JP2008004331A - Microwave radiation apparatus - Google Patents

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Masateru Yamashita
正照 山下
Hajime Kotani
一 小谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microwave radiation apparatus manufactured at low cost and providing high radiation output. <P>SOLUTION: The microwave radiation apparatus comprises a plurality of microwave generation sources, a plurality of microwave wave guides arranged so that their starting ends are coupled to the microwave generation sources and their terminal ends gather at one point, and a microwave radiation device arranged at the gathering point of the plurality of microwave guides and gathering and emitting the microwaves emitted from the terminal end of each of the microwave guides to an external space. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、高周波誘電加熱等の用途に好適な比較的に大出力のマイクロ波放射装置に関する。   The present invention relates to a relatively high-power microwave radiation device suitable for uses such as high-frequency dielectric heating.

従来、高周波誘電加熱による木材の乾燥、食品の加工、半導体プロセスにおけるスパッタリングや蒸着等の用途には、比較的に大出力のマイクロ波放射装置が採用されている。このようなマイクロ波放射装置に使用されるマイクロ波発生源としては、マグネトロンが使用されるのが通例である(特許文献1参照)。
特開2001−250671号公報
Conventionally, a microwave radiation device having a relatively large output has been adopted for uses such as drying of wood by high-frequency dielectric heating, processing of food, sputtering and vapor deposition in a semiconductor process. As a microwave generation source used in such a microwave radiation device, a magnetron is usually used (see Patent Document 1).
JP 2001-250671 A

この種のマイクロ波発生源は、定格出力がある値を超えると、その価格が急激に上昇することに加えて、周辺制御回路の設計も複雑となりがちであり、その結果、マイクロ波放射装置全体のコストアップが招来される。   This type of microwave source, when its rated output exceeds a certain value, its price increases rapidly, and the design of the peripheral control circuit tends to be complicated, and as a result, the entire microwave radiation device Cost increase.

このような背景下にあって、本発明者等は、比較的に廉価な小出力のマイクロ波発生源の出力を複数台合成すれば、高価な1台のマイクロ波発生源を使用するよりも、マイクロ波放射装置の全体を廉価に製作できるとの着想を得た。   Under such a background, the present inventors can synthesize a plurality of outputs of relatively inexpensive low-power microwave generation sources rather than using one expensive microwave generation source. The idea was that the entire microwave radiation device could be manufactured at low cost.

しかしながら、上記の着想の下に試作を重ねたところ、複数台のマイクロ波発生源から発生するマイクロ波を、それぞれ専用の導波管を介して1本の共通導波管に合流させたのち、合流後の1本の共通導波管を経由してマイクロ波放射器へと導き、最終的にマイクロ波放射器から外部空間へと放射すると言う構成を採用すると、合流点におけるマイクロ波の反射により、マイクロ波放射器から十分な強さの放射出力を得ることができないとの問題点が知見された。   However, when trial production was repeated based on the above idea, microwaves generated from a plurality of microwave generation sources were merged into one common waveguide through respective dedicated waveguides. When a configuration is adopted in which the microwave is guided to the microwave radiator via the single common waveguide after the merging, and finally radiated from the microwave radiator to the external space, the reflection of the microwave at the merging point A problem was found that a sufficiently strong radiation output could not be obtained from the microwave radiator.

この発明は、このような技術的背景下になされたものであり、その目的とするところは、低コストに製作することができると共に、高放射出力を得ることが可能なマイクロ波放射装置を提供することにある。   The present invention has been made under such a technical background, and an object of the present invention is to provide a microwave radiation device that can be manufactured at a low cost and can obtain a high radiation output. There is to do.

この発明のさらに他の目的並びに作用効果は、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Still other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

上記の課題を解決するために、本願の発明者等は、次のような構成を有するマイクロ波放射装置を提案する。   In order to solve the above problems, the inventors of the present application propose a microwave radiation device having the following configuration.

すなわち、このマイクロ波放射装置は、複数個のマイクロ波発生源と、始端がマイクロ波発生源に連結され、かつ終端が1点に集合するように配置された複数本のマイクロ波導波管と、複数本のマイクロ波導波管の集合点にあって、各マイクロ波導波管の終端から放出されるマイクロ波を集合して外部空間へと放出するマイクロ波放射器とを具備することを特徴とする。   That is, the microwave radiation device includes a plurality of microwave generation sources, a plurality of microwave waveguides arranged such that the start ends are connected to the microwave generation sources and the end ends are gathered at one point, A microwave radiator at a set point of a plurality of microwave waveguides, which collects microwaves emitted from the end of each microwave waveguide and discharges them to the external space. .

