CN114269038A - 一种微波加热装置用的功率分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波加热装置用的功率分配系统，包括分配组件，分配组件包括E‑T二分配器、直波导、弯波导、H‑T二分配器、漏波天线、加热腔体、第一矩形导块、第二矩形导块。利用以TEm0模式为主的多模式的漏波天线组阵，在被加热物料的上下表面同时向物料辐射微波能量进行加热，大大改善了物料的受热均匀程度，同时漏波天线的有效辐射面要远大于一般的缝隙天线，使得物料完全被辐射面覆盖，微波可以被物料充分吸收转化为热能，大大拓宽了设备的可用带宽，微波在金属腔内呈以TEm0模式为主的多模式分布，细长缝隙长度远大于单个微波波长，降低了设备对物料特性的敏感度，工程实施方便，成本低，使得物料在穿透深度方向上受热均匀。

Description

一种微波加热装置用的功率分配系统

技术领域

本发明涉及微波技术领域，特别涉及一种微波加热装置用的功率分配系统。

背景技术

微波加热是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果，在外加交变电磁场作用下，物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变化而变化，众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能使得物料被加热。微波加热技术因其具有即时性、高效性、无污染等特性而备受人们关注；

现有的微波加热装置常用的天线主要有两大类：一类是缝隙天线，另一类是喇叭天线。缝隙天线在传输线外导体壁上开一定数量的长度约为1/2微波波长的扁长缝隙用于向外辐射微波。由于缝隙天线的辐射面积有限，缝隙辐射场之间存在干涉，使得空间场分布的不均匀，导致物料受热不均匀；喇叭天线的辐射面积较小，适合能量较为集中的应用。如果需要物料受热比较均匀，那么喇叭天线的数目就会剧烈增加，这需要较为复杂的功率分配和传输系统，增加了系统复杂度和成本，给使用带来不便。同时，微波从单一方向对物料进行辐射加热时，由于微波在进入物料后的能量随穿透深度呈指数衰减的规律，很容易造成物料在穿透深度方向上受热不均匀，为此，提出一种微波加热装置用的功率分配系统。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种微波加热装置用的功率分配系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种微波加热装置用的功率分配系统，包括分配组件，所述分配组件包括E-T二分配器、直波导、弯波导、H-T二分配器、漏波天线、加热腔体、第一矩形导块、第二矩形导块；

所述加热腔体的前侧设有E-T二分配器，所述加热腔体的两侧均设有直波导，所述直波导的一侧设有弯波导，所述弯波导与E-T二分配器的一侧相连接，所述直波导的另一侧设有H-T二分配器，所述加热腔体的上表面和下表面均固定连接有漏波天线，所述弯波导由对应的E-T二分配器的位置沿垂直方向延伸至所述加热腔体的顶部和底部，所述直波导与对应的H-T二分配器连接，所述H-T二分配器的输出端口固定连接有第一矩形导块，所述第一矩形导块固定连接有第二矩形导块。

进一步优选的，所述第二矩形导块的一侧与对应的漏波天线的输入端口连接，第二矩形导块的设置，起到了连接的作用。

进一步优选的，所述弯波导由横向矩形波导和纵向矩形波导组成，所述纵向矩形波导垂直安装于对应的横向矩形波导的内部并连通，弯波导的设置起到了连接的作用。

进一步优选的，所述E-T二分配器和纵向矩形波导的内壁上安装有圆柱状金属调谐器，所述横向矩形波导的内壁上设有薄板状调谐器，薄板状调谐器的设置，便于调节。

进一步优选的，所述漏波天线由喇叭状渐变波导、矩形金属空腔和多个细长缝隙组成，矩形金属空腔的设置，使得寿命更长。

进一步优选的，所述喇叭状渐变波导的一侧为输入端，所述喇叭状渐变波导的另一侧为输出端与矩形金属空腔连接，喇叭状渐变波导便于安装。

进一步优选的，所述细长缝隙的长度与矩形金属空腔的一侧垂直，所述细长缝隙之间的间距相等，细长缝隙的设置，微波在金属腔内呈以TEm0模式为主的多模式分布，细长缝隙长度远大于微波波长。

进一步优选的，所述第一矩形导块的一侧和加热腔体的一侧固定连接，所述第二矩形导块的一侧和加热腔体的一侧固定连接，第一矩形块导块的设置，起到了连接的作用。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

本发明利用以TEm0模式为主的多模式的漏波天线组阵，在被加热物料的上下表面同时向物料辐射微波能量进行加热，大大改善了物料的受热均匀程度，同时漏波天线的有效辐射面要远大于一般的缝隙天线，使得物料完全被辐射面覆盖，微波可以被物料充分吸收转化为热能，大大拓宽了设备的可用带宽，微波在金属腔内呈以TEm0模式为主的多模式分布，细长缝隙长度远大于单个微波波长，降低了设备对物料特性的敏感度，工程实施方便，成本低，使得物料在穿透深度方向上受热均匀。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明图1中局部立体结构图；

图3为本发明图1中横向矩形波导、纵向矩形波导和薄板状调谐器连接的立体结构图；

图4为本发明图1中喇叭状渐变波导、矩形金属空腔和细长缝隙连接的立体的结构图。

附图标记：1、分配组件；2、E-T二分配器；3、直波导；4、弯波导；5、H-T二分配器；6、漏波天线；7、加热腔体；8、横向矩形波导；9、纵向矩形波导；10、圆柱状金属调谐器；11、薄板状调谐器；12、喇叭状渐变波导；13、矩形金属空腔；14、细长缝隙；15、第一矩形导块；16、第二矩形导块。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1-4所示，本发明实施例提供了一种微波加热装置用的功率分配系统，包括分配组件1，分配组件1包括E-T二分配器2、直波导3、弯波导4、H-T二分配器5、漏波天线6、加热腔体7、第一矩形导块15、第二矩形导块16；

