行动作来对构成微波振荡部10a的晶体振荡器11、相位改变部12a~12d以及相位同步电路13a~13d供电以及提供控制信号。此时,晶体振荡器11例如以10MHz的基准频率进行振荡,提供使相位同步电路13a~13d的输出频率为例如2400MHz的设定信号,微波振荡部10a开始振荡。
另外,在微波振荡部10a开始振荡时,控制部22控制驱动电源,使初级放大部15a~15d进行动作,接着使主放大部16a~16d进行动作。其结果是在各个微波传输路径中形成规定的微波功率信号。
各个微波功率信号经过并行进行动作的初级放大部15a~15d、主放大部16a~16d以及功率检测部18a~18d后从各个输出部19a~19d输出。从输出部19a~19d输出的微波功率信号被传输到辐射部20、21的各个微波馈电点20a、20b、21a以及21b,向加热室100内辐射微波。
实施方式1的微波加热装置构成为在被加热物的真正加热动作开始之前的阶段,各主放大部16a~16d输出相当于额定输出的1/10的微波功率,例如不足50W具体来说为20W的微波功率。
当被加热物百分之百地吸收被提供到加热室100内的微波功率时,不产生从加热室100向微波产生部10侧传输的反射功率。但是,包含被加热物的加热室100的电气特性由被加热物的种类、形状、量决定,因此所提供的微波功率不会被被加热物全部吸收,而是根据微波产生部10的输出阻抗和加热室100的阻抗,产生从加热室100向微波产生部10侧传输的反射功率。
在微波传输路径17a~17d中,功率检测部18a~18d至少与从加热室100传输到微波产生部10侧的反射功率耦合,输出与该反射电功率(微波反射量)成比例的检测信号。被输入该检测信号的控制部22运算从各功率检测部18a~18d输出的检测信号的总和。
针对微波加热装置中使用的频带内的所有频率(间距例如1MHz)执行该运算。对于频率,根据该运算的结果,抽出相当于反射功率的信号的总和为极小值的频率,进一步从具有多个极小值的极小值群中选择示出最小值的频率作为执行被加热物的加热时的振荡频率(频率选择动作)。
在针对被加热物的正式加热动作开始前的阶段进行上述的频率选择动作,在该频率选择动作中,控制部22将微波振荡部10a的振荡频率从初始的2400MHz起以1MHz为间距(例如10微秒1MHz的改变速度)增加到作为频率改变范围的上限的2500MHz。存储在该频率改变过程中得到的相当于反射功率的信号的总和示出极小的频率和该频率处的相当于反射功率的信号。
控制部22在相当于反射功率的信号的总和示出极小值的频率群中,将相当于反射功率的信号为最小值时的频率选定为最佳振荡频率。另外,控制部22控制微波振荡部10a使其以所选定的最佳振荡频率进行振荡,并且进行控制以使微波产生部10产生与所设定的加热条件Q相对应的输出。
如果被输入的加热条件Q是以额定输出对被加热物进行加热动作的条件,则微波产生部10在对被加热物进行正式加热动作时,例如各主放大部16a~16d分别输出200W~300W的微波功率。各主放大部16a~16d的输出被传输到辐射部20、21的各微波馈电点20a、20b、21a、21b,被辐射到加热室100内。
在实施方式1的微波加热装置中,根据为了监视被加热物的加热的进展状态而设置的检测被加热物的表面温度的红外线检测部的检测信号,或者功率检测部18a~18d分别检测的反射电功率的检测信号,对相位改变部12a~12d的相位延迟量进行改变控制来将被加热物加工成期望的加热状态。能够将例如在实施方式1中说明的第一辐射方式至第三辐射方式组合,与被加热物的加热条件Q、检测信息P以及加热信息R相应地适当选择相位改变部12a~12d的相位延迟量的组合来进行使用。
另外,在实施方式1的微波加热装置中,针对将两个辐射部20、21配置在相对于底壁面上的装置的前后方向的中心线(图3中用附图标记Y表示的线)呈线对称的位置处的结构进行了说明,但是也能够配置在相对于装置的左右方向的中心线(图3中用附图标记X表示的线)呈线对称的位置处。
并且,也能够构成为可改变两个辐射部20、21间的相对相位,并适当地组合上述第一辐射方式至第三辐射方式,来进行对被加热物的加热动作。
另外,在实施方式1的微波加热装置中针对使用了两个辐射部20、21的例子进行了说明,但是在根据微波加热装置的标准等设置了两个以上的辐射部的结构中也能够应用。
《实施方式2》
接着,参照图7至图11说明本发明所涉及的实施方式2的微波加热装置。实施方式2的微波加热装置与前述的实施方式1的微波加热装置的不同点在于各辐射部具有三个微波馈电点,其它的点与实施方式1的微波加热装置相同。因而,在实施方式2的说明中对具有与前述的实施方式1相同的功能、结构的部件附加相同的附图标记,其说明应用实施方式1中的说明。
图7是表示作为实施方式2的微波加热装置的微波炉中的加热室100内部的立体图。在图7中,将加热室100内部的一部分(载置板25)切除,并省略了用于打开和关闭加热室100的开闭门。图8是表示实施方式2的微波加热装置的结构的框图。图9是表示配置在实施方式2的微波加热装置中的底壁面上的辐射部61、62的俯视图。
如图7所示,实施方式2的微波加热装置在由以金属材料形成的左壁面101、右壁面102、底壁面103、上壁面104、内侧壁面105以及为了收纳被加热物而进行打开和关闭的开闭门(未图示)构成的加热室100中,在底壁面103上设置有两个辐射部61、62。