このような構成によれば、複数本のマイクロ波導波管の集合点にマイクロ波放射器を配置したことにより、各マイクロ波発生源から共通のマイクロ波放射器へ至る間におけるマイクロ波の反射・減衰が軽減され、結果として、マイクロ波放射器から十分な強度のマイクロ波放射出力を得ることが可能となった。   According to such a configuration, by arranging the microwave radiators at the collection point of the plurality of microwave waveguides, it is possible to reflect and reflect the microwaves between each microwave generation source and the common microwave radiator. Attenuation was reduced, and as a result, it was possible to obtain a sufficiently strong microwave radiation output from the microwave radiator.

このとき、マイクロ波放射器が、前面が外部空間へと開放され、かつ背面及び周側面が閉ざされたマイクロ波混合室を有するものであってもよい。このマイクロ波混合室の周側面壁には、各マイクロ波導波管の終端に相当するマイクロ波放出口が、相互対向を回避するように位置決めした上で開口形成されている。   At this time, the microwave radiator may have a microwave mixing chamber having a front surface opened to an external space and a back surface and a peripheral side surface closed. On the peripheral side wall of the microwave mixing chamber, a microwave discharge port corresponding to the end of each microwave waveguide is formed so as to be positioned so as to avoid mutual opposition.

このような構成によれば、各導波管の終端における反射を軽減しつつも、各終端から放出されるマイクロ波を同一の方向へと指向させることにより、比較的一様な強度分布を有するマイクロ波放射出力を得ることができる。   According to such a configuration, while reducing the reflection at the end of each waveguide, the microwaves emitted from each end are directed in the same direction, thereby having a relatively uniform intensity distribution. Microwave radiation output can be obtained.

また、マイクロ波混合室の背面壁の中央部には、周側面壁に開口された各マイクロ波放出口から放出されるマイクロ波の進行方向を外部空間側へと曲げるための反射体が存在してもよい。このような構成によれば、反射体の作用とも相まって、マイクロ波出力の指向性乃至強度分布の一様性を高めることができる。   In addition, there is a reflector at the center of the back wall of the microwave mixing chamber that bends the traveling direction of the microwaves emitted from the microwave outlets opened in the peripheral side wall toward the external space. May be. According to such a configuration, the directivity of the microwave output or the uniformity of the intensity distribution can be enhanced in combination with the action of the reflector.

また、マイクロ波混合室は正面視円形、背面壁面は平坦、かつ反射体は椀状体であってもよい。このような構成によれば、マイクロ波混合室は円周に沿って周側壁を有することとなるため、各導波管の終端から放出されるマイクロ波は周側壁面、背面壁面、反射体のいずれに対しても同一の条件で影響を受けることとなり、マイクロ波出力の指向性乃至強度分布の一様性を一層高めることができる。   Further, the microwave mixing chamber may be circular in front view, the back wall surface may be flat, and the reflector may be a bowl. According to such a configuration, the microwave mixing chamber has a peripheral side wall along the circumference, so that the microwaves emitted from the end of each waveguide are on the peripheral side wall surface, the back wall surface, and the reflector. Both are affected under the same conditions, and the directivity of microwave output and the uniformity of intensity distribution can be further improved.

また、三次元空間を構成する直交3軸をX軸、Y軸、Z軸としたとき、複数本のマイクロ波導波管の全て及びマイクロ波放射器は同一のXY平面上に配置されると共に、マイクロ波放射器から外部空間へ放出されるマイクロ波はZ軸方向へと放出されるものであってもよい。このような構成によれば、装置全体の薄型化が可能となり、様々な装置への組み込みが容易となる。   In addition, when the three orthogonal axes constituting the three-dimensional space are the X axis, the Y axis, and the Z axis, all of the plurality of microwave waveguides and the microwave radiators are arranged on the same XY plane, The microwave emitted from the microwave radiator to the external space may be emitted in the Z-axis direction. According to such a configuration, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus, and it is easy to incorporate it into various apparatuses.

本発明によれば、低コストに製作することができると共に、高放射出力を得ることが可能なマイクロ波放射装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a microwave radiation device that can be manufactured at a low cost and can obtain a high radiation output.

以下に、この発明に係るマイクロ波放射装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a microwave radiation device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本願のマイクロ波放射装置の基本構成が図1に示されている。同図において、MG1,MG2,MG3はマイクロ波発生源(例えばマグネトロンなど)、WG1,WG2,WG3は導波管、MHはマイクロ波放射器、MWはマイクロ波である。   The basic configuration of the microwave radiation device of the present application is shown in FIG. In the figure, MG1, MG2, and MG3 are microwave generation sources (eg, magnetrons), WG1, WG2, and WG3 are waveguides, MH is a microwave radiator, and MW is a microwave.

