CN109413789B - 一种微波炉及微波炉的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种微波炉及微波炉的控制方法。其中，微波炉包括：加热腔体；信息获取装置，设置于加热腔体的内壁上，用于获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；控制装置，与信息获取装置相连接，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号和接收调节信号；相控阵发射天线装置，设置于加热腔体的一侧内壁上，与控制装置相连接，根据发射调节信号调节天线发射信息，进而按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热；相控阵接收天线装置，设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，与控制装置相连接，根据接收调节信号调节天线接收信息，进而按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

Description

一种微波炉及微波炉的控制方法

技术领域

本发明涉及微波炉技术领域，具体而言，涉及一种微波炉及微波炉的控制方法。

背景技术

当前市场上的微波炉普遍采用磁控管+多模腔进行加热的模式，其结构如图1所示：交流电源102、变压器104、高压整流装置106、磁控管108、波导管110、搅拌组件112、承物台114。电源接通的交流电经过变压器104后形成4200V的高压，经过高压整流装置106整流后激发磁控管108产生微波，微波经由波导管110后进入多模腔内形成驻波对食物进行加热，加热过程中还可以通过搅拌器或是转盘辅助使食物加热更为均匀。

而磁控管+多模腔的加热模式注定了其在微波能量的利用上存在有很大的局限。首先，多模腔构成的微波炉系统其微波在由磁控管108进入多模腔时存在反射，而考虑到家用微波炉加热的食物通常的性质，这里的反射能量占总能量比例较高，以微波炉加热土豆模型为例，在以1000W总馈入能量对一个133.2g的土豆进行加热时，总能量有36.7％在进入微波炉腔体前就已经被反射消耗掉了。其次，微波在多模腔体内是在整个空间内以驻波形式分布的，只有处于物料所占据的空间内的微波能量会被吸收用于加热，且由于能量分布本身存在起伏，极易造成不均匀的加热，同样以微波炉加热土豆模型为例，进入腔体内的633.5W的能量，最终被土豆吸收的只有314.5W，存在有50.4％的能量浪费，且在土豆中心位置形成有明显的热点。当前微波炉结构所带来的能量浪费在提倡节能减排的大环境下是很严重的问题，且伴随存在的用电消费和加热不均匀问题对于使用顾客的生活也有一定的影响。

而微波在天线方面的运用上，相控阵在近些年引起了广泛的关注。相控阵天线主要由用于辐射的天线阵列部分和后端控制的T/R组件构成。天线阵列部分是采用多个小型天线单元组成的阵列天线，通过相关的结构设计，相控阵可以实现主瓣波束集中而副瓣极低，由此将辐射出的能量集中在主辐射方向上而其他位置基本没有微波泄露；同时，相控阵天线也能实现较宽的辐射频带且能够与发射/接受设备进行共形，即天线在一定频率范围内工作性能不受频率波动的影响，且能做到与载体贴合。对于相控阵天线的T/R组件部分，其通常包含有发射信号功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器、收发开关、环流器、限幅器、滤波器、控制逻辑电路及驱动器、监测保护电路等一系列的功能电路。通过T/R组件对每个天线单元进行相位的调整，可以做到迅速改变天线口径的照射函数，可以实现发射波束的位置的精确定位、扫描以及多个独立波束的相关控制。

而当前相控阵相关的研究都是基于其在远场范围内雷达方面的研究，缺乏对其在近场方向上波束宽度、指向性控制以及其用于加热的相关研究指导。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种微波炉。

本发明的另一个方面在于提出了一种微波炉的控制方法。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种微波炉，包括：加热腔体；信息获取装置，设置于加热腔体的内壁上，信息获取装置用于获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；控制装置，与信息获取装置相连接，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号，并根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号；相控阵发射天线装置，设置于加热腔体的一侧内壁上，与控制装置相连接，相控阵发射天线装置根据发射调节信号调节天线发射信息，进而按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热；相控阵接收天线装置，设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，与控制装置相连接，相控阵接收装置根据接收调节信号调节天线接收信息，进而按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