如图8所示,作为微波产生单元的微波产生部50包括微波振荡部50a、初级放大部55a~55f、主放大部56a~56f以及功率检测部58a~58f,来自该微波振荡部50a的六个输出经由微波传输路径54a、54b、54c、54d、54e、54f(在下面的说明中记为54a~54f,其它的具有多个的结构要素也同样地缩略记载)被引导到该初级放大部55a~55f,该主放大部56a~56f对初级放大部55a~55f的各自的输出进行进一步放大,该功率检测部58a~58f插入在将主放大部56a~56f的输出引导到输出部59a~59f的微波传输路径57a~57f上。微波产生部50中的初级放大部55a~55f以及主放大部56a~56f分别使用半导体元件构成。
微波产生部50的微波振荡部50a具备作为基准信号振荡器的晶体振荡器51、分别配设在来自晶体振荡器51的六个输出上的相位改变部52a~52f以及被输入相位改变部52a~52f的输出的相位同步电路53a~53f。在实施方式2中使用的作为基准信号振荡器的晶体振荡器51产生例如10MHz的基准频率。
此外,实施方式2中的相位同步电路53a~53f及其周边所涉及的结构和动作与前述的实施方式1中已说明的结构和动作相同,因此在实施方式2中省略上述结构和动作的说明。
如图9所示,在构成加热室100的底壁面103上配置有向加热室100内辐射提供微波的多个(实施方式2中是两个)辐射部61、62。实施方式2中的两个辐射部(第一辐射部61、第二辐射部62)配置在相对于通过底壁面103的大致中心点(C0)的装置的前后方向的中心线(图9中用附图标记Y表示的线)呈线对称的位置处。
第一辐射部61具有三个微波馈电点61a、61b、61c,来自微波产生部50的各输出被分别引导至微波馈电点61a、61b、61c。同样地,第二辐射部62具有三个微波馈电点62a、62b、62c,来自微波产生部50的各输出被分别引导至微波馈电点62a、62b、62c。这些微波馈电点61a、61b、61c以及62a、62b、62c配置在相对于通过底壁面103的大致中心点的装置的前后方向的中心线(图9中用附图标记Y表示的线)呈线对称的位置处。
第一辐射部61和第二辐射部62是具有大致圆形形状的天线,在连结各个中央点C1、C2的线(图9中用附图标记X表示的线)上分别配置有第一微波馈电点61a、62a以及第三微波馈电点61c、62c。在与连结各中央点C1、C2的线X正交并通过各中央点C1、C2的线(图9中用附图标记Z1、Z2表示的各线)上分别配置有第二微波馈电点61b、62b。
为了实现阻抗匹配,距各个辐射部61、62的中央点C1、C2规定距离地配置了各个微波馈电点61a、61b、61c以及62a、62b、62c。
如上所述,在第一辐射部61中配置成连结第一微波馈电点61a、第三微波馈电点61c以及中央点C1的线X与连结第二微波馈电点61b和中央点C1的线Z1的交叉角度θ为90度。同样地,在第二辐射部62中配置成连结第一微波馈电点62a、第三微波馈电点62c以及中央点C2的线X与连结第二微波馈电点62b和中央点C2的线Z2的交叉角度θ为90度。
在实施方式2的微波加热装置中,初级放大部55a~55f以及主放大部56a~56f具有由形成在以低介电损耗材料构成的介电体基板的单面上的导电体图案构成的电路,为了使设置在该电路上的作为各放大部的放大元件的半导体元件良好地进行动作,而在各半导体元件的输入侧和输出侧分别设置有匹配电路。
从微波振荡部50a的输出至初级放大部55a~55f的微波传输路径54a~54f由同轴线缆构成。另外,从主放大部56a~56f至输出部59a~59f的微波传输路径57a~57f由设置在介电体基板的单面上的导电体图案所形成的特性阻抗为大致50Ω的传输电路形成。
将相位改变部52a~52f设为在信号线与接地面之间插入可变电容二极管的电路结构。通过改变对可变电容二极管施加的电压来使基准频率的相位延迟。因此,相位延迟后的基准频率被输入到各个相位同步电路53a~53f。
通过在基准频率的传输路径上插入相位改变部52a~52f,能够使用在小功率水平和低频率环境下能够使用的可变电容二极管,并且能够大幅设定微波振荡部50a的微波输出信号的相位变化。
微波产生部50的相位同步电路53a~53f针对作为产生例如10MHz的基准频率的基准信号振荡器的晶体振荡器51,由分频器形成具有0.5MHz的分频性能的比较频率。并且,将输入后续的放大部的微波信号的频率设为2400.0MHz~2500.0MHz。
在微波信号的频率是2450.0MHz的情况下,控制相位改变部52a~52f的相位改变量以使该微波的相位变化360度。通过控制该相位改变部52a~52f,能够控制微波产生部50的输出部59a~59f的相位。即,能够使第一辐射部61的微波馈电点61a、61b、61c以及第二辐射部62的微波馈电点62a、62b、62c的相位延迟最大延迟360度。
微波产生部50的相位同步电路53a~53f如上所述那样由PLL频率合成器构成,因此能够通过施加电压来输出微波信号,通过截断电压来使微波信号的输出停止。