図から明らかなように、本発明のマイクロ波放射装置には、複数個のマイクロ波発生源MG1,MG2,MG3と、マイクロ波発生源に連結された複数本のマイクロ波導波管WG1,WG2,WG3と、マイクロ波放射器MHとが含まれている。ここでマイクロ波導波管WG1,WG2,WG3は、始端がマイクロ波発生源MG1,MG2,MG3に連結され、かつ終端が1点に集合するように配置されている。またマイクロ波放射器MHは、複数本のマイクロ波導波管WG1,WG2,WG3の集合点にあって、各マイクロ波導波管の終端から放出されるマイクロ波を集合しマイクロ波出力MWとして外部空間へと放出するものである。   As is apparent from the figure, the microwave radiation device of the present invention includes a plurality of microwave generation sources MG1, MG2, and MG3, and a plurality of microwave waveguides WG1, WG2, connected to the microwave generation sources. WG3 and microwave radiator MH are included. Here, the microwave waveguides WG1, WG2, and WG3 are arranged so that the start ends are connected to the microwave generation sources MG1, MG2, and MG3, and the ends are gathered at one point. Further, the microwave radiator MH is located at an aggregation point of a plurality of microwave waveguides WG1, WG2, and WG3, collects microwaves emitted from the end of each microwave waveguide, and forms a microwave output MW as an external space. To be released.

次に、マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その1)が図2に示されている。この例にあっては、マイクロ波放射器MHは、正面視正方形で導波管の厚み相当の奥行きを有する直方体状のマイクロ波混合室10を有する。   Next, a perspective view (No. 1) showing the microwave radiator and the peripheral structure is shown in FIG. In this example, the microwave radiator MH has a rectangular parallelepiped microwave mixing chamber 10 having a square shape in front view and a depth corresponding to the thickness of the waveguide.

このマイクロ波混合室10の背面側は背面壁10aにより閉ざされ、左側面側並びに下面側については、左側面壁10b、下面壁10cにより閉ざされている。一方、上面側及び右側面側については、第1の導波管WG1及び第2の導波管WG2の放出口に相当する上面開口10d及び右側面開口10eとされている。   The back side of the microwave mixing chamber 10 is closed by a back wall 10a, and the left side and the bottom side are closed by a left side wall 10b and a bottom wall 10c. On the other hand, the upper surface side and the right side surface side are an upper surface opening 10d and a right surface opening 10e corresponding to the emission ports of the first waveguide WG1 and the second waveguide WG2.

以上の構成によれば、2個のマイクロ波発生源MG1,MG2から生成されたマイクロ波MW1,MW2は、2本のマイクロ波導波管WG1,WG2のそれぞれにより案内されてマイクロ波混合室10へと導かれる。ここで、第1の導波管WG1のマイクロ波放出口並びに第2の導波管WG2のマイクロ波放出口からマイクロ波混合室10内へと放出されるマイクロ波は、背面壁10a並びに対向する左側面壁10b又は下面壁10cに案内されて、図中Z軸方向へと向きを変え、外部空間へと放出される。このとき、各導波管を戻る反射波はマイクロ波混合室10の構造に起因して低減される。   According to the above configuration, the microwaves MW1 and MW2 generated from the two microwave generation sources MG1 and MG2 are guided to the microwave mixing chamber 10 by the two microwave waveguides WG1 and WG2, respectively. It is guided. Here, the microwaves emitted from the microwave emission port of the first waveguide WG1 and the microwave emission port of the second waveguide WG2 into the microwave mixing chamber 10 face the back wall 10a. It is guided by the left side wall 10b or the lower wall 10c, changes its direction in the Z-axis direction in the figure, and is discharged into the external space. At this time, the reflected wave returning from each waveguide is reduced due to the structure of the microwave mixing chamber 10.

このときのマイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その1)が図3に示されている。同図において、縦軸は反射成分の割合、横軸は導入したマイクロ波の周波数、aは第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分、bは第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分、cは第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分、dは第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分である。なお、図においては、グラフが2本しかないように見えるが、aとd、bとcがそれぞれまったく同じ傾向を示した為に、線が重なったものである。   FIG. 3 shows a graph (No. 1) showing the ratio of the backflow of the microwave reflected wave at this time for each waveguide. In the figure, the vertical axis is the ratio of the reflection component, the horizontal axis is the frequency of the introduced microwave, a is the reflection component that is radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1, b Is a reflection component that enters the first waveguide WG1 after radiating from the second waveguide WG2, and c enters the second waveguide WG2 after radiating from the first waveguide WG1. The reflection component d is a reflection component that is radiated from the second waveguide WG2 and then returned to the second waveguide WG2. In the figure, although it seems that there are only two graphs, a and d, and b and c show exactly the same tendency, so the lines overlap.

