CN1101204A - 含有微波辐射天线的微波炉 - Google Patents

Abstract

一种微波炉，包括一容纳食物的炉腔、一产生微 波的磁控管、一将从磁控管产生的微波提供到炉腔的 波导。波导大体上呈截断锥形结构，炉腔侧的截面积 大于磁控管侧的截面积，磁控管的输出天线从磁控管 侧波导的底部突出伸向波导的内部空间。微波炉进 一步包括环绕磁控管的输出天线固定在波导内部空 间内的平面辐射天线，而与波导和磁控管的输出天线 保持一定距离，在此距离内不产生火花。所以，发射 微波的辐射面积显著增大了，从而改善了炉腔内的加 热非均匀性。

Description

本发明涉及微波炉，尤其涉及一种含有微波辐射天线的微波炉，此天线用来辐射使炉腔均匀加热的微波。

普通的微波炉见如日本专利公开号为62-295386的专利文献中所公开的内容。在这种普通的微波炉内，磁控管产生的微波通过一波导传播到一个容纳食品并使之加热的炉腔内。图1是普通微波炉的波导结构分解透视图。

参见图1，图中未画出的磁控管的输出天线产生的微波在矩形波导102内传播。与图中未画出的腔体接触的波导102的侧壁上，用于耦合的突出部分103大体上成一截断锥形结构，突出伸向波导内部。耦合孔104位于突出部分103顶部的中心。圆柱形辐射天线105由罩盖106支托，并穿过耦合孔104。罩盖106由绝缘材料制成。

这种普通的微波炉由于圆柱形辐射天线105和耦合突出部分103的侧壁之间产生的电场而将微波辐射入未画出的炉腔。辐射方向与电场方向成直角。因为炉腔的截面积比起炉腔侧壁处耦合突出部分103的开孔面积要大得多，所以提供给炉腔的单向微波不会在炉腔内广泛散开，从而导致加热的非均匀性。

为了实现炉腔内的均匀加热，日本实用新型公开号为53-50122的文献中公开的一种微波炉，使用螺丝将一种平板状辐射天线直接固定到磁控管的天线上。图2是这种普通微波炉的磁控管和辐射天线结构分解透视图。

参见图2，平板状辐射天线113用螺丝或类似物件固定在磁控管111的天线112上。辐射天线113上有许多沟槽115，使之能以多种模式产生能量放射。

图3是微波以图2所示结构传播的示意图。参见图3，发射的微波（用空心箭头表示）与炉腔116和辐射天线113之间产生的电场（用一般箭头表示）成直角。辐射的范围被限制在图3中用虚线表示的范围内。这就意味着炉腔内的加热是非均匀的。

另外，因为辐射天线113是用螺丝114固定到磁控管111的天线112上的，所以由于使用期间的振动或者在修理等工作后重新固定辐射天线113时螺丝114拧得不够紧，会在天线112和辐射天线113之间形成一缝隙，缝隙间有可能产生火花。

本发明的目的在于提供一种能够减小炉腔内微波辐射的非均匀性、从而抑制食品加热的不均匀性的微波炉。

本发明的另一个目的在于提供一种能够防止在辐射天线和炉腔内磁控管的天线之间产生火花的微波炉。

本发明的第三个目的在于提供一种无需更改天线的基本设计就能够精细调整炉腔内微波漫射状态的微波炉。

本发明所述微波炉包括一炉腔、一磁控管、一波导以及一辐射天线。需要加热的物品放置在炉腔内。磁控管包括一产生微波的输出天线。波导将磁控管的输出天线发射出来的微波提供给炉腔。波导大体上呈一截断锥形结构，炉腔一侧的截面积比磁控管一侧的截面积大。磁控管的输出天线从波导磁控管一侧底部突出伸向波导的内部空间。微波辐射天线环绕磁控管的输出天线，固定在波导的内部空间，并与波导和磁控管的输出天线保持一定距离，从而不会在它们之间产生任何火花。

本发明的另一种情况是，微波炉包括一固定在波导上的、用介质材料制成的固定板，并且大体在板的中心位置有一开孔，让磁控管的输出天线穿过。辐射天线固定在此固定板的开孔周围。