功率检测部58a~58f检测从微波产生部50向加热室100侧传输的微波功率(微波供给量)以及从加热室100向微波产生部50侧传输的所谓的反射波的功率(微波反射量)。此外,作为功率检测部58a~58f,也可以是至少检测微波反射量的结构。在功率检测部58a~58f中,将功率耦合度例如设为大约40dB,来抽取在微波传输路径57a~57f上传输的微波供给量和/或微波反射量的大约1/10000的电功率。
像这样抽取出的功率信号由检波二极管(未图示)分别进行整流,并由电容器(未图示)进行平滑处理,进行了该平滑处理的信号被输入到控制部63。
控制部63根据使用者直接输入的被加热物的加热条件(图8中的箭头Q)、来自各个功率检测部58a~58f的检测信息(图8中的箭头P)以及在加热过程中从检测被加热物的加热状态的各种传感器获得的加热信息(图8中的箭头R),控制作为微波产生部50的结构要素的相位同步电路53a~53f来控制微波振荡部50a的振荡频率和振荡输出,控制相位改变部52a~52f来控制振荡信号的相位延迟量。其结果是根据使用者设定的加热条件(Q)、表示加热中的被加热物的加热状态的加热信息(R)或者来自功率检测部58a~58f的检测信息(P),来最佳地对被收纳在加热室100内的被加热物进行加热。
此外,在实施方式2的微波加热装置中,在微波产生部50中设置有用于放出半导体元件所产生的热的散热单元、例如冷却用散热片(未图示)。另外,在加热室100内设置有以低介电损耗材料形成的载置板25,该载置板25覆盖设置在底壁面103上的辐射部61、62并且用于收纳载置被加热物。
[辐射方式]
接着,说明如上所述那样构成的实施方式2的微波加热装置中的辐射部61、62的辐射方式及其动作。此外,在实施方式2中的辐射部61、62的辐射方式中也同样地,如果将微波馈电点配置成与前述的实施方式1相同的配置结构并进行控制来对这些微波馈电点提供微波功率,则能够进行圆偏振波辐射。即,在实施方式2的辐射部61、62中,如果控制与第三微波馈电点61c、62c对应的相位同步电路53c、53f来截断微波馈电,则成为与前述的实施方式1相同的配置结构,能够进行前述的第一辐射方式至第三辐射方式的微波辐射。
因而,在下面的说明中,针对使用了在实施方式2中新附加的微波馈电点61c、62c的其它辐射方式进行说明。
[第四辐射方式的说明]
图10是说明实施方式2的微波加热装置中的辐射部61、62的第四辐射方式的图。
在图10所示的第四辐射方式中,进行设定使得第三微波馈电点61c、62c的馈电相位相对于各辐射部61、62的第一微波馈电点61a、62a的馈电相位延迟180度来进行馈电。并且,向第二微波馈电点61b、62b的馈电被截断。在图10中,用黑圆表示正在被馈电的微波馈电点(61a、61c、62a、62c),用白圆表示未被馈电的微波馈电点(61b、62b)。
在此,相位的180度延迟表现为微波加热装置所利用的频带的中央频率(例如2450MHz)处的特性值。
如上所述那样通过采用在各辐射部61、62中配置微波馈电点61a、61b、61c、62a、62b、62c并向特定的微波馈电点61a、61c、62a、62c提供微波、将提供给各个微波馈电点61a和61c以及62a和62c的微波的相位差设为180度的后述的第四辐射方式,在各个辐射部61、62中对所提供的两个微波功率进行功率合成并辐射直线偏振波的微波。
使用图10说明第四辐射方式中的功率合成和产生直线偏振波的原理。
在时间t=t0时,当将馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波的相位(绝对相位)设为90度时,此时由于馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波的相位(绝对相位)相对于第一微波馈电点61a、62a的馈电相位延迟了180度,因此是-90度(270度)。
因而,通过第一辐射部61的微波馈电点61a和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波,在时间t=t0时产生朝向相反的微波电场(图10中用箭头61A、62A表示的微波电场)。
另一方面,对于在时间t=t0时馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波形成的微波电场,由于馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波与第一微波馈电点61a、62a的微波相比相位延迟了180度,因此如图10中箭头61C、62C所示那样,产生于与馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波所产生的微波电场61A、62A相同的方向。其结果是由馈电至第一微波馈电点61a、62a以及第三微波馈电点61c、62c的微波产生的两个微波电场被合成(61(A+C)、62(A+C))。
在图10中,微波电场61(A+C)表示将两个微波电场进行了合成,即微波电场61(A+C)=(61A+61C)。同样地,微波电场62(A+C)表示将两个微波电场进行了合成,即微波电场62(A+C)=(62A+62C)。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波的相位变为180度,馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波的相位变为0度。因此,在时间t=t0+T/4时,微波电场的大小是零。