すなわち、図のグラフから明らかなように、周波数2.45GHzのマイクロ波を導入した際に第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分aはおよそ0.18、第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分bはおよそ0.70、第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分cはおよそ0.70、第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分dはおよそ0.18となる。ここで、縦軸の数値の二乗が導入したマイクロ波に対する反射率(%)を意味している。このことからも明らかなように、このようなマイクロ波放射器の構造によれば、外部空間へとマイクロ波を効率よく放射することができる。   That is, as is apparent from the graph in the figure, when a microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced, the reflection component a radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1 is approximately 0.18, the reflection component b entering the first waveguide WG1 after being radiated from the second waveguide WG2 is about 0.70, the second after being radiated from the first waveguide WG1 The reflection component c that enters the waveguide WG2 is approximately 0.70, and the reflection component d that is radiated from the second waveguide WG2 and returns to the second waveguide WG2 is approximately 0.18. Here, the square of the numerical value on the vertical axis means the reflectance (%) for the introduced microwave. As is clear from this, according to such a structure of the microwave radiator, microwaves can be efficiently radiated to the external space.

次に、マイクロ波放射器及び周辺構造の他の例が図4に示されている。この例にあっては、マイクロ波放射器MHは、正面視円形で導波管の厚み相当の奥行きを有する椀状のマイクロ波混合室10を有する。   Next, another example of the microwave radiator and the peripheral structure is shown in FIG. In this example, the microwave radiator MH includes a bowl-shaped microwave mixing chamber 10 having a circular shape in front view and a depth corresponding to the thickness of the waveguide.

このマイクロ波混合室10の背面側は背面壁10aにより閉ざされ、左側面側から下面側にかけては、環状周壁10fにより閉ざされている。一方、上面側及び右側面側については、第1の導波管WG1及び第2の導波管WG2の放出口に相当する上面開口10g及び右側面開口10hとされている。   The back side of the microwave mixing chamber 10 is closed by a back wall 10a, and from the left side to the bottom side is closed by an annular peripheral wall 10f. On the other hand, the upper surface side and the right side surface side are an upper surface opening 10g and a right surface opening 10h corresponding to the emission ports of the first waveguide WG1 and the second waveguide WG2.

以上の構成によれば、2個のマイクロ波発生源MG1,MG2から生成されたマイクロ波MW1,MW2は、2本のマイクロ波導波管WG1,WG2のそれぞれにより案内されてマイクロ波混合室10へと導かれる。ここで、第1の導波管WG1のマイクロ波放出口並びに第2の導波管WG2のマイクロ波放出口からマイクロ波混合室10内へと放出されるマイクロ波は、背面壁10a並びに環状周壁10fに案内されて、図中Z軸方向へと向きを変え、外部空間へと放出される。このとき、各導波管を戻る反射波は、マイクロ波混合室10の構造に起因して低減される。   According to the above configuration, the microwaves MW1 and MW2 generated from the two microwave generation sources MG1 and MG2 are guided to the microwave mixing chamber 10 by the two microwave waveguides WG1 and WG2, respectively. It is guided. Here, the microwaves emitted from the microwave outlet of the first waveguide WG1 and the microwave outlet of the second waveguide WG2 into the microwave mixing chamber 10 are the back wall 10a and the annular peripheral wall. It is guided to 10f, changes its direction in the Z-axis direction in the figure, and is discharged into the external space. At this time, the reflected wave returning from each waveguide is reduced due to the structure of the microwave mixing chamber 10.

このときのマイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その2)が図5に示されている。同図において、縦軸は反射成分の割合、横軸は導入したマイクロ波の周波数、aは第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分、bは第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分、cは第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分、dは第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分である。なお、図においては、グラフが2本しかないように見えるが、aとd、bとcがそれぞれまったく同じ傾向を示した為に、線が重なったものである。   FIG. 5 shows a graph (part 2) showing the ratio of the backflow of the microwave reflected wave at this time for each waveguide. In the figure, the vertical axis is the ratio of the reflection component, the horizontal axis is the frequency of the introduced microwave, a is the reflection component that is radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1, b Is a reflection component that enters the first waveguide WG1 after radiating from the second waveguide WG2, and c enters the second waveguide WG2 after radiating from the first waveguide WG1. The reflection component d is a reflection component that is radiated from the second waveguide WG2 and then returned to the second waveguide WG2. In the figure, although it seems that there are only two graphs, a and d, and b and c show exactly the same tendency, so the lines overlap.

すなわち、図のグラフから明らかなように、周波数2.45GHzのマイクロ波を導入した際に第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分aはおよそ0.18、第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分bはおよそ0.08、第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分cはおよそ0.08、第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分dはおよそ0.18となる。ここで、縦軸の数値の二乗が導入したマイクロ波に対する反射率(%)を意味している。このことからも明らかなように、図4の構造によれば、図2の例よりも反射成分が少なく、より効率的に外部空間へとマイクロ波を放射することができる。   That is, as is apparent from the graph in the figure, when a microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced, the reflection component a radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1 is approximately 0.18, the reflection component b entering the first waveguide WG1 after being radiated from the second waveguide WG2 is about 0.08, the second after being radiated from the first waveguide WG1 The reflection component c that enters the waveguide WG2 is about 0.08, and the reflection component d that is radiated from the second waveguide WG2 and returns to the second waveguide WG2 is about 0.18. Here, the square of the numerical value on the vertical axis means the reflectance (%) for the introduced microwave. As is clear from this, according to the structure of FIG. 4, there are fewer reflection components than in the example of FIG.

次に、マイクロ波放射器及び周辺構造の更に他の例が図6に示されている。この例にあっては、マイクロ波放射器MHは、正面視円形で導波管の厚み相当の奥行きを有する椀状のマイクロ波混合室10を有する。   Next, still another example of the microwave radiator and the peripheral structure is shown in FIG. In this example, the microwave radiator MH includes a bowl-shaped microwave mixing chamber 10 having a circular shape in front view and a depth corresponding to the thickness of the waveguide.

このマイクロ波混合室10の背面側は背面壁10aにより閉ざされ、背面壁10aにはZ軸方向に盛り上がった半球状の椀状反射体10iが設けられている。また、背面壁10aの左側面側から下面側にかけては、環状周壁10fにより閉ざされている。一方、上面側及び右側面側については、第1の導波管WG1及び第2の導波管WG2の放出口に相当する上面開口10g及び右側面開口10hとされている。   The back side of the microwave mixing chamber 10 is closed by a back wall 10a, and a hemispherical bowl-shaped reflector 10i raised in the Z-axis direction is provided on the back wall 10a. Further, the rear wall 10a is closed by the annular peripheral wall 10f from the left side surface to the lower surface side. On the other hand, the upper surface side and the right side surface side are an upper surface opening 10g and a right surface opening 10h corresponding to the emission ports of the first waveguide WG1 and the second waveguide WG2.

以上の構成によれば、2個のマイクロ波発生源から生成されたマイクロ波MW1,MW2は、2本のマイクロ波導波管WG1,WG2のそれぞれにより案内されてマイクロ波混合室10へと導かれる。ここで、第1の導波管WG1のマイクロ波放出口並びに第2の導波管WG2のマイクロ波放出口からマイクロ波混合室10内へと放出されるマイクロ波は、背面壁10a及び背面壁10aに設けられた椀状反射体10i、及び環状周壁10fに案内されて、図中Z軸方向へと向きを変え、外部空間へと放出される。このとき、各導波管を戻る反射波は、マイクロ波混合室10の構造に起因して低減される。   According to the above configuration, the microwaves MW1 and MW2 generated from the two microwave generation sources are guided to the microwave mixing chamber 10 by being guided by the two microwave waveguides WG1 and WG2, respectively. . Here, the microwaves emitted from the microwave emission port of the first waveguide WG1 and the microwave emission port of the second waveguide WG2 into the microwave mixing chamber 10 are the back wall 10a and the back wall. It is guided by the bowl-shaped reflector 10i provided in 10a and the annular peripheral wall 10f, changes its direction in the Z-axis direction in the figure, and is emitted to the external space. At this time, the reflected wave returning from each waveguide is reduced due to the structure of the microwave mixing chamber 10.

このときのマイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その3)が図7に示されている。同図において、縦軸は反射成分の割合、横軸は導入したマイクロ波の周波数、aは第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分、bは第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分、cは第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分、dは第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分である。なお、図においてはグラフが2本しかないように見えるが、aとd、bとcがそれぞれまったく同じ傾向を示した為に、線が重なったものである。   FIG. 7 shows a graph (No. 3) showing the ratio of the backflow of the microwave reflected wave at this time for each waveguide. In the figure, the vertical axis is the ratio of the reflection component, the horizontal axis is the frequency of the introduced microwave, a is the reflection component that is radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1, b Is a reflection component that enters the first waveguide WG1 after radiating from the second waveguide WG2, and c enters the second waveguide WG2 after radiating from the first waveguide WG1. The reflection component d is a reflection component that is radiated from the second waveguide WG2 and then returned to the second waveguide WG2. In the figure, it seems that there are only two graphs, but a and d and b and c show exactly the same tendency, so the lines overlap.

すなわち、図のグラフから明らかなように、周波数2.45GHzのマイクロ波を導入した際に第1の導波管WG1から放射されたのち第1の導波管WG1に戻される反射成分aはおよそ0.02、第2の導波管WG2から放射されたのち第1の導波管WG1へ侵入する反射成分bはおよそ0.05、第1の導波管WG1から放射されたのち第2の導波管WG2へ侵入する反射成分cはおよそ0.05、第2の導波管WG2から放射されたのち第2の導波管WG2に戻される反射成分dはおよそ0.02となる。ここで、縦軸の数値の二乗が導入したマイクロ波に対する反射率(%)を意味している。このことからも明らかなように、図6の構造によれば、図2,4の例よりも反射成分が少なく、より効率的に外部空間へとマイクロ波を放射することができる。   That is, as is apparent from the graph in the figure, when a microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced, the reflection component a radiated from the first waveguide WG1 and then returned to the first waveguide WG1 is approximately 0.02, the reflection component b entering the first waveguide WG1 after being radiated from the second waveguide WG2 is about 0.05, and the second after being radiated from the first waveguide WG1 The reflection component c that enters the waveguide WG2 is approximately 0.05, and the reflection component d that is radiated from the second waveguide WG2 and returns to the second waveguide WG2 is approximately 0.02. Here, the square of the numerical value on the vertical axis means the reflectance (%) for the introduced microwave. As is clear from this, according to the structure of FIG. 6, there are fewer reflection components than in the examples of FIGS. 2 and 4, and microwaves can be radiated more efficiently to the external space.

次に、マイクロ波放射器及び周辺構造の更に他の例が図8に示されている。この例にあっては、マイクロ波放射器MHは、正面視円形で導波管の厚み相当の奥行きを有する椀状のマイクロ波混合室10を有する。   Next, still another example of the microwave radiator and the peripheral structure is shown in FIG. In this example, the microwave radiator MH includes a bowl-shaped microwave mixing chamber 10 having a circular shape in front view and a depth corresponding to the thickness of the waveguide.

このマイクロ波混合室10の背面側は背面壁10aにより閉ざされ、背面壁10aにはZ軸方向に盛り上がった半球状の椀状反射体10iが設けられている。また、背面壁10aの左側面側から右側面側にかけては、環状周壁10fにより閉ざされている。一方、左上面側、上面側、右上面側については、第1の導波管WG1、第2の導波管WG2、第3の導波管WG3の放出口に相当する左上開口10k、上部開口10j、右上開口10lとされている。   The back side of the microwave mixing chamber 10 is closed by a back wall 10a, and a hemispherical bowl-shaped reflector 10i raised in the Z-axis direction is provided on the back wall 10a. The rear wall 10a is closed by the annular peripheral wall 10f from the left side to the right side. On the other hand, for the left upper surface side, upper surface side, and right upper surface side, the upper left opening 10k corresponding to the emission port of the first waveguide WG1, the second waveguide WG2, and the third waveguide WG3, the upper opening 10j and upper right opening 10l.

以上の構成によれば、3個のマイクロ波発生源から生成されたマイクロ波MW1,MW2,MW3は、3本のマイクロ波導波管WG1,WG2,WG3のそれぞれにより案内されてマイクロ波混合室10へと導かれる。ここで、第1の導波管WG1のマイクロ波放出口10k、第2の導波管WG2のマイクロ波放出口10j、第3の導波管WG3のマイクロ波放出口10lからマイクロ波混合室10内へと放出されるマイクロ波は、背面壁10a及び背面壁10aに設けられた椀状放射対10i、及び環状周壁10fに案内されて、図中Z軸方向へと向きを変え、外部空間へと放出される。このとき、各導波管を戻る反射波は、マイクロ波混合室10の構造に起因して低減される。   According to the above configuration, the microwaves MW1, MW2, and MW3 generated from the three microwave generation sources are guided by the three microwave waveguides WG1, WG2, and WG3, respectively, and are mixed in the microwave mixing chamber 10. Led to. Here, the microwave mixing chamber 10 through the microwave emission port 10k of the first waveguide WG1, the microwave emission port 10j of the second waveguide WG2, and the microwave emission port 10l of the third waveguide WG3. Microwaves emitted inwardly are guided by the back wall 10a, the saddle-shaped radiant pair 10i provided on the back wall 10a, and the annular peripheral wall 10f, and turn in the Z-axis direction in the figure to the external space. And released. At this time, the reflected wave returning from each waveguide is reduced due to the structure of the microwave mixing chamber 10.

次に、マイクロ波放射器及び周辺構造の更に他の例が図9に示されている。この例にあっては、マイクロ波放射器MHは、正面視円形で導波管の厚み相当の奥行きを有する椀状のマイクロ波混合室10を有する。   Next, still another example of the microwave radiator and the peripheral structure is shown in FIG. In this example, the microwave radiator MH includes a bowl-shaped microwave mixing chamber 10 having a circular shape in front view and a depth corresponding to the thickness of the waveguide.

このマイクロ波混合室10の背面側は背面壁10aにより閉ざされ、背面壁10aにはZ軸方向に盛り上がった半球状の椀状反射体10iが設けられている。また、背面壁10aの縁に沿って設けられた環状周壁10fにより後述の各開口部以外の側面部は閉ざされている。一方、左上面側、上面側、右上面側、左下面側、右下面側の側面については、それぞれ第1の導波管WG1、第2の導波管WG2、第3の導波管WG3、第4の導波管WG4、第5の導波管WG5の放出口に相当する左上開口10k、上部開口10j、右上開口10l、左下開口10m、右下開口10nとされている。   The back side of the microwave mixing chamber 10 is closed by a back wall 10a, and a hemispherical bowl-shaped reflector 10i raised in the Z-axis direction is provided on the back wall 10a. Further, side portions other than the openings described later are closed by an annular peripheral wall 10f provided along the edge of the back wall 10a. On the other hand, for the left upper surface side, upper surface side, right upper surface side, left lower surface side, and right lower surface side, the first waveguide WG1, the second waveguide WG2, the third waveguide WG3, The upper left opening 10k, the upper opening 10j, the upper right opening 10l, the lower left opening 10m, and the lower right opening 10n corresponding to the emission openings of the fourth waveguide WG4 and the fifth waveguide WG5.

以上の構成によれば、5個のマイクロ波発生源から生成されたマイクロ波MW1,MW2,MW3,MW4,MW5は、5本のマイクロ波導波管WG1,WG2,WG3,WG4,WG5のそれぞれにより案内されてマイクロ波混合室10へと導かれる。ここで、第1の導波管WG1のマイクロ波放出口10k、第2の導波管WG2のマイクロ波放出口10j、第3の導波管WG3のマイクロ波放出口10l、第4の導波管WG4のマイクロ波放出口10m、第5の導波管WG5のマイクロ波放出口10nからマイクロ波混合室10内へと放出されるマイクロ波は、背面壁10a及び背面壁10aに設けられた椀状放射対10i、及び環状周壁10fに案内されて、図中Z軸方向へと向きを変え、外部空間へと放出される。このとき、各導波管を戻る反射波は、マイクロ波混合室10の構造に起因して低減される。   According to the above configuration, the microwaves MW1, MW2, MW3, MW4, and MW5 generated from the five microwave generation sources are respectively generated by the five microwave waveguides WG1, WG2, WG3, WG4, and WG5. Guided to the microwave mixing chamber 10. Here, the microwave emission port 10k of the first waveguide WG1, the microwave emission port 10j of the second waveguide WG2, the microwave emission port 101 of the third waveguide WG3, and the fourth waveguide. The microwaves emitted from the microwave outlet 10m of the tube WG4 and the microwave outlet 10n of the fifth waveguide WG5 into the microwave mixing chamber 10 are provided on the back wall 10a and the back wall 10a. Guided by the radial radiation pair 10i and the annular peripheral wall 10f, the direction is changed in the Z-axis direction in the figure, and the gas is discharged into the external space. At this time, the reflected wave returning from each waveguide is reduced due to the structure of the microwave mixing chamber 10.

次に、本願のマイクロ波放射装置の製作例(背面図)が図10に示されている。図10に示された例は図6の構造例の背面にあたり、同図において、MG1,M2はマイクロ波発生源、WG1,WG2はマイクロ波導波管、MHはマイクロ波放射器、10aは背面壁、10fは環状周壁、10iは椀状反射体である。   Next, a manufacturing example (rear view) of the microwave radiation device of the present application is shown in FIG. The example shown in FIG. 10 corresponds to the rear surface of the structure example of FIG. 6. In FIG. 10, MG1 and M2 are microwave generation sources, WG1 and WG2 are microwave waveguides, MH is a microwave radiator, and 10a is a rear wall. 10f is an annular peripheral wall, and 10i is a bowl-shaped reflector.

マイクロ波発生源MG1,MG2で発生したマイクロ波は、それぞれマイクロ波導波管WG1,WG2を通りマイクロ波放射器MHに導かれ、図の背面方向の外部空間へと放出されるものである。   The microwaves generated by the microwave generation sources MG1 and MG2 are guided to the microwave radiator MH through the microwave waveguides WG1 and WG2, respectively, and are emitted to the external space in the back direction of the drawing.

本発明によれば、低コストに製作することができると共に、高放射出力を得ることが可能なマイクロ波放射装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a microwave radiation device that can be manufactured at a low cost and can obtain a high radiation output.

本願のマイクロ波放射装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the microwave radiation apparatus of this application. マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その1)である。It is a perspective view (the 1) which shows a microwave radiator and peripheral structure. マイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その1)である。It is the graph (the 1) which shows the ratio which the microwave reflected wave flows backward for every waveguide. マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その2)である。It is a perspective view (the 2) which shows a microwave radiator and peripheral structure. マイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その2)である。It is the graph (the 2) which shows the ratio which the microwave reflected wave flows backward for every waveguide. マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その3)である。It is a perspective view (the 3) which shows a microwave radiator and peripheral structure. マイクロ波反射波の逆流する割合を導波管別に示すグラフ(その3)である。It is the graph (the 3) which shows the ratio which the microwave reflected wave flows backward for every waveguide. マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その4)である。It is a perspective view (the 4) which shows a microwave radiator and peripheral structure. マイクロ波放射器及び周辺構造を示す斜視図(その5)である。It is a perspective view (the 5) which shows a microwave radiator and peripheral structure. 本発明装置の製作例を示す図(背面図)である。It is a figure (rear view) which shows the manufacture example of this invention apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

MG1〜5 マイクロ波発生源
WG1〜5 導波管
MH マイクロ波放射器
MW マイクロ波出力
MW1〜5 マイクロ波入力
10 マイクロ波混合室
10a 背面壁
10b 左側面壁
10c 下面壁
10f 環状周壁
10i 椀状反射体
10d,10e,10g,10h,10k,10j,10l,10m,10n 開口部
MG1-5 Microwave generation source WG1-5 Waveguide MH Microwave radiator MW Microwave output MW1-5 Microwave input 10 Microwave mixing chamber 10a Back wall 10b Left side wall 10c Bottom wall 10f Annular peripheral wall 10i Spiral reflector 10d, 10e, 10g, 10h, 10k, 10j, 10l, 10m, 10n opening

Claims (5)

複数個のマイクロ波発生源と、
始端がマイクロ波発生源に連結され、かつ終端が1点に集合するように配置された複数本のマイクロ波導波管と、
複数本のマイクロ波導波管の集合点にあって、各マイクロ波導波管の終端から放出されるマイクロ波を集合して外部空間へと放出するマイクロ波放射器とを具備する、ことを特徴とするマイクロ波放射装置。
A plurality of microwave sources;
A plurality of microwave waveguides arranged such that a start end is connected to a microwave generation source and a termination is gathered at one point;
A microwave radiator at a set point of a plurality of microwave waveguides, which collects microwaves emitted from the end of each microwave waveguide and discharges them to the external space; A microwave radiation device.
マイクロ波放射器が、
前面が外部空間へと開放され、かつ背面及び周側面が閉ざされたマイクロ波混合室を有すると共に、
このマイクロ波混合室の周側面壁には、各マイクロ波導波管の終端に相当するマイクロ波放出口が、相互対向を回避するように位置決めした上で開口形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波放射装置。
Microwave radiator
A microwave mixing chamber having a front surface opened to an external space and a back surface and a peripheral side surface closed,
A microwave discharge port corresponding to the end of each microwave waveguide is formed in the peripheral side wall of the microwave mixing chamber so as to be positioned so as to avoid mutual opposition, and is formed. The microwave radiation device according to claim 1.
マイクロ波混合室の背面壁の中央部には、周側面壁に開口された各マイクロ波放出口から放出されるマイクロ波の進行方向を外部空間側へと曲げるための反射体が存在する、ことを特徴とする請求項2に記載のマイクロ波放射装置。   In the center of the back wall of the microwave mixing chamber, there is a reflector that bends the traveling direction of the microwaves emitted from the microwave outlets opened in the peripheral side wall to the external space side. The microwave radiation device according to claim 2. マイクロ波混合室は正面視円形、背面壁面は平坦、かつ反射体は椀状体である、ことを特徴とする請求項3に記載のマイクロ波放射装置。   The microwave radiation device according to claim 3, wherein the microwave mixing chamber is circular in front view, the back wall surface is flat, and the reflector is a bowl-shaped body. 三次元空間を構成する直交3軸をX軸、Y軸、Z軸としたとき、複数本のマイクロ波導波管の全て及びマイクロ波放射器は同一のXY平面上に配置されると共に、マイクロ波放射器から外部空間へ放出されるマイクロ波はZ軸方向へと放出される、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波放射装置。   When the three orthogonal axes constituting the three-dimensional space are the X-axis, Y-axis, and Z-axis, all of the plurality of microwave waveguides and the microwave radiator are arranged on the same XY plane, and the microwave The microwave radiation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the microwave emitted from the radiator to the external space is emitted in the Z-axis direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010090120A3 (en) * 2009-02-09 2010-09-30 株式会社サタケ Microwave heating device
CN103108425A (en) * 2013-02-10 2013-05-15 中南林业科技大学 Cylindrical three-mouth feeding-in resonant cavity for timber microwave preprocessing
KR20140109608A (en) * 2013-03-06 2014-09-16 엘지전자 주식회사 A cooking apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010090120A3 (en) * 2009-02-09 2010-09-30 株式会社サタケ Microwave heating device
CN103108425A (en) * 2013-02-10 2013-05-15 中南林业科技大学 Cylindrical three-mouth feeding-in resonant cavity for timber microwave preprocessing
CN103108425B (en) * 2013-02-10 2015-07-08 中南林业科技大学 Cylindrical three-mouth feeding-in resonant cavity for timber microwave preprocessing
KR20140109608A (en) * 2013-03-06 2014-09-16 엘지전자 주식회사 A cooking apparatus
KR102037380B1 (en) * 2013-03-06 2019-10-28 엘지전자 주식회사 A cooking apparatus

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