本发明提供的微波炉，通过安装在加热腔体内壁上的信息获取装置确定食物在加热腔体内的摆放位置和大致形状，在确定了位置、形状信息后，控制装置生成发射调节信号和接收调节信号。进一步地，根据发射调节信号调节相控阵发射天线装置的天线发射信息，例如天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热。以及根据接收调节信号调节相控阵接收天线装置的天线接收信息，例如天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。采用本发明的技术方案，避免了微波能量不均匀地分布在整个腔体空间内而造成的微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题，通过相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于当前微波炉中的能量浪费也能做到极大的改善。

根据本发明的上述微波炉，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，相控阵发射天线装置包括：第一相位调节模块和多个第一天线模块；其中，多个第一天线模块成阵列方式排列且设置于加热腔体的一侧内壁上，第一相位调节模块与控制装置以及每个第一天线模块相连接，第一相位调节模块根据发射调节信号调节相邻的第一天线模块之间的相位差，进而调节天线发射信息，第一天线模块按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内。

在该技术方案中，多个第一天线模块设置于加热腔体的一侧内壁上，且成阵列方式排列，第一相位调节模块根据发射调节信号调节每两个相邻的第一天线模块之间的相位差，以此调节天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得第一天线模块将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，实现对微波波束集中且方位精确的控制，确保快速且均匀地加热食物。

在上述任一技术方案中，优选地，相控阵接收天线装置包括：第二相位调节模块和多个第二天线模块；其中，多个第二天线模块成阵列方式排列且设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，第二相位调节模块与控制装置、第一相位调节模块以及每个第二天线模块相连接，第二相位调节模块根据接收调节信号调节相邻的第二天线模块之间的相位差，进而调节天线接收信息，第二天线模块按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

在该技术方案中，多个第二天线模块设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，且成阵列方式排列，例如当相控阵发射天线装置的多个第一天线模块设置于加热腔体上壁时，多个第二天线模块设置于加热腔体的下壁。第二相位调节模块根据接收调节信号调节每两个相邻的第二天线模块之间的相位差，以此调节天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得第二天线模块对未被食物吸收的微波能量进行接收，避免出现能量浪费的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，信息获取装置与相控阵发射天线装置和相控阵接收天线装置在加热腔体的内壁上交错设置。

在该技术方案中，信息获取装置与相控阵发射天线装置和相控阵接收天线装置在加热腔体的内壁上交错设置，以防止信息获取装置覆盖相控阵发射天线装置或相控阵接收天线装置而导致微波波束发射及接收不准确的问题，同时防止相控阵发射天线装置或相控阵接收天线装置覆盖信息获取装置而导致由于食物位置和形状执行获取不精确产生的食物加热不均匀问题。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：微波发生装置，设置于加热腔体内，微波发生装置用于产生微波。

在该技术方案中，微波发生装置，设置于加热腔体内，微波发生装置用于产生微波，进而通过相控阵发射天线装置将该微波馈入至食物所在区域以加热食物。且该微波发生装置可为一个或者多个。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：波导或探针，设置于加热腔体的一侧上，与控制装置相连接，波导或探针用于根据发射调节信号调节微波的波束相位差，进而调节微波的馈入方向。

在该技术方案中，微波炉加热腔体的一侧上还可以设置有波导或探针，基于信息获取装置获取到的食物位置和形状信息，同样可以通过对馈入的微波彼此之间的相位差进行调节，来实现对于加热腔体内微波分布区域的调节，从而做到避免微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题的效果。

根据本发明的另一个方面，提出了一种微波炉的控制方法，用于如上述任一技术方案的微波炉，控制方法包括：获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，并根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息；控制相控阵发射天线装置按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热，以及控制相控阵接收天线装置按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

本发明提供的微波炉的控制方法，通过安装在加热腔体内壁上的信息获取装置确定食物在加热腔体内的摆放位置和大致形状，在确定了位置、形状信息后，生成发射调节信号和接收调节信号。进一步地，根据发射调节信号调节相控阵发射天线装置的天线发射信息，例如天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热。以及根据接收调节信号调节相控阵接收天线装置的天线接收信息，例如天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。采用本发明的技术方案，避免了微波能量不均匀地分布在整个腔体空间内而造成的微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题，通过相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于当前微波炉中的能量浪费也能做到极大的改善。

根据本发明的上述微波炉的控制方法，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，还包括：在将微波馈入加热腔体内的同时，按照预设周期根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息。