在时间t=t0+T/2时,馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波的相位变为270度,馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波的相位变为90度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时的微波电场的朝向相反的微波电场(图10中用粗箭头61(A+C)、62(A+C)表示的微波电场)来进行功率合成。
在时间t=t0+3T/4时,馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波的相位变为360度(0度),馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波的相位变为180度。因此,在时间t=t0+3T/4时,与时间t=t0+T/4同样地微波电场的大小是零。
在时间t=t0+4T/4时,与时间t=t0同样地通过馈电至第一微波馈电点61a、62a以及第三微波馈电点61c、62c的微波产生两个合成后的微波电场(图10中用61(A+C)、62(A+C)表示的合成后的微波电场)。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图10中的最下部分所示那样,在第一辐射部61和第二辐射部62中分别以将被馈电的两个微波功率进行功率合成的状态产生直线偏振波。
此外,在第一辐射部61和第二辐射部62中产生的各个直线偏振波在相同时刻微波电场的朝向相反。
[第五辐射方式的说明]
图11是说明实施方式2的微波加热装置中的辐射部61、62的第五辐射方式的图。
在图11所示的第五辐射方式中,使第一辐射部61的第三微波馈电点61c和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的馈电相位相对于第一辐射部61的第一微波馈电点61a的馈电相位延迟180度来进行馈电,第二辐射部62的第三微波馈电点62c的馈电相位被设定为与第一微波馈电点62a的馈电相位相同。并且,截断向第二微波馈电点61b、62b的馈电。在图11中,用黑圆表示正在被馈电的微波馈电点(61a、61c、62a、62c),用白圆表示未被馈电的微波馈电点(61b、62b)。
在此,相位的180度延迟表现为微波加热装置所利用的频带的中央频率(例如2450MHz)处的特性值。
如上所述那样通过采用在各辐射部61、62中配置微波馈电点61a、61b、61c、62a、62b、62c并向特定的微波馈电点61a、61c、62a、62c提供微波、将提供给各个微波馈电点61a和61c以及62a和62c的微波的相位差设为180度的第五辐射方式,在各个辐射部61、62中对所提供的两个微波功率进行功率合成并辐射直线偏振波的微波。
使用图11说明第五辐射方式中的功率合成和产生直线偏振波的原理。
在时间t=t0时,当将馈电至第一辐射部61的第一微波馈电点61a的微波的相位(绝对相位)设为90度时,由于馈电至第一辐射部61的第三微波馈电点61c和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波的相位(绝对相位)相对于第一微波馈电点61a的馈电相位延迟了180度,因此是-90度(270度)。另外,第二辐射部62的微波馈电点62c的相位是90度。
因而,通过第一辐射部61的微波馈电点61a和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波,在时间t=t0时产生朝向相同的微波电场(图11中用箭头61A、62A表示的微波电场)。
另一方面,对于在时间t=t0时馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波形成的微波电场,由于馈电至第三微波馈电点61c、62c的微波与第一微波馈电点61a、62a的微波相比相位延迟了180度,因此如图11中箭头61C、62C所示那样,产生于与馈电至第一微波馈电点61a、62a的微波所产生的微波电场61A、62A相同的方向。其结果是由馈电至第一微波馈电点61a、62a以及第三微波馈电点61c、62c的微波产生的两个微波电场被合成(61(A+C)、62(A+C))。
在图11中,微波电场61(A+C)表示将两个微波电场进行了合成,即微波电场61(A+C)=(61A+61C)。同样地,微波电场62(A+C)表示将两个微波电场进行了合成,即微波电场62(A+C)=(62A+62C)。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,馈电至第一辐射部61的第一微波馈电点61a和第二辐射部62的第三微波馈电点62c的微波的相位变为180度,馈电至第一辐射部61的第三微波馈电点61c和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波的相位变为0度。因此,在时间t=t0+T/4时,微波电场的大小是零。