加热腔体7的前侧设有E-T二分配器2，加热腔体7的两侧均设有直波导3，直波导3的一侧设有弯波导4，弯波导4与E-T二分配器2的一侧相连接，直波导3的另一侧设有H-T二分配器5，加热腔体7的上表面和下表面均固定连接有漏波天线6，弯波导4由对应的E-T二分配器2的位置沿垂直方向延伸至加热腔体7的顶部和底部，直波导3与对应的H-T二分配器5连接，H-T二分配器5的输出端口固定连接有第一矩形导块15，第一矩形导块15固定连接有第二矩形导块16。

在一个实施例中，第二矩形导块16的一侧与对应的漏波天线6的输入端口连接，第二矩形导块16的设置，起到了连接的作用。

在一个实施例中，弯波导4由横向矩形波导8和纵向矩形波导9组成，纵向矩形波导9垂直安装于对应的横向矩形波导8的内部并连通，弯波导4的一侧设为E面90°，纵向矩形波导9作为输入端，横向矩形波导8的两个端口作为输出端，波导均工作于TE10模。

在一个实施例中，E-T二分配器2和纵向矩形波导9的内壁上安装有圆柱状金属调谐器10，横向矩形波导8的内壁上设有薄板状调谐器11，纵向矩形波导9的入口作为输入端，横向矩形波导8的两个端口作为输出端，波导均工作于TE10模。

在一个实施例中，漏波天线6由喇叭状渐变波导12、矩形金属空腔13和多个细长缝隙14组成，矩形金属空腔13的宽度在mλ~（m+1）λ区间内（m≥2，λ为波长），微波在矩形金属空腔13呈以TEm0模式为主的多模式分布，细长缝隙14长度远大于1个微波波长。

在一个实施例中，喇叭状渐变波导12的一侧为输入端，喇叭状渐变波导12的另一侧为输出端与矩形金属空腔13连接，该矩形金属空腔13轴线方向的两个端面为开放结构，与微波抑制器连接。

在一个实施例中，细长缝隙14的长度与矩形金属空腔13的一侧垂直，细长缝隙14之间的间距相等，传送带的材质可以为聚四氟乙烯、聚丙烯或者金属等。

在一个实施例中，第一矩形导块15的一侧和加热腔体7的一侧固定连接，第二矩形导块16的一侧和加热腔体7的一侧固定连接，进出口的扼流通道为四面均是薄金属板折弯成的深度、宽度和间隔均为1/4波长的槽状结构。

本发明在工作时：使用时，利用以TEm0模式为主的多模式的漏波天线6组阵（m≥2），在被加热物料的上下表面同时向物料辐射微波能量进行加热，大大改善了物料的受热均匀程度，同时漏波天线6的有效辐射面要远大于一般的缝隙天线，使得物料完全被辐射面覆盖，微波可以被物料充分吸收转化为热能，大大拓宽了设备的可用带宽，矩形金属空腔13的宽度在mλ~（m+1）λ区间内（m≥2，λ为波长），微波在金属腔内呈以TEm0模式为主的多模式分布，细长缝隙14长度远大于1个微波波长，降低了设备对物料特性的敏感度，工程实施方便，成本低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种微波加热装置用的功率分配系统，包括分配组件（1），其特征在于：所述分配组件（1）包括E-T二分配器（2）、直波导（3）、弯波导（4）、H-T二分配器（5）、漏波天线（6）、加热腔体（7）、第一矩形导块（15）、第二矩形导块（16）；

所述加热腔体（7）的前侧设有E-T二分配器（2），所述加热腔体（7）的两侧均设有直波导（3），所述直波导（3）的一侧设有弯波导（4），所述弯波导（4）与E-T二分配器（2）的一侧相连接，所述直波导（3）的另一侧设有H-T二分配器（5），所述加热腔体（7）的上表面和下表面均固定连接有漏波天线（6），所述弯波导（4）由对应的E-T二分配器（2）的位置沿垂直方向延伸至所述加热腔体（7）的顶部和底部，所述直波导（3）与对应的H-T二分配器（5）连接，所述H-T二分配器（5）的输出端口固定连接有第一矩形导块（15），所述第一矩形导块（15）固定连接有第二矩形导块（16）。

2.根据权利要求1所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述第二矩形导块（16）的一侧与对应的漏波天线（6）的输入端口连接。

3.根据权利要求1所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述弯波导（4）由横向矩形波导（8）和纵向矩形波导（9）组成，所述纵向矩形波导（9）垂直安装于对应的横向矩形波导（8）的内部并连通。

4.根据权利要求3所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述E-T二分配器（2）和纵向矩形波导（9）的内壁上安装有圆柱状金属调谐器（10），所述横向矩形波导（8）的内壁上设有薄板状调谐器（11）。

5.根据权利要求4所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述漏波天线（6）由喇叭状渐变波导（12）、矩形金属空腔（13）和多个细长缝隙（14）组成。

6.根据权利要求5所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述喇叭状渐变波导（12）的一侧为输入端，所述喇叭状渐变波导（12）的另一侧为输出端与矩形金属空腔（13）连接。

7.根据权利要求6所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述细长缝隙（14）的长度与矩形金属空腔（13）的一侧垂直，所述细长缝隙（14）之间的间距相等。

8.根据权利要求1所述的微波加热装置用的功率分配系统，其特征在于：所述第一矩形导块（15）的一侧和加热腔体（7）的一侧固定连接，所述第二矩形导块（16）的一侧和加热腔体（7）的一侧固定连接。

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