在该技术方案中，基于相控阵本身所具有的波束扫描功能，在加热过程中，可以结合位置和/或形状信息，周期性地调节天线发射信息，对食物所在区域进行更加精确地加热，进一步提升食物最终的加热均匀性。

在上述任一技术方案中，优选地，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，具体包括：根据位置和/或形状信息确定发射调节信号；根据发射调节信号控制相控阵发射天线装置的第一相位调节模块调节相控阵发射天线装置中相邻的第一天线模块之间的相位差，进而调节天线发射信息；根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息，具体包括：根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号；根据接收调节信号控制相控阵接收天线装置的第二相位调节模块调节相控阵接收天线装置中相邻的第二天线模块之间的相位差，进而调节天线接收信息。

在该技术方案中，多个第一天线模块设置于加热腔体的一侧内壁上，且成阵列方式排列，第一相位调节模块根据发射调节信号调节每两个相邻的第一天线模块之间的相位差，以此调节天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得第一天线模块将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，实现对微波波束集中且方位精确的控制，确保快速且均匀地加热食物。多个第二天线模块设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，且成阵列方式排列，例如当相控阵发射天线装置的多个第一天线模块设置于加热腔体上壁时，多个第二天线模块设置于加热腔体的下壁。第二相位调节模块根据接收调节信号调节每两个相邻的第二天线模块之间的相位差，以此调节天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得第二天线模块对未被食物吸收的微波能量进行接收，避免出现能量浪费的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，天线发射信息包括以下一种或其组合：天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间；天线接收信息包括以下一种或其组合：天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间。

在该技术方案中，天线发射信息包括但不限于上述信息，通过调节上述信息使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，天线接收信息包括但不限于上述信息，通过调节上述信息使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的微波炉的结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的微波炉的结构示意图；

图3示出了本发明的一个实施例的微波炉的加热效果；

图4示出了本发明的另一个实施例的微波炉的结构示意图；

图5示出了本发明的再一个实施例的微波炉的结构示意图；

图6示出了本发明的一个实施例的微波炉的控制方法的流程示意图；

图7示出了本发明的另一个实施例的微波炉的控制方法的流程示意图；

图8示出了本发明的一个具体实施例的微波炉的控制方法的流程示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102交流电源，104变压器，106高压整流装置，108磁控管，110波导管，112搅拌组件，114承物台，202加热腔体，204信息获取装置，206第一天线模块，208第二天线模块，210波导，212探针。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种微波炉，图2示出了本发明的一个实施例的微波炉的结构示意图。其中，该微波炉包括：

加热腔体202；

信息获取装置204，设置于加热腔体202的内壁上，信息获取装置204用于获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；

控制装置(图2中未示出)，与信息获取装置204相连接，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号，并根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号；

相控阵发射天线装置，设置于加热腔体202的一侧内壁上，与控制装置相连接，相控阵发射天线装置根据发射调节信号调节天线发射信息，进而按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热；

相控阵接收天线装置，设置于加热腔体202中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，与控制装置相连接，相控阵接收装置根据接收调节信号调节天线接收信息，进而按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

本发明提供的微波炉，通过安装在加热腔体202内壁上的信息获取装置204确定食物在加热腔体内的摆放位置和大致形状，在确定了位置、形状信息后，控制装置生成发射调节信号和接收调节信号。进一步地，根据发射调节信号调节相控阵发射天线装置的天线发射信息，例如天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热。以及根据接收调节信号调节相控阵接收天线装置的天线接收信息，例如天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。采用本发明的技术方案，避免了微波能量不均匀地分布在整个腔体空间内而造成的微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题，通过相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于当前微波炉中的能量浪费也能做到极大的改善。

优选地，信息获取装置204与相控阵发射天线装置和相控阵接收天线装置在加热腔体202的内壁上交错设置。在该实施例中，信息获取装置204与相控阵发射天线装置和相控阵接收天线装置在加热腔体202的内壁上交错设置，以防止信息获取装置204覆盖相控阵发射天线装置或相控阵接收天线装置而导致微波波束发射及接收不准确的问题，同时防止相控阵发射天线装置或相控阵接收天线装置覆盖信息获取装置204而导致由于食物位置和形状执行获取不精确产生的食物加热不均匀问题。

其中，信息获取装置204以超声波感应器为例，将超声波传感器探头通过图2中所示的带状结构进行分布，以保证其能覆盖整个加热腔体202范围，通过多个超声波探头交错发射、接收的超声波信号，控制装置确认食物的大体形状和在加热腔体202内所处的位置。

需要说明的是，图2中示出了相控阵发射天线装置设置于加热腔体202的上壁，相控阵接收天线装置设置于加热腔体202的下壁，信息获取装置204设置于加热腔体202的一周侧壁上，但是本发明并不仅限定于该位置关系，但位置关系需满足以下条件信息获取装置204与相控阵发射天线装置和相控阵接收天线装置在加热腔体202的内壁上交错设置，且信息获取装置204能够准确获取到食物位置和形状信息、相控阵发射天线装置能够将微波馈入食物所在区域、相控阵接收天线装置能够合理接收到相控阵发射天线装置馈入的未被食物吸收的微波。

优选地，相控阵发射天线装置包括：第一相位调节模块(图2中未示出)和多个第一天线模块206；其中，多个第一天线模块206成阵列方式排列且设置于加热腔体202的一侧内壁上，第一相位调节模块与控制装置以及每个第一天线模块206相连接，第一相位调节模块根据发射调节信号调节相邻的第一天线模块206之间的相位差，进而调节天线发射信息，第一天线模块206按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内。

优选地，相控阵接收天线装置包括：第二相位调节模块(图2中未示出)和多个第二天线模块208；其中，多个第二天线模块208成阵列方式排列且设置于加热腔体202中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，第二相位调节模块与控制装置、第一相位调节模块以及每个第二天线模块208相连接，第二相位调节模块根据接收调节信号调节相邻的第二天线模块208之间的相位差，进而调节天线接收信息，第二天线模块208按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

在该实施例中，多个第一天线模块206设置于加热腔体202的一侧内壁上，且成阵列方式排列，第一相位调节模块根据发射调节信号调节每两个相邻的第一天线模块206之间的相位差，以此调节天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得第一天线模块206将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，实现对微波波束集中且方位精确的控制，确保快速且均匀地加热食物。多个第二天线模块208设置于加热腔体202中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，且成阵列方式排列，例如当相控阵发射天线装置的多个第一天线模块206设置于加热腔体202上壁时，多个第二天线模块208设置于加热腔体202的下壁。第二相位调节模块根据接收调节信号调节每两个相邻的第二天线模块208之间的相位差，以此调节天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得第二天线模块208对未被食物吸收的微波能量进行接收，避免出现能量浪费的问题。

其中，多个第一天线模块206和多个第二天线模块208具体的阵列规模根据实际需求的功率、腔体大小来进行相应的数量设置。针对阵列中的每个第一天线模块206和每个第二天线模块208，以图2所示的5×5阵列为例，其中每个第一天线模块206和每个第二天线模块208都是经过优化设计后的独立的高定向贴片天线，第一相位调节模块中包括与多个第一天线模块206数量相同的第一子相位调节模块，每个第一子相位调节模块与一个第一天线模块206相连接，用于控制第一天线模块206与其它第一天线模块206的相位差，第二相位调节模块中包括与多个第二天线模块208数量相同的第二子相位调节模块，每个第二子相位调节模块与一个第二天线模块208相连接，用于控制第二天线模块208与其它第二天线模块208的相位差。

优选地，还包括：微波发生装置(图2中未示出)，设置于加热腔体202内，微波发生装置用于产生微波。在该实施例中，微波发生装置，设置于加热腔体202内，微波发生装置用于产生微波，进而通过相控阵发射天线装置将该微波馈入至食物所在区域以加热食物。且该微波发生装置可为一个或者多个。

以图2中的5×5的相控阵发射天线阵列和相控阵接收天线阵列为例，将其沿阵列分布分为x和y方向，根据其不同方向上相邻的天线单元间的间距dx、dy，由相控阵天线的基础理论可以求出其远场天线方向图的数学表示方法，天线辐射主瓣是由相邻的天线单元间的相位差θx和θy来决定的，通过相控阵天线阵列后端相位调节单元(T/R组件)中的移相器调节θx和θy的数值，就可以调节天线的远场主瓣方向，进而影响近场的天线波束指向。其中，相控阵发射天线阵列和相控阵接收天线阵列，是在窄带频率内具备有较高的波束指向性，波束方位调节范围能够覆盖腔体承物台且旁瓣基本可以忽略的贴片天线阵列。

本发明实施例的微波炉在工作时加热效果如图3所示，且微波炉的工作过程如下：

1.通过安装在加热腔体202侧壁上的信息获取装置204确定食物在腔体内的摆放位置和形状；

2.结合信息获取装置204所确定的位置和形状信息以及相控阵发射天线阵列本身波束宽度，调节相控阵发射天线阵列中各个天线单元的T/R组件中移相器的工作状态，使微波信号以预定的相位差θx和θy进行传输，结合T/R组件的功率放大、滤波，再经环行器后传输至天线单元，向加热腔体202内进行辐射；

3.结合食物的位置和形状信息以及相控阵发射天线阵列的相位差信息，对相控阵接收天线阵列的相位差进行调节，这里由于是单纯对于未吸收微波能量的回收，因此相控阵接收天线阵列的后端舍弃相控阵雷达天线中所用的噪放、变频等组件，进过滤波后通过电路直接进行能量回收。

此外，基于相控阵本身所具有的波束扫描功能，在食物加热过程中，可以结合信息获取装置204收集到的位置和形状信息，周期性地调节相控阵发射天线阵列的相位特征，对食物所在区域进行扫描式的精确加热，进一步提升食物最终的加热均匀性。与相关技术微波炉中存在的驻波不同，通过相控阵发射天线阵列发射微波波束的方法，使微波波束只集中在食物所在的区域内，避免了微波能量分布在整个加热腔体202空间内造成的能量浪费。同时由于微波波束的集中，且通过对应的相控阵接收天线阵列对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于相关技术微波炉中由于匹配问题所造成的能量浪费也能做到极大的改善。

优选地，如图4和图5所示，还包括：波导210(波导管)或探针212，设置于加热腔体202的一侧上，与控制装置相连接，波导210或探针212用于根据发射调节信号调节微波的波束相位差，进而调节微波的馈入方向。

在该实施例中，微波炉的加热腔体202的一侧上还可以设置有波导210或探针212，基于信息获取装置获取到的食物位置和形状信息，同样可以通过对馈入的微波彼此之间的相位差进行调节，来实现对于加热腔体202内微波分布区域的调节，从而做到避免微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题的效果。

在具体实施例中，利用相控阵天线阵列实现的微波波束的集中以及微波能量分布的调节方案，同样也可以替换为使用多个微波源，通过波导210或探针212(如同轴探针)将微波馈入加热腔体202来进行实现。如图4中的波导阵列，以及图5中的同轴线探针阵列，替换了图2中的相控阵天线阵列，基于信息获取装置204收集到的位置和形状信息，同样可以通过对于馈入的微波彼此之间的相位差进行调节，来实现对于加热腔体内微波分布区域的调节，从而做到与相控阵相似的效果。需要说明的是，微波炉上可同时安装相控阵天线阵列、波导阵列、同轴线探针阵列，可根据不同情况进行选择使用，也可以利用波导阵列或同轴线探针阵列代替相控阵天线阵列，且在利用波导阵列或同轴线探针阵列代替相控阵天线阵列时，将相控阵发射天线阵列替换为波导阵列或同轴线探针阵列，可保留或者不保留相控阵接收天线阵列。

本发明第二方面的实施例，提出一种微波炉的控制方法，用于如上述任一实施例的微波炉，图6示出了本发明的一个实施例的微波炉的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法包括：

步骤602，获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；

步骤604，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，并根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息；

步骤606，控制相控阵发射天线装置按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热，以及控制相控阵接收天线装置按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波。

本发明提供的微波炉的控制方法，通过安装在加热腔体内壁上的信息获取装置确定食物在加热腔体内的摆放位置和大致形状，在确定了位置、形状信息后，生成发射调节信号和接收调节信号。进一步地，根据发射调节信号调节相控阵发射天线装置的天线发射信息，例如天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热。以及根据接收调节信号调节相控阵接收天线装置的天线接收信息，例如天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。采用本发明的技术方案，避免了微波能量不均匀地分布在整个腔体空间内而造成的微波炉微波能量利用率较低、食物容易加热不均匀的问题，通过相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于当前微波炉中的能量浪费也能做到极大的改善。

优选地，步骤604中，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，具体包括：根据位置和/或形状信息确定发射调节信号；根据发射调节信号控制相控阵发射天线装置的第一相位调节模块调节相控阵发射天线装置中相邻的第一天线模块之间的相位差，进而调节天线发射信息；步骤604中，根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息，具体包括：根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号；根据接收调节信号控制相控阵接收天线装置的第二相位调节模块调节相控阵接收天线装置中相邻的第二天线模块之间的相位差，进而调节天线接收信息。

在该实施例中，多个第一天线模块设置于加热腔体的一侧内壁上，且成阵列方式排列，第一相位调节模块根据发射调节信号调节每两个相邻的第一天线模块之间的相位差，以此调节天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间等信息，使得第一天线模块将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，实现对微波波束集中且方位精确的控制，确保快速且均匀地加热食物。多个第二天线模块设置于加热腔体中与相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，且成阵列方式排列，例如当相控阵发射天线装置的多个第一天线模块设置于加热腔体上壁时，多个第二天线模块设置于加热腔体的下壁。第二相位调节模块根据接收调节信号调节每两个相邻的第二天线模块之间的相位差，以此调节天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间等信息，使得第二天线模块对未被食物吸收的微波能量进行接收，避免出现能量浪费的问题。

优选地，天线发射信息包括以下一种或其组合：天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间；天线接收信息包括以下一种或其组合：天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间。

在该实施例中，天线发射信息包括但不限于上述信息，通过调节上述信息使得相控阵发射天线装置将微波波束只集中馈入在食物所在的区域内进而对食物进行加热，天线接收信息包括但不限于上述信息，通过调节上述信息使得相控阵接收天线装置对未被食物吸收的微波能量进行接收。

图7示出了本发明的另一个实施例的微波炉的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法包括：

步骤702，获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；

步骤704，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，并根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息；

步骤706，控制相控阵发射天线装置按照天线发射信息将微波馈入加热腔体内对食物进行加热，以及控制相控阵接收天线装置按照天线接收信息接收未被食物吸收的微波；

步骤708，在将微波馈入加热腔体内的同时，按照预设周期根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息。

在该实施例中，基于相控阵本身所具有的波束扫描功能，在加热过程中，可以结合位置和/或形状信息，周期性地调节天线发射信息，对食物所在区域进行更加精确地加热，进一步提升食物最终的加热均匀性。

优选地，步骤704中，根据位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，具体包括：根据位置和/或形状信息确定发射调节信号；根据发射调节信号控制相控阵发射天线装置的第一相位调节模块调节相控阵发射天线装置中相邻的第一天线模块之间的相位差，进而调节天线发射信息；步骤704中，根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息，具体包括：根据位置和/或形状信息以及发射调节信号确定接收调节信号；根据接收调节信号控制相控阵接收天线装置的第二相位调节模块调节相控阵接收天线装置中相邻的第二天线模块之间的相位差，进而调节天线接收信息。

图8示出了本发明的一个具体实施例的微波炉的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法包括：

步骤802，信息获取装置探测食物在加热腔体内的位置信息；

步骤804，根据位置信息调节入射天线阵列各天线单元相位；

步骤806，根据位置信息和入射天线阵列各天线单元相位调节接收天线阵列各天线单元相位；

步骤808，入射天线阵列发射微波波束以加热食物；

步骤810，接收天线阵列接收未被食物吸收的微波波束。

与相关技术微波炉中存在的驻波不同，通过发射天线阵列发射微波波束的方法，使微波波束只集中在食物所在的区域内，避免了微波能量分布在整个加热腔体空间内造成的能量浪费。同时由于微波波束的集中，且通过对应的接收天线阵列对未被食物吸收的微波能量进行接收，对于相关技术微波炉中由于匹配问题所造成的能量浪费也能做到极大的改善。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微波炉，其特征在于，包括：

加热腔体；

信息获取装置，设置于所述加热腔体的内壁上，所述信息获取装置用于获取所述微波炉内的食物的位置和/或形状信息；

控制装置，与所述信息获取装置相连接，根据所述位置和/或形状信息确定发射调节信号，并根据所述位置和/或形状信息以及所述发射调节信号确定接收调节信号；

相控阵发射天线装置，设置于所述加热腔体的一侧内壁上，与所述控制装置相连接，所述相控阵发射天线装置根据所述发射调节信号调节天线发射信息，进而按照所述天线发射信息将微波馈入所述加热腔体内对所述食物进行加热；

相控阵接收天线装置，设置于所述加热腔体中与所述相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上，与所述控制装置相连接，所述相控阵接收装置根据所述接收调节信号调节天线接收信息，进而按照所述天线接收信息接收未被所述食物吸收的微波；

所述相控阵发射天线装置包括：第一相位调节模块；

所述相控阵接收天线装置包括：第二相位调节模块和多个第二天线模块；

其中，所述第二相位调节模块与所述控制装置、所述第一相位调节模块以及每个所述第二天线模块相连接，所述第二相位调节模块根据所述接收调节信号调节相邻的所述第二天线模块之间的相位差，进而调节所述天线接收信息，所述第二天线模块按照所述天线接收信息接收未被所述食物吸收的微波。

2.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，

所述相控阵发射天线装置包括：多个第一天线模块；

其中，多个所述第一天线模块成阵列方式排列且设置于所述加热腔体的一侧内壁上，所述第一相位调节模块与所述控制装置以及每个所述第一天线模块相连接，所述第一相位调节模块根据所述发射调节信号调节相邻的所述第一天线模块之间的相位差，进而调节所述天线发射信息，所述第一天线模块按照所述天线发射信息将所述微波馈入所述加热腔体内。

3.根据权利要求2所述的微波炉，其特征在于，

多个所述第二天线模块成阵列方式排列且设置于所述加热腔体中与所述相控阵发射天线装置所在的一侧内壁相对的另一侧内壁上。

4.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，

所述信息获取装置与所述相控阵发射天线装置和所述相控阵接收天线装置在所述加热腔体的内壁上交错设置。

5.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，还包括：

微波发生装置，设置于所述加热腔体内，所述微波发生装置用于产生所述微波。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的微波炉，其特征在于，还包括：

波导或探针，设置于所述加热腔体的一侧上，与所述控制装置相连接，所述波导或探针用于根据所述发射调节信号调节所述微波的波束相位差，进而调节所述微波的馈入方向。

7.一种微波炉的控制方法，其特征在于，用于如权利要求1至6中任一项所述的微波炉，所述控制方法包括：

获取微波炉内的食物的位置和/或形状信息；

根据所述位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，并根据所述位置和/或形状信息以及所述发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息；

控制所述相控阵发射天线装置按照所述天线发射信息将微波馈入所述加热腔体内对所述食物进行加热，以及控制所述相控阵接收天线装置按照所述天线接收信息接收未被所述食物吸收的微波。

8.根据权利要求7所述的微波炉的控制方法，其特征在于，还包括：

在将所述微波馈入所述加热腔体内的同时，按照预设周期根据所述位置和/或形状信息确定所述发射调节信号以调节所述天线发射信息。

9.根据权利要求7所述的微波炉的控制方法，其特征在于，所述根据所述位置和/或形状信息确定发射调节信号以调节天线发射信息，具体包括：

根据所述位置和/或形状信息确定所述发射调节信号；

根据所述发射调节信号控制所述相控阵发射天线装置的第一相位调节模块调节所述相控阵发射天线装置中相邻的第一天线模块之间的相位差，进而调节所述天线发射信息；

所述根据所述位置和/或形状信息以及所述发射调节信号确定接收调节信号以调节天线接收信息，具体包括：

根据所述位置和/或形状信息以及所述发射调节信号确定所述接收调节信号；

根据所述接收调节信号控制所述相控阵接收天线装置的第二相位调节模块调节所述相控阵接收天线装置中相邻的第二天线模块之间的相位差，进而调节所述天线接收信息。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的微波炉的控制方法，其特征在于，

所述天线发射信息包括以下一种或其组合：天线波束发射方向、天线波束发射速度、发射时间；

所述天线接收信息包括以下一种或其组合：天线波束接收方向、天线波束接收速度、接收时间。

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