在时间t=t0+T/2时,馈电至第一辐射部61的第一微波馈电点61a和第二辐射部62的第三微波馈电点62c的微波的相位变为270度,馈电至第一辐射部61的第三微波馈电点61c和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波的相位变为90度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时的微波电场的朝向相反的微波电场(图11中用粗箭头61(A+C)、62(A+C)表示的微波电场)来进行功率合成。
在时间t=t0+3T/4时,馈电至第一辐射部61的第一微波馈电点61a和第二辐射部62的第三微波馈电点62c的微波的相位变为360度(0度),馈电至第一辐射部61的第三微波馈电点61c和第二辐射部62的第一微波馈电点62a的微波的相位变为180度。因此,与时间t=t0+T/4同样地,微波电场的大小是零。
在时间t=t0+4T/4时,与时间t=t0同样地,通过馈电至第一微波馈电点61a、62a以及第三微波馈电点61c、62c的微波产生两个合成后的微波电场(图11中用61(A+C)、62(A+C)表示的合成后的微波电场)。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图11中的最下部分所示那样,在第一辐射部61和第二辐射部62中分别以将被馈电的两个微波功率进行功率合成的状态产生直线偏振波。
此外,在第一辐射部61和第二辐射部62中产生的各个直线偏振波在相同时刻微波电场的朝向相同。
以上说明的实施方式2的微波加热装置构成为能够进行控制使得不对各个辐射部61、62的各微波馈电点61a、61b、61c、62a、62b、62c中的至少一个微波馈电点馈电微波。在这样构成的实施方式2的微波加热装置中,在一个辐射部(61或62)中,能够选择圆偏振波辐射或者垂直偏振波辐射,能够与加热条件以及加热状态等相应地以期望的状态对被加热物进行加热。
另外,各辐射部(61或62)中的两个微波馈电点(61a、61c或者62a、62c)被配设成连结各个微波馈电点的直线通过辐射部(61或62)的中央点(C 1或C2),并且将馈电至各个微波馈电点的微波的相位差设定成在所使用的微波频带的中央频率处为180度。这样,通过在各辐射部中将微波馈电点配置在规定位置处并提供具有规定的相位差的微波,能够将提供给微波馈电点的两个微波功率进行合成,并从各辐射部辐射垂直偏振波。
[加热动作]
说明如上所述那样构成的实施方式2的微波加热装置中的对被加热物的加热动作。
在实施方式2的微波加热装置的结构中,与前述的实施方式1的微波加热装置的不同点在于构成为对于各个辐射部61、62中的各微波馈电点61a、61b、61c、62a、62b、62c,能够控制微波提供或停止。
因而,在实施方式2的微波加热装置的结构中,在开始加热被加热物之前的阶段,能够与使用者所设定的加热条件相对应地在开始加热之前选择要被提供微波的辐射部61、62中的微波馈电点。在选择了微波馈电点的情况下,在利用该被选择的微波馈电点的加热条件下,进行针对被加热物选择最佳的振荡频率的频率选择动作,决定加热时的振荡频率。此时的频率选择动作中的控制内容遵照前述的实施方式1中已说明的要领,因此在实施方式2中省略其说明。
另外,在加热进行过程中执行了微波振荡部50a中的微波馈电点的切换控制的情况下最佳的振荡频率发生变动,因此在每次进行切换控制时,都在其条件下进行选择最佳的振荡频率的频率选择动作,决定加热时的最佳的振荡频率。
接着,说明针对加热室100内的被加热物的加热处理中的一系列的动作。
首先,使用者进行开闭门的开闭,将被加热物收纳在加热室100内,将加热室100设为封闭状态,通过操作部(未图示)输入该被加热物的加热条件,并按下加热开始键。通过按下加热开始键而形成加热开始信号,并输入到控制部63。被输入了加热开始信号的控制部63将控制信号输出到微波产生部50,微波产生部50开始进行动作。此时,控制部63根据被加热物的加热条件Q等各种信息,对微波产生部50进行驱动控制。另外,控制部63使设置在微波加热装置中的驱动电源(未图示)进行动作,来对微波振荡部50a、初级放大部55a~55f以及主放大部56a~56f等供电。
控制部63根据被输入的加热条件,控制作为微波振荡部50a的结构要素的相位改变部52a~52f以及相位同步电路53a~53f,在加热开始时选择要被提供微波的辐射部61、62的微波馈电点61a、61b、61c、62a、62b、62c,决定所选择的微波馈电点间的相位差。
之后,作为加热动作开始前的处理,进行选择加热时要使用的振荡频率的频率选择动作。由于该频率选择动作中的控制内容遵照前述的实施方式1中已说明的要领,因此在实施方式2中省略其说明。
在实施方式2的微波加热装置中,控制部63在决定了加热时的振荡频率之后,控制微波振荡部50a的相位同步电路53a~53f来以所决定的振荡频率进行振荡。以后,通过控制部63使初级放大部55a~55f以及主放大部56a~56f进行动作来控制微波产生部50使其对期望的微波馈电点提供期望相位的微波,并且使各个辐射部61、62向加热室100内辐射期望的辐射方式(圆偏振波或直线偏振波)的微波。
此时,提供给各个微波馈电点的微波功率是200W至300W的功率值。
