CN108781486B - 微波加热装置 - Google Patents

Abstract

构成为：控制马达(15)，使得辐射天线(5)在反射波检测量为最小的方向上停止，并且使辐射天线(5)在与反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止。根据该结构，第一，在反射波检测量为最小的方向上使辐射天线(5)停止。由此延长了最高效的条件下的加热时间，与恒定旋转时相比，加热效率提高。第二，使辐射天线(5)在不同的方向上停止。由此使得产生不同于在反射波检测量为最小的方向上产生的加热不均的方向上的加热不均。其结果，使得在不同位置处产生的加热不均之间的加热不均互相抵消，能够实现均匀加热。

Description

微波加热装置

技术领域

本发明涉及一种微波加热装置，该微波加热装置利用微波对被加热物进行加热并检测在波导管内传播的微波的一部分以控制加热。

背景技术

以往，作为代表性的微波加热装置，已知有微波炉。一般的微波炉使用磁控管作为微波发生部。微波炉经由波导管将从磁控管辐射的微波传输到加热室。然后，利用所传输的微波对加热室内的被加热物(食品)进行加热。

期望微波炉尽可能均匀地进行加热，以便不会发生被加热物的加热不均。因此，当前存在具备使被加热物本身旋转的转盘式(turntable type)以及在从波导管向加热室内辐射微波的部分配置有能够旋转的天线的旋转天线式等的微波炉。

在微波炉的波导管内，存在从磁控管朝向加热室的微波(入射波或行波)和在加热室内未被被加热物吸收而从加热室返回磁控管的微波(反射波)。反射波根据被加热物的形状、材质、放置位置等而变化。此外，反射波也根据前面叙述的转盘或天线的方向而变化。即，为了均匀地对被加热物进行加热，需要掌握入射波和反射波的变化。

另外，作为用于监视波导管内的入射波和反射波的方法，存在定向耦合器。定向耦合器需要具备分离波导管内混合存在的入射波和反射波的功能，并且需要使微波一定程度衰减(例如，30dB)，以使得不会由于其的安装而对波导管内的微波传输造成影响。其结果是，定向耦合器的尺寸变大。因此，考虑到普通家庭中的使用的微波炉大部分没有搭载定向耦合器。

但是，最近开发出了小型定向耦合器(例如，参照专利文献1)。因此，出现了在微波炉中采用小型定向耦合器的趋势。

此外，提出有一种根据波导管内的入射波和反射波来控制旋转天线的停止位置的微波加热装置(例如，参照专利文献2)。

专利文献2所述的微波加热装置首先根据入射波和反射波来计算与反射率有关的值(反射系数Γ或电压驻波比ρ)。接下来，根据所得到的值，从旋转天线旋转了一圈时的较低值中选定三处旋转位置。然后，使旋转天线在所选定的旋转位置处各停止10秒。即，反射率较小的值的微波反射较少。因此，通过按该旋转位置的方向使旋转天线停止，能够高效地对被加热物进行加热。

然而，专利文献2的微波加热装置通过使旋转天线停止来改善加热效率，但是由于停止有可能产生加热不均。

即，旋转天线在加热效率良好的方向上的长时间停止使得被加热物以恒定的微波分布被长时间加热。因此，被加热物的加热不均变得更加显著。

此外，旋转天线的旋转的目的是均匀加热。旋转天线的旋转停止控制违背了本来的目的。即，需要进一步设计以避免均匀加热性能的降低。

如上所述，在现有的微波加热装置的结构中，难以同时实现加热效率的提高和均匀加热的维持。

在先技术文献

专利文献1:国际公开第2014/119333号

专利文献2：日本特开2003-234174号公报

发明内容

本发明提供一种能够同时实现加热效率的提高和均匀加热的维持的微波加热装置。

即，本发明的微波加热装置具备：收纳被加热物的加热室；微波产生部，其产生提供给加热室的微波；波导管，其将由微波产生部产生的微波传输到加热室；辐射天线，其将在波导管中传输的微波辐射到加热室中；以及旋转驱动部，其使辐射天线旋转。微波加热装置还具备：反射波检测部，其检测波导管内的反射波的至少一部分；以及控制部，其根据反射波检测部检测出的反射波检测量，控制旋转驱动部并控制辐射天线的方向。并且，控制部具有如下结构：控制旋转驱动部，使得辐射天线的旋转在反射波检测量为最小的方向以及与反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止。

根据该结构，第一，在反射波检测量为最小的方向上使辐射天线的旋转停止。由此使得以最高效的加热条件对被加热物进行加热的加热时间延长。因此，与使辐射天线恒定旋转而加热的情况相比，加热效率进一步提高。第二，在与反射波检测量为最小的方向不同的方向上使辐射天线的旋转停止。这时，除了在反射波检测量为最小的方向上的停止期间产生的加热不均之外，还产生由来自不同的方向的微波辐射引起的加热不均。

由此，可以期待利用在不同的方向上的加热不均使其与反射波检测量为最小的方向上的加热不均互相抵消。其结果，与仅在反射波检测量为最小的方向上停止的情况相比，能够得到均匀加热。即，能够同时实现加热效率的提高和均匀加热。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的微波加热装置的概要结构的剖视图。

图2A是示出该实施方式的微波加热装置中的加热部的供电室的立体图。

图2B是示出该实施方式的微波加热装置中的加热部的供电室的俯视图。

图3A是在烧烤模式(grill mode)下使用的烧烤盘(grill plate)的俯视图。

图3B是在烧烤模式下使用的烧烤盘的侧视图。

图3C是在烧烤模式下使用的烧烤盘的纵剖视图。

图4是示出该实施方式中的微波加热装置的基于辐射天线的方向的反射波检测量的特性的图。

图5是说明该实施方式中的微波加热装置的辐射天线的方向与烧烤盘的发热分布之间的关系的图。

图6是示出卸下本发明的实施方式2的微波加热装置的门的状态的概要结构的正面立体图。

图7是示出基于该实施方式的辐射天线的方向的入射波检测量、反射波检测量、吸收量的特性的图。

图8是说明该实施方式的辐射天线的方向与加热部位之间的关系的图。

图9是本发明的实施方式涉及的定向耦合器的立体图。

图10是透射地示出图9的定向耦合器中的印刷电路板的立体图。

图11是示出图9的定向耦合器的十字开口的结构图。

图12是图9的定向耦合器的印刷电路板的电路结构图。

图13是示出图9的定向耦合器中的反射波检测部的输出特性的极坐标图。

图14是示出图9的定向耦合器的另一结构中的反射波检测部的输出特性的极坐标图。

图15是示出图9的定向耦合器中的行波检测部的输出特性的极坐标图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式1)

图1是示出作为本发明的实施方式1中的微波加热装置的一例的微波炉的概要结构的剖视图。具体而言，图1是从正面侧观察微波炉1的剖视图。

在以下说明中，微波炉1的左右方向意味着图1中的左右方向。此外，微波炉1的前后方向意味着与图1中的纸面垂直的方向并且是连接装置的前表面侧与背面侧的方向。

如图1所示，本实施方式的微波炉1具备由外轮廓构成的加热室空间2、磁控管3、波导管4、辐射天线5、载置台6等。加热室空间2由构成载置台6的上侧空间的加热室2a和构成载置台6的下侧空间的供电室2b构成。另外，磁控管3是产生微波的微波产生部的一例。波导管4是将由磁控管3产生的微波传输到加热室空间2的传输部的一例。辐射天线5是波导管结构天线的一例。

辐射天线5构成为将波导管4内的微波辐射到加热室空间2内，并且设置在载置台6的下侧的供电室2b的空间内部。

载置台6配置在加热室空间2内，具有载置作为被加热物21的食品的平坦的面。载置台6被配置成覆盖设置有辐射天线5的供电室2b的整个上方。由此，载置台6堵住供电室2b，以不使辐射天线5露出至加热室2a内，并且构成加热室2a的底面。此外，利用平坦的载置台6的上表面(载置面)结构，使用户拿出、放入食品或擦除附着在载置台6上的污垢等变得容易。

另外，载置台6使用微波容易透过的例如玻璃或陶瓷等材料。由此，能够使从配置在载置台6下侧的供电室2b的辐射天线5辐射的微波可靠地传播到载置台6上侧的加热室2a内的空间。

