CN106304456A - 微波馈入装置以及微波烹饪设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微波加热技术领域，公开了一种微波馈入装置以及一种微波烹饪设备，该微波馈入装置包括：喇叭型天线，具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端的直径小于第二开口端的直径；螺旋型天线；以及接地板；其中，所述喇叭型天线的第一开口端与所述接地板的第一侧固定连接，所述接地板上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端通过所述通孔直接或间接与微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线的筒腔内沿轴向延伸。本发明能够高效地传递微波源产生的微波，使得微波烹饪食物的效果大大改善且节约了能源。

Description

微波馈入装置以及微波烹饪设备
技术领域
本发明涉及微波加热技术领域，具体地，涉及一种微波馈入装置以及一种微波烹饪设备。
背景技术
现有的半导体微波加热技术主要分为微波源技术、馈入技术、控制技术，这三个部分都决定了微波烹饪食物(例如加热)的性能。其中馈入技术可以将微波源产生的微波传递到被加热食物上。但是现有的馈入装置不能高效地将微波源产生的微波传递到食物上，使得微波烹饪食物的效果不佳，同时也造成了能源的浪费。
发明内容
针对现有技术中存在的微波馈入装置不能高效地传递微波的技术问题，本发明提供了一种微波馈入装置，该微波馈入装置包括：喇叭型天线，具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端的直径小于第二开口端的直径；螺旋型天线；以及接地板；其中，所述喇叭型天线的第一开口端与所述接地板的第一侧固定连接，所述接地板上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端通过所述通孔直接或间接与微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线的筒腔内沿轴向延伸。
优选地，所述喇叭型天线为金属材质，所述第一开口端的直径为20mm-40mm，以及所述第二开口端的直径为40mm-100mm。
优选地，所述螺旋型天线为金属材质，所述螺旋型天线的圈数为2圈-5圈，所述螺旋型天线的螺旋间的间距为4mm-10mm，所述螺旋型天线的螺旋高度为5mm-10mm，所述螺旋型天线的所述另一端的延伸长度不超过所述喇叭型天线的第二开口端。
优选地，所述接地板为具有导电性的金属材质，所述接地板与所述螺旋型天线之间采用绝缘材料隔离。
此外，本发明还提供了一种微波烹饪设备，该微波烹饪设备包括微波源和加热室，该微波烹饪设备还包括微波馈入装置，该微波馈入装置包括：喇叭型天线，具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端的直径小于第二开口端的直径；螺旋型天线；以及接地板；其中，所述喇叭型天线的第一开口端与所述接地板的第一侧固定连接，所述接地板上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端通过所述通孔直接或间接与所述微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线的筒腔内沿轴向延伸，所述接地板的第二侧与所述微波源连接，所述接地板的第一侧与所述加热室连接。
优选地，所述接地板的第一侧固定到所述加热室的室壁上，所述加热室具有一开口，以使得所述接地板的第一侧上的所述喇叭型天线和所述螺旋型天线插入到所述加热室的室内；以及所述接地板的第二侧与所述微波源的外壳或基座直接连接，或者所述接地板的第二侧与所述微波源的外壳或基座间接连接。
优选地，该微波烹饪设备还包括：固定装置，所述接地板的第二侧通过所述固定装置与所述微波源的外壳或基座连接。
优选地，所述固定装置包括：射频连接器以及法兰，其中所述射频连接器的内导体与所述螺旋型天线在同一轴线上，以及所述射频连接器的阳头内导体与所述螺旋型天线的馈入端连接，所述射频连接器的阴头内导体与所述微波源的功率输出端连接，所述射频连接器的阴头外导体通过所述法兰与所述微波源的外壳或基座连接，所述射频连接器的阳头外导体通过所述法兰与所述接地板的第二侧连接。
优选地，该微波烹饪设备还包括：保护装置，该保护装置位于所述加热室的室内，用于将所述喇叭型天线和所述螺旋型天线与所述加热室隔离，以保护所述喇叭型天线和所述螺旋型天线。
优选地，所述保护装置由以下材质中的任一者制成：云母片、塑料、或玻璃。
优选地，所述喇叭型天线为金属材质，所述第一开口端的直径为20mm-40mm，以及所述第二开口端的直径为40mm-100mm。
优选地，所述螺旋型天线为金属材质，所述螺旋型天线的圈数为2圈-5圈，所述螺旋型天线的螺旋间的间距为4mm-10mm，所述螺旋型天线的螺旋高度为5mm-10mm，所述螺旋型天线的所述另一端的延伸长度不超过所述喇叭型天线的第二开口端。
优选地，所述接地板为具有导电性的金属材质，所述接地板与所述螺旋型天线之间采用绝缘材料隔离。
