CN111052863B

CN111052863B - 微波加热装置

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Publication number: CN111052863B
Application number: CN201980003793.3A
Authority: CN
Inventors: 吉野浩二; 久保昌之; 中村秀树; 贞平匡史
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: WO2019203172A1; JP7316496B2; JPWO2019203172A1; CN111052863A; EP3784003A4; EP3784003B1; EP3784003A1

Abstract

微波加热装置(50)具有：加热室(2)，其收纳被加热物(1)；磁控管(3)，其产生微波；波导管(10)，其将微波传输到加热室(2)；以及定向耦合器(6)，其包含检测反射波的一部分的反射波检测部。定向耦合器(6)配置在波导管(10)内所产生的管内驻波(301)的波腹(302)的位置。根据本结构，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物(1)的状态。

Description

微波加热装置

技术领域

本公开涉及微波炉等微波加热装置。

背景技术

以往，作为这样的微波加热装置，例如，已知有专利文献1所公开的装置。现有的微波加热装置具有：加热室，其收纳被加热物；微波产生部，其产生微波；以及波导管，其使微波传播到加热室。在波导管中设置有驻波稳定部，该驻波稳定部用于使波导管内所产生的管内驻波的位置稳定。根据现有的微波加热装置，能够通过利用驻波稳定部抑制管内驻波的位置错乱，将期望相位的微波持续地放射到加热室内。其结果，能够对加热室内的被加热物均匀地进行加热。

在专利文献2、专利文献3中公开了如下微波加热装置：为了防止微波产生部被从加热室返回微波产生部的反射波损坏，将检测反射波的定向耦合器设置于波导管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5816820号公报

专利文献2：日本特许第6176540号公报

专利文献3：日本特许第3331279号公报

发明内容

但是，在现有的微波加热装置中，从更加准确地检测伴随加热进展而发生变化的被加热物状态的观点来看，仍有改善的余地。特别是，不存在着眼于反射波的检测精度与波导管内的管内驻波的关系的研究例，不知道将定向耦合器配置在波导管的哪个位置较好。

本公开的目的在于提供一种能够提高反射波的检测精度并且更加准确地检测被加热物状态的微波加热装置。

本公开的一个方式的微波加热装置具有：收纳被加热物的加热室、产生微波的微波产生部、波导管、微波放射部、反射波检测部以及驻波稳定部。波导管将由微波产生部产生的微波传输到加热室。微波放射部构成为将通过波导管传输的微波放射到加热室。反射波检测部配置在波导管内所产生的管内驻波的波腹的附近，检测反射波的一部分，所述反射波是从加热室返回微波产生部的微波。驻波稳定部构成为使管内驻波的位置稳定。所述微波放射部是天线。反射波检测部配置成，与驻波稳定部隔开管内驻波的管内波长的1/4的奇数倍的距离，并且与微波放射部和波导管的耦合位置隔开管内驻波的管内波长的1/2的整数倍的距离，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

根据本方式，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物的状态。

附图说明

图1是本公开实施方式的微波加热装置的示意图。

图2是示出实施方式的微波加热装置的第1变形例的示意图。

图3是示出实施方式的微波加热装置的第2变形例的示意图。

图4是示出实施方式的微波加热装置的第3变形例的示意图。

图5是实施方式的定向耦合器的立体图。

图6是实施方式的定向耦合器的、卸下印刷基板后的状态的立体图。

图7是实施方式的波导管的俯视图。

图8是设置于实施方式的定向耦合器的印刷基板的电路结构图。

图9是用于说明从交叉开口放射圆偏振的微波的原理的图。

图10是用于说明在微带线中传播并伴随时间经过而发生变化的微波的方向和量的图。

图11是用于说明在微带线中传播并伴随时间经过而发生变化的微波的方向和量的图。

图12是示出微带线的第1变形例的俯视图。

图13是示出微带线的第2变形例的俯视图。

图14是示出微带线的第3变形例的俯视图。

图15是示出微带线的第4变形例的俯视图。

图16是示出微带线的第5变形例的俯视图。

图17是示出微带线的第6变形例的俯视图。

图18是示出伴随被加热物的温度上升而发生变化的入射波、反射波以及被加热物对微波的吸收量的关系的曲线图。

图19是示出用于评价反射波的检测精度的正交波导管的俯视图。

图20是通过评价用的正交波导管测量反射波的检测精度的特性图。

图21是示出反射波检测部与波导管内的管内驻波的位置关系的示意图。

具体实施方式

(作为本公开的基础的发现)

本发明人为了更加准确地检测被加热物的状态而深刻进行了研究，其结果，得到以下的见解。

由微波产生部产生的微波作为入射波通过波导管传播到加热室。在加热室内传播的微波的一部分被被加热物吸收，另一方面，另一部分作为反射波通过波导管从加热室返回微波产生部。

微波难以被冰吸收，另一方面，容易被水吸收。具体而言，水比冰多吸收大约8000倍(基于介电损耗系数)的微波。微波伴随水的温度上升而难以被水吸收。因此，例如，在被加热物为冷冻食品的情况下，反射波和被加热物对微波的吸收量存在如图18所示的关系。

图18是示出伴随被加热物的温度上升而发生变化的入射波、反射波以及被加热物对微波的吸收量的关系的曲线图。在图18中，横轴表示被加热物的温度，纵轴表示入射波、反射波的信号强度。用虚线、实线、点划线表示的曲线图分别示出入射波、反射波、被加热物对微波的吸收量。被加热物对微波的吸收量为入射波与反射波之差。

如图18所示，在加热的初始阶段，被加热物对微波的吸收量较小，反射波较多。被加热物对微波的吸收量伴随加热进展且冰溶化而急剧地增加，反射波急剧地减少。在冰完全地溶化的时刻，被加热物对微波的吸收量成为最大，反射波成为最小。

然后，被加热物对微波的吸收量伴随水的温度上升而逐渐减少，反射波逐渐增加。因此，例如，通过检测反射波为最小的状态，能够检测冷冻食品的解冻的结束。

本发明人发现无论被加热物的重量、形状等如何，上述关系都成立，并发现了能够根据加热时的反射波的量的变化，更加准确地检测被加热物的状态。

本公开的第1方式的微波加热装置具有：加热室，其收纳被加热物；微波产生部，其产生微波；波导管；以及反射波检测部。波导管将由微波产生部产生的微波传输到加热室。反射波检测部配置在波导管内所产生的管内驻波的波腹的附近，检测反射波的一部分，所述反射波是从加热室返回微波产生部的微波。

在本公开的第2方式的微波加热装置中，除了第1方式以外，反射波检测部配置在管内驻波的两个波节之间，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第3方式的微波加热装置中，除了第2方式以外，反射波检测部配置成不与管内驻波的两个波节重叠，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第4方式的微波加热装置中，除了第3方式以外，反射波检测部配置成与管内驻波的两个波节的中央位置前后隔开管内驻波的管内波长的1/8以下，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第5的方式的微波加热装置中，除了第1方式以外，反射波检测部配置成与波导管的末端隔开管内驻波的管内波长的1/4的奇数倍的距离，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

本公开的第6方式的微波加热装置除了第1方式以外，还具有驻波稳定部，该驻波稳定部使波导管内所产生的管内驻波的位置稳定。反射波检测部配置成与驻波稳定部隔开管内驻波的管内波长的1/4的奇数倍的距离，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第7方式的微波加热装置中，除了第6方式以外，驻波稳定部由向波导管内突出的突起部构成。

在本公开的第8方式的微波加热装置中，除了第6方式以外，波导管具有呈L字状弯折的弯折部，驻波稳定部由弯折部构成。

在本公开的第9方式的微波加热装置中，除了第1方式以外，反射波检测部配置成与微波产生部和波导管的耦合位置隔开管内驻波的管内波长的1/2的整数倍的距离，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第10方式的微波加热装置中，除了第1方式以外，还具有微波放射部，该微波放射部将通过波导管传输的微波放射到加热室。反射波检测部配置成与微波放射部和波导管的耦合位置隔开管内驻波的管内波长的1/2的整数倍的距离，由此配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第11方式的微波加热装置中，除了第1方式以外，反射波检测部具有：开口部，其设置于波导管；以及耦合线路，其与开口部相对。开口部配置在管内驻波的波腹的附近。

在本公开的第12方式的微波加热装置中，除了第11方式以外，开口部包含相互交叉的第1长孔和第2长孔，设置于俯视观察时不与波导管的管轴交叉的位置，第1长孔与第2长孔交叉的开口交叉部配置在管内驻波的波腹的附近。

以下，参考附图说明本公开实施方式的微波加热装置。

(实施方式)

图1是本公开实施方式的微波加热装置50的示意图。如图1所示，微波加热装置50具有收纳被加热物1的加热室2、磁控管3和波导管10。磁控管3是产生微波的微波产生部的一例。波导管10将由磁控管3产生的微波传输到加热室2。

被加热物1例如为冷冻食品。加热室2例如由长方体的壳体构成。在加热室2上设置有载置被加热物1的载置台2a。载置台2a由玻璃、陶瓷等使微波容易透过的材料构成。

波导管10是具有形成为长方形的截面的方形波导管。天线4配置在载置台2a的下方。在波导管10中传播的微波通过作为微波放射部的一例的天线4放射到加热室2内。

通过该微波，在波导管10内的从磁控管3朝向天线4的微波的传输方向上产生微波的管内驻波。图1示意性地示出在波导管10的内部产生的管内驻波。波导管10的管内波长λg根据磁控管3的振荡频率和波导管10的形状来确定。

管内驻波具有在波导管10的长度方向上按照每个管内波长λg的1/2长度反复的波腹和波节。在微波的传输方向上的波导管10的末端必然产生波节。在磁控管3放射微波的部分必然产生波腹。

在波导管10中设置有驻波稳定部5，该驻波稳定部5用于使在波导管10内产生的管内驻波的位置稳定。在本实施方式中，驻波稳定部5是构成为通过向波导管10内突出来使波导管10局部地缩窄的突起部。

驻波稳定部5使波导管10内的磁控管3附近的阻抗与加热室2附近的阻抗匹配。驻波稳定部5配置成与微波的传输方向上的波导管10的末端隔开管内波长λg的1/2的整数倍的距离。由此，驻波稳定部5将管内驻波的波节固定于驻波稳定部5的附近。

在波导管10的壁面(宽幅面(Wide Plane))上设置有定向耦合器6，该定向耦合器6具有入射波检测部和反射波检测部双方的功能。入射波检测部检测从磁控管3传播到加热室2的微波、即入射波的一部分。反射波检测部检测从加热室2返回磁控管3的微波、即反射波的一部分。

定向耦合器6配置成比驻波稳定部5更靠近加热室2。具体而言，定向耦合器6和驻波稳定部5配置成在微波的传输方向(图1中的左右方向)上隔开管内驻波的管内波长λg的1/4的奇数倍(在本实施方式中为1倍)的距离。定向耦合器6配置在驻波稳定部5与天线4之间。

定向耦合器6根据入射波、反射波分别检测出检测信号6a和检测信号6b，将检测信号6a和检测信号6b发送到控制部7。之后详细说明定向耦合器6的具体结构。

控制部7除了检测信号6a、6b以外，还接收信号7a。信号7a包含由微波加热装置50的输入部(未图示)设定的加热条件和由传感器(未图示)检测出的被加热物1的重量、蒸汽的量。

控制部7根据检测信号6a、6b和信号7a，控制驱动电源8和电机9。驱动电源8将用于产生微波的电力供给到磁控管3。电机9使天线4旋转。这样，微波加热装置50通过供给到加热室2的微波，对加热室2所收纳的被加热物1进行加热。

在本实施方式中，定向耦合器6比驻波稳定部5更靠近加热室2。根据该结构，能够减少定向耦合器6从驻波稳定部5受到的影响。由此，能够更加准确地检测被加热物1的状态。其结果，例如，能够准确地掌握冷冻食品的解冻状况。通过与此对应地控制加热量，还能够缩短解冻时间。

在本实施方式中，定向耦合器6与驻波稳定部5配置成在微波的传输方向上隔开管内驻波的管内波长λg的1/4的奇数倍的距离。根据该结构，能够将定向耦合器6配置在管内驻波的波腹的附近。因此，能够增加定向耦合器6接收的反射波的量，从而提高反射波的检测精度。其结果，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

波导管10的宽度方向(图1中的进深方向)上的定向耦合器6和驻波稳定部5的位置未特别限定。定向耦合器6与驻波稳定部5配置成大致隔开管内波长λg的1/4的奇数倍的距离即可。

在加热开始时被加热物1的温度较高的情况下，或者被加热物1的重量较重的情况下，反射波的量不怎么发生变化。因此，有时难以判别反射波为最小的状态。

在本实施方式中，定向耦合器6具有入射波检测部和反射波检测部双方的功能。根据该结构，能够根据由定向耦合器6检测出的入射波和反射波，更加准确地估计被加热物1所吸收的微波的量。例如，通过检测将反射波的量除以入射波的量而得到的反射率的变化，容易判别反射波为最小的状态。其结果，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本实施方式中，定向耦合器6具有入射波检测部和反射波检测部双方的功能。但是，本公开不限定于此。也可以分开地设置入射波检测部和反射波检测部。入射波检测部也可以比驻波稳定部5更靠近磁控管3。

在本实施方式中，一个定向耦合器6设置成比驻波稳定部5更靠近加热室2。但是，本公开不限定于此。图2是示出微波加热装置50的第1变形例的示意图。与图1同样，图2也示意性地示出在波导管10的内部产生的管内驻波。

如图2所示，第1变形例的微波加热装置50除了定向耦合器6以外，还具有定向耦合器60，该定向耦合器60具有与定向耦合器6相同的结构。即，定向耦合器60具有第2反射波检测部，该第2反射波检测部具有与设置在定向耦合器6上的反射波检测部相同的结构。定向耦合器60配置成比驻波稳定部5更靠近磁控管3。

根据该结构，第2反射波检测部也能够检测穿过驻波稳定部5返回磁控管3的反射波的一部分。由此，例如，在反射波的量非常多的情况下，能够使磁控管3停止，从而防止磁控管3的故障。

在本实施方式中，驻波稳定部5由向波导管10内突出的突起部构成。但是，驻波稳定部5只要通过使波导管10局部地缩窄以扰乱微波的传播来使管内驻波的位置稳定即可，不限定于本实施方式。

图3是示出微波加热装置50的第2变形例的示意图。与图1、图2同样，图3也示意性地示出在波导管10的内部产生的管内驻波。如图3所示，波导管10具有呈L字状弯折的弯折部10b。

在该情况下，图3的用虚线表示的弯折部10b的截面积大于波导管10的其他部分的截面积。因此，容易将管内驻波的波节固定于弯折部10b的中心(图3的虚线的中心)。在第2变形例中，弯折部10b构成驻波稳定部5。

图1所示的波导管10是除配置有驻波稳定部5的部分以外的截面积都均匀的方形波导管。但是，本公开不限定于此。图4是示出微波加热装置50的第3变形例的示意图。与图1～图3同样，图4也示意性地示出在波导管10的内部产生的管内驻波。

如图4所示，在第3变形例中，波导管10是截面积从磁控管3朝向加热室2逐渐减小的方形波导管。第3变形例的波导管10除了驻波稳定部5以外不具有局部较窄的部分。因此，第3变形例的波导管10能够获得与图1所示的波导管10相同的效果。

图1所示的驻波稳定部5由一个要素构成。但是，驻波稳定部5也可以由多个要素构成。在该情况下，定向耦合器6配置成比最靠近加热室2地配置的驻波稳定部5的结构部件更靠近加热室2即可。

在本实施方式中，电机9使天线4旋转。但是，本公开不限定于此。例如，天线4也可以是形成为将在波导管10中传播的微波作为圆偏振的微波放射到加热室2内的开口部。

接着，对定向耦合器6的结构进行说明。图5是定向耦合器6的立体图。图6是定向耦合器6的、卸下印刷基板12后的状态的立体图。图7是波导管10的俯视图。图8是设置于定向耦合器6的印刷基板12的电路结构图。

图1～图4示出将定向耦合器6设置于波导管10的底壁。但是，为了容易理解，图5、图6示出将定向耦合器6设置于波导管10的上壁。在本实施方式中，与波导管10的管轴L1垂直的截面具有长方形形状。管轴L1是波导管10的宽度方向上的中心轴。

定向耦合器6具有交叉开口11、印刷基板12和支承部14。交叉开口11是配置在波导管10的宽幅面10a上的X形状的开口部。印刷基板12以与交叉开口11相对的方式配置在波导管10的外部。支承部14在波导管10的外表面上支承印刷基板12。

如图7所示，交叉开口11配置在俯视观察时不与波导管10的管轴L1交叉的位置。交叉开口11的开口中央部11c配置成俯视观察时与波导管10的管轴L1隔开尺寸D1。尺寸D1例如为波导管10的宽度的1/4。交叉开口11将在波导管10中传播的微波作为圆偏振的微波朝向印刷基板12放射。

交叉开口11的开口形状根据波导管10的宽度和高度、在波导管10中传播的微波的功率电平和频带、从交叉开口11放射的圆偏振的微波的功率电平等条件来确定。

例如，在波导管10的宽度为100mm、高度为30mm、波导管10的壁面厚度为0.6mm、在波导管10中传播的微波的最大功率电平为1000W、频带为2450MHz、从交叉开口11放射的圆偏振的微波的最大功率电平为大约10mW的情况下，交叉开口11的长度11w和宽度11d分别被确定为20mm、2mm。

如图8所示，交叉开口11包含相互交叉的第1长孔11e和第2长孔11f。交叉开口11的开口中央部11c与第1长孔11e和第2长孔11f所交叉的开口交叉部一致。交叉开口11形成为关于垂线L2线对称。垂线L2与管轴L1垂直，通过开口中央部11c。

在本实施方式中，第1长孔11e与第2长孔11f以90度的角度交叉。但是，本公开不限定于此。第1长孔11e与第2长孔11f也可以以60度或120度的角度交叉。

在将交叉开口11的开口中央部11c配置在俯视观察时与管轴L1重叠的位置的情况下，电场沿着微波的传输方向往复而不旋转。在该情况下，交叉开口11放射线偏振的微波。

如果开口中央部11c从管轴L1稍微偏离，则电场旋转。但是，当开口中央部11c接近管轴L1时(尺寸D1越接近0mm)，产生不规则的旋转电场。在该情况下，交叉开口11放射椭圆偏振的微波。

在本实施方式中，尺寸D1被设定为波导管10的宽度的大约1/4。在该情况下，产生大致标准圆状的旋转电场。交叉开口11放射大致标准圆状的圆偏振的微波。因此，圆偏振的微波的旋转方向变得更加明确。其结果，能够高精度地分离并检测入射波和反射波。

印刷基板12具有：基板反面12b，其与交叉开口11相对；以及基板反面12b的相反侧的基板正面12a。基板正面12a具有形成为覆盖基板正面12a整体的铜箔(未图示)，作为微波反射部件的一例。该铜箔防止从交叉开口11放射的圆偏振的微波透过印刷基板12。

如图8所示，在基板反面12b上配置有作为耦合线路的一例的微带线13。微带线13例如由具有大致50Ω的特性阻抗的传输线路构成。微带线13配置成包围交叉开口11的开口中央部11c。

以下，对微带线13的有效长度λ_re进行说明。当设微带线13的宽度为w、印刷基板12的厚度为h、光的速度为c、电磁波的频率为f、印刷基板的相对介电常数为ε_r时，微带线13的有效长度λ_re用下式表示。有效长度λ_re为在微带线13中传播的电磁波的波长。

[式1]

具体而言，微带线13具有第1传输线路13a和第2传输线路13b。第1传输线路13a具有作为第1交叉线部的一例的第1直线部13aa。第1直线部13aa在俯视观察时比开口中央部11c更远离管轴L1的位置处与第1长孔11e交叉。第1直线部13aa以伴随接近垂线L2而远离管轴L1的方式延伸。

第2传输线路13b具有作为第2交叉线部的一例的第2直线部13ba。第2直线部13ba在俯视观察时比开口中央部11c更远离管轴L1的位置处与第2长孔11f交叉。第2直线部13ba以伴随接近垂线L2而远离管轴L1的方式延伸。第1直线部13aa与第2直线部13ba配置成关于垂线L2线对称。

第1传输线路13a与第2传输线路13b在如下位置处相互连接：该位置在俯视观察时处于矩形区域E1之外并且比矩形区域E1更远离管轴L1。第1直线部13aa在俯视观察时，在相比于开口中央部11c更接近开口末端部11ea的位置处与第1长孔11e交叉。

第1直线部13aa在俯视观察时与第1长孔11e垂直。第2直线部13ba在俯视观察时，在相比于开口中央部11c更接近开口末端部11fa的位置处与第2长孔11f交叉。第2直线部13ba在俯视观察时与第2长孔11f垂直。

第1传输线路13a的一端与第2传输线路13b的一端在俯视观察时与交叉开口11重叠的区域的外部相互连接。第1直线部13aa的一端在与交叉开口11外切的矩形区域E1之外与第2直线部13ba的一端连接。

第1耦合点P1是在俯视观察时第1直线部13aa与第1长孔11e相互交叉的点。第2耦合点P2是在俯视观察时第2直线部13ba与第2长孔11f相互交叉的点。设连接第1耦合点P1与第2耦合点P2的直线为假想直线L3。在本实施方式中，比假想直线L3更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离被设定为有效长度λ_re的1/4。

设在俯视观察时通过开口中央部11c并且与管轴L1平行的线为平行线L4。在本实施方式中，比平行线L4更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离被设定为有效长度λ_re的1/2。

第1传输线路13a具有第3直线部13ab，该第3直线部13ab将第1直线部13aa的另一端与第1输出部131连接。第1直线部13aa与第3直线部13ab以形成钝角(例如135度)的方式连接。

第2传输线路13b具有第4直线部13bb，该第4直线部13bb连接第2直线部13ba的另一端与第2输出部132。第2直线部13ba与第4直线部13bb以形成钝角(例如135度)的方式连接。第3直线部13ab与第4直线部13bb配置成与垂线L2平行。

第1输出部131和第2输出部132在俯视观察时配置在支承部14(参照图5、图6)的外部。第1输出部131与第1检波电路15连接。第1检波电路15检测微波信号的电平，将检测出的微波信号的电平作为控制信号输出。第2输出部132与第2检波电路16连接。第2检波电路16检测微波信号的电平，将检测出的微波信号的电平作为控制信号输出。

在本实施方式中，第1检波电路15和第2检波电路16均具有平滑电路(未图示)，该平滑电路由芯片电阻和肖特基二极管构成。第1检波电路15对来自第1输出部131的微波信号进行整流，将整流后的微波信号转换为直流电压。转换后的直流电压输出到第1检波输出部18。第1检波输出部18将与入射波对应的检测信号6a发送到控制部7(参照图1)。

同样，第2检波电路16对来自第2输出部132的微波信号进行整流，将整流后的微波信号转换为直流电压。转换后的直流电压输出到第2检波输出部19。第2检波输出部19将与反射波对应的检测信号6b发送到控制部7(参照图1)。

印刷基板12具有用于将印刷基板12安装于波导管10的四个孔(孔20a、20b、20c、20d)。在基板反面12b上的孔20a、20b、20c、20d的周边形成作为地的铜箔。形成有该铜箔的部分具有与基板正面12a相同的电位。

印刷基板12通过孔20a、20b、20c、20d用螺钉201a、201b、201c、201d(参照图5)螺纹紧固于支承部14，由此，被固定于波导管10。

如图6所示，支承部14具有螺纹部202a、202b、202c、202d，该螺纹部202a、202b、202c、202d用于对螺钉201a、201b、201c、201d分别进行螺纹紧固。螺纹部202a、202b、202c、202d形成于凸缘部，该凸缘部设置于支承部14。

支承部14具有导电性，并在俯视观察时配置成包围交叉开口11。支承部14作为防止从交叉开口11放射的圆偏振的微波泄漏到支承部14的外部的屏蔽件发挥功能。

支承部14具有供微带线13的第3直线部13ab和第4直线部13bb通过的槽141、槽142。根据该结构，能够将微带线13的第1输出部131和第2输出部132配置在支承部14的外部。槽141、142作为用于将在微带线13中传播的微波信号取出到支承部14的外部的取出部发挥功能。槽141、142能够通过使支承部14的凸缘部以远离印刷基板12的方式凹陷来形成。

图5、图6示出与图8所示的第1检波输出部18、第2检波输出部19分别连接的连接器18a、连接器19a。

在本实施方式中，定向耦合器6具有入射波检测部和反射波检测部双方的功能。但是，本公开不限定于此。定向耦合器6也可以构成为仅具有入射波检测部和反射波检测部中的任意一方的功能。在该情况下，定向耦合器6通过将图8所示的第1检波电路15、第2检波电路16中的一方置换为终端电路(例如，50Ω的芯片电阻)来构成。

接着，对定向耦合器6的动作和作用进行说明。

首先，参照图9，对从交叉开口11放射圆偏振的微波的原理进行说明。在图9中，用虚线的同心椭圆表示在波导管10内产生的磁场分布10d。用箭头表示磁场分布10d的磁场的方向。磁场分布10d伴随时间经过在波导管10内向微波的传输方向A1移动。

在图9的(a)所示的时刻t＝t0，形成磁场分布10d。这时，用虚线箭头B1表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e。在图9的(b)所示的时刻t＝t0+t1，用虚线箭头B2表示的磁场激励交叉开口11的第2长孔11f。

在图9的(c)所示的时刻t＝t0+T/2(T为微波的管内波长λg的周期)，用虚线箭头B3表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e。在图9的(d)所示的时刻t＝t0+T/2+t1，用虚线箭头B4表示的磁场激励交叉开口11的第2长孔11f。在时刻t＝t0+T，与时刻t＝t0同样，用虚线箭头B1表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e。

通过依次反复这些状态，绕逆时针方向(微波的旋转方向32)旋转的圆偏振的微波从交叉开口11放射到波导管10的外部。

这里，当设沿着图7所示的箭头30传播的微波为入射波、沿着箭头31传播的微波为反射波时，入射波向与图9所示的传输方向A1相同的方向传播。因此，如上所述，绕逆时针方向旋转的圆偏振的微波从交叉开口11放射到波导管10的外部。另一方面，反射波向与图9所示的传输方向A1相反的方向传播。因此，绕顺时针方向旋转的圆偏振的微波从交叉开口11放射到波导管10的外部。

放射到波导管10的外部的圆偏振的微波耦合到微带线13，该微带线13与交叉开口11相对。微带线13将通过沿着箭头30传播的入射波而从交叉开口11放射的微波的大部分输出到第1输出部131。

另一方面，微带线13将通过沿着箭头31传播的反射波而从交叉开口11放射的微波的大部分输出到第2输出部132。由此，能够更高精度地分离并检测入射波和反射波。参照图10对该点更详细地进行说明。

图10是用于说明在微带线13中传播并伴随时间经过而变化的微波的方向和量的图。在微带线13与交叉开口11之间存在间隙。原本微波到达微带线13所需的时间延迟微波在该间隙中传播的时间。但是，为了方便，这里假设不存在该时间延迟。

这里，将在俯视观察时交叉开口11与微带线13交叉的区域称作耦合区域。第1耦合点P1是第1长孔11e与微带线13交叉的耦合区域的大致中心。第2耦合点P2是第2长孔11f与微带线13交叉的耦合区域的大致中心。

在图10中，用实线箭头的线的粗细表现在微带线13中传播的微波的量(通过磁场的交链而流过的电流)。即，在微带线13中传播的微波的量较多的情况下，线较粗，在微带线13中传播的微波的量较少的情况下，线较细。

在图10的(a)所示的时刻t＝t0，用虚线箭头B1表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e，在第1耦合点P1产生用较粗的实线箭头M1表示的微波。该微波朝向第2耦合点P2在微带线13中传播。

在图10的(b)所示的时刻t＝t0+t1，用虚线箭头B2表示的磁场激励交叉开口11的第2长孔11f，在第2耦合点P2产生用较粗的实线箭头M2表示的微波。

当将基于第1耦合点P1与第2耦合点P2之间的微带线13的微波的有效传播时间设计为时间t1时，在图10的(a)所示的时刻在第1耦合点P1产生的微波在图10的(b)所示的时刻传播到第2耦合点P2。即，在图10的(b)所示的时刻，在第2耦合点P2产生用实线箭头M1表示的微波和用实线箭头M2表示的微波。

因此，两个微波相加并在微带线13中朝向第2输出部132传播，在经过规定时间之后输出到第2输出部132。在本实施方式中，为了将上述有效传播时间设定为时间t1，将比假想直线L3更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离设定为有效长度λ_re的1/4。根据该结构，能够容易地进行微带线13的设计。

在图10的(c)所示的时刻t＝t0+T/2，用虚线箭头B3表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e，在第1耦合点P1产生用较细的实线箭头M3表示的微波。该微波在微带线13中朝向第1输出部131传播，在经过规定时间之后输出到第1输出部131。

实线箭头M3的粗细比实线箭头M1的粗细细的理由如下所述。如上所述，从交叉开口11放射绕逆时针方向(微波的旋转方向32)旋转的圆偏振的微波。

在图10的(a)所示的时刻，在第1耦合点P1产生的用实线箭头M1表示的微波向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向大致相同的方向传播。因此，用实线箭头M1表示的微波的能量未缩减。

另一方面，在图10的(c)所示的时刻，在第1耦合点P1产生的用实线箭头M3表示的微波向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向大致相反的方向传播。因此，所耦合的微波的能量被缩减。因此，用实线箭头M3表示的微波的量比用实线箭头M1表示的微波的量少。

在图10的(d)所示的时刻t＝t0+T/2+t1，用虚线箭头B4表示的磁场激励交叉开口11的第2长孔11f，在第2耦合点P2产生用较细的实线箭头M4表示的微波。该微波朝向第1耦合点P1传播。实线箭头M4的粗细变细的理由与上述的实线箭头M3的粗细变细的理由相同。

在时刻t＝t0+T，与图10的(a)所示的时刻t＝t0同样，用虚线箭头B1表示的磁场激励交叉开口11的第1长孔11e。在该情况下，在图10的(a)所示的时刻的情况下未说明的用较细的实线箭头M4表示的微波存在于微带线13上。

用较细的实线箭头M4表示的微波在时刻t＝t0+T(即t＝t0)传播到第1耦合点P1。用较细的实线箭头M4表示的微波向与用较粗的实线箭头M1表示的微波相反的方向传播。因此，用实线箭头M4表示的微波被抵消而削减，不输出到第1输出部131。

严格来说，在时刻t＝t0从第1耦合点P1传播的微波的量成为从用较粗的实线箭头M1表示的微波的量减去用较细的实线箭头M4表示的微波的量而得到的量(M1-M4)。因此，输出到第2输出部132的微波的量成为将从第2耦合点P2传播的微波的量与用较粗的实线箭头M2表示的微波的量相加而得到的量(M1+M2-M4)。

即使考虑该情况，输出到第2输出部132的微波的量(M1+M2-M4)也远多于输出到第1输出部131微波的量(M3)。因此，微带线13将通过沿着箭头31传播的反射波而从交叉开口11绕逆时针方向放射的微波的大部分输出到第2输出部132。另一方面，微带线13将通过沿着箭头30传播的入射波而从交叉开口11沿顺时针方向放射的微波的大部分输出到第1输出部131。

相对于在波导管10中传播的微波量的从交叉开口11放射的微波量根据波导管10和交叉开口11的形状和尺寸来确定。例如，在设定为上述的形状和尺寸的情况下，相对于在波导管10中传播的微波量的从交叉开口11放射的微波量为大约1/100000(大约-50dB)。

接着，在本实施方式中，对将比平行线L4更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离设定为有效长度λ_re的1/2的理由进行说明。

图11是用于说明在微带线13中传播并伴随时间经过而变化的微波的方向和量的图。图11的(a)～(d)是示出从图10的(a)～(d)起分别经过t1/2的时间后的状态的图。

在上述记载中省略了说明，但是，磁场分布10d伴随时间经过在波导管10内向微波的传输方向A1移动。因此，如图11的(a)～(d)所示，用虚线箭头B12、B23、B34、B41表示的磁场激励第1长孔11e和第2长孔11f。由此，放射到波导管10的外部的圆偏振的微波耦合到微带线13。

这里，将在俯视观察时垂线L2及平行线L4与微带线13交叉的区域称作耦合区域。第3耦合点P3是垂线L2与微带线13交叉的耦合区域的大致中心。第4耦合点P4是平行线L4与第1传输线路13a交叉的耦合区域的大致中心。第5耦合点P5是平行线L4与第2传输线路13b交叉的耦合区域的大致中心。

在图11的(a)所示的时刻t＝t0+t1/2，用虚线箭头B12表示的磁场激励交叉开口11，在第3耦合点P3产生用较粗的实线箭头M11表示的微波。该微波朝向第5耦合点P5在微带线13中传播。

在图11的(b)所示的时刻t＝t0+t1+t1/2，用虚线箭头B23表示的磁场激励交叉开口11。在第5耦合点P5产生用较粗的实线箭头M12a表示的微波，在第4耦合点P4产生用较细的实线箭头M12b表示的微波。实线箭头M12b的粗细变细的理由与上述的实线箭头M3的粗细变细的理由相同。

当将基于第3耦合点P3与第5耦合点P5之间的微带线13的微波的有效传播时间设计为时间t1时，在图11的(a)所示的时刻在第3耦合点P3产生的微波在图11的(b)所示的时刻传播到第5耦合点P5。即，在图11的(b)所示的时刻，在第5耦合点P5产生用较粗的实线箭头M11表示的微波和用较粗的实线箭头M12a表示的微波。

因此，两个微波相加并在微带线13中朝向第2输出部132传播，在经过规定时间之后输出到第2输出部132。由于将上述有效传播时间设定为时间t1，所以在本实施方式中，比平行线L4更远离管轴L1的第1传输线路13a的距离被设定为有效长λ_re的1/4。在第4耦合点P4产生的用较细的实线箭头M12b表示的微波在微带线13中朝向第1输出部131传播，在经过规定时间之后输出到第1输出部131。

在图11的(c)所示的时刻t＝t0+T/2+t1/2，用虚线箭头B34表示的磁场激励交叉开口11，在第3耦合点P3产生用较细的实线箭头M13b表示的微波。该微波在微带线13中朝向第1输出部131传播。实线箭头M13b的粗细变细的理由与上述的实线箭头M3的粗细变细的理由相同。

在图11的(d)所示的时刻t＝t0+T/2+t1+t1/2，用虚线箭头B41表示的磁场激励交叉开口11。在第5耦合点P5产生用较细的实线箭头M14b表示的微波，在第4耦合点P4产生用较粗的实线箭头M14a表示的微波。用较细的实线箭头M14b表示的微波朝向第3耦合点P3在微带线13中传播。实线箭头M14b的粗细变细的理由与上述的实线箭头M3的粗细变细的理由相同。

用较粗的实线箭头M14a表示的微波朝向第3耦合点P3在微带线13中传播。当将基于第3耦合点P3与第4耦合点P4之间的微带线13的微波的有效传播时间设计为时间t1时，在图11的(c)所示的时刻在第3耦合点P3产生的微波在图11的(d)所示的时刻传播到第4耦合点P4。

即，在图11的(d)所示的时刻，在第4耦合点P4产生用较细的实线箭头M13b表示的微波和用较粗的实线箭头M14a表示的微波。为了将上述有效传播时间设定为时间t1，在本实施方式中，比平行线L4更远离管轴L1的第2传输线路13b的距离被设定为有效长度λ_re的1/4。

即，比平行线L4更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离被设定为有效长度λ_re的1/2。用较细的实线箭头M13b表示的微波向与用较粗的实线箭头M14a表示的微波相反的方向传播。因此，用较细的实线箭头M13b表示的微波被抵消而削减，不输出到第1输出部131。

在时刻t＝t0+T+t1/2，与图11的(a)所示的时刻t＝t0+t1/2同样，用虚线箭头B12表示的磁场激励交叉开口11。在该情况下，在图11的(a)所示的时刻的情况下未说明的用较细的实线箭头M14b表示的微波存在于微带线13上。

用较细的实线箭头M14b表示的微波在时刻t＝t0+T+t1/2传播到第3耦合点P3。用较细的实线箭头M14b表示的微波向与用较粗的实线箭头M11和较粗的实线箭头M14a表示的微波相反的方向传播。因此，用较细的实线箭头M14b表示的微波被抵消而削减，不输出到第1输出部131。

严格来说，在时刻t＝t0+t1/2从第3耦合点P3传播的微波的量成为从用较粗的实线箭头M11、M14a表示的微波的量中减去用较细的实线箭头M14b表示的微波的量而得到的量(M11+M14a-M14b)。因此，输出到第2输出部132的微波的量成为将从第3耦合点P3传播的微波的量与用较粗的实线箭头M12a表示的微波的量相加而得到的量(M11+M12a+M14a-M14b)。

即使考虑该情况，输出到第2输出部132的微波的量(M11+M12a+M14a-M14b)也远多于输出到第1输出部131微波的量(M12b)。因此，微带线13将通过沿着箭头31的方向传播的反射波而从交叉开口11绕逆时针方向放射的微波的大部分输出到第2输出部132。另一方面，微带线13将通过沿着箭头30的方向传播的入射波而从交叉开口11沿顺时针方向放射的微波的大部分输出到第1输出部131。

在本实施方式中，入射波检测部与反射波检测部共享微带线13，该微带线13与交叉开口11相对，该交叉开口11配置在波导管10的壁面。入射波检测部从微带线13的一端取出入射波。反射波检测部从微带线13的另一端取出反射波。根据该结构，能够使入射波检测部和反射波检测部小型化。

在本实施方式中，定向耦合器6具有交叉开口11，该交叉开口11配置在俯视观察时不与波导管10的管轴L1交叉的位置，放射圆偏振的微波。根据该结构，在入射波和反射波中，从交叉开口11放射的圆偏振的微波的旋转方向彼此相反。利用该圆偏振的微波的旋转方向的不同，能够分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，第1传输线路13a具有第1直线部13aa，并且第2传输线路13b具有第2直线部13ba。根据该结构，能够比以往更减少微带线13弯折的部位。能够消除使微带线13呈直角地弯折的必要性。能够使微带线13弯折的部位远离交叉开口11的铅直方向上的区域。其结果，能够更高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，第1传输线路13a与第2传输线路13b在如下位置处相互连接：该位置在俯视观察时处于矩形区域E1之外并且远离管轴L1。根据该结构，能够使微带线13弯折的部位更进一步远离交叉开口11的铅直方向上的区域。能够更加延长第1直线部13aa和第2直线部13ba，能够抑制在微带线13中流过的电流的流动被阻碍。其结果，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，第1直线部13aa在俯视观察时，在相比于开口中央部11c更接近开口末端部11ea的位置处与第1长孔11e交叉。第2直线部13ba在俯视观察时，在相比于开口中央部11c更接近开口末端部11fa的位置处与第2长孔11f交叉。通常，在开口末端部11ea、11fa的周边产生比开口中央部11c的周边更强的磁场。根据上述结构，更强的磁场耦合到微带线13。因此，在微带线13中流过的电流更加增多。其结果，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，第1直线部13aa在俯视观察时与第1长孔11e垂直。根据该结构，使第1耦合点P1产生的用实线箭头M1表示的微波的传输方向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向32相同。由此，能够更加增多用实线箭头M1表示的微波的量。

使在第1耦合点P1产生的用实线箭头M3表示的微波的传输方向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向32相反。由此，能够减少用实线箭头M3表示的微波的量。其结果，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，第2直线部13ba在俯视观察时与第2长孔11f垂直。根据该结构，使在第2耦合点P2产生的用实线箭头M2表示的微波的传输方向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向32相同。由此，能够更加增大用实线箭头M2表示的微波的量。

使在第2耦合点P2产生的用实线箭头M4表示的微波的传输方向与从交叉开口11放射的微波的旋转方向32相反。由此，能够更加减小用实线箭头M4表示的微波的量。其结果，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，微带线13具有第1直线部13aa、第2直线部13ba、第3直线部13ab和第4直线部13bb。彼此相邻的第1直线部13aa与第3直线部13ab以形成钝角的方式连接。彼此相邻的第2直线部13ba与第4直线部13bb以形成钝角的方式连接。

根据该结构，能够减少在微带线13中呈直角地弯折的部位。由此，能够抑制耦合线路内的电流的流动被阻碍。其结果，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。

在本实施方式的定向耦合器6中，比假想直线L3更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离被设定为有效长度λ_re的1/4。根据该结构，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。将上述合计距离设定为有效长度λ_re的大致1/4即可，不是一定需要设定为有效长度λ_re的1/4。

在本实施方式的定向耦合器6中，比平行线L4更远离管轴L1的第1传输线路13a与第2传输线路13b的合计距离被设定为有效长度λ_re的1/2。根据该结构，能够更进一步高精度地分离并检测入射波和反射波。将上述合计距离设定为有效长度λ_re的大致1/2即可，不是一定需要设定为有效长度λ_re的1/2。

如图8所示，在本实施方式中，第1传输线路13a的一端与第2传输线路13b的一端以形成直角的方式连接。但是，本公开不限定于此。第1传输线路13a的一端在俯视观察时的交叉开口11的区域之外的位置处与第2传输线路13b的一端连接即可。在该区域中，由于磁场引起的影响较大。

图12～图17是分别示出微带线13的第1变形例～第6变形例的俯视图。如图12所示，也可以将第1传输线路13a和第2传输线路13b弯折成第1传输线路13a的一端与第2传输线路13b的一端的连接点远离开口中央部11c。

如图13所示，也可以将第1传输线路13a和第2传输线路13b弯折成第1传输线路13a的一端与第2传输线路13b的一端的连接点接近开口中央部11c。如图14所示，也可以将第1传输线路13a和第2传输线路13b弯曲成第1传输线路13a的一端与第2传输线路13b的一端的连接点接近开口中央部11c。

在本实施方式中，第1直线部13aa和第2直线部13ba分别对应于第1交叉线部和第2交叉线部。但是，本公开不限定于此。如图15所示，第1交叉线部和第2交叉线部也可以分别为圆弧状部13ac和圆弧状部13bc。

在本实施方式中，第3直线部13ab和第4直线部13bb与垂线L2平行。但是，本公开不限定于此。如图16所示，第3直线部13ab和第4直线部13bb也可以与平行线L4平行。

在本实施方式中，第1传输线路13a和第2传输线路13b具有多个直线部。但是，本公开不限定于此。如图17所示，第1传输线路13a和第2传输线路13b也可以分别由一个直线部构成。

在本实施方式中，交叉开口11形成为关于垂线L2线对称。垂线L2与管轴L1垂直，并且通过开口中央部11c。但是，本公开不限定于此。交叉开口11也可以不形成为关于垂线L2线对称。例如，第1长孔11e与第2长孔11f也可以在从各自的长度方向上的中央部偏离的位置处交叉。第1长孔11e的长度与第2长孔11f的长度也可以相互不同。

在这些的情况下，第1长孔11e与第2长孔11f交叉的开口交叉部从开口中央部11c发生偏离。交叉开口11也可以形成为关于俯视观察时相对于垂线L2稍微倾斜的直线线对称。

(与管内驻波和反射波检测部的配置相关的新发现)

图19是用于调查基于反射波检测部的位置的反射波检测精度的正交波导管251的俯视图。如图19所示，正交波导管251具有主波导管252和副波导管253。副波导管253与主波导管252垂直，经由X形状的开口254、开口255与主波导管252耦合。

为了使用网络分析仪定量地计测反射波，主波导管252的末端256闭合并且短路。从网络分析仪的端口Q(未图示)入射的微波257被末端256完全地反射。

反射波的一部分返回端口Q。剩余的反射波经由开口254、255传输到副波导管253，在副波导管253内被分割为微波258和微波259。微波258传输到网络分析仪的端口S(未图示)，微波259传输到网络分析仪的端口T(未图示)。

主波导管252、副波导管253均具有对称形状。开口254、255具有相同的形状。开口254、255关于主波导管252、副波导管253双方对称地配置。因此，微波258的量与微波259的量相等。

主波导管252、副波导管253具有大约100mm的波导管宽度(通常称作a尺寸)。主波导管252、副波导管253中的微波的管内波长λg为大约154mm。

实际观测的S参数为网络分析仪的一般观测值。具体而言，通过网络分析仪观测传输到端口S的微波258相对于从端口Q入射的微波257的比率S31、和传输到端口T的微波259相对于从端口Q入射的微波257的比率S41。比率S31、S41有时远小于1，因此，一般用分贝记述。

在改变从主波导管252的末端256到开口254、255的距离Lsf的同时，使用2450～2500MHz的频率的微波来计测比率S31、S41。图20将该结果形成为曲线图。横轴表示距离Lsf[mm]，纵轴表示比率S31、S41[dB]。针对该结果进行考察。

在主波导管252中，在闭合的末端256产生管内驻波的波节，从末端256起按照每个管内波长λg的1/2(＝77mm)产生波节。因此，在距离Lsf为154mm的情况下，开口254、255配置在波节位置。

在从波节偏离λg/4(＝38.5mm)的位置处产生波腹，因此，在距离Lsf为115.5mm(＝λg×3/4)和192.5mm(＝λg×5/4)的情况下，开口254、255配置在波腹位置。本发明人根据该特性图，发现了如下所述的两个特征。

第一个特征涉及灵敏度。在开口位于波节位置(距离Lsf＝154mm)的情况下，比率S31、S41为-12～-21dB。在开口位于波腹位置(距离Lsf＝115.5mm、192.5mm)的情况下，比率S31、S41为-4～-8dB。因此，开口配置在波腹位置的情况下的比率S31、S41比相比开口配置在波节位置的情况下的比率S31、S41大。

即，本发明人发现当将开口配置在波腹时，从开口检测的反射波增加，灵敏度提高。当用图20所示的六个曲线图的平均值进行比较时，开口位于波节的情况下的比率(大约-16dB)与开口位于波腹的情况下的比率(大约-6dB)之差为10dB。即，当将开口配置在波腹位置时，灵敏度比将开口配置在波节位置时高10倍。

第二个特征涉及相对于频率的稳定性。在开口位于波节位置(距离Lsf＝154mm)的情况下，与频率变化对应地观测的比率S31、S41为-12～-21dB。在开口位于波腹位置(距离Lsf＝115.5mm、192.5mm)的情况下，与频率变化对应地观测的比率S31、S41为-4～-8dB。

因此，开口位于波腹位置的情况下的比率S31、S41的变动幅度(大约4dB)比开口位于波节位置的情况下的比率S31、S41的变动幅度(大约9dB)小。即，本发明人发现，当将开口配置在波腹时，从开口检测的反射波相对于频率的稳定性提高。

如上所述，通过在管内驻波的波腹处检测反射波，能够提高灵敏度和相对于频率的稳定性。其结果，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

接着，针对在波腹位置(距离Lsf＝115.5mm、192.5mm)与波节位置(距离Lsf＝154mm)之间的位置处配置有开口的情况进行考察。

如图20所示，在波腹与波节的中间位置(距离Lsf＝134.75mm、173.25mm)处配置有开口的情况下的比率S31、S41不像将开口配置在波节位置(距离Lsf＝154mm)的情况那样差。该情况下的比率S31、S41总的来说接近将开口配置在波腹位置的情况(距离Lsf＝115.5mm、192.5mm)，相当好。

即，仅在将开口配置在波节位置(距离Lsf＝154mm)的附近的情况下，计测结果非常差。因此，只要在波节位置处未配置开口，就能够在一定程度上提高反射波的检测精度。

更加安全地，当将开口配置在比波腹与波节的中间位置(距离Lsf＝134.75mm、173.25mm)更接近波腹位置时，能够提高反射波的检测精度。这些位置是从管内驻波的准确的波腹位置(或者，两个波节的中央位置)起沿前后隔开管内波长λg的1/8以下的位置。

具体而言，这些位置处的比率S31、S41大约在-5～-9dB的范围内。关于灵敏度，在将开口配置在波节位置的情况下，图20所示的六个曲线图的平均值为大约-16dB，在将开口配置在波腹位置的情况下，图20所示的六个曲线图的平均值为大约-6dB，在将开口配置在波腹与波节的中间位置的情况下，图20所示的六个曲线图的平均值为-7dB。

即，将开口配置在波腹与波节的中间位置的情况下的比率S31、S41比将开口配置在波节位置的情况好9dB，与将开口配置在波腹位置的情况之差只不过为1dB。

关于相对于频率的稳定性，在将开口配置在波节位置的情况下，图20所示的六个曲线图的变动幅度大约为9dB，在将开口配置在波腹位置的情况下，图20所示的六个曲线图的变动幅度为大约2dB，在将开口配置在波腹与波节的中间位置的情况下，图20所示的六个曲线图的变动幅度为大约4dB。

即，将开口配置在波腹与波节的中间位置的情况下的比率S31、S41远优于将开口配置在波节位置的情况，总体来说接近将开口配置在波腹位置的情况。因此，只要将开口配置在从波腹位置(或者，两个波节的中央位置)起沿前后隔开管内波长λg的1/8以下的位置，则能够提高反射波的检测精度。

(本公开的各方式和作用效果)

参照图21，对管内驻波与反射波检测部的配置的位置关系、和本公开的各方式进行说明。图21是图1中的波导管10的周边的放大图。

如图21所示，本公开的一个方式的微波加热装置具有收纳被加热物的加热室2、产生微波的磁控管3、波导管10和定向耦合器6。

波导管10将由磁控管3产生的微波传输到加热室。定向耦合器6配置在波导管10内所产生的管内驻波301的波腹302的附近。定向耦合器6包含反射波检测部，该反射波检测部检测从加热室2返回磁控管3的微波、即反射波的一部分。

管内驻波301的波腹302和波节303按照每个管内波长λg的1/4交替地出现。

根据本结构，能够在管内驻波301的波腹302的附近检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，通过将与交叉开口11外切的矩形区域E1的中心部配置在管内驻波301的两个波节303之间，将包含反射波检测部的定向耦合器6配置在管内驻波301的波腹302的附近。

难以确定看不到的管内驻波301的波腹302的位置。如果以相邻的两个波节303之间的位置为基准，则能够容易地进行定向耦合器6的定位。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，通过将与交叉开口11外切的矩形区域E1配置成不与管内驻波301的两个波节303重叠，将包含反射波检测部的定向耦合器6配置在管内驻波301的波腹302的附近。

根据本结构，能够在管内驻波301的更接近波腹302的位置处检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，包含反射波检测部的定向耦合器6通过配置成从管内驻波301的两个波节303的中央位置起沿前后隔开管内波长λg的1/8以下，配置在管内驻波301的波腹302的附近。

如参照图20所说明的那样，只要是从波腹302起沿前后隔开管内波长λg的1/8以下的位置，则能够以一定程度的精度检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与波导管10的末端304隔开管内波长λg的1/4的奇数倍(在图21中为3倍)的距离，由此配置在管内驻波301的波腹302的附近。

本公开的一个方式的微波加热装置还具有驻波稳定部5，该驻波稳定部5用于使在波导管10内产生的管内驻波301的位置稳定。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与驻波稳定部5隔开管内波长λg的1/4的奇数倍(在图21中为1倍)的距离，由此配置在管内驻波301的波腹302的附近。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，驻波稳定部5由向波导管10内突出的突起部构成。

在本结构中，在突起部的位置处产生管内驻波301的波节303。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与突起部隔开管内波长λg的1/4的奇数倍的距离，从而在管内驻波301的波腹302的附近检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，也可以是，波导管10具有呈L字状弯折的弯折部10b(参照图3)，驻波稳定部由弯折部10b构成。

在本结构中，在弯折部10b的位置处产生管内驻波301的波节303。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与弯折部10b隔开管内波长λg的1/4的奇数倍的距离，在管内驻波301的波腹302的位置处检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与磁控管3和波导管10的耦合位置305隔开管内波长λg的1/2的整数倍(在图21中为2倍)的距离，由此配置在管内驻波301的波腹302的附近。

在本结构中，在耦合位置305处产生管内驻波301的波腹302。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与耦合位置305隔开管内波长λg的1/2的整数倍的距离，在管内驻波301的波腹302的附近检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

本公开的一个方式的微波加热装置具有天线4，该天线4将通过波导管10传输的微波放射到加热室2。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与天线4和波导管10的耦合位置306隔开管内波长λg的1/2的整数倍(在图21中为1倍)的距离，由此配置在管内驻波301的波腹302的附近。

在本结构中，在耦合位置306处产生管内驻波301的波腹302。包含反射波检测部的定向耦合器6配置成与耦合位置306隔开管内波长λg的1/2的整数倍的距离，在管内驻波301的波腹302的附近检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，包含反射波检测部的定向耦合器6具有：交叉开口11，其设置于波导管10；以及耦合线路，其与与交叉开口11相对(参照图8)。交叉开口11配置在管内驻波301的波腹302的附近。

根据本结构，能够在管内驻波301的波腹302的位置处检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

在本公开的一个方式的微波加热装置中，交叉开口11包含相互交叉的第1长孔11e和第2长孔11f(参照图7、图8)，设置于俯视观察时不与波导管10的管轴交叉的位置。第1长孔11e与第2长孔11f交叉的开口交叉部(参照图7、图8)配置在管内驻波301的波腹302的附近。

根据本结构，通过波导管10传输的微波作为电场方向以开口交叉部为中心而旋转的圆偏振的微波放射到加热室2。关于圆偏振的微波，在入射波和反射波中具有相反的旋转方向，因此，能够容易地分离入射波和反射波。除此以外，在本结构中，在管内驻波的波腹302的附近检测反射波。由此，能够提高反射波的检测精度，能够更加准确地检测被加热物1的状态。

产业上的可利用性

本公开能够应用于家用或商用的微波加热装置。

标号说明

1：被加热物；2：加热室；2a：载置台；3：磁控管；4：天线；5：驻波稳定部；6、60：定向耦合器；7：控制部；7a：信号；8：驱动电源；9：电机；10：波导管；10a：宽幅面；10b：弯折部；10d：磁场分布；11：交叉开口；11c：开口中央部；11d：宽度；11e：第1长孔；11ea、11fa：开口末端部；11f：第2长孔；11w：长度；12：印刷基板；12a：基板正面；12b：基板反面；13：微带线；13a：第1传输线路；13aa：第1直线部；13ab：第3直线部；13ac、13bc：圆弧状部；13b：第2传输线路；13ba：第2直线部；13bb：第4直线部；14：支承部；15：第1检波电路；16：第2检波电路；18：第1检波输出部；18a、19a：连接器；19：第2检波输出部；50：微波加热装置；131：第1输出部；132：第2输出部；141、142：槽；251：正交波导管；252：主波导管；253：副波导管；254、255：开口；256、304：末端；257、258、259：微波；301：管内驻波；302：波腹；303：波节；305、306：耦合位置；E1：矩形区域；L1：管轴；L2：垂线；L3：假想直线；L4：平行线；P1：第1耦合点；P2：第2耦合点；P3：第3耦合点；P4：第4耦合点；P5：第5耦合点。

Claims

1.一种微波加热装置，其具有：

加热室，其构成为收纳被加热物；

微波产生部，其构成为产生微波；

波导管，其构成为将由所述微波产生部产生的所述微波传输到所述加热室；

微波放射部，其构成为将通过所述波导管传输的所述微波放射到所述加热室；

反射波检测部，其配置在所述波导管内所产生的管内驻波的波腹的附近，并构成为检测反射波的一部分，所述反射波是从所述加热室返回所述微波产生部的所述微波；以及

驻波稳定部，其构成为使所述管内驻波的位置稳定，

所述微波放射部是天线，

所述反射波检测部配置成，与所述驻波稳定部隔开所述管内驻波的管内波长的1/4的奇数倍的距离，并且与所述微波放射部和所述波导管的耦合位置隔开所述管内驻波的所述管内波长的1/2的整数倍的距离，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部配置在所述管内驻波的两个波节之间，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部配置成不与所述管内驻波的所述两个波节重叠，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

4.根据权利要求3所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部配置成与所述管内驻波的所述两个波节的中央位置前后隔开所述管内驻波的所述管内波长的1/8以下，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

5.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部配置成与所述波导管的末端隔开所述管内驻波的所述管内波长的1/4的奇数倍的距离，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

6.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述驻波稳定部由向所述波导管内突出的突起部构成。

7.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述波导管具有呈L字状弯折的弯折部，所述驻波稳定部由所述弯折部构成。

8.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部配置成与所述微波产生部和所述波导管的耦合位置隔开所述管内驻波的所述管内波长的1/2的整数倍的距离，由此配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

9.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中，

所述反射波检测部具有：开口部，其设置于所述波导管；以及耦合线路，其与所述开口部相对，

所述开口部配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。

10.根据权利要求9所述的微波加热装置，其中，

所述开口部包含相互交叉的第1长孔和第2长孔，并设置于俯视观察时不与所述波导管的管轴交叉的位置，所述第1长孔与所述第2长孔交叉的开口交叉部配置在所述管内驻波的所述波腹的附近。