本发明的另一种情况是，开孔的孔径大体与磁控管输出天线的直径相等。

本发明进一步情况是，辐射天线附装在固定板磁控管侧表面的开孔周围。

本发明的进一步情况是，辐射天线的一部分朝向炉腔的至少一个侧面以及磁控管一侧弯曲。

本发明的又一种情况是，辐射天线在离开中心的某一距离处有一开孔，让磁控管的输出天线穿过。

本发明的又一种情况是，辐射天线上有一让磁控管的输出天线穿过的开孔，一辐肋环绕开孔的周边，并大体与输出天线平行。

本发明的又一种情况是，固定的辐射天线相对于炉腔的侧壁倾斜。

本发明的另一种情况是，在辐射天线的外周边和固定板的外周边之间的固定板上形成一个开孔，因而从辐射天线到波导之间不会产生直接的电流通路。

本发明进一步另一种实施例是，辐射天线呈一平板形状。

因为微波是由磁控管的输出天线和辐射天线之间产生的电场发射出来的，而且也是由辐射天线和波导侧壁之间产生的电场发射出来的，所以微波的发射区比起微波只由磁控管的输出天线和波导侧壁之间产生的电场发射出来的发射区大。所以，炉腔内微波辐射的非均匀性可被抑制，从而进一步使食品加热的非均匀性受到抑制。

因为辐射天线是附装在具有开孔的、由介质材料制成的固定板上，磁控管的输出天线通过此开孔，并与波导以及磁控管的输出天线保持一恒定距离，所以辐射天线与波导之间以及在辐射天线与输出天线之间不会产生火花。

因为固定板的开孔直径大体上与磁控管输出天线的直径相等，所以固定板在辐射天线修理而卸下以后可被固定住，从而可以防止产生不必要的火花。

本发明的另一个优点是，将辐射天线固定在固定板磁控管侧面的开孔周围，从而避免产生不必要的火花，可以防止食品加热期间因为粘附到辐射天线上而产生的食品污染。

本发明的进一步的优点在于，辐射天线的一部分朝向至少一个炉腔侧壁和磁控管侧壁弯曲，从而使微波在炉腔内以一更复杂的方式漫射，可以抑制加热的非均匀性。

本发明的又一个优点是，磁控管的输出天线在离开辐射天线的中心处的某一位置穿过一个开孔，有意识地使微波发射具有方向性，从而改善加热的非均匀性。

因为辐肋环绕磁控管输出天线穿过的开孔的整个周边，并大体上与输出天线平行，所以辐射天线和磁控管输出天线之间的微波耦合得到增强，从而进一步提高辐射天线的微波发射效率。

本发明的又一个优点在于，固定辐射天线时，使辐射天线朝向炉腔侧壁倾斜，使微波在炉腔内以一更复杂的方式漫射，从而抑制加热的非均匀性。

在辐射天线的外周边和固定板的外周边之间的固定板上一个区域内作一开孔，从而从辐射天线到波导之间不产生直接的电流通路，即使食物粘附到固定板的表面而产生污染，也可以增大固定板的表面电阻率。所以，可以防止产生不必要的火花。