通过上述技术方案，微波源产生的微波可以通过微波馈入装置进行高效地传递，使得微波烹饪食物的效果大大改善且节约了能源。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施例的微波馈入装置的示例结构图；
图2是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例微波源与微波馈入装置布置方式的结构图；
图3是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例微波源与微波馈入装置布置方式的结构图；
图4是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例加热室与微波馈入装置布置方式的结构图；
图5是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例结构图；以及
图6是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例结构图；
附图标记说明
1 喇叭型天线 2 螺旋型天线
3 接地板 4 馈入端
5 微波源 6 固定装置
7 加热室 8 保护装置
11 第一开口端 12 第二开口端
31 第一侧 32 第二侧
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为了改善微波馈入装置的传输效率，本发明提供了一种该微波馈入装置，图1是根据本发明的一种实施例的微波馈入装置的示例结构图，如图1所示，该微波馈入装置可以包括：喇叭型天线1，具有第一开口端11和第二开口端12，所述第一开口端11的直径小于第二开口端12的直径；螺旋型天线2；以及接地板3；其中，所述喇叭型天线1的第一开口端11与所述接地板3的第一侧31固定连接，所述接地板31上具有一通孔，所述螺旋型天线2的馈入端4通过所述通孔直接或间接与微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线2的另一端在所述喇叭型天线1的筒腔内沿该喇叭型天线的轴向延伸(螺旋型天线2的另一端的延伸长度并不限于图1所示的长度)。
具体地，所述喇叭型天线1可以为金属材质，更为优选地，选用低损耗的金属材质，所述第一开口端11的直径可以为20mm-40mm，以及所述第二开口端12的直径可以为40mm-100mm，形成圆锥形喇叭状天线，即第一开口端11的直径可以为20、25、30、35、40mm等等在此区间范围内的任意适当的数值；第二开口端12的直径可以为40、45、50、55、65、70、75、80、100mm等等在此区间范围内的任意适当的数值。其中天线的阻抗按标准阻抗设计(50欧姆、75欧姆等等)。上述天线配置的具体数值选择可以根据实际情况(例如微波源的功率等)进行配置，本发明对此不进行限定。
以及，所述螺旋型天线2可以为金属材质，更为优选地，选用低损耗的金属材质，所述螺旋型天线2的圈数可以为2圈、3圈、4圈、5圈中的任意一者，所述螺旋型天线2的螺旋间的间距可以为4mm-10mm，所述螺旋型天线2的螺旋可以为5mm-10mm。即所述螺旋型天线2的螺旋间的间距可以为4、5、6、7、8、9、10mm等等在此区间范围内的任意适当的数值，所述螺旋型天线2的螺旋可以为5、6、7、8、9、10mm等等在此区间范围内的任意适当的数值。对于所述螺旋型天线的另一端的延伸长度，其可以根据不同实际需要进行配置，例如延伸长度可以不超过所述喇叭型天线的第二开口端12，或者也可以超过所述喇叭型天线的第二开口端12。其中天线的阻抗按标准阻抗设计(50欧姆、75欧姆等等)。上述天线配置的具体数值选择可以根据实际情况(例如微波源的功率等)进行配置，本发明对此不进行限定。
其中，所述接地板3可以为具有很好的导电性能的金属材质，所述接地板3与所述螺旋型天线2之间采用绝缘材料隔离。所述喇叭型天线1的第一开口端11与所述接地板3的第一侧31固定连接，例如通过焊接等的方式固定连接，所述接地板31上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端4通过所述通孔直接或间接与微波源的功率输出端相连，以接收微波源产生的微波，其中间接连接可以通过射频连接器等固定装置连接，直接连接可以是将馈入端4直接与微波源的功率输出端电接触，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线1的筒腔内沿该喇叭型天线的轴向延伸。
采用这样的实施方式，将螺旋型天线2可以限制于喇叭型天线1内(但螺旋型天线2的另一端的延伸长度可以配置成超过或者不超过喇叭型天线1的第二开口端12)，喇叭型天线1成为一个独立的谐振腔体(需要注意的是，喇叭型天线1的第二开口端12没有封闭，需要向外辐射微波)，螺旋型天线2成为这个小腔体中的激励器，这种结构突出了螺旋型天线宽频带的优点克服了结构过长的缺点，同时也突出了喇叭型天线结构短(两个开口端的距离)的优点克服了其频带窄的缺点，从而大大提高了传输效率。