在从辐射部61、62辐射的微波的辐射方式是例如实施方式2中的第四辐射方式(参照图10)的情况下,微波向左右的侧壁面101、102相向的方向强传播,在某时刻(图10中的t=t0+T/2),从辐射部61、62辐射出的微波在加热室100的中央碰撞。其结果是配置在加热室100的大致中央的被加热物的大致中央部分受到强加热。
另外,在从辐射部61、62辐射出的微波的辐射方式例如是实施方式2的第五辐射方式(参照图11)的情况下,微波向左右的侧壁面101、102相向的方向强传播,在某时刻(图11中的t=t0),从两个辐射部61、62辐射出的微波向左侧壁面101的方向聚集,另外,在另一时刻(图11中的t=t0+T/2),从辐射部61、62辐射出的微波向右侧壁面102的方向聚集。其结果是夹持加热室100的大致中央而分别配置在左右的被加热物被有效地加热。
也可以在来自检测被加热物的表面温度的检测单元的检测信号和/或所设定的加热条件中的加热时间信息等条件满足预先设定的条件而判断为需要重新选择辐射部61、62的辐射方式或者重新选择微波馈电点和相位差的情况下,针对该重新选择,执行频率的重新选择,以重新选择的频率继续进行被加热物的加热动作。在加热动作中,在判断为满足完成温度或总加热时间等加热条件时结束加热动作。
此外,在实施方式2的微波加热装置中针对使用了两个辐射部61、62的例子进行了说明,但是在根据微波加热装置的标准等设置了两个以上辐射部的结构中也能够应用。
另外,在实施方式2的微波加热装置中,将多个辐射部配设在加热室的同一壁面上,通过将辐射部集中在一个壁面上,容易配设覆盖辐射部的部件以保护辐射部。
另外,通过将多个辐射部以激励方向与加热室的宽度方向或深度方向一致的方式配设在加热室内,能够将辐射部的激励方向规定为加热室的壁面方向,能够明确微波在加热室内的传播方向,能够实现与促进被加热物的良好加热对应的对各微波馈电点间或各辐射部间的相位控制。
并且,通过与加热室的宽度方向尺寸和深度方向尺寸的比率相应地改变对辐射部中的微波馈电点的馈电电平,能够与加热室的形状相应地促进微波在加热室内的分散。
例如,通过在宽度宽的加热室中对与宽度方向激励相对应的馈电点提供大微波功率,在辐射圆偏振波时,形成加热室的宽度方向大的椭圆旋转,能够促进电波在加热室内的分散。
根据以上说明的第二实施方式,通过由微波振荡部50a的输出控制进行的微波馈电点的选择以及由相位改变部控制进行的各微波馈电点间的相位差条件的选择,能够促进对被加热物的特定部分进行加热,或者将被加热物整体加热成期望的状态,或者同时加热多个被加热物。
此外,关于要被截断微波的微波馈电点,在实施方式2中,例示了针对一个辐射部截断一个微波馈电点的情况,但是也能够选择针对特定的辐射部中的所有微波馈电点截断微波。通过这样进行选择,例如通过仅使一个辐射部辐射微波,能够对配置在加热室内的多个被加热物选择性地进行加热。
另外,在辐射部具备两个以上的多个微波馈电点的结构的情况下,在各辐射部中,可选择的不提供微波的微波馈电点最少是零,最多是所有的微波馈电点。
如上所述,在实施方式2的微波加热装置中,在使用半导体元件构成的微波产生部中形成对微波馈电点提供的微波。因此,实施方式2的微波加热装置能够将具备多个辐射部的装置形成为小型,并且通过使各辐射部内的馈电点间的相位差或各辐射部间的相位差可变,能够将辐射部的辐射方式设为各种方式。因此,实施方式2的微波加热装置能够促进与被加热物的种类、量、形状相应的合适的加热动作,形成便利性高的加热装置。
《实施方式3》
接着,参照添附的图12说明本发明所涉及的实施方式3的微波加热装置。在实施方式3的微波加热装置中与上述的实施方式1的微波加热装置的不同点在于辐射部在加热室内的配置位置,其它的点与实施方式1的微波加热装置相同。因而,在实施方式3的说明中,对具有与前述的实施方式1相同的功能、结构的部件附加相同的附图标记,其说明应用实施方式1中的说明。
图12是表示作为实施方式3的微波加热装置的微波炉中的加热室100内部的立体图。在图12中,将加热室100内部的一部分(载置板25)切除,并省略了用于打开和关闭加热室100的开闭门。
如图12所示,在实施方式3的微波加热装置中,在收纳被加热物的具有大致长方体结构的加热室100的构成壁面中的相向的左壁面101和右壁面102各自的大致中央配置有辐射部80、81。
辐射部80、81分别具有多个(实施方式3中是两个)微波馈电点,具有与在前述的实施方式1中用图2已说明的微波产生部10相同的结构,微波产生部10的多个输出被引导至各个微波馈电点。
辐射部80、81的形状以及各辐射部80、81中的微波馈电点的配置结构与实施方式1相同。在实施方式3的微波加热装置中,各辐射部80、81中的两个微波馈电点被配置成相对于加热室100的左右中央面呈面对称。
在实施方式3的微波加热装置中,通过设为在加热室的相向壁面上相向地配设辐射部的结构,能够使从各辐射部辐射出的微波可靠地进行空间碰撞。在实施方式3的微波加热装置中,通过改变相向配置的辐射部间的相位差,能够更可靠地改变微波分布。
另外,在实施方式3的微波加热装置中,为了保护辐射部80、81,分别在辐射部80、81上设置有以低介电损耗材料构成的罩82、83。
此外,在实施方式3的微波加热装置中,设置在一个辐射部80或81中的微波馈电点的个数也可以是三个以上。另外,配置在各个辐射部中的微波馈电点的个数也可以设为不同的个数。
《实施方式4》