本发明的上述以及其他目的、特征、情况以及优点，在结合附图对本发明进行下述详细描述后将变得更加明显。

图1是一例普通微波炉波导的分解透视图。

图2是一例普通微波炉辐射天线的分解透视图。

图3是图2所示普通辐射天线的微波传播示意图。

图4是本发明实施例所述微波炉的载面图。

图5是本发明第一个实施例所述微波炉主要部件的截面图。

图6是本发明第一个实施例所述辐射天线的平面图。

图7是由本发明第一个实施例所述辐射天线传播微波的示意图。

图8和图9是描述本发明第一个实施例效果的曲线图。

图10是本发明第二种实施例所述微波炉的主要部件截面图。

图11是本发明第二种实施例所述辐射天线传播微波的示意图。

图12是图10所示第二种实施例经改进的主要部件的截面图。

图13是本发明第三种实施例所述微波炉的主要部件截面图。

图14是用本发明第三种实施例所述微波炉进行解冻实验的结果。

图15是本发明第三种实施例一种改进辐射天线的主要部件截面图。

图16是用图15所示微波炉进行加热实验的结果。

图17是本发明第三种实施例另一种改进辐射天线的主要部件截面图。

图18是本发明第三种实施例经进一步改进的主要部件截面图。

图19是本发明第四种实施例所述辐射天线的平面图。

图20是本发明第四种实施例的一种改进后的主要部件截面图。

图21是本发明第五种实施例所述微波炉主要部件的截面图。

图22是本发明第五种实施例所述辐射天线的平面图。

图23是用本发明第五种实施例所述微波炉进行加热实验的结果表。

图24是本发明第六种实施例所述微波炉主要部件截面图。

图25是本发明第六种实施例所述辐射天线的平面图。

图26是本发明第六种实施例一种改进的主要部件截面图。

图27是本发明第七种实施例所述微波炉的主要部件截面图。

图28是本发明第七种实施例所述辐射天线的平面图。

图29是本发明第七种实施例另一例辐射天线平面图。

参见图4，本发明一种实施例所述微波炉包括一外壳1、一待加热的食物3通过一前部开孔（图中未画）放入的炉腔2、一在烹调期间旋转并且炉腔2内的食物3放在上面的转台4、一用来使转台4旋转的电机5、一穿越炉腔2的底2a的转轴6（转轴的一端与转台4相连，另一端与电机5相连）、一波导7（大体具有一截断锥形结构，一个开孔位于炉腔2的一个侧壁2b）、一与开孔相对的固定于波导7的底部侧面的磁控管8、以及一云母防护板9（在炉腔2的侧壁2b处罩住波导7的开孔）。

波导7大体具有一如上所描述的截断锥形结构，其截面积在炉腔2的侧壁2b开孔处最大，且当与侧壁2b的距离增大时变小。其距离开孔的最远处底部侧面的直径至少为80mm。

图5是图4中虚线包围部分A的放大截面图。参见图5，磁控管8包括一带有阳极和阴极（图中未画）的真空管容器19、用铜焊或类似的方法固定到真空管容器19上去的辐射片10、磁铁11、一沿轴向两侧把真空管容器19和磁铁11夹持在一起的轭铁12、以及从真空管容器19突出来的输出天线13。输出天线13包括一位于天线13一端的天线罩（antenna  cap）14a以及一陶瓷绝缘管14b。

由介质材料如云母制成的固定板16与输出天线13的轴向垂直，并与天线罩14a连在一起。由一种金属如铝制成的平面的辐射天线15与固定板相连，并与天线罩14a保持一预定距离。

图6是装在固定板16上的辐射天线15的平面图。固定板16上的开孔17大体上位于固定板16的中心。辐射天线15大体上成环形，其外周长小于固定板16的外周长，其内周长大于开孔17的直径，辐射天线15固定在开孔17的周围。辐射天线15安装时用辐射天线15的周边上成120°角的辐肋15a、15b、15c分别插入固定板16上的安装孔16c、16d和16e。如图5所示，将天线罩14a插入开孔17内、并将固定板16的周边上形成的辐肋16a和16b插入波导7的侧壁上形成的槽内（图中未画），使固定板16紧固在波导7内。

插入开孔17内的天线罩14a与辐射天线15之间的距离大约定为2mm，从而在这个间隙内不会产生火花，并有效地耦合在一起产生微波。辐射天线15与波导7的侧壁相隔足够大的距离，从而不会在间距之间产生火花。

固定板16上的开孔直径大体上与天线罩14a的直径相等。如果开孔17的直径比天线罩14a的直径大，则在因修理或类似的工作而卸下辐射天线15后，可以方便地重新装上辐射天线15。然而，这将引起辐射天线15和天线罩14a之间距离的变化，从而改变了炉腔2内微波的漫射状态，导致加热的非均匀性，或者导致辐射天线15与波导7的侧壁之间产生火花的可能性。为了防止出现这样的问题，将天线罩14a固定在开孔17内时必须没有任何间隙。

因为在微波炉加热工作期间，波导7内的温度升高，所以如图5所示，波导7的侧壁上有许多用于散热的通风孔18。侧壁上的通孔18与固定的辐射天线15平行，并且不包括辐射天线15的安装位置的对应区域。更具体地说，当从波导7的外表面往固定在天线罩14a上的辐射天线15的通风孔18里看时，如果辐射天线位于某一恰当位置，将无法用肉眼辨别出辐射天线15。如果辐射天线15不被固定在某一恰当位置，则可以用肉眼辨别出辐射天线15。所以，可以容易地确定辐射天线15的固定状态。

按照图5和图6所示的结构，加热过程中的电场（用普通箭头表示）产生于磁控管8的输出天线13和辐射天线15之间。所发射的微波（用空心箭头表示）与该电场成直角，如图7画出的那样。电场也产生于辐射天线15和波导7的侧壁之间。类似地这一电场也发射微波。

与仅由磁控管的输出天线与波导的侧壁之间的电场发射微波的普通微波炉相比，本发明第一种实施例所述微波炉，其微波既由输出天线13和辐射天线15之间的电场发射，也由辐射天线15和波导7的侧壁之间的电场发射。所以，微波的发射区大大增大了，发射到炉腔2内部的微波就象是莲蓬头喷洒出来的水。所以，炉腔2内的微波辐射的非均匀性减小，加热的非均匀性被减至最小。

参见图5，距离（x+y）的值取35mm～40mm，x表示天线罩14a的磁控管8的侧端至辐射天线15的距离，y表示输出天线13的中心至辐射天线15的周边的距离（即辐射天线15的外周缘的半径）。

这一范围是根据图8和图9所示的实验结果得到的。图8表示了微波功率与距离（x+y）之间的关系。功率峰值落在距离35mm至40mm之间的范围内。应该理解的是，当距离偏离这一范围时，功率下降。图9表示加热元件的非均匀性与距离（x+y）之间的关系。应该理解的是，当距离（x+y）在35mm至40mm之间时，加热的非均匀性最小。综上所述，距离（x+y）的最佳取值范围是35mm至40mm。

图8的实验结果是用一组炉腔和磁控管进行实验获得的。恰当地变更距离和x和y，并测得相应的功率输出值。图9的实验结果是用下述方法获得的。在炉腔的四个角落和炉台中央放置盛有水的烧杯。在给定的时间周期内对水进行加热。测量每只烧杯内水温的增高情况。于是，就获得每一烧杯内水温增高的平均值，并将温升值的最大值和最小值之间的差值用此平均值除。这就是图9所表示的每一距离（x+y）下的百分比。

按照本发明所述第一种实施例，磁控管的微波发射面积显著增大了，炉腔内微波辐射的非均匀性得到抑制，食物加热的非均匀性被减到最小。

另外，即使辐射天线15在卸下后再重新装上，辐射天线与输出天线之间的距离仍不变。所以，根除了产生不希望有的火花的可能性。

上述第一种实施例所述的辐射天线15被固定在炉腔2侧面固定板16的表面上。所以，在炉腔2内加热食物3产生的油酯、汁液等污物，通过炉腔2和防护板9之间的缝隙被带到波导7而沾附在辐射天线15和周围的固定板16上。这些粘附在辐射天线15和固定板16上的污物将导致固定板16表面电阻率下降。结果，在磁控管的天线罩14a和辐射天线15之间，以及辐射天线15和波导7之间可能产生火花。

图10是本发明第二种实施例所述微波炉主要部件的截面图，此实施例可防止火花的产生。图10所示第二种实施例中与图5所示第一种实施例中相对应的元件将不再重复叙述。

参见图10，与图5的固定板16相似，云母固定板20上大体位于中心位置有一开孔，固定板20以类似于图5所示第一种实施例的方式固定在波导7内。固定板20的一个面20a面对炉腔，另一面20b面对磁控管侧。第二种实施例所示微波炉与图5所示第一种实施例的微波炉的不同点在于，辐射天线21是固定在固定板20磁控管侧的平面20b上的。辐射天线21的固定方式与图5所示的辐射天线15的固定方式相似。

图11是图10所示的第二种实施例的微波产生示意图。与图7所示第一种实施例相似，可以确保微波有较宽的发射区。第二种实施例所述微波炉比起第一种实施例所述微波炉，有以下优点。

按照图10所示微波炉的结构，食物3置于炉腔2内，用微波开始进行加热。进行加热时，食物3产生的水分漂浮于炉腔2内。如果食物3是肉制品一类的食物，油酯将包含在漂浮的水分内。当水分蒸发而干燥后，粘附在炉腔2内壁上的漂浮水分将成为内表面上的污物。水分污物还将从炉腔2的侧壁2b与防护壁9之间的空隙进入波导7，粘附在固定板20的表面。

因为微波加热以及炉腔2的密封使食物3发散出来的热而使炉腔2内具有较高的温度，所以炉腔2内的压力高于波导7内的压力。因此，波导7内的空气将从炉腔一侧流向磁控管一侧，水分也从炉腔一侧被带到磁控管一侧。这样，即使水分粘附在固定板20炉腔一侧的表面20a上，水分也难得粘附到磁控管一侧的表面20b上。

这样，因为食品漂浮与水分产生的污物不会粘附到紧固在固定板20磁控管一侧的表面20b上的辐射天线21上，也不会粘附到固定板20的周围表面20b上，所以可以防止由于固定板20表面20b的表面电阻率的减小而产生的火花。

如图12所示，将波导7的内部空间完全与固定板20隔离开，从而提供一个用防护板9和固定板20隔离开的小室以及用固定板20和波导7的底侧面隔离开的小室，借助于炉腔2内的加热器（图中未画）进行网格烹调，可以改善炉腔内的保热能力、防止热逃逸。用这种结构可以进一步防止污物粘到固定板20磁控管一侧的表面20b上。

按照本发明的上述第二种实施例，将辐射天线固定到固定板磁控管一侧表面，其优点在于可以防止由加热食物而产生的油酯污物粘附到辐射天线和周围固定板上。从而可防止辐射天线和磁控管输出天线之间、以及辐射天线和波导之间产生火花。

在上述第一种和第二种实施例中，辐射天线15（或21）以平行的方式固定到炉腔2的侧壁2b上去。所以从辐射天线15的整个周边发射出来的微波以类似于被波导7的情况反射出来，并漫射入炉腔2内。

然而，用均匀漫射的方法有时不能将加热食品中的非均匀性改善到一足够的水准。为了使微波漫射适宜于烹调，有时必须特意在炉腔内引入微波的非均匀性。当辐射天线的固定位置在设计阶段已被确定时，辐射天线的固定位置就不能再前后移动。所以，很难对特意引入炉腔内的微波辐射非均匀性进行精细调整。

图13是本发明第三种实施例所述微波炉主要部件的截面图，这种实施例允许对炉腔内的微波漫射状态进行精细调整。图13所示第三种实施例中与图5和图10所示第一种和第二种实施例中相同的元件将不再复述。

参见图13，与图5所示固定板16相似，波导7内配备的固定板20上的开孔近似位于板的中心，固定板20大体平行于炉腔2的炉壁表面20b。辐射微波的平面天线21固定在炉腔侧固定板20的表面20a上。辐射天线21包括一朝向炉腔2弯曲的天线弯曲部分22。天线弯曲部分22形成一近似为辐射天线21直径的 1/4 长度的弧，辐射天线21的外周边弯向其中心，与表面20a成-a°角（例如大约为30°角）。

与图5所示第一种实施例类似，图13结构的微波炉分别在磁控管8的天线罩14a与辐射天线21之间，以及辐射天线21与波导7的侧壁之间产生电场，向炉腔2发射微波。因为辐射天线21的一部分是弯曲的，炉腔2的侧壁2b与辐射天线21的外周边之间的距离与天线弯曲部分22和其他部分之间的距离不同。

所以，微波以靠近炉腔2的、辐射天线21弯曲部分22发射出来的微波的方向传播到炉腔2内，这与远离炉腔2的、从辐射天线21的其他部分发射出来的微波的方向不同。

结果，微波在炉腔2内以一种复杂的方式传播，达到适宜于烹调的微波漫射状态。所以，食品加热中的非均匀性得到了改善。

图14表示，当一块冷冻牛肉条在200W的功率下解冻大约10分钟时，在不同点处测得的温度。图14中，（a）表示辐射天线21没有天线弯曲部分2时（即α=0°时）测得的温度，（b）表示天线有弯曲部分22时（即α=30°时）测得的温度。

将（a）和（b）中表示的温度测量结果进行比较，可以得知，（a）中右上角和左下角处的温度比其他地方的温度高，导致加热过量。这种加热过量的情况在具有天线弯曲部分22的（b）中不会出现。与（a）的情况相比，（b）中不同点处的温度大致相等。这些实验结果可以使我们理解，炉腔中平面方向加热的非均匀性可以用把辐射天线朝向炉腔2的方向弯曲的方法得到改善。

辐射天线21外周边处天线弯曲部分22的位置并不限于图15所示的情况。天线弯曲部分22可以出现在辐射天线21外周边处的任何位置上。

作为图13所示实施例的一种改进，辐射天线21的天线弯曲部分22可以如图15所示的磁控管8弯曲。参见图15，辐射天线21固定在固定板20磁控管一侧的表面20b上。弯曲部分22从辐射天线21的外周边至中心呈长度约为辐射天线21直径的 1/4 的一个弧度，从表面20b以β°角弯向磁控管8。

图16表格表示当对一瓶2升的水进行加热时，角度β°与输出功率之间的关系，以及对一瓶150cc的水加热76秒时，角度β°、输出功率以及瓶子上下部的温差（温度非均匀性）之间的关系。

从图16的表中可以得知，当对2升的水进行加热时，相应于角度β°，输出功率没有显著的变化。相反，当天线弯曲部分22的弯曲角β°变大时，相对于150cc水的热量输出增加了。这意味着，相对于负荷较轻的被加热物质，图15所示的天线弯曲部分22这一结构适宜用来增加功率。然而，垂直方向上加热的非均匀性没有因为弯曲部分22而得到改善。

弯曲部分不仅可以出现在辐射天线21的一侧，也可以出现在辐射天线21的两侧，如图17所示。参见图17，两个天线弯曲部分22a和22b以相对于固定板20的表面20b成β°角度朝向磁控管8弯曲。

图18表示兼有图13和图15所示结构的辐射天线21。从炉腔2一侧看，辐射天线21呈左弧状的天线弯曲部分22c以相对于固定板20表面20a呈α°角度弯向炉腔2，辐射天线21呈右弧状的天线弯曲部分22d以相对于固定板20表面20b呈β°角度弯向磁控管8。由于含有这两个特性，相对于轻负载的输出特性以及以炉腔的平面方向进行加热的非均匀性都可以得到改善。

将右天线弯曲部分22d穿过固定板20周边的附近的槽缝20c，使图18所示辐射天线21固定到炉腔2处固定板20的表面20a上。

即使在微波炉的结构设计完成以后，并且辐射天线21的固定位置最终确定以后，本发明的第三种实施例也允许用调整天线弯曲部分22的弯曲角度α和β，从而补偿为了加固等而略微修正炉腔2的结构而引起的炉腔2内的热非均匀性的变化，来修正加热非均匀性图形。所以，在无需对设计作重大变更的情况下，可以改进加热非均匀性。

图19是本发明第四种实施例所述微波炉辐射天线的平面图。图19所示辐射天线与图6所示第一种实施例的辐射天线有下术不同点。图19所示辐射天线15上的开孔30从中心向右偏离。辐射天线15固定在固定板16上，从而使开孔30的中心与固定板16中心处的开孔17的中心重合在一起。

正如对图8所描述的那样，距离（x+y）（其中，x表示从磁控管8一侧天线罩14a的端部到辐射天线15之间的距离，y是输出天线13的中心到辐射天线15外周边之间的距离）与微波输出之间的关系以图8所示的情况变化。所以，使辐射天线15的开孔30位置偏离中心位置（如图19所示），从辐射天线15的整个周边上不会均匀地发射输出。

更具体地说，把输出天线13固定在偏离辐射天线15的中心的位置上，从而给出微波发射水平不相同的部分，可以在整体上使发射的微波具有方向性。

即使在完全微波炉的结构设计以后对炉腔的结构作微小的改变，本发明的第四种实施例仍允许用调整辐射天线15的中心相对于磁控管输出天线18的中心的偏心率，来设置炉腔内的微波漫射状态，从而可以改善食物加热非均匀性，同时缩短了加热的时间。

图19所示的实施例中，辐射天线15固定在固定板16上，固定板16由输入开孔17的磁控管8的天线13支托。另一种方法是，在固定板16的中心与天线13的顶部位置13a形成一螺孔，用来插入一螺丝31，从而将固定板16紧固到天线13，而不是在固定板16上形成开孔17。

图21是本发明第五种实施例所述微波炉的主要部件截面图。图22是第五种实施例中所使用的辐射天线平面图。如果伸向炉腔2形成的辐肋31同辐射天线15中心处形成的开孔30的整个周边上的天线罩14a相平行，则图21和22所示第五种实施例的微波炉与图5和图6所示第一种实施例的微波炉相类似。按照本发明的第五种实施例，除了在加热过程中第一种实施例的微波炉产生的电场以外，还在磁控管8的输出天线13和辐射天线15的辐肋32之间产生一个电场。

图23所示的表格表示辐射天线15的辐肋32与磁控管8的天线罩14a的长度比值、输入/输出功率以及加热非均匀性之间的关系。

从图23的表可以得知，通过设置每一尺寸，使辐射天线15的辐肋32的长度与磁控管8的天线罩14a的长度之比大于1/6，可以改善加热效率和加热非均匀性。

图23表中的“注释”栏中，A表示辐肋32从辐射天线15突出伸向炉腔2，B表示辐肋32突出伸向磁控管8。从这张表可以得知，在A的情况下，加热效率和加热非均匀性都得到更大的提高。

炉腔内平面方向的加热非均匀性的测量如下所述。转台上每隔1/4波长成对放置含有100cc水的烧杯，在200W下加热3分30秒钟时间，测出每只烧杯的温升，并从最大值中减去最小值作为测量结果。

按照本发明的第五种实施例，磁控管8的输出天线13发射的微波由辐射天线15接收。因为大体上平行于并环绕天线13整个周边的辐射天线15的辐肋32位于具有较大相向区域的天线附近，所以微波的泄漏被减至最小，从而导致磁控管8的输出天线和产生微波的辐射天线15之间更强烈的微波耦合。所以，从辐射天线15可以有效地发射出微波，改善了加热效率和加热非均匀性。

在上述实施例中，辐射天线15的固定基本上平行于炉腔2的侧壁2b，从而从辐射天线15的整个周边发射出来的微波类似地在波导7内反射，而在炉腔2内漫射。

考虑一下在垂直方向的加热非均匀性，仅仅变换在输出天线13轴向上辐射天线的固定位置，只能改变加热非均匀性的区域，不会改善加热非均匀性自身的产生。

如果要加热的食物的量较大，食物吸收的微波将增加，从而在垂直方向上的加热非均匀性就不会那么明显。然而，加热食物的量较小时，例如米酒或牛奶，则大量的微波不被食物吸收，由此而漫射到炉腔2内的微波量就很大。相应地，加热的非均匀性将变得很明显。

图24是本发明第六种实施例所述微波炉主要部件截面图，这种实施例的目的在于改善垂直方向上的加热非均匀性。图24所示本发明第六种实施例的微波炉，与图10所示第二种实施例的微波炉的不同点如下所述。上有开孔30的固定板20在波导7内固定时，以与炉腔2的侧壁2b成大约30°的角朝炉腔2（图中x的方向）倾斜，表面20a朝向炉腔2、表面20b朝向磁控管8。固定在磁控管8一侧固定板20的表面20b上的平面辐射天线21有一开孔34，开孔34的形状在中心处大体呈椭园形，且比固定板20上的开孔30大，如图25所示。

如果开孔34的形状与图6所示第一种实施例的辐射天线15的开孔形状相同，即是一个真正的圆，当带有固定板20的辐射天线21以倾斜方式固定在磁控管8的输出天线13上时，则输出天线13和辐射天线21之间的距离在整个周边上就不再恒定了。例如，如果输出天线13和辐射天线21之间的最远距离是2mm而给出最佳耦合效率，那么在输出天线13和辐射天线21这个较近距离之间的其他区域就有产生火花的可能性。如果输出天线13和辐射天线21之间的最短距离被设置为2mm，以避免产生火花，那么输出天线13和辐射天线21之间的其他区域由于其距离较大而不能获得有效的微波耦合。给出如图25所示椭圆形开孔34，就能在输出天线13和辐射天线21之间保持恒定的距离。

按照图24和图25所示微波炉的结构，电场既在天线罩14a和磁控管8的辐射天线21之间产生，也在辐射天线21与波导7的侧壁之间产生，由此产生的微波向炉腔2发射。因为辐射天线21是以如图24所示的倾斜方式固定的，所以，从炉腔2的侧壁2b到辐射天线21的外周边的距离在四周不是恒定不变的。所以，从靠近炉腔2的辐射天线21发射的微波直接传播到炉腔2，而从远离炉腔2的辐射天线21发射的微波在波导7的侧壁以不同于上述微波的方向经反射传播到炉腔2。

结果，微波以一种复杂的方式漫射，食物加热的非均匀性可进一步得到改善。

图26是图24的第六种实施例的改进。图26所示微波炉与图24所示微波炉的不同点，在于波导7的结构和辐射天线21的固定方式。波导7的侧壁截面积从底平面7a朝向炉腔2逐渐变大。换言之，与图24的实施例类似，波导7具有一截断锥形结构。然而，波导7的底面7a与炉腔2的侧壁2b大约倾斜30°角。与图10的实施例类似，辐射天线21与天线罩14a成直角。

所以，图26所示的微波炉，使辐射天线21与炉腔2的侧壁2b大约倾斜30°角可以使炉腔2内的加热非均匀性得到改善。

在图24和图26的实施例中，辐射天线21以一种倾斜方式被支托起来，从而使辐射天线21和炉腔2的侧壁2b之间的距离向下逐渐变大。本发明并不限于这种布局，辐射天线21可以倾斜，使炉腔2的侧壁2b与辐射天线21上部之间的距离比侧壁2b与辐射天线21下部之间的距离大。

图27是本发明第七种实施例所述微波炉的主要部件截面图。图28是这种微波炉中所使用的固定板和辐射天线的平面图。除了在辐射天线15的外周边和固定板16的外周边之间的固定板16某一区域内形成了许多冲孔36以外，第七种实施例的微波炉与图5所示第一种实施例的微波炉相类似。参见图28，沿辐射天线15的外周边形成的一组冲孔36a和沿固定板16的外周边形成的一组冲孔36b交替排列，从而使每一冲孔36a的中心对应于两个冲孔36b之间的每一区域。

当诸如食物的油酯和汁液之类的污物从炉腔2被带到波导7内，从而粘附在固定板16而使固定板的表面电阻率下降时，辐射板15周边处固定板16上的冲孔组36a和36b使电流不是通过冲孔的内部空间，即不是通过空气流动，而是避开冲孔、在表面电阻率低的固定板16表面蜿蜒流动，如图28中的箭头所示。电流的蜿蜒流动将导致从辐射天线15到波导7的通路变长。因为电阻是沿通路长度分布的，固定板16的表面电阻率增大了，从而防止产生火花。

图29是图28所示实施例的改进的平面图。与图28所示的许多冲孔36不同，槽38是形成在辐射天线15的外周边和固定板16的外周边之间的固定板16上的。与图28所示的实施例相似，从辐射天线15到波导7的电流通路跨越槽38的空气层，电流通路的电阻显著增大。所以，可以防止火花的产生。

如图29所示，如果辐射天线15的中心偏离固定板16的中心，固定板16某一区域中的槽38（固定板16处辐射天线15与波导7的侧壁之间的距离较短）可以极其有效地防止在辐射天线15和波导7之间产生火花。

按照本发明的第七种实施例，即使食物污物粘附到固定板上，从辐射天线15到波导7通路的表面电阻率也将增大。所以，可以防止火花的产生。

尽管辐射天线在上面提到的每一种实施例中被描述成具有一种平面形状，本发明的辐射天线并不仅限于这种平面形状，辐射天线可以具有其他形状，如波纹形状。

尽管上文已对本发明作了详尽的描述，但是应该明白，上文的描述仅是一些实施例，不能视为是本发明的限制，本发明的精神和范围仅以后文的权利要求为准。

Claims (20)

1、一种微波炉，其特征在于，它包括：

一用来容纳加热物质的炉腔，

一包括用来产生微波的输出无线的磁控管，

一波导，用来将所述磁控管的所述输出天线发射的微波提供给所述炉腔，所述波导大体呈一截断锥形结构，其所述炉腔侧的截面积大于所述磁控管侧的截面积，所述磁控管的输出天线从所述波导的磁控管侧底部突出伸向所述波导的内部空间，以及

一辐射天线，所述辐射天线环绕所述磁控管的输出天线固定在所述波导的所述内部空间，而与所述波导以及所述磁控管的所述输出天线保持一定距离，从而在这一距离之间不产生火花。

2、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，它还进一步包含：

一用介质材料制成的固定板，所述固定板上有一开孔，所述开孔大体上位于所述固定板的中心，所述磁控管的所述输出天线穿过所述开孔，固定在所述波导上，

所述辐射天线固定在所述固定板的所述开孔的周围，与所述波导以及所述磁控管的所述输出天线保持一定距离，在这一距离内不产生火花。

3、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，所述固定板的所述开孔直径大体上与所述磁控管的所述输出天线直径相等。

4、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线的内周边与所述磁控管的所述输出天线之间的距离约定为2mm。

5、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，所述波导的侧壁上有许多通风孔，所述通风孔与所述固定的辐射天线平行。

6、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线附装在所述固定板炉腔一侧表面的所述开孔四周。

7、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线附状在所述固定板磁控管一侧表面上的所述开孔四周。

8、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线有一部分至少弯向所述炉腔和所述磁控管的一侧。

9、如权利要求6所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线有一部分至少弯向所述炉腔和所述磁控管的一侧。

10、如权利要求7所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线有一部分至少弯向所述炉腔和所述磁控管的一侧。

11、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线在偏离中心处有一开孔，所述磁控管的输出天线穿越所述开孔。

12、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，它进一步包含一用介质材料制成的固定板，所述固定板在偏离平面辐射天线的中心位置处，用来将所述辐射天线固定在所述磁控管的所述天线顶部。

13、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线有一开孔，所述磁控管的所述输出天线穿过所述开孔，且沿所述开孔整个周边上的辐肋大体上与所述输出天线平行。

14、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线平行地固定于所述炉腔的侧壁。

15、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线朝所述炉腔的侧壁倾斜地予以固定。

16、如权利要求15所述的微波炉，其特征在于，所述波导的所述磁控管侧底部相对于所述炉腔侧壁倾斜地固定，所述辐射天线固定时垂直于所述输出天线，并平行于所述底部。

17、如权利要求2所述的微波炉，其特征在于，在所述辐射天线的外周边与所述固定板的外周边之间的所述固定板上的某一区域内有一开孔，其位置在所述辐射天线上不产生直线电流通路。

18、如权利要求17所述的微波炉，其特征在于，所述开孔包括多个冲孔。

19、如权利要求18所述的微波炉，其特征在于，所述开孔包括一纵向槽。

20、如权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述辐射天线呈平面形状。

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