对于本发明提供了实施方式，发明人采用驻波图来进行验证。一般地，驻波为1到1.04，传输效率为100％为理论值，很难达到。驻波为1.3，表示此时的微波传输效率为98.3％，驻波为1.6时的传输效率为94.7％，驻波为2时，传输效率为88.9％。一般来说，为了保证整个微波加热系统的高效率，馈入装置的效率需要在90％以上，用驻波衡量的话，近似的认为在全频段(2.4GHz—2.5GHz)，馈入装置的驻波值都应该小于2。通过对本发明的微波馈入装置测量，驻波图中的全频段都小于1.5(效率高于96％)，即具有良好的驻波特性。
进一步地，将本发明提供的上述微波馈入装置应用于微波烹饪设备来提高微波烹饪设备的烹饪效果。本发明提供的微波烹饪设备可以包括微波源和加热室，与现有技术不同的是，该微波烹饪设备还包括微波馈入装置，该微波馈入装置可以包括：喇叭型天线1，具有第一开口端11和第二开口端12，所述第一开口端11的直径小于第二开口端12的直径；螺旋型天线2；以及接地板3；其中，所述喇叭型天线1的第一开口端11与所述接地板3的第一侧31固定连接，所述接地板3上具有一通孔，所述螺旋型天线2的馈入端4通过所述通孔直接或间接与所述微波源5的功率输出端相连，所述螺旋型天线2的另一端在所述喇叭型天线1的筒腔内沿轴向延伸，所述接地板2的第二侧32与所述微波源5连接，所述接地板3的第一侧31与所述加热室7连接。其中，所述接地板3的第二侧32与所述微波源5的外壳或基座直接连接(即共地)，或者所述接地板3的第二侧32与所述微波源5的外壳或基座间接连接。
下面提供多种实施例来说明微波烹饪设备的布置方式：
实施例1
图2是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例微波源与微波馈入装置布置方式的结构图，如图2所示，在该实施例1中，微波源5与微波馈入装置直接连接。具体地，螺旋型天线2的馈入端4与微波源5的功率输出端直接电连接，所述接地板3的第二侧32与微波源5共地，即与微波源的外壳或基座直接电连接(例如焊接、螺钉固定等方式)。采用这样的实施例1的优点在于，连接结构简单、损耗小、且成本低。
实施例2
图3是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例微波源与微波馈入装置布置方式的结构图，如图3所示，在该实施例2中，微波源5与微波馈入装置间接连接。具体地，该微波烹饪设备还可以包括：固定装置6，所述接地板3的第二侧32通过所述固定装置6与所述微波源5的外壳或基座连接。
具体地，所述固定装置可以包括：射频连接器以及法兰，其中所述射频连接器的内导体与所述螺旋型天线2在同一轴线上，以及所述射频连接器的阳头内导体与所述螺旋型天线2的馈入端4连接，所述射频连接器的阴头内导体与所述微波源5的功率输出端连接，所述射频连接器的阴头外导体通过所述法兰与所述微波源5的外壳或基座连接，所述射频连接器的阳头外导体通过所述法兰与所述接地板3第二侧32连接。
采用这样的实施例2，由于采用间接连接，因此灵活性很高，天线与射频连接器固定后在调试中方便拆卸，而当微波源不能与天线近距离直接连接时，二者还可以增加射频电缆连接(如图6所示)，使结构设计时更加灵活。
实施例3
图4是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例加热室与微波馈入装置布置方式的结构图，如图4所示，在该实施例3中，加热室7与微波馈入装置直接连接。具体地，所述接地板3的第一侧31固定到所述加热室7的室壁上，例如通过焊接、螺钉固定等方式与加热室7(一般加热室7的室壁采用金属材料制成)紧密连接，两者之间不增加绝缘或非良导体物质，以实现电路上的导通，接地板3可以位于加热室7的室壁内侧，也可以位于加热室7的室壁外侧，所述加热室7可以具有一开口，以使得所述接地板3的第一侧31上的所述喇叭型天线1和所述螺旋型天线2插入到所述加热室7的室内，从而实现微波的输出。
为了保护天线，该微波烹饪设备还可以包括：保护装置8，该保护装置8可以位于所述加热室7的室内，用于将所述喇叭型天线1和所述螺旋型天线2与所述加热室7隔离，以保护所述喇叭型天线1和所述螺旋型天线2。优选地，所述保护装置可以由以下材质中的任一者制成：云母片、塑料、或玻璃。
采用这样的实施例3，可以通过微波馈入装置将微波源产生的微波高效地传递到加热室，提高微波烹饪设备的烹饪效果并节约了能源。
实施例4
图5是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例结构图，如图5所示，在该实施例4中，示出了微波烹饪设备的整体结构图，即微波源5通过固定装置6与固定在加热室7的微波馈入装置连接，具体连接已经在上述实施例1-3中描述，在此不再赘述。采用这样的实施例4，由于采用间接连接，因此灵活性很高，天线与射频连接器固定后在调试中方便拆卸，使结构设计时更加灵活。
实施例5
图6是根据本发明的一种实施例的微波烹饪设备的示例结构图，如图6所示，与实施例4不同的是，对于微波馈入装置和微波源的距离很远，不能通过射频连接器连接时，固定装置6还可以包括其他组件，例如可以采用射频电缆进行连接。即微波源5通过固定装置6与固定在加热室7的微波馈入装置连接，具体连接已经在上述实施例1-4中描述，在此不再赘述。
通过上述实施例1-5的布置方式，微波烹饪设备的微波源产生的微波可以通过微波馈入装置进行高效地传递，使得加热室中微波烹饪食物的效果大大改善且节约了能源。所述微波烹饪设备可以是任何实现上述功能的设备，优选地，所述微波烹饪设备可以为微波炉。
应当理解的是，本领域技术人员可以根据本发明的公开选择上述各种实施例中的任一者，或者选择上述各种实施例的组合来配置微波馈入装置和微波烹饪设备，并且其他的替换实施方式也落入本发明的保护范围。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种微波馈入装置，其特征在于，该微波馈入装置包括：
喇叭型天线，具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端的直径小于第二开口端的直径；
螺旋型天线；以及
接地板；
其中，所述喇叭型天线的第一开口端与所述接地板的第一侧固定连接，所述接地板上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端通过所述通孔直接或间接与微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线的筒腔内沿轴向延伸。
2.根据权利要求1所述的微波馈入装置，其特征在于，所述喇叭型天线为金属材质，所述第一开口端的直径为20mm-40mm，以及所述第二开口端的直径为40mm-100mm。
3.根据权利要求1所述的微波馈入装置，其特征在于，所述螺旋型天线为金属材质，所述螺旋型天线的圈数为2圈-5圈，所述螺旋型天线的螺旋间的间距为4mm-10mm，所述螺旋型天线的螺旋高度为5mm-10mm，所述螺旋型天线的所述另一端的延伸长度不超过所述喇叭型天线的第二开口端。
4.根据权利要求1所述的微波馈入装置，其特征在于，所述接地板为具有导电性的金属材质，所述接地板与所述螺旋型天线之间采用绝缘材料隔离。
5.一种微波烹饪设备，该微波烹饪设备包括微波源和加热室，其特征在于，该微波烹饪设备还包括微波馈入装置，该微波馈入装置包括：
喇叭型天线，具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端的直径小于第二开口端的直径；
螺旋型天线；以及
接地板；
其中，所述喇叭型天线的第一开口端与所述接地板的第一侧固定连接，所述接地板上具有一通孔，所述螺旋型天线的馈入端通过所述通孔直接或间接与所述微波源的功率输出端相连，所述螺旋型天线的另一端在所述喇叭型天线的筒腔内沿轴向延伸，所述接地板的第二侧与所述微波源连接，所述接地板的第一侧与所述加热室连接。
6.根据权利要求5所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述接地板的第一侧固定到所述加热室的室壁上，所述加热室具有一开口，以使得所述接地板的第一侧上的所述喇叭型天线和所述螺旋型天线插入到所述加热室的室内；以及所述接地板的第二侧与所述微波源的外壳或基座直接连接，或者所述接地板的第二侧与所述微波源的外壳或基座间接连接。
7.根据权利要求6所述的微波烹饪设备，其特征在于，该微波烹饪设备还包括：固定装置，所述接地板的第二侧通过所述固定装置与所述微波源的外壳或基座连接。
8.根据权利要求7所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述固定装置包括：射频连接器以及法兰，
其中所述射频连接器的内导体与所述螺旋型天线在同一轴线上，以及所述射频连接器的阳头内导体与所述螺旋型天线的馈入端连接，所述射频连接器的阴头内导体与所述微波源的功率输出端连接，所述射频连接器的阴头外导体通过所述法兰与所述微波源的外壳或基座连接，所述射频连接器的阳头外导体通过所述法兰与所述接地板的第二侧连接。
9.根据权利要求7或8所述的微波烹饪设备，其特征在于，该微波烹饪设备还包括：保护装置，该保护装置位于所述加热室的室内，用于将所述喇叭型天线和所述螺旋型天线与所述加热室隔离，以保护所述喇叭型天线和所述螺旋型天线。
10.根据权利要求9所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述保护装置由以下材质中的任一者制成：云母片、塑料、或玻璃。
11.根据权利要求10所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述喇叭型天线为金属材质，所述第一开口端的直径为20mm-40mm，以及所述第二开口端的直径为40mm-100mm。
12.根据权利要求10所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述螺旋型天线为金属材质，所述螺旋型天线的圈数为2圈-5圈，所述螺旋型天线的螺旋间的间距为4mm-10mm，所述螺旋型天线的螺旋高度为5mm-10mm，所述螺旋型天线的所述另一端的延伸长度不超过所述喇叭型天线的第二开口端。
13.根据权利要求10所述的微波烹饪设备，其特征在于，所述接地板为具有导电性的金属材质，所述接地板与所述螺旋型天线之间采用绝缘材料隔离。
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