接着,参照添附的图13和图14说明本发明所涉及的实施方式4的微波加热装置。在实施方式4的微波加热装置中,与前述的实施方式1的微波加热装置的不同点在于辐射部具有四个微波馈电点,其它的点与实施方式1的微波加热装置相同。因而,在实施方式4的说明中,对具有与前述的实施方式1相同的功能、结构的部件附加相同的附图标记,其说明应用实施方式1中的说明。
图13是表示配置在实施方式4的微波加热装置中的底壁面上的辐射部的俯视图。在实施方式4的微波加热装置中,针对一个微波辐射部设置了四个微波馈电点。
实施方式4的微波加热装置中的两个辐射部(第一辐射部90、第二辐射部91)配置在相对于通过底壁面103的大致中心点(C 0)的装置的前后方向的中心线(图13中用附图标记Y表示的线)呈线对称的位置处。
第一辐射部90具有四个微波馈电点90a、90b、90c、90d,来自微波产生部的各输出被分别引导至微波馈电点90a、90b、90c、90d。同样地,第二辐射部91具有四个微波馈电点91a、91b、91c、91d,来自微波产生部的各输出被分别引导至微波馈电点91a、91b、91c、91d。
实施方式4的微波加热装置中的微波产生部具有与实施方式1的微波产生部10基本相同的结构,输出来自微波振荡部的基准信号振荡器的八个基准信号,各个基准信号被输入到相位改变部。在微波振荡部中,通过相位改变部和相位同步电路形成满足条件的微波信号并输出。来自微波振荡部的微波信号在放大部中被放大后成为最佳的微波功率,被提供给各微波馈电点。这样,在微波产生部中,形成八个微波放大路径,为了对八个微波馈电点提供最佳的微波功率而设置了八个输出部。
如图13所示,在第一辐射部90中设置有相对于其中心C1等距离且以角度间距为90度进行配置的四个微波馈电点90a、90b、90c、90d。同样地,在第二辐射部91中设置有相对于其中心C2等距离且以角度间距为90度进行配置的四个微波馈电点91a、91b、91c、91d。
将配置在通过第一辐射部90的中心C1的装置的左右方向的中心线(图13中用附图标记X表示的线)上的第一微波馈电点90a和第三微波馈电点90c的馈电相位设为相同。另外,与第一微波馈电点90a和第三微波馈电点90c相正交进行配置的第二微波馈电点90b和第四微波馈电点90d的馈电相位被设定成相对于第一微波馈电点90a和第三微波馈电点90c的馈电相位延迟90度相位来进行馈电。
在此,相位的90度延迟表现为微波加热装置所利用的频带的中央频率(例如2450MHz)处的特性值。
如上所述,实施方式4的微波加热装置在各辐射部90、91中配置微波馈电点90a、90b、90c、90d、91a、91b、91c、91d,通过控制向各个微波馈电点90a、90b、90c、90d、91a、91b、91c、91d提供的微波的相位,来在各个辐射部90、91中将从夹持中心C1、C2并配置在直线上的第一微波馈电点90a、91a和第三微波馈电点90c、91c以及第二微波馈电点90b、91b和第四微波馈电点90d、91d提供的两个微波功率分别进行功率合成。
另外,在实施方式4的微波加热装置中,通过采用使向第二微波馈电点90b、91b和第四微波馈电点90d、91d提供的微波相对于向第一微波馈电点90a、91a和第三微波馈电点90c、91c提供的微波的相位延迟90度的后述的第六辐射方式,各个辐射部90、91成为辐射具有大微波功率的圆偏振波的微波的结构,该大微波功率是将两个微波功率进行功率合成而得到的。
[第六辐射方式的说明]
使用图14说明第六辐射方式中的功率合成和产生圆偏振波的原理。图14是说明实施方式4的微波加热装置中的辐射部90、91的第六辐射方式的图。
在时间t=t0时,当将馈电至微波馈电点90a、90c和91a、91c的微波的相位(绝对相位)设为90度时,由于对微波馈电点90b、90d和91b、91d提供的微波信号的相位(绝对相位)相对于微波馈电点90a、90c和91a、91c的馈电相位延迟了90度,因此是0度。
因而,在时间t=t0时,通过微波馈电点90a、90c和91a、91c的微波产生朝向相反的微波电场(图14中用粗箭头90(A+C)、91(A+C)表示的微波电场)。
此外,在图14中,表示微波电场的箭头90(A+C)表示将箭头90A和箭头90C相加得到的值,其中,该箭头90A表示微波馈电点90a处的微波电场,该箭头90C表示微波馈电点90c处的微波电场。另外,图14中的表示其它的微波电场的箭头91(A+C)、箭头90(B+D)、91(B+D)也与上述的箭头90(A+C)同样地表示将各个微波电场相加得到的值。
当变为时间t=t0+T/4(T表示一个周期)时,对微波馈电点90a、90c和91a、91c提供的微波信号的相位变为180度,对微波馈电点90b、90d和91b、91d提供的微波信号的相位变为90度。因此,在时间t=t0+T/4时,产生微波电场(图14中用粗的箭头90(B+D)、91(B+D)表示的微波电场)。
在时间t=t0+T/2时,对微波馈电点90a、90c和91a、91c提供的微波信号的相位变为270度,对微波馈电点90b、90d和91b、91d提供的微波信号的相位变为180度。因此,在时间t=t0+T/2时,产生朝向与时间t=t0时的微波电场的朝向相反的微波电场(图14中用粗的箭头90(A+C)、91(A+C)表示的微波电场)。