辐射天线5具有耦合部7和与耦合部7耦合的波导结构部8。耦合部7将从磁控管3辐射到波导4内的微波引出至波导结构部8。波导结构部8由例如盒形波导管结构构成，将由耦合部7引出的微波引导至加热室2a内。

此外，耦合部7由耦合轴7a和凸缘(flange)7b构成。耦合轴7a与作为旋转驱动部的马达15连接。根据来自后述的控制部17的控制信号，经由与马达15连接的耦合部7的耦合轴7a对波导结构部8进行旋转控制。即，由马达15以耦合部7的耦合轴7a为中心对辐射天线5进行旋转驱动，控制其停止位置、旋转期间、旋转速度等。另外，耦合部7由例如镀铝钢板等金属形成。与耦合部7连接的马达15的连接部分由例如氟树脂等形成。

此外，如图1所示，耦合部7的耦合轴7a被配设成贯穿连通波导管4和供电室2b的开口2bb。这时，为了避免与所贯穿的开口2bb之间的火花(spark)等危险，在耦合轴7a与所贯穿的开口2bb之间具有规定间隔、例如大于等于5mm的间隙。由此，耦合轴7a可以高效率地将来自波导管4的微波引导到辐射天线5的波导结构部8。即，在没有足够的间隙的情况下，如果发生火花，则放电的能量会消耗巨大的电力。因此，辐射到箱内的电力极低，导致对被加热物进行加热的效率降低。此外，当间隙较窄时，即使没发生火花，导体部分的损失也会增加而发热，发热的能量消耗电力。因此，辐射到箱内的电力降低，导致对被加热物进行加热的效率降低。因此，在本实施方式中，设置5mm的间隙以提高对被加热物进行加热的效率。另外，5mm的间隙是假定例如最大输出为1000W左右的、作为普通微波加热装置的微波炉的情况而设定的。因此，如果输出电平发生变化，则间隙的大小当然也会发生变化。

此外，辐射天线5的波导结构部8主要具备辐射微波的末端敞开部13和多个开口14a、14b。末端敞开部13向规定方向辐射微波。

即，本实施方式的微波炉1利用与马达15连接的辐射天线5的耦合部7的旋转来变更从辐射天线5辐射的微波的辐射方向(方向)。

此外，如图1所示，在微波炉1的加热室2a的侧面上方具备红外传感器16。红外传感器16将加热室2a分成多个区域并检测各个区域的箱内温度。红外传感器16将检测到的检测信号(检测结果)发送给控制部17。

定向耦合器30安装于波导管4，并且在本实施方式中构成反射波检测部。定向耦合器30检测在波导管4内传输的微波的入射波检测量和反射波检测量，并将检测到的检测信号发送给控制部17。另外，通过与从磁控管3侧朝向辐射天线5侧传输的微波的入射波(或行波)对应的检测信号来检测入射波检测量。另一方面，通过与从辐射天线5侧返回磁控管3侧的微波的反射波对应的检测信号来检测反射波检测量。

控制部17根据来自上述红外传感器16和定向耦合器30的检测信号来进行磁控管3的振荡控制和马达15的旋转控制等。

另外，在图1中，示出在载置台6的上方配置烧烤盘20、在烧烤盘20上载置有被加热物21的状态。

该情况下，烧烤盘20载置在加热室2a的侧壁2d上。具体而言，在形成于加热室2a的左右侧壁2d上的沿前后方向延伸的轨道(未图示)上载置烧烤盘20。由此，烧烤盘20在加热室2a内配置在比构成加热室2a的底面的载置台6靠上方的位置。这时，也可以在加热室2a的左右侧壁2d上沿上下方向设置多层级(例如，上层、中层、下曾)轨道。由此能够通过多层级来调节配置烧烤盘20的高度的设定。

如上所述构成作为本实施方式的微波加热装置的一例的微波炉1。

以下，使用图2A和图2B对微波加热装置的供电室2b的结构进行说明。

图2A是示出设有辐射天线5的加热室空间2的供电室2b的立体图。图2B是示出图2A的供电室2b的俯视图。另外，图2A示出去除了载置台6的加热室空间2的底面部分。

如上所述，图2A和图2B所示的供电室2b配置在加热室2a的正下方，利用载置台6(参照图1)与加热室2a分开。

在供电室2b中设有辐射天线5。辐射天线5的耦合轴7a的旋转中心G配置在供电室2b的前后方向和左右方向上的大致中心(包括中心)的位置。即，旋转中心G配置在作为加热室2a的底面的载置台6的前后方向和左右方向上的中心的大致正下方(包括正下方)。

供电空间由供电室2b的底壁11和载置台6的下表面构成。供电空间相对于在包括耦合部7的旋转中心G的供电室2b的前后方向上延伸的中心线J(参照图2B)形成为对称的形状。

供电室2b具有从底壁11朝向供电空间突出的突出部18a、18b。具体而言，突出部18a从底壁11突出而形成在左侧的侧壁2c上。突出部18b从底壁11突出而形成在右侧的侧壁2c上。在突出部18b的下方配设有磁控管3。即，突出部18b是为了确保磁控管3的配置空间而设置的。

由此，从磁控管3的输出端3a(参照图1)辐射的微波在配设于供电室2b的正下方的波导管4内传输。所传输的微波经由辐射天线5的耦合部7被引导到波导结构部8。然后，微波经由形成在辐射天线5的波导结构部8中的末端敞开部13和开口14a、14b等而辐射到供电室2b内。

这时，形成供电室2b的供电空间的侧面的侧壁2c形成为倾斜面。倾斜面形成为朝向斜上方的斜面，即，以朝向加热室2a向外侧扩展的方式倾斜地形成。利用侧壁2c的倾斜面使例如从辐射天线5的末端敞开部13沿水平方向辐射的微波朝向上方的加热室2a反射。

另外，在俯视观察时，供电室2b形成为大致矩形形状，在矩形形状的短边侧(图2B中的左右侧)形成具备从底壁11突出的突出部18a、18b的侧壁2c。供电室2b的四个角与供电室2b的角部22a、22b、22c、22d对应。即，突出部18a形成在角部22a与角部22d之间，突出部18b形成在供电室2b的角部22b与角部22c之间。

如上所述构成微波炉1的供电室2b。

以下，参照图3A至图3C对微波炉1的烧烤盘20的结构进行说明。

图3A是从上方观察烧烤盘20的俯视图。图3B是从横向观察烧烤盘20的侧视图。图3C是沿图3A中的线3C-3C的剖视图。

如图3A至图3C所示，烧烤盘20由例如框状的周围部20a、盘(plate)20c、绝缘部20d等构成。盘20c具有形成在周围部20a的内侧并且多个平行地形成的规定深度的槽20b(另外，图3C中未图示)。绝缘部20d设置在周围部20a的下侧。

并且，在后述的烧烤模式下，将被加热物21载置于烧烤盘20的盘20c上，配置于加热室2a内，对被加热物21进行加热。具体而言，以使烧烤盘20与设置在加热室2a的左右侧壁2d上的轨道和绝缘部20d接触的方式将烧烤盘20配置在加热室2a内。

盘20c在背面侧(载置台6侧)具备微波吸收发热体20e(例如，铁氧体)。另外，盘20c的背面构成烧烤盘20的底面20f。

如上所述构成烧烤盘20。

接下来，说明对载置于烧烤盘20的被加热物21进行加热的烧烤模式下的微波的作用/效果。

首先，烧烤盘20的周围部20a和盘20c由不使微波透过的材料(例如，铁、铝等)形成。另一方面，绝缘部20d由使微波透过的绝缘性材料(例如，PPS树脂)形成。由此，绝缘部20d将烧烤盘20与加热室2a的侧壁2d绝缘。

然后，当在烧烤模式下的加热开始时，如图1中由箭头E所示，从辐射天线5辐射的微波到达上述结构的烧烤盘20的底面20f。到达的微波被设置于底面20f的微波吸收发热体20e吸收，微波吸收发热体20e发热。产生的热量通过热传递对烧烤盘20的底面20f进行加热。由此，烧烤盘20的盘20c上的被加热物21被微波间接加热。

另一方面，如上所述，烧烤盘20的周围部20a和盘20c由不使微波透过的材料形成。因此，被加热物21不会经由烧烤盘20的周围部20a和盘20c被微波的透过而加热。

但是，在烧烤盘20与加热室2a的侧壁2d之间形成有微波能够透过的间隙。具体而言，设置于加热室2a的侧壁2d的轨道与烧烤盘20的绝缘部20d以接触的方式配置。绝缘部20d由使微波透过的PPS树脂等形成。因此，微波能够经由绝缘部20d从烧烤盘20与加热室2a的左右侧壁2d之间透过。

此外，在烧烤盘20的前方向，在加热室2a的前表面开口部设有开闭自如的、由例如玻璃板等构成的门(未图示)。门由导体部和玻璃板等构成，其中，所述导体部在外侧由屏蔽电波用的冲孔金属(punching metal)等构成，所述玻璃板在内侧用于不使箱内的热量释放并且使得易于擦除污垢。因此，从辐射天线5辐射的微波的一部分透过烧烤盘20的前方向的玻璃板，被冲孔金属反射而被辐射到烧烤盘20上方的加热室2a内。

此外，烧烤盘20的后方向的加热室2a的侧壁2d有时形成有例如凹凸等。该情况下，微波从凹凸的间隙辐射到烧烤盘20上方的加热室2a内。

此外，如图3A所示，烧烤盘20的周围部20a的拐角部20ad形成为例如圆弧状。因此，在拐角部20ad与由四边形等形成的加热室2a的角部之间形成有间隙。由于该间隙微波被辐射到烧烤盘20上方的加热室2a内。

即，根据上述结构，经由烧烤盘20和加热室2a的侧壁2d的间隙等，在配置有被加热物21的烧烤盘20的上方的加热室2a的空间中产生图1的箭头F示出的微波通过的微波流。被加热物21被该微波流直接加热。

如上所述，在利用图1所示的配置对被加热物21进行加热的烧烤模式下，形成对被加热物21间接加热的、由箭头E示出的微波流和对被加热物21直接加热的、由箭头F示出的微波流这两个微波流。因此，在烧烤模式下，被加热物21整体被上述两个微波的流动由从各个方向辐射的微波加热。

如上所述，在烧烤模式下，被加热物21被微波直接和间接地加热。

接下来，参照图4，对使用如上所述构成的微波炉1实现加热效率的提高和均匀加热的辐射天线5的旋转控制进行说明。

另外，在本实施方式中，辐射天线5的旋转控制是根据本申请发明人发现的来自定向耦合器30的检测信号、特别是反射波检测量来执行的。

即，本申请发明人为了根据被加热物21的状态进行更适当的加热控制，进行了深入研究。特别是，对如下烧烤模式的控制进行了深入研究，所述烧烤模式的控制是指，在将载置有被加热物21的烧烤盘20配置在比载置台6靠上方的位置的状态下进行烧烤加热。其结果发现，通过控制辐射微波的辐射天线5的方向(旋转角度)，能够同时实现被加热物21的加热效率的提高和均匀加热。

图4是示出在图1至图3C中说明的微波炉1的结构中、定向耦合器30根据旋转的辐射天线5的方向检测到的反射波检测量的特性的图。

另外，图4的横轴表示辐射天线5的方向、即末端敞开部13的方向(旋转角度)。具体而言，当与微波炉1的门正对时，辐射天线5的末端敞开部13朝向后方(与门侧相反的一侧)的方向(角度)被图示为0°。

如图4所示，反射波检测量为最小的辐射天线5的旋转角度是90°。此外，着眼于反射波检测量的较小值时，按照旋转角度90°、315°、270°、45°的顺序反射波检测量依次减小。这些反射波检测量的值小于图中用单点划线示出的旋转平均Ave。

即，通常认为，为了提高加热效率，只要以反射波检测量最小的旋转角度90°或反射波检测量较小的其它旋转角度使辐射天线5停止而辐射微波即可。但是，该情况下，由于以加热效率较高的微波分布的辐射被固定一定时间，因此容易发生燃烧不均(加热不均)。其结果，虽然加热效率提高，但是存在无法均匀地加热被加热物21的担忧。

因此，为了进一步实现均匀的加热，本申请发明人研究了辐射天线5的末端敞开部13的方向(旋转角度)与实际的烧烤盘中的发热分布之间的关系。图5示出其结果。

图5是说明该实施方式中的微波加热装置的辐射天线的方向与烧烤盘的发热分布之间的关系的图。

首先，如图5的上段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是90°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝右。这时，得到了如图5的上段右图所示的烧烤盘20的发热分布。该情况下，可知在比中央稍稍靠左侧产生发热分布最强的区域。

另一方面，如图5的中段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是270°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝左。这时，得到了如图5的中段右图所示的烧烤盘20的发热分布。该情况下，可知在比中央稍稍靠右侧产生发热分布最强的区域。

通常认为在辐射天线5的末端敞开部13所朝向的方向上存在辐射的微波的指向性。因此，估计发热分布最强的区域产生在末端敞开部13所朝向的方向上。但是，如图5的各个右图所示，得到的结果与当初的估计相反。

因此，本申请发明人进一步研究了上述结果。

研究了如下内容：在烧烤模式下，当将烧烤盘20配置在上段时，辐射天线5与烧烤盘20之间的距离(上下方向的距离)变远。这时，向末端敞开部13所朝向的方向辐射的微波被突出部18a、18b和加热室空间2的侧壁2d等反射。其结果，导致微波集中在相反侧而被加热。

然而，可以推测的是，微波的集中是由辐射天线5的末端敞开部13所面对的相对面的倾斜角度、加热室空间2的形状、烧烤盘20的高度位置等决定的。即，在将上述烧烤盘20配置在上段的结构的情况下，首先，从末端敞开部13辐射的微波根据相对面的倾斜角度发生第一次反射。接下来，在加热室空间2的侧壁2d上发生第二次反射。其结果，可以推测的是，微波集中于配置在上段的烧烤盘20的相反侧。因此，可以推测的是，当将烧烤盘20配置在中段和下段时，微波在中段例如集中在烧烤盘20的中央，在下段集中在末端敞开部13所朝向的一侧。

根据上述结果也可知，如上所述，难以唯一地估计加热不均的状态。

但是，根据图5所示的结果，本申请发明人着眼于辐射天线5的辐射角度为90°和与90°不同的270°方向上的发热分布大致对称这点。

当然，由于反射波检测量为最小的旋转角度90°时的加热效率较好，因此，如图5的上段右图所示，颜色深的区域、即发热量大的区域变大。因此，如图4所示，认为即使使辐射天线5在微波的辐射量稍少的不同的方向上停止相同的时间，也不能消除加热不均。

因此，本申请发明人推测，只要将辐射天线5在270°的停止时间设定得比在90°更长，并将两者的加热状态合成，就能够使加热不均平均。

具体而言，如图5的下段左图所示，使辐射天线5在旋转角度90°处停止10秒和在旋转角度270°处停止15秒交替切换，通过上述这样的旋转控制来进行烧烤模式加热。其结果，如图5的下段右图所示，得到了相当均匀的烧烤盘20的发热分布。

即，在作为本实施方式的微波加热装置的微波炉1中，如上所述，辐射天线5的旋转中心G位于供电室2b的前后方向和左右方向上的大致中心的位置。此外，旋转中心G位于载置台6的前后方向和左右方向上的中心的大致正下方的位置。此外，供电室2b的供电空间具有相对于在包括耦合部7的旋转中心G的供电室2b的前后方向上延伸的中心线J(参照图2B)对称的形状。因此，认为在辐射天线5的旋转角度90°和旋转角度为270°时会产生对称的加热不均。

如上所述，根据本实施方式，微波炉1具备：收纳被加热物21的加热室空间2；微波产生部3，其产生提供给加热室空间2的微波；波导管4，其将微波产生部3产生的微波传输到加热室空间2；以及辐射天线5，其将在波导管4中传输的微波辐射到加热室空间2中。微波炉1还具备：马达15，其使辐射天线5旋转；反射波检测部(定向耦合器)30，其检测波导管4内的反射波的至少一部分；以及控制部17，其根据反射波检测部30检测出的反射波检测量，控制马达15并控制辐射天线5的方向。并且，控制部17具有如下结构：控制马达15，使得辐射天线5的旋转在反射波检测量为最小的方向(例如，90°)以及与反射波检测量为最小的方向不同的方向(例如，270°)上停止。

根据该结构，第一，在反射波检测量为最小的方向上使辐射天线5的旋转停止。由此使得以最高效的加热条件对被加热物21进行加热的加热时间延长。因此，与以恒定速度使辐射天线5旋转进行加热的情况相比，加热效率提高。第二，在与反射波检测量为最小的方向不同的方向上使辐射天线5的旋转停止。由此，除了在反射波检测量为最小的方向上的停止期间产生的加热不均之外，还产生由于来自不同的方向的微波辐射引起的加热不均。由此，通过在不同的方向上的加热不均来抵消反射波检测量为最小的方向上的加热不均。其结果，与仅在反射波检测量为最小的方向上停止的情况相比，能够获得抑制了加热不均的均匀的加热。即，能够同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，根据本实施方式，控制部17也可以控制马达15，以根据辐射天线5的方向(旋转角度)来改变停止时间。由此，可以通过停止时间的设定来任意地变更在反射波检测量为最小的方向(例如，90°)上的停止期间产生的加热不均和在其它不同的方向(例如，270°)上的停止时间中产生的加热不均的分配。因此，除了同时实现效率提高和均匀加热以外，还能够容易地调节哪个优先执行。

此外，根据本实施方式，控制部17也可以控制马达15，使得不同的方向(例如270°)上的辐射天线5的停止时间(例如15秒)长于反射波检测量为最小的方向(例如90°)上的辐射天线5的停止时间(例如10秒)。即，在反射波检测量为最小的方向上，被加热物21被最高效地加热。因此，当在反射波检测量为最小的方向上停止与其它不同的方向(也包括对称的方向)相同的时间时，会更强烈地产生加热不均。另一方面，在不同的方向上，加热效率比反射波检测量为最小的方向差。因此，利用来自不同的方向的微波的辐射，在被加热物21会产生稍弱的加热不均。因此，控制部17延长辐射天线5在不同的方向上的停止时间(具体而言，在90°为10秒，在270°为15秒)。由此，通过来自不同的方向的微波的辐射，能够强化加热不均。其结果是，能够平衡性良好地使彼此的加热不均互相抵消。因此，能够在维持更均匀的加热的情况下同时实现效率的提高和均匀加热。

此外，根据本实施方式，在设使辐射天线5停止的不同的方向为N个位置的情况下，控制部17也可以控制马达15，使得将反射波检测量为最小的方向(例如，90°)作为基准方向，使辐射天线5在基准方向和从基准方向起每旋转(360/(N+1))度得到的方向上停止。

根据该结构，例如，在被加热物21的尺寸较小的菜单或者加热不均不成问题的菜单的情况下，例如，对于不同的方向上的N个位置，设为N＝1。由此，能够增加反射波检测量为最小的方向、即最高效地进行加热的方向的比率，以加热效率的提高优先的方式进行加热。另一方面，在被加热物21的尺寸较大的菜单或者加热不均成为问题的菜单的情况下，例如，对于不同的方向上的N个位置，设为N＝3。由此，在增加不同的方向上的比率并使均匀加热的维持优先的情况下，通过设定任意的N个位置，能够容易地调节效率的提高和均匀加热的维持的优先顺序。

另外，在本实施方式中，不同的方向为一个位置，得到了充分均匀的加热。因此，控制部17控制马达15，以使辐射天线5的旋转在反射波检测量为最小的方向(例如，90°)和旋转180度的不同的方向(例如，270°)上停止。由此，与将不同的方向设定为两个位置以上而使辐射天线5停止的情况相比，能够进行最注重加热效率的提高的调节。

(实施方式2)

以下，使用图6对本发明的实施方式2中的微波加热装置进行说明。

图6是示出作为本发明的实施方式2的微波加热装置的微波炉1的概要结构的图。另外，图6是从正面侧观察微波炉1的立体图。

如图6所示，本实施方式的微波炉1与实施方式1不同之处在于：不使用烧烤盘，而是将被加热物31直接载置于载置台6上，在例如“加热模式(warming mode)”下进行加热。另外，微波炉1的基本结构与实施方式1的微波炉相同。因此，对于与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号，并省略详细的说明。

即，本实施方式的微波炉1构成为如下结构：将放入例如直径为150mm左右的容器中的食品等较大的被加热物31直接放置在载置台6上，在利用从磁控管3辐射的微波进行加热的“加热模式”下进行加热。

在“加热模式”的情况下，被加热物31被直接载置于载置台6上。即，被加热物31与配置在载置台6正下方的辐射天线5的距离变近。因此，来自辐射天线5的微波直接射到被加热物31的比率增加。其结果，位于辐射天线5的指向性较强的方向上的被加热物31的部位被强烈加热。

根据上述被加热物31的配置结构，需要进行与基于实施方式1的烧烤模式的加热控制不同的控制。

因此，参照图7，对实现如上所述配置在微波炉1内的被加热物31的加热效率的提高和均匀加热的辐射天线5的旋转控制进行说明。

图7是示出在图6所示的微波炉1中定向耦合器30根据旋转的辐射天线5的方向检测的入射波检测量、反射波检测量和吸收量的特性的图。

另外，图7的横轴表示辐射天线5的方向、即末端敞开部13的方向(旋转角度)。具体而言，当与微波炉1的门正对时，辐射天线5的末端敞开部13朝向后方(与门侧相反的一侧)的方向(角度)被图示为0°。此外，图7左侧的纵轴表示入射波检测量和反射波检测量。具体而言，入射波检测量和反射波检测量表现为越往上越大，越往下越小。

另一方面，图7右侧的纵轴表示根据入射波检测量和反射波检测量计算出的吸收量(被加热物31实际吸收的微波的量)。具体而言，设图7右侧的辐射天线5的方向90°的值为1，用比率示出吸收量越往上越小、越往下越大的情况。

根据图7所示的微波的吸收量可知，使辐射天线5的旋转在辐射天线5的方向90°停止时，加热效率提高。但是，该情况下，由于以加热效率较高的微波分布的辐射被固定一定时间，因此容易发生燃烧不均(加热不均)。其结果，虽然加热效率提高，但是存在无法均匀地加热被加热物31的担忧。

在此，为了实现均匀的加热，本申请发明人研究了辐射天线5的末端敞开部13的方向(旋转角度)与载置于载置台6的被加热物31的加热部位之间的关系。图8示出其结果。

图8是说明辐射天线5的方向与被加热物31的加热部位之间的关系的图。

另外，在本实施方式的情况下，如上所述，在“加热模式”下对被加热物31进行加热。因此，认为从辐射天线5辐射的微波直接射到被加热物31的比率较大。

根据图8的结果可知，位于辐射天线5的指向性较强的方向上的被加热物31的部位如预想的一样被强烈加热。

具体而言，首先，如图8的最上段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是0°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝后。该情况下，如图8的最上段右图所示，在被加热物31的后侧产生较强的加热部位32a。

此外，如图8的上段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是90°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝右。该情况下，如图8的上段右图所示，在被加热物31的右侧产生较强的加热部位32b。

此外，如图8的下段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是180°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝前。该情况下，如图8的下段右图所示，在被加热物31的前侧产生较强的加热部位32c。

此外，如图8的最下段左图所示，当辐射天线5的旋转角度是270°时，辐射天线5的末端敞开部13在供电室2b内朝左。该情况下，如图8的最下段右图所示，在被加热物31的左侧产生较强的加热部位32d。

根据上述结果，本申请发明人关注到：辐射天线5的角度为0°、90°、180°、270°的四个不同位置的方向和被强烈加热的四个位置的加热部位32a、32b、32c、32d的出现方向分别大致相同。

这时，如图7所示，微波的吸收量根据辐射天线5的方向而不同。

具体而言，根据图7，被加热物31的微波的吸收量处于辐射天线5的方向90°的吸收量1.0>方向270°的吸收量0.86>方向180°的吸收量0.63>方向0°的吸收量0.52的关系。因此，如果停止相同的时间，则微波吸收量大的辐射天线5的方向(例如，0°)上的被加热物31的加热起支配作用。

因此，在本实施方式中，为了均匀地对被加热物31进行加热，控制辐射天线5的旋转，使得随着上述吸收量少的辐射天线5的方向延长停止时间。即，进行控制使得图8所示的四个位置的辐射天线5的方向上的、以下进行说明的停止期间的吸收能量相同。

即，计算出各个停止时间，使得相当于微波的吸收能量的、根据辐射天线5的方向的吸收量与停止时间之积的各值相等。

另外，在图8中，计算出各个停止时间，使得吸收量与停止时间之积为5。即，根据(停止时间＝5/吸收量)计算出四个位置各自的辐射天线5的方向的停止时间。由此，如图8所示，计算出了辐射天线5的角度90°处的停止时间为5秒，270°的停止时间为6秒，180°的停止时间为8秒，0°的停止时间为10秒。其结果，如图8那样，可知四个位置各自的辐射天线5的方向上的、加热部位32a、32b、32c、32d的加热强度(大小)程度相同。

然后，将辐射天线5的方向上的例如四个位置的加热部位的加热强度加起来。其结果，可知的是即使将被加热物31直接载置于载置台6上，也可以与烧烤模式同样地没有加热不均地、以更均匀的加热分布进行加热。

如上所述，根据本实施方式，微波炉1具备：收纳被加热物31的加热室2a；磁控管3，其产生提供给加热室2a的微波；波导管4，其将磁控管3产生的微波传输到加热室2a；以及辐射天线5，其将在波导管4中传输的微波辐射到加热室2a中。此外，微波炉1还具备：马达15，其使辐射天线5旋转；定向耦合器30，其检测波导管4内的反射波的至少一部分；以及控制部17，其根据定向耦合器30检测出的反射波检测量控制马达15并控制辐射天线5的方向。然后，控制部17具有如下结构：控制马达15，使得辐射天线5的旋转在反射波检测量为最小的方向(例如90°)和多个不同的方向(例如0°、180°、270°)上停止。

根据该结构，第一，在反射波检测量为最小的方向上使辐射天线5的旋转停止。由此使得最高效的加热条件下的被加热物31的加热时间延长。因此，与以恒定速度使辐射天线5旋转进行加热的情况相比，加热效率提高。第二，在三个位置的反射波检测量为最小的方向不同的方向上使辐射天线5的旋转停止。由此，除了在反射波检测量为最小的方向上的停止期间产生的加热不均之外，还产生由来自三个位置的不同的方向的微波辐射引起的加热不均。由此，将反射波检测量为最小的方向上的加热不均与三个位置的不同的方向上的加热不均加起来而抵消。其结果，与仅在反射波检测量为最小的方向上停止的情况相比，能够获得抑制了加热不均的均匀的加热。即，能够同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，根据本实施方式，控制部17也可以控制马达15，使得不同的方向(例如，0°、180°、270°)上的辐射天线5的停止时间长于反射波检测量为最小的方向(例如，90°)上的辐射天线5的停止时间。即，在反射波检测量为最小的方向上，被加热物31被最高效地加热。因此，当在反射波检测量为最小的方向上停止与其它不同的方向相同的时间时，会更强烈地产生加热不均。另一方面，在不同的方向上，加热效率比反射波检测量为最小的方向差。因此，利用来自不同的方向的微波的辐射，在被加热物31会产生稍弱的加热不均。因此，控制部17延长辐射天线5在不同的方向上的停止时间。由此，通过来自不同的方向的微波的辐射，能够强化加热不均。其结果，能够平衡性良好地使彼此的加热不均互相抵消。因此，能够在维持更均匀的加热的情况下同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，根据本实施方式，还具有入射波检测部，该入射波检测部检测波导管4内的入射波的至少一部分。控制部17根据使辐射天线5停止的多个方向(例如，90°、0°、180°、270°)上的入射波检测量和反射波检测量来计算被加热物31对微波的吸收量。并且，控制部17也可以控制马达15，使得计算出的各个停止位置处的吸收量与停止时间之积相等(例如，在本实施方式中设定为5)。

根据该结构，吸收量与停止时间之积相当于被加热物31吸收的吸收能量。因此，使在反射波检测量最小的方向(例如，90°)上产生加热不均的吸收能量和在不同的方向(例如，0°、180°、270°)上产生加热不均的吸收能量相等。由此，可以以最佳平衡抵消彼此的加热不均。即，能够在维持最均匀的加热的情况下同时实现效率的提高和均匀加热。

此外，根据本实施方式，在设使辐射天线5停止的不同的方向为N个位置的情况下，控制部17也可以控制马达15，使得将反射波检测量为最小的方向(例如，90°)作为基准方向，使辐射天线5的旋转在基准方向和从基准方向起每旋转(360/(N+1))度得到的方向上停止。

根据该结构，例如，在被加热物31的尺寸较小的菜单或者加热不均不成问题的菜单的情况下，例如，对于不同的方向上的N个位置，设为N＝1。由此，能够增加反射波检测量为最小的方向、即最高效地进行加热的方向的比率，以使加热效率的提高优先的方式进行加热。另一方面，在被加热物31的尺寸较大的菜单或者加热不均成为问题的菜单的情况下，例如，对于不同的方向上的N个位置，设为N＝3。由此，通过增加不同的方向上的比率，设定任意N个位置，在使均匀加热的维持优先的同时，能够容易地调节效率的提高和均匀加热的维持的优先顺序。

在上述内容中，以由于被加热物31的直径约为150mm面积较大因此加热不均明显的菜单的情况为例进行了说明。具体而言，以设不同的方向上的部位为N＝3、除了90°以外、在0°、180°、270°处使辐射天线5的旋转停止的结构为例进行了说明。即，在某种程度上，以牺牲加热效率而优先均匀加热性能的提高的情况为例进行了说明。

另外，在上述各实施方式中，以使辐射天线5的旋转停止规定时间的结构为例进行了说明，但是不限于此。例如，也可以不使辐射天线5的旋转完全停止。即，与以恒定速度旋转的情况相比，只要是能够延长辐射天线5朝向规定方向的时间的结构即可。作为一例，在旋转期间，也可以减小辐射天线5在规定方向上的旋转速度以延长时间。此外，以规定方向为基准，可以构成为在较窄的角度范围内使辐射天线5正转/反转驱动以延长时间。

此外，在上述各实施方式中，以辐射天线5的停止角度例如像90°那样是正好的角度的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如，也可以使辐射天线5从90°偏移±10°左右停止。这是因为，马达15与辐射天线5的嵌合状态通常存在余裕(余量)。特别是，当马达15是步进马达时，右旋转和左旋转都是可能的。因此，即使控制部17进行控制以使辐射天线5以规定角度停止，根据旋转方向和余裕的大小，也存在容易地偏移10°左右的可能性。

[定向耦合器的详细说明]

以下，使用图9至图12对与上述各实施方式有关的定向耦合器的结构和动作详细地进行说明。

如上所述，定向耦合器具有反射波检测部和入射波检测部，其中，所述反射波检测部检测在波导管40内传播的微波的反射波的至少一部分，所述入射波检测部检测波导管40内的入射波(或者也称为行波)的至少一部分。

图9是定向耦合器的立体图。图10是透射地示出图9所示的定向耦合器的印刷电路板的立体图。图11是设置于图9的定向耦合器的波导管的交叉开口的结构图。

图12是图9的定向耦合器的印刷电路板的电路结构图。

如图9至图12所示，定向耦合器30由设置在波导管40的宽幅面40a上的X形状的交叉开口41、形成在印刷电路板42上的微带线(microstrip line)43和支承部44等构成。印刷电路板42面对交叉开口41并设置在波导管40的外侧。微带线43在面对交叉开口区域41a(参照图11)的区域的印刷电路板42上构成为后述的规定的线路形状。另外，交叉开口区域41a是如下这样的区域：当从印刷电路板42鸟瞰交叉开口41时，在面对印刷电路板42的交叉开口41的面上存在交叉开口41的开口。

支承部44将印刷电路板42支承并固定在波导管40的宽幅面40a侧的外表面上。支承部44由导电材料制成，将从波导管40的交叉开口41辐射的微波封闭在内部，遮蔽其向外部辐射。

交叉开口41以开口中央部41c为基点，由例如X字形状的开口构成。如图11所示，交叉开口41在波导管40的宽幅面40a上设置在不与波导管40的管轴L1交叉的位置处。交叉开口41的开口中央部分41c设置在从波导管40的管轴L1偏移尺寸D1的量的位置。尺寸D1例如是波导管40的宽度尺寸的1/4的尺寸。

根据波导管40的宽度尺寸和高度尺寸、在波导管40中传输的微波的功率电平和频带、从交叉开口41辐射的功率电平等条件确定交叉开口41的开口形状。例如，在波导管40的宽度尺寸为100mm，高度尺寸为30mm，波导管40的壁面厚度为0.6mm，在波导管40中传输的微波的最大功率电平为1000W，频带为2450MHz，从交叉开口41辐射的最大功率电平为大约10mW时，交叉开口41的长度41w和宽度41d可以构成为长度20mm、宽度2mm左右。

在图11中，以X字形状的交叉开口41的交叉角度为大约90度的结构为例进行了说明，但是不限于此。例如，交叉角度可以是60度或120度。

另外，按照使交叉开口41的开口中央部41c在波导管40的管轴L1上一致地进行配置时，电场在传输方向上往复而不旋转。因此，从交叉开口41辐射线性极化波。

另一方面，如果将开口中央部41c从管轴L1偏错开进行配置，则电场旋转。其中，开口中央部41c距管轴L1越近(随着D1接近0mm)，电场的旋转变得失真。该情况下，从交叉开口41辐射椭圆状的圆偏振(称为椭圆偏振)。

因此，在本实施方式中，尺寸D1被设定为波导管40的宽度尺寸的1/4左右。由此，电场的旋转变为大致真圆形(包括真圆形)。因此，从交叉开口41辐射以大致真圆形旋转的圆偏振。由此，由于电场的旋转方向变得更清楚，因此可以高精度地将在波导管40中传输的行波和反射波分离。其结果，定向耦合器30可以高精度地检测行波和反射波。

在印刷电路板42中，通过在不面对交叉开口41的印刷电路板A面42a的整面上粘贴例如铜箔等而形成微波反射部件。由此防止了从交叉开口41辐射的圆偏振透过印刷电路板42。

另一方面，在印刷电路板42的面对交叉开口41的印刷电路板B面42b上设有图12所示的微带线43。微带线43由例如特性阻抗为大致50欧姆(包括50欧姆)的传输线路构成。微带线43被配置成，在从印刷电路板42鸟瞰交叉开口41侧的俯视观察时，围绕交叉开口41的开口中央部41c。由此，在鸟瞰时，交叉开口41的开口中央部41c包含在微带线43的线路内部。

具体而言，微带线43至少具备第1线路43a和第2线路43b，该第1线路43a和第2线路43b被配置成与波导管40的管轴L1大致垂直(包括垂直)。在俯视观察时，第1线路43a和第2线路43b与交叉开口41所在的交叉开口区域41a面对，配置在交叉开口41的开口中央部41c的两侧。

第1线路43a和第2线路43b的一端与第3线路43c连接，第3线路43c被配置成与波导管40的管轴L1大致平行(包括平行)。第1线路43a和第2线路43b以及第3线路43c被配置成围绕交叉开口41的开口中央部41c。第1线路43a和第2线路43b各自的另一端与线路43d和线路43e的一端连接，延伸设置到交叉开口区域41a的外侧，其中，线路43d和线路43e被配置成与管轴L1大致平行(包括平行)。

此外，根据输出部的配设位置，经由适当的微带线43来配置从线路43d和线路43e的另一端至微带线43的输出部131、132的线路。这时，输出部131、132配置在支承部44的外侧。

微带线43两端的输出部131、132与检波电路45连接。检波电路45构成用于将检测到的微波电平作为控制信号处理的处理电路。

如图12所示，检波电路45由片式电阻46、肖特基二极管47等构成。输出部131的微波信号经由检波电路45被整流。整流后的微波信号经由平滑电路被转换为直流电压，该平滑电路由例如片式电阻、芯片电容器等构成。转换后的直流电压被输出到检波输出部48。关于输出部132的微波信号，转换后的直流电压也经由与上述相同的电路被输出到检波输出部49。

此外，在面对交叉开口41的印刷电路板B面42b上，在印刷电路板安装用孔50a、50b、50c、50d的周边部和针孔51a、51b的周边部形成作为接地面的铜箔。形成铜箔的区域与印刷电路板42的不面对交叉开口41的印刷电路板A面42a为同电位。

利用螺钉201a、201b、201c、201d通过印刷电路板安装用孔50a、50b、50c、50d将印刷电路板42组装并固定到支承部44。如图10所示，在支承部44的凸缘面44a上设有组装并固定螺钉201a、201b、201c、201d的突出螺钉部202a、202b、202c、202d。

此外，如图10所示，支承部44具备取出部141、142。取出部141、142通过将微波信号传输到配置在支承部44外部的输出部131、132而取出在微带线43中传输的微波。另外，取出部141、142通过将支承部44的凸缘面44a凸出拉伸(凸絞り)而形成在例如印刷电路板42的相反侧，其中，支承部44的凸缘面44a用于将印刷电路板42螺纹组装到支承部44。由此，在微带线43中传输的微波构成为不被支承部44阻碍。

此外，图9和图10图示出安装在图12所示的检波输出部48、49的连接器部48a、49a。

另外，在上述内容中，以利用图9至图12中说明的定向耦合器检测在波导管40内双向传输的微波的结构为例进行了说明，但是不限于此。例如，也可以将定向耦合器构成为仅检测在波导管40内传输的微波的任意一个方向。在该结构的情况下，可以通过将图12所示的检波电路45替换为终端电路(未图示)来实现。另外，终端电路可以由电阻值50欧姆的片式电阻构成。

接下来，对如上所述构成的定向耦合器的动作和作用进行说明。

首先，从X字形状的交叉开口41辐射的微波的功率量与在波导管40内传输的微波的功率量之比是由波导管形状和交叉开口的形状尺寸来决定的。具体而言，在上述的尺寸形状的情况下，电功率之比约为1/100000(约-50dB)。

这里，图9至图12所示的箭头H表示所传输的微波的入射波(或行波，以下称为行波60)。箭头I表示反射波(以下称为反射波61)。该情况下，如上所述，行波60在波导管40内传输时，在形成交叉开口41的长度41w方向上的两个开口依次被激励。然后，从交叉开口41辐射的微波成为绕逆时针进行旋转辐射62(参照图11)的圆偏振而被辐射到波导管40的外侧。另一方面，反射波61成为绕顺时针进行旋转辐射的圆偏振而被辐射到波导管40的外侧。

被旋转辐射的圆偏振的微波与面对交叉开口41的微带线43耦合。这时，通过沿箭头H的方向传输的行波60从交叉开口41辐射的微波被输出到微带线43的输出部131、132。但是，由行波60引导的微波大部分需要输出到输出部131。另一方面，通过沿箭头I的方向传输的反射波61从交叉开口41辐射的微波被输出到微带线43的输出部131、132。但是，基于反射波61的微波大部分需要输出到输出部132。

因此，与交叉开口41面对的微带线43的结构对于沿微波的传输方向使微波输出到规定的输出部非常重要。

本申请发明人对与交叉开口41面对的微带线43的相对位置进行了深入研究。其结果，发现可以通过如下结构来实现：将微带线43配置成，使得当从印刷电路板42鸟瞰交叉开口41侧时，其围绕交叉开口41的开口中央部41c。

因此，在本实施方式中，由围绕开口中央部41c的微带线43构成。具体而言，微带线43由与波导管40的管轴L1大致垂直(包括垂直)的第1线路43a、第2线路43b、以及连接第1线路43a、第2线路43b各自的一端的与波导管40的管轴L1大致平行(包括平行)的第3线路43c构成。此外，如图12所示，第1线路43a、第2线路43b形成为面对(横穿)形成交叉开口41的长度41w方向上的两个开口的各个开口的长度。此外，第3线路43c构成为不面对交叉开口41的开口。

根据上述微带线43的结构，通过行波60从交叉开口41辐射的微波大部分被输出到微带线43的输出部131。另一方面，通过反射波61从交叉开口41辐射的微波大部分被输出到微带线43的输出部132。

此外，即使在使用波导管40将微波的行波60和反射波61向相反方向传输的环境下，也需要通用使大部分输出到规定的输出部的上述方法。因此，需要使围绕交叉开口41的开口中央部41c的微带线43的配置具有对称性。因此，在本实施方式中，将微带线43的第1线路43a、第2线路43b配置在距开口中央部41c大致等距离(包括等距离)的位置。

根据以上结构，能够改善由定向耦合器检测的行波60和反射波61的检测分离度。

此外，当行波60和反射波61在波导管40内向彼此相反的方向传输时，在波导管40内产生驻波。驻波有时会降低行波60和反射波61的检测分离度。

因此，为了抑制驻波的影响，本申请发明人研究了微带线43的第1线路43a与第2线路43b的间隔43g。使用图13至图15对其结果进行说明。

这时，在上述的交叉开口41、微带线43、波导管40等的形状尺寸、微波的频带和定向耦合器的检测功率比的条件方面进行了研究。

图13是示出设第1线路43a与第2线路43b的间隔43g为4mm时的定向耦合器30中的反射波检测部的输出特性的极坐标图。图14是示出设第1线路43a与第2线路43b的间隔43g为2mm时的定向耦合器30中的反射波检测部的输出特性的极坐标图。图15是示出图13的条件下的定向耦合器30的行波检测部的输出特性的极坐标图。

另外，利用以下结构和条件得到了图13和14的极坐标图。

具体而言，如上所述，使用波导管40的宽度100mm、高度30mm、壁面厚度0.6mm、交叉开口41的长度41w 20mm、宽度41d 2mm的形状评价了特性。

首先，将微波输入端与上述结构的波导管40的一端连接，将能够改变反射波61的电平和相位的负载与波导管40的另一端连接。然后，从波导管40的微波输入端输入微波信号。

接下来，调节与波导管40的另一端连接的负载并改变反射波61的电平和相位，使用网络分析仪测定微带线43的输出部131(行波检测)、132(反射波检测)检测到的微波的电量。这时，设输出部131检测到的微波(行波)的电量为S21。另一方面，设输出部132检测到的微波(反射波)的电量为S31。

接下来，计算(S31-S21)，并在史密斯圆图(Smith chart)的极坐标显示上展开。由此得到了图13和图14所示的极坐标图。

另外，图13和图14所示的基准面80是以负载的输入端为基准示出的、行波60全部完全反射并且相位改变180度的面。

此外，极坐标显示的中心表示反射波61的电量S31为零(zero)。另一方面，作为极坐标显示的最外轮廓的圆周表示行波60全部成为反射波61。即，反射波61的电量S31随着从极坐标显示的中心接近作为最外轮廓的圆周而增加。因此，从反射波61的电量S31中减去行波60的电量S21而得到的值(S31-S21)变小。另外，图13和图14用dB来表述，因此负数值变小。

此外，极坐标显示的圆周方向与相位相关联，表示在配置定向耦合器30的位置处的反射波61的相位。但是，在图13和图14中，由于以负载的输入面作为基准面，因此相位是相对显示。即，在极坐标显示中的同一圆周上，反射波61的相位不同，但是反射波61的电量(功率电平)相同。因此，将从反射波61的电量S31中减去行波60的电量S21而得到的值(S31-S21)在极坐标上展开时，其等高线成为同心状是理想特性。

因此，基于上述观点分析了图13和图14的特性。

其结果，如图13所示，当第1线路43a与第2线路43b的间隔43g是4mm时，得到等高线(粗线)为大致同心状的特性。

另一方面，如图14所示，当间隔43g是2mm时，得到等高线(粗线)从极坐标显示的中心偏心的特性。

另外，尽管未图示，但已经确认的是，当使间隔43g为8mm时，成为与间隔43g为2mm时大致相同的特性。

根据上述关系可知，通过根据波导管40的尺寸或交叉开口41的尺寸等适当地设定间隔43g，能够抑制驻波的产生。

以下，针对上述现象(通过适当地设定间隔43g能够抑制驻波的产生)进行推测。

通常，已知从交叉开口41旋转辐射的微波的传播方向相对于波导管40内的传输方向从交叉开口41向上大致为50度。因此，推测出通过将第1线路43a与第2线路43b配置在以大致50度旋转辐射的位置，能够抑制驻波的产生。

即，推测出通过优化上述第1线路43a与第2线路43b的间隔43g、以及波导管40的宽幅面40a与布置微带线43的印刷电路板B面42b的距离，能够抑制驻波的产生。

因此，本申请发明人使第1线路43a和第2线路43b以面对交叉开口41的开口的方式进行配置。这时，对于波导管40的宽幅面40a与布置微带线43的印刷电路板B面42b的距离，选择例如5～7mm的适当尺寸，研究了驻波的抑制。由此确认了能够抑制驻波的产生。

通过以上研究，能够实现可安装于波导管40的小型定向耦合器30。

接下来，使用图15说明设定为上述形状和尺寸的定向耦合器30的针对行波的输出特性。

图15是示出图9的定向耦合器中的行波检测部的输出特性的极坐标图。即，图15是用极坐标显示定向耦合器30的输出部131检测到的微波(相当于行波)的电量S21的图。

如图15所示，对于整个极坐标区域，考虑到负载变动的行波的检测量的偏差在-50.5dB至-53.0dB左右。

即，偏差越小，基于检波电路45实现的信号处理越容易。因此，如果是上述的偏差程度，可以将低价的部件用作构成检波电路45的肖特基二极管47。此外，即使由低价的部件构成检波电路45，也能够容易地进行信号处理。

另外，在上述内容中，关于由第1线路43a、第2线路43b和第3线路43c包围的区域，尽管没有特别提及，但是优选使其小于交叉开口区域41a。这时，如图12所示，第1线路43a和第2线路43b配置在开口中央部41c与交叉开口区域41a的端部(图12的左右端部)的中间。这时，更优选的将第3线路43c配置在开口中央部41c与交叉开口区域41a的端部(图12的由单点划线表示的上端部)的中间。由此，能够高精度地分离并检测入射到定向耦合器中的行波和反射波。

此外，在上述内容中，作为交叉开口41的开口形状，以两个长孔交叉的X字形状为例进行了说明，但是不限于此。交叉开口41的开口形状例如可以是内含相对于波导管40的管轴L1向不同角度倾斜的两个以上的长孔的形状。此外，交叉开口41的开口形状的两个以上的长孔的交叉位置也可以从长孔的中心偏移。此外，交叉开口41的开口形状也可以是例如L字形状或T字形状。此外，也可以通过组合三个以上的长孔而构成交叉开口41的开口形状。另外，已经确认的是，在X字形状的交叉开口41中，即使使交叉角度从垂直错开而30度左右倾斜，电场也能够旋转并以圆偏振进行辐射。但是，更优选的是，如本实施方式那样，在以X字形状配置两个长孔以使得在各自的中央部垂直的情况下，能够辐射大致真圆状的圆偏振。

此外，交叉开口41的开口形状也可以是圆或多边形。即，如上所述，认为开口形状可以是内含相对于波导管40的管轴L1向不同角度倾斜的两个以上的长孔的形状。因此，可以是通过一点点改变多个长孔的角度重叠而构成的圆，也可以是通过连接X字形状的长孔的四个顶点而形成的正方形。此外，也可以是将圆或正方形等形状挤压而形成的椭圆或矩形、梯形。此外，也可以是四边形以外的多边形或缠结形状(入りくんだ形状)的例如心形或星形等形状。特别是在圆或矩形等的情况下，如X字形状等那样，与缠结形状相比，能够获得不易变形的效果。

如以上进行了说明的，本发明的微波加热装置具备：收纳被加热物的加热室；微波产生部，其产生提供给加热室的微波；波导管，其将微波产生部产生的微波传输到加热室；辐射天线，其将在波导管中传输的微波辐射到加热室中；以及旋转驱动部，其使辐射天线旋转。微波加热装置还具备：反射波检测部，其检测波导管内的反射波的至少一部分；以及控制部，其根据反射波检测部检测出的反射波检测量控制旋转驱动部的驱动并控制辐射天线的方向。并且，控制部具有如下结构：控制旋转驱动部，使得辐射天线的旋转在反射波检测量为最小的方向以及在与反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止。

根据该结构，第一，在反射波检测量为最小的方向上使辐射天线的旋转停止。由此使得以最高效的加热条件对被加热物进行加热的加热时间延长。因此，与使辐射天线恒定旋转而加热的情况相比，加热效率进一步提高。第二，在与反射波检测量为最小的方向不同的方向上使辐射天线的旋转停止。这时，除了在反射波检测量为最小的方向上的停止期间产生的加热不均之外，还产生由来自不同的方向的微波辐射引起的加热不均。

由此，可以期待利用在不同的方向上的加热不均使得反射波检测量为最小的方向上的加热不均与其互相抵消。其结果，与仅在反射波检测量为最小的方向上停止的情况相比，能够得到均匀加热。即，能够同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，本发明的微波加热装置的控制部也可以控制旋转驱动部，以根据辐射天线的方向改变停止时间。由此，能够变更在各个辐射天线的方向上的停止期间产生的加热不均的分配。其结果，通过利用停止时间任意地调节优先执行加热效率的提高和均匀加热中的哪一个，能够实现用户期望的加热不均。

此外，本发明的微波加热装置的控制部也可以控制旋转驱动部，使得在不同的方向上的停止时间长于在反射波检测量为最小的方向上的停止时间。

根据该结构，在反射波检测量为最小的方向上，被加热物被最高效地加热。因此，当在反射波检测量为最小的方向上停止与不同的方向相同的时间时，会更强烈地产生加热不均。另一方面，在不同的方向上的加热效率比在反射波检测量为最小的方向上差。因此，利用来自不同的方向的微波的辐射，在被加热物产生稍弱的加热不均。因此，在不同的方向上延长辐射天线的停止时间。由此，通过来自不同的方向的微波辐射，能够加强加热不均。其结果，能够平衡性良好地使彼此的加热不均互相抵消。其结果，能够在实现更均匀的加热的情况下同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，本发明的微波加热装置还具有入射波检测部，该入射波检测部检测波导管内的入射波的至少一部分。控制部根据使辐射天线停止的多个不同的方向上的入射波检测量和反射波检测量来计算被加热物对微波的吸收量。并且，控制部也可以控制旋转驱动部，使得计算出的各个停止位置处的吸收量与停止时间之积相等。

即，吸收量与停止时间之积相当于被加热物吸收的吸收能量。因此，使在反射波检测量最小的方向上产生加热不均的吸收能量和在多个不同的方向上产生加热不均的各个吸收能量相等。由此，可以以最佳平衡将彼此的加热不均抵消。即，能够在实现最均匀的加热的情况下同时实现加热效率的提高和均匀加热。

此外，在本发明的微波加热装置中，在使辐射天线停止的不同的方向为N个位置的情况下，控制部也可以控制旋转驱动部，使得将反射波检测量为最小的方向作为基准方向，使辐射天线的旋转在基准方向和从基准方向起每旋转(360/(N+1))度得到的方向上停止。

根据该结构，例如，在被加热物的尺寸较小的菜单或者不受加热不均的影响的菜单的情况下，例如，将不同的方向上的N个位置设为N＝1。由此，可以增加反射波检测量为最小的方向、即最高效地进行加热的方向的比率，从而优先加热效率的提高进行加热。另一方面，在被加热物的尺寸较大的菜单或者加热不均明显的菜单的情况下，例如，将不同的方向上的N个位置设为N＝3。由此，在增加不同的方向上的比率并优先均匀加热的情况下，通过设定任意的N个位置，能够容易地调节加热效率的提高和均匀加热的优先顺序。

此外，在本发明的微波加热装置中，在使辐射天线停止的不同的方向为一个位置的情况下，控制部也可以控制旋转驱动部，使得在反射波检测量为最小的方向以及旋转180°得到的不同的方向上停止。由此，能够执行最注重加热效率的提高的加热烹调。

产业上的可利用性

本发明的微波加热装置对于通过向作为被加热物的食品辐射微波来进行电介质加热的加热烹调器、特别是与烤箱、烤架、过热蒸汽等其它加热并用的加热烹调器有用。此外，微波加热装置在干燥装置、陶瓷用加热装置、生活垃圾处理机或半导体制造装置、化学反应装置等各种工业用途有用。

标号说明

1：微波炉(微波加热装置)；

2：加热室空间；

2a：加热室；

2b：供电室；

2bb，14a，14b：开口；

2c，2d：侧壁；

3：磁控管(微波产生部)；

3a：输出端；

4，40：波导管；

5：辐射天线(波导管结构天线)；

6：载置台；

7：结合部；

7a：耦合轴；

7b：凸缘；

8：波导结构部；

11：底壁；

13：末端敞开部；

15：马达(旋转驱动部)；

16：红外传感器；

17：控制部；

18a，18b：突出部；

20：烧烤盘；

20a：周围部；

20ad：拐角部；

20b：槽；

20c：盘；

20d：绝缘部；

20e：微波吸收发热体；

20f：底面；

21，31：被加热物；

22a，22b，22c，22d：角部；

30：定向耦合器(反射波检测部)；

32a，32b，32c，32d：加热部位；

40a：宽幅面；

41：交叉开口；

41a：交叉开口区域；

41c：开口中央部；

41d：宽度；

41w：长度；

42：印刷电路板；

42a：印刷电路板A面；

42b：印刷电路板B面；

43：微带线；

43a：第1线路；

43b：第2线路；

43c：第3线路；

43d，43e：线路；

43g：间隔；

44：支承部；

44a：凸缘面；

45：检波电路；

46：片式电阻；

47：肖特基二极管；

48，49：检波输出部；

48a，49a：连接器部；

50a，50b，50c，50d：印刷电路板安装用孔；

51a，51b：针孔；

60：入射波(行波)；

61：反射波；

62：旋转辐射；

80：基准面；

131，132：输出部；

141，142：取出部；

201a，201b，201c，201d：螺钉；

202a，202b，202c，202d：突出螺钉部；

D1：尺寸；

E，F，H，I：箭头；

G：旋转中心；

J：中心线；

L1：管轴。

Claims (6)

1.一种微波加热装置，其具备：

加热室，其收纳被加热物；

微波产生部，其产生提供给所述加热室的微波；

波导管，其将由所述微波产生部产生的所述微波传输到所述加热室；

辐射天线，其将在所述波导管中传输的所述微波辐射到所述加热室中；

旋转驱动部，其使所述辐射天线旋转；

反射波检测部，其检测所述波导管内的反射波的至少一部分；

入射波检测部，其检测所述波导管内的入射波的至少一部分的入射波检测量；以及

控制部，其根据所述反射波检测部检测出的反射波检测量，控制所述旋转驱动部的驱动并控制所述辐射天线的方向，

所述控制部控制所述旋转驱动部，使得所述辐射天线在所述反射波检测量为最小的方向以及与所述反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止，

所述控制部根据使所述辐射天线停止的多个所述不同的方向上的所述入射波检测量和所述反射波检测量来计算所述被加热物对所述微波的吸收量，并控制所述旋转驱动部，使得各个停止位置处的所述吸收量与停止时间之积相等。

2.一种微波加热装置，其具备：

加热室，其收纳被加热物；

微波产生部，其产生提供给所述加热室的微波；

波导管，其将由所述微波产生部产生的所述微波传输到所述加热室；

辐射天线，其将在所述波导管中传输的所述微波辐射到所述加热室中；

旋转驱动部，其使所述辐射天线旋转；

反射波检测部，其检测所述波导管内的反射波的至少一部分；以及

控制部，其根据所述反射波检测部检测出的反射波检测量，控制所述旋转驱动部的驱动并控制所述辐射天线的方向，

所述控制部控制所述旋转驱动部，使得所述辐射天线在所述反射波检测量为最小的方向以及与所述反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止，

在使所述辐射天线停止的所述不同的方向为N个位置的情况下，所述控制部控制所述旋转驱动部，使得将所述反射波检测量为最小的方向作为基准方向，使所述辐射天线在以所述基准方向为中心的±10°的范围和以从所述基准方向起每旋转(360/(N+1))度得到的方向为中心的±10°的范围内停止。

3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中，

在使所述辐射天线停止的所述不同的方向为一个位置的情况下，所述控制部控制所述旋转驱动部，使得在所述反射波检测量为最小的方向以及旋转180°得到的所述不同的方向上停止。

4.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中，

所述控制部控制所述旋转驱动部，以根据所述辐射天线的所述方向改变停止时间。

5.根据权利要求4所述的微波加热装置，其中，

所述控制部控制所述旋转驱动部，使得所述辐射天线在所述不同的方向上的停止时间长于在所述反射波检测量为最小的方向上的停止时间。

6.一种微波加热装置，其具备：

加热室，其收纳被加热物；

微波产生部，其产生提供给所述加热室的微波；

波导管，其将由所述微波产生部产生的所述微波传输到所述加热室；

辐射天线，其将在所述波导管中传输的所述微波辐射到所述加热室中；

旋转驱动部，其使所述辐射天线旋转；

反射波检测部，其检测所述波导管内的反射波的至少一部分；以及

控制部，其根据所述反射波检测部检测出的反射波检测量，控制所述旋转驱动部的驱动并控制所述辐射天线的方向，

所述控制部控制所述旋转驱动部，使得所述辐射天线在所述反射波检测量为最小的方向以及与所述反射波检测量为最小的方向不同的方向上停止，

在使所述辐射天线停止的所述不同的方向为N个位置的情况下，所述控制部将所述被加热物的尺寸较大时的所述N设定得比所述被加热物的尺寸较小时的所述N大。

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