在时间t=t0+3T/4时,对微波馈电点90a、90c和91a、91c提供的微波信号的相位变为360度(0度),对微波馈电点90b、90d和91b、91d提供的微波信号的相位变为270度。因此,在时间t=t0+3T/4时,产生朝向与时间t=t0+T/4时的微波电场的朝向相反的微波电场(图14中用粗的箭头90(B+D)、91(B+D)表示的微波电场)。
在时间t=t0+4T/4时与前述的时间t=t0相同,产生图14中用粗的箭头90(A+C)、91(A+C)表示的微波电场。
当在辐射部面上叠加如上所述那样随时间变化的微波电场的变动时,如图14中的最下部分所示那样,在第一辐射部90中产生右旋的圆偏振波,在第二辐射部91中产生左旋的圆偏振波。
关于该圆偏振波的电场向量的大小(标量),由于是两个微波馈电点的合成,因此与前述的图4所示的实施方式1的第一辐射方式相比,产生具有大致两倍大小的圆偏振波。
如以上的各实施方式已说明的那样,在一个辐射部中配设多个微波馈电点,并控制微波馈电点间的相位差,由此能够使辐射部的辐射分布的方式为圆形或椭圆形,进一步能够使它们的半径的大小不同。在本发明的微波加热装置中,通过利用这些辐射方式的变化,能够将加热室内的微波分布改变控制成各种方式,并能够容易且可靠地实现对收纳在加热室内的被加热物的均匀加热、或者集中于局部进行加热的集中加热,能够将被加热物加热成期望的状态。
在本发明的微波加热装置中,辐射部的辐射方式可以用于辐射直线偏振波和圆偏振波两者,在辐射部中具有功率合成功能,因此能够可靠地将具有各种形状、种类、量的被加热物加热成期望的状态。
产业上的可利用性
本发明的微波加热装置也能够应用于以微波炉为代表的利用感应加热的加热装置、垃圾处理机或者作为半导体制造装置的等离子电源的微波电源等用途。
附图标记说明
10:微波产生部;10a:微波振荡部;11:基准信号振荡器(晶体振荡器);12a~12d:相位改变部;13a~13d:相位同步电路;14a~14d、17a~17d:微波传输路径;15a~15d:初级放大部;16a~16d:主放大部;18a~18d:功率检测部;19a~19d:输出部;20、21:辐射部;20a、20b、21a、21b:微波馈电点;22:控制部;100:加热室;101:左壁面;102:右壁面;103:底壁面;104:上壁面;105:内侧壁面。
Claims (11)
1.一种微波加热装置,其构成为具备:
微波振荡部,其具有通过设置与一个基准信号振荡器相连接的多个相位同步电路而构成的多个输出;
多个放大部,该多个放大部对上述微波振荡部的各个输出进行放大;
多个辐射部,该多个辐射部被提供来自上述放大部的输出,向加热室辐射微波;以及
控制部,其控制上述微波振荡部,
其中,各上述辐射部具有多个微波馈电点,将来自各上述放大部的输出提供给各上述微波馈电点。
2.根据权利要求1所述的微波加热装置,其特征在于,
上述微波振荡部构成为具备能够改变从上述基准信号振荡器输出的振荡信号的相位的相位改变部,将要提供给各辐射部中的多个微波馈电点的微波的相位设定为具有规定的相位差来进行提供。
3.根据权利要求1所述的微波加热装置,其特征在于,
上述微波振荡部构成为具备能够改变从上述基准信号振荡器输出的振荡信号的相位的相位改变部,能够改变从各辐射部中的至少两个辐射部辐射的微波的相位差。
4.根据权利要求1或2所述的微波加热装置,其特征在于,
各上述辐射部中的至少两个微波馈电点构成为连结该辐射部的中央点与各微波馈电点的各线的交叉角度为90度,馈电至各微波馈电点的微波的相位差在所使用的微波频带的中央频率处为90度。
5.根据权利要求1或2所述的微波加热装置,其特征在于,
各上述辐射部中的至少两个微波馈电点构成为连结该辐射部的中央点与各微波馈电点的各线的交叉角度为90度,并且在所使用的微波频带的中央频率处,在以馈电至其中一方微波馈电点的微波的相位为基准时,将馈电至另一方微波馈电点的微波的相位切换为90度或-90度。
6.根据权利要求1或2所述的微波加热装置,其特征在于,
各上述辐射部中的至少两个微波馈电点构成为连结该辐射部中的各微波馈电点的直线被配设成通过该辐射部的中央点,并且馈电至上述至少两个微波馈电点的微波的相位差在所使用的微波频带的中央频率处为180度。
7.根据权利要求1所述的微波加热装置,其特征在于,
上述控制部构成为具有控制上述微波振荡部的输出的功能,并针对各上述辐射部的多个微波馈电点中的至少一个微波馈电点进行停止微波的馈电的控制。
8.根据权利要求1所述的微波加热装置,其特征在于,
多个上述辐射部被配设在上述加热室的同一壁面上,将上述辐射部以及上述辐射部的微波馈电点配设成相对于通过该壁面的大致中央的直线呈线对称。
9.根据权利要求1所述的微波加热装置,其特征在于,
多个上述辐射部配设在上述加热室的相向壁面上,上述辐射部以及上述辐射部的微波馈电点被相向地配置。
10.根据权利要求8或9所述的微波加热装置,其特征在于,
多个上述辐射部以各辐射部的激励方向与加热室的宽度方向或深度方向一致的方式配设在加热室内。
11.根据权利要求8或9所述的微波加热装置,其特征在于,
多个上述辐射部构成为以各辐射部的激励方向与加热室的宽度方向或深度方向一致的方式配设在加热室内,并且与上述加热室的宽度方向尺寸和深度尺寸的比率相应地改变对各上述辐射部中的多个上述微波馈电点提供的各微波馈电电平。
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |