JP3331279B2 - High frequency heating equipment - Google Patents

High frequency heating equipment

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JP3331279B2
JP3331279B2 JP20191995A JP20191995A JP3331279B2 JP 3331279 B2 JP3331279 B2 JP 3331279B2 JP 20191995 A JP20191995 A JP 20191995A JP 20191995 A JP20191995 A JP 20191995A JP 3331279 B2 JP3331279 B2 JP 3331279B2
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matching element
rectangular waveguide
heating chamber
magnetron
variable matching
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哲男 窪田
達志 荒井
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株式会社日立ホームテック
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は矩形導波管壁に取り付け
られた方向性結合器の検出信号に基づいてマグネトロン
と加熱室とのインピーダンス整合を調節するようにした
高周波加熱装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency heating apparatus for adjusting impedance matching between a magnetron and a heating chamber based on a detection signal of a directional coupler mounted on a rectangular waveguide wall. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の高周波加熱装置として、
例えば特開昭57−23494号公報の発明のように、
マグネトロンと加熱室を接続する矩形導波管の内壁の一
部に、伝送されるマイクロ波の管内波長の1/4の間隔
でかつマイクロ波の進行方向に沿って3本のインピーダ
ンス調整棒を設置し、加熱室内に設置された食品毎にマ
グネトロンの動作点がリーケ線図上の最大パワー領域に
近づくよう、駆動装置を用いてそれらインピーダンス調
整棒の管内突き出し量を制御するとともに、食品ごとの
突き出し量を記憶しておき、その記憶内容を食品の種類
に応じて呼び出して用いることにより、加熱動作が最高
の効率で行われるようにしたものが提案されている。
2. Description of the Related Art As a conventional high-frequency heating apparatus of this type,
For example, as in the invention of JP-A-57-23494,
Three impedance adjusting rods are installed at a part of the inner wall of the rectangular waveguide connecting the magnetron and the heating chamber, at intervals of 1/4 of the guide wavelength of the transmitted microwave and along the traveling direction of the microwave. Then, using a driving device, the amount of protrusion of the impedance adjustment rods in the tube is controlled using a driving device so that the operating point of the magnetron approaches the maximum power region on the Rieke diagram for each food item installed in the heating chamber, and each food item is ejected. There has been proposed a method in which a heating operation is performed with the highest efficiency by storing an amount and recalling and using the stored content according to the type of food.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述従来例において
は、整合素子である3本のインピーダンス調整棒を管内
波長の1/4の間隔で矩形導波管内に配置しなければな
らないため、そしてさらに3本のインピーダンス調整棒
毎に駆動装置を必要とするため、構造が複雑になってし
まうという問題点があった。また、調整棒が矩形導波管
壁を貫通する部分には漏洩電波対策を施さなければなら
ないため、構造がますます大形化してしまって、電子レ
ンジのような小形化の要求の強い高周波加熱装置に対し
ては適用しにくいという問題があった。加えて、信頼性
の低下や、大幅なコストアップが避けられないという問
題もあった。
In the above-mentioned prior art, three impedance adjusting rods as matching elements must be arranged in a rectangular waveguide at an interval of 1/4 of the guide wavelength. Since a driving device is required for each impedance adjusting rod, there is a problem that the structure becomes complicated. In addition, since it is necessary to take measures against leaked radio waves at the part where the adjustment rod penetrates the rectangular waveguide wall, the structure becomes larger and larger, and high-frequency heating, which is required to be smaller, such as a microwave oven, is required. There is a problem that it is difficult to apply to an apparatus. In addition, there is a problem that a reduction in reliability and a significant increase in cost cannot be avoided.

【0004】そのほか、上述の従来例においては、個々
のインピーダンス調整棒を駆動制御して高周波加熱装置
としての整合をとるため、時間がかかり過ぎてしまい、
電子レンジのように短時間のうちに加熱を完了させなけ
ればならない民生用の機器においては実用的でないとい
う問題点があった。
[0004] In addition, in the above-described conventional example, it takes too much time to drive and control the individual impedance adjusting rods to achieve matching as a high-frequency heating device.
There is a problem in that it is not practical for a consumer appliance that requires heating to be completed within a short time, such as a microwave oven.

【0005】また、インピーダンス調整棒はあらかじめ
記憶された動作以外の動きをしないために、形状の異な
るしかも誘電特性の異なる種々の食品に対して恒に最適
のインピーダンス整合を取ることが難しいばかりか、加
熱中に変化するインピーダンス動作点のズレに対しても
対応することができないという致命的な欠点を有してい
る。
In addition, since the impedance adjusting rod does not move other than the operation stored in advance, it is difficult not only to constantly obtain the optimum impedance matching for various foods having different shapes and different dielectric properties. It has a fatal disadvantage that it cannot cope with deviation of the impedance operating point that changes during heating.

【0006】[0006]

【問題を解決するための手段】本発明は上述の問題を解
決するためになされたものであり、食品を収納する加熱
室と、この加熱室の外部においてマイクロ波を発振する
マグネトロンと、一側にてこのマグネトロンと接続する
とともに他側にて加熱室と接続してマグネトロンと加熱
室とを接続する矩形導波管と、マグネトロンを駆動する
高周波電源装置と、矩形導波管の一壁であってマグネト
ロンとの接続部と加熱室との接続部の間に取り付けられ
て矩形導波管内に伝送されるマイクロ波電力の入射およ
び反射の各方向成分を検出するとともにそれらの検出信
号を出力する方向性結合器と、矩形導波管の一壁の内側
の方向性結合器の取り付けられた位置より加熱室側であ
りかつ電波進行方向の中心線上に取り付けられた導電材
料製の固定整合素子と、矩形導波管の一壁の内側の固定
整合素子の取り付けられた位置より加熱室側でありかつ
電波進行方向の中心線から偏倚した位置に回転自在に貫
通して取り付けられた低誘電体損失材料からなる可変整
合素子支持軸と、矩形導波管内にてこの可変整合素子支
持軸に取り付けられて回転駆動される導電材料製の可変
整合素子と、矩形導波管外にて前記可変整合素子支持軸
を所定の行程について回転駆動するとともにその駆動行
程中の予め定められた複数の回転駆動位置に関する情報
を出力する回転駆動装置と、そして高周波電源装置を作
動させてマグネトロンの発振を開始させたときに回転駆
動装置を作動させて可変整合素子支持軸を回転駆動する
とともにその駆動行程中の予め定められた複数の回転駆
動位置毎の方向性結合器の検出信号を取り込んで記憶す
るほかそれら記憶された検出信号群の中から回転駆動装
置の最適整合位置を決定するために検出信号群の中の特
定の検出信号を見出してその検出信号の検出された回転
駆動位置へ可変整合素子支持軸を回転駆動した後最適整
合位置を中心にその前後の所定の回転角度の範囲内で可
変整合素子支持軸を回転駆動するよう回転駆動装置を制
御する制御装置とで高周波加熱装置を構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a heating chamber for storing foods, a magnetron for oscillating microwaves outside the heating chamber, and one side. A rectangular waveguide connected to the magnetron and connected to the heating chamber on the other side to connect the magnetron and the heating chamber, a high-frequency power supply for driving the magnetron, and one wall of the rectangular waveguide. Direction between the connection to the magnetron and the connection to the heating chamber to detect the incident and reflected directional components of microwave power transmitted in the rectangular waveguide and output their detection signals And a fixed matching element made of a conductive material, which is mounted on the heating chamber side of the position where the directional coupler is mounted inside one wall of the rectangular waveguide and on the center line in the radio wave traveling direction. And a low-dielectric material rotatably penetratingly mounted at a position closer to the heating chamber than the position where the fixed matching element is mounted inside one wall of the rectangular waveguide and offset from the center line in the radio wave traveling direction. A variable matching element supporting shaft made of a lossy material, a variable matching element made of a conductive material attached to the variable matching element supporting shaft in a rectangular waveguide and driven to rotate, and the variable matching outside the rectangular waveguide; A rotation driving device that rotationally drives the element support shaft for a predetermined stroke and outputs information on a plurality of predetermined rotation driving positions during the driving stroke, and starts a magnetron oscillation by operating a high-frequency power supply device When the rotational driving device is operated, the variable matching element support shaft is rotationally driven, and the detection signal of the directional coupler for each of a plurality of predetermined rotational driving positions during the driving process. In addition to capturing and storing, in order to determine the optimum matching position of the rotary drive from the stored detection signal group, a specific detection signal in the detection signal group is found, and the detected rotary drive position of the detection signal High-frequency heating with a controller that controls the rotation drive device to rotate and drive the variable matching element support shaft within a predetermined rotation angle before and after the optimum matching position after rotating the variable matching element support shaft The device was configured.

【0007】また、方向性結合器から見た可変整合素子
と固定整合素子の取り付け順序を、上述の順序と入れ替
えて構成した。
Further, the order of mounting the variable matching element and the fixed matching element as viewed from the directional coupler is changed from the above-described order.

【0008】加えて、いずれの場合にも、固定整合素子
の中心から可変整合素子の中心までの距離を管内波長の
およそ1/4だけ離すようにした。
In addition, in each case, the distance from the center of the fixed matching element to the center of the variable matching element is set to be approximately 1 / of the guide wavelength.

【0009】[0009]

【作用】高周波電源装置を作動させてマグネトロンの発
振を開始させると、制御装置は回転駆動装置を制御して
可変整合素子支持軸を所定の行程について回転移動させ
るとともに、その駆動行程中の予め定められた複数の駆
動位置における方向性結合器の出力信号を取り込み、そ
れらを記憶する。制御装置はそれら記憶された信号群中
からマグネトロンと加熱室が最良の結合状態であると判
断される検出信号つまりインピーダンス整合の取れてい
ると判断される検出信号を一つ見出し、その検出信号の
検出された駆動位置を確認してその位置へ駆動装置を駆
動する。そしてその最適位置を中心にその前後の所定の
回転角度の範囲内で可変整合素子支持軸を回転駆動す
る。
When the high-frequency power supply device is operated to start the oscillation of the magnetron, the control device controls the rotary driving device to rotate the variable matching element support shaft for a predetermined stroke, and to perform a predetermined rotation during the driving stroke. The output signals of the directional coupler at the plurality of drive positions are captured and stored. The control device finds one detection signal from the stored signal group that determines that the magnetron and the heating chamber are in the best coupling state, that is, a detection signal that is determined to have impedance matching. After confirming the detected drive position, the drive device is driven to that position. Then, the variable matching element support shaft is rotationally driven within the range of a predetermined rotation angle before and after the optimum position.

【0010】本発明にあっては、可変整合素子が矩形導
波管壁の電波進行方向の中心線から偏倚した位置に取り
付けられているので、可変整合素子支持軸を回転させた
ときのスタブは、矩形導波管内中央部の比較的電界強度
の大きい領域内を比較的大きい回転角度に亘って、すな
わち比較的長い距離に亘って、移動することとなるの
で、スタブの移動に基づくマグネトロンと加熱室の結合
度の変化に対して大きな影響を与えることになる。さら
に、可変整合素子支持軸の設けられた矩形導波管壁の可
変整合素子支持軸と方向性結合器の間の電波進行方向の
中心線上に固定整合素子を設けているので、可変整合素
子とともにダブルスタブチューナとして作用し、より広
い範囲すなわち広範な食品に対して優れた整合の実現に
寄与する。
In the present invention, since the variable matching element is mounted at a position deviated from the center line of the rectangular waveguide wall in the radio wave traveling direction, the stub when rotating the variable matching element support shaft is formed. Since the stub moves over a relatively large rotation angle, that is, over a relatively long distance, in a relatively large electric field strength region in the central portion of the rectangular waveguide, the magnetron and the heating based on the movement of the stub are used. This will have a significant effect on changes in chamber coupling. Furthermore, since the fixed matching element is provided on the center line in the direction of radio wave propagation between the directional coupler and the variable matching element support axis of the rectangular waveguide wall provided with the variable matching element support axis, Acts as a double stub tuner and contributes to achieving better matching over a wider range, ie, a wider range of foods.

【0011】また、可変整合素子と固定整合素子がとも
にマグネトロンからみて負荷側に設けられているととも
に、方向性結合器はマグネトロンと可変整合素子ないし
固定整合素子との間の入射、反射各電力成分を検出する
ので、能率のよい入射、反射電力の測定とインピーダン
ス整合が行われる。
In addition, both the variable matching element and the fixed matching element are provided on the load side as viewed from the magnetron, and the directional coupler includes an incident and reflected power component between the magnetron and the variable matching element or the fixed matching element. Is detected, efficient measurement of incident and reflected powers and impedance matching are performed.

【0012】方向性結合器の位置から加熱室を見たとき
の可変整合素子と固定整合素子の取り付け順序が入れ替
わった場合も、可変整合素子と固定整合素子の作用は概
ね同様である。
When the order of mounting the variable matching element and the fixed matching element when the heating chamber is viewed from the position of the directional coupler is changed, the functions of the variable matching element and the fixed matching element are almost the same.

【0013】また、可変整合素子と固定整合素子の距離
が、管内波長のおよそ1/4だけ離れているので、両者
はマグネトロンと加熱室の結合に対して相互に補い合う
形で影響し、より優れた整合状態の実現に寄与する。
[0013] Further, since the distance between the variable matching element and the fixed matching element is apart from each other by about 1/4 of the guide wavelength, they both influence the coupling between the magnetron and the heating chamber in a mutually complementary manner. It contributes to the realization of a matched state.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一実施例を図1から図5を用いて説
明する。1は金属製の加熱室で、2はこの加熱室1の側
壁に開設された高周波給電口である。3はマグネトロン
であり、4はこのマグネトロン3を駆動する高周波電源
装置、5は一側にてマグネトロン3と接続するとともに
他側にて加熱室1と接続することによりマグネトロン3
で発生した高周波電力を加熱室1の高周波給電口2へ伝
送してマグネトロン3と加熱室1とを接続する矩形の矩
形導波管である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Reference numeral 1 denotes a metal heating chamber, and reference numeral 2 denotes a high-frequency power supply port provided on a side wall of the heating chamber 1. Numeral 3 is a magnetron, 4 is a high-frequency power supply for driving the magnetron 3, 5 is connected to the magnetron 3 on one side and connected to the heating chamber 1 on the other side.
Is a rectangular waveguide that connects the magnetron 3 and the heating chamber 1 by transmitting the high-frequency power generated in the above to the high-frequency power supply port 2 of the heating chamber 1.

【0015】6は方向性結合器で、両面プリント配線基
板から成るものであり、矩形導波管5の長辺のほぼ中央
つまりマグネトロン3の接続部と加熱室1の接続部の中
間部において、マグネトロンから発振されて加熱室1へ
向かう高周波電力と加熱室から反射して戻ってくる高周
波電力の両方にさらされるように取り付けられたもので
ある。7は矩形導波管5内のマイクロ波をループ結合方
式により検出する導体ループ部であり、8はこの導体ル
ープ部7で結合したマイクロ波電力に関する信号を伝送
するマイクロストリップ線路で、このうち8aは矩形導
波管5を伝送するマイクロ波電力の中の入射電力に関す
る信号を伝送するマイクロストリップ線路、8bは同じ
く反射電力に関する信号を伝送するマイクロストリップ
線路である。9はこのマイクロストリップ線路8(8
a、8b)に伝送されるマイクロ波を受信して検波しか
つ平滑する処理回路である。
Reference numeral 6 denotes a directional coupler, which is formed of a double-sided printed circuit board. The directional coupler is provided at substantially the center of the long side of the rectangular waveguide 5, that is, at the intermediate portion between the connection portion of the magnetron 3 and the connection portion of the heating chamber 1. It is mounted so as to be exposed to both high-frequency power oscillated from the magnetron toward the heating chamber 1 and high-frequency power reflected from the heating chamber and returned. Reference numeral 7 denotes a conductor loop for detecting microwaves in the rectangular waveguide 5 by a loop coupling method, and reference numeral 8 denotes a microstrip line for transmitting a signal related to microwave power coupled by the conductor loop 7, and 8a of these lines. Is a microstrip line for transmitting a signal relating to incident power in microwave power transmitted through the rectangular waveguide 5, and 8b is a microstrip line for transmitting a signal relating to reflected power. 9 is the microstrip line 8 (8
a, 8b) is a processing circuit for receiving, detecting, and smoothing the microwave transmitted to 8b).

【0016】10は矩形導波管5内天井壁の電波進行方
向の中心線上に取り付けられた固定整合素子である。
Reference numeral 10 denotes a fixed matching element mounted on the center line of the ceiling wall in the rectangular waveguide 5 in the direction of radio wave propagation.

【0017】11は矩形導波管5天井壁の電波進行方向
の中心線から偏倚した位置にて回転自在に貫通して取り
付けられた低誘電体損失材料(セラミックス)製の可変
整合素子支持軸で、12はこの可変整合素子支持軸11
の下端に取り付けられた可変整合素子である。13はこ
の可変整合素子12を構成する導電材料製の円板ベース
であり、外径寸法Wを矩形導波管5内に伝送されるマイ
クロ波の管内波長のほぼ1/4にして可変整合素子支持
軸11に同心状に取り付けられたものである。14は円
板ベース13の回転中心から外れた偏倚部位に突き出し
て設けられた導電材料製のスタブである。
Numeral 11 denotes a variable matching element support shaft made of a low dielectric loss material (ceramic) which is rotatably penetrated and mounted at a position deviated from the center line of the ceiling wall of the rectangular waveguide 5 in the radio wave propagation direction. , 12 are the variable matching element support shafts 11
Is a variable matching element attached to the lower end. Numeral 13 denotes a disk base made of a conductive material constituting the variable matching element 12, and the variable matching element 13 has an outer diameter W which is set to approximately 1 / of the guide wavelength of the microwave transmitted into the rectangular waveguide 5. It is attached to the support shaft 11 concentrically. Reference numeral 14 denotes a stub made of a conductive material, which is provided to protrude at a position deviated from the center of rotation of the disk base 13.

【0018】15は可変整合素子支持軸11を回転駆動
して回転角度を制御するステッピングモータ等の回転駆
動装置であり、16は方向性結合器6、回転駆動装置1
5および高周波電源装置4に接続した制御装置で、マイ
クロコンピュータで構成されたものである。そして、1
7は食品、18はその受皿である。
Reference numeral 15 denotes a rotation driving device such as a stepping motor for controlling the rotation angle by driving the variable matching element support shaft 11, and 16 denotes the directional coupler 6 and the rotation driving device 1.
5 and a control device connected to the high-frequency power supply device 4, which is constituted by a microcomputer. And 1
7 is a food and 18 is its saucer.

【0019】なお、円板ベース13に対してスタブ14
を着脱自在構造とするとともに、異なる形状寸法のもの
を用意しておくことにより、可変整合素子支持軸11、
円板ベース13、回転駆動装置15等のユニットを仕様
の異なる高周波加熱装置へ簡単に流用することができる
ようになるメリットがある。
Note that the stub 14 is
And the variable matching element support shaft 11,
There is an advantage that units such as the disc base 13 and the rotary drive device 15 can be easily applied to high-frequency heating devices having different specifications.

【0020】このように構成されたものにおいて、加熱
室1内に食品17が設置され、マグネトロン3の発振が
開始されると、高周波電力は矩形導波管5を通って加熱
室1内に供給され、食品17の誘電加熱を開始する。
When the food 17 is placed in the heating chamber 1 and the oscillation of the magnetron 3 is started, high-frequency power is supplied to the heating chamber 1 through the rectangular waveguide 5. Then, the dielectric heating of the food 17 is started.

【0021】すると、制御装置16はまず回転駆動装置
15を制御して、可変整合素子支持軸11を例えば18
0度すなわち1/2回転という所定の角度について回転
駆動する。実際その駆動は、円板ベース13の回転中心
から外れた位置に取り付けられているスタブ14が矩形
導波管5壁の電波進行方向の中心線の走る電界強度の大
きい領域内においてより多く移動するよう、駆動行程を
定めている。
Then, the control device 16 first controls the rotation driving device 15 to move the variable matching element support shaft 11 to, for example, 18.
It is driven to rotate at a predetermined angle of 0 degrees, that is, 1/2 rotation. In fact, the driving is such that the stub 14 attached at a position deviated from the rotation center of the disk base 13 moves more in the region where the electric field strength runs along the center line of the wall of the rectangular waveguide 5 in the direction of radio wave propagation. Thus, the drive stroke is determined.

【0022】そして制御装置16は、その回転駆動行程
中の予め定められた複数の回転駆動位置(回転角度位
置)において方向性結合器6の入射、反射各電力に関す
る出力信号を取り込み、各回転駆動位置毎の電圧定在波
比(VSWR)の値としてそれらを記憶する。制御装置16
はそれらの記憶された信号群の中からマグネトロン3と
加熱室1が最良の結合状態であると判断される検出信号
を一つ(電圧定在波比の最小値)見出し、それが検出さ
れた可変整合素子支持軸11の回転駆動位置つまり回転
駆動装置15の駆動位置を確認し、その駆動位置へ可変
整合素子支持軸11が移動するよう回転駆動装置15を
制御する。
The control device 16 fetches output signals relating to the incident and reflected powers of the directional coupler 6 at a plurality of predetermined rotational drive positions (rotation angle positions) during the rotational drive process, and They are stored as voltage standing wave ratio (VSWR) values for each position. Control device 16
Finds one detection signal (minimum value of the voltage standing wave ratio) that determines that the magnetron 3 and the heating chamber 1 are in the best coupling state from among those stored signal groups, and that is detected. The rotational drive position of the variable matching element support shaft 11, that is, the drive position of the rotary drive device 15 is confirmed, and the rotary drive device 15 is controlled so that the variable matching element support shaft 11 moves to the drive position.

【0023】さらに、その後の適宜な時点において、こ
の最適結合状態と判断される回転角度位置を中心にその
前後の所定の範囲(例えば前後に5度ずつの比較的小さ
な角度の範囲)内で、可変整合素子支持軸11を往復回
転移動させ、その中で最適結合状態の位置を再度見出す
ようにし、調理中のきめ細かなインピーダンス調整が行
われるようにしている。
Further, at an appropriate time thereafter, within a predetermined range (for example, a relatively small angle range of 5 degrees each before and after) around the rotational angle position determined to be the optimum coupling state, The variable matching element support shaft 11 is reciprocated and rotated so that the position of the optimum coupling state can be found again therein, so that fine impedance adjustment during cooking can be performed.

【0024】なお最適結合状態は、可変整合素子12の
回転駆動時に方向性結合器6で検出される入、反射各電
力値から求まる反射係数が最小で、しかも入射電力が最
大となる回転角度位置へ可変整合素子支持軸を回転移動
させることにより、設定するようにしている。
The optimum coupling state is a rotational angle position at which the reflection coefficient obtained from the input and reflected power values detected by the directional coupler 6 when the variable matching element 12 is rotationally driven is minimum and the incident power is maximum. The setting is performed by rotating the variable matching element support shaft.

【0025】その理由は、マグネトロンの動作インピー
ダンスをリーケ線図で見るとわかるとおり、同一の反射
係数値であっても位相により高周波出力が異なっている
ことがあるためであり、本発明にあっては、最小の反射
係数においてしかも入射電力が最大になる点(位置)を
見い出すようにして、マグネトロン3を最高の効率で動
作させるようにしたのである。そしてそれによって、加
熱室1内に収納された食品17を最高の効率で加熱する
ことが保証されることになった。
The reason is that, as can be seen from the Rieke diagram of the operating impedance of the magnetron, the high-frequency output may differ depending on the phase even with the same reflection coefficient value. Is designed to operate the magnetron 3 with the highest efficiency by finding a point (position) where the incident power is maximum at the minimum reflection coefficient and at the maximum. This ensures that the food 17 stored in the heating chamber 1 is heated with the highest efficiency.

【0026】また、可変整合素子支持軸11を矩形導波
管の中心線に対して偏倚させずに設けた場合に比べ、ス
タブ14の移動行程を矩形導波管5壁の電波進行方向の
中心線の走る領域内の電界強度の大きい領域内に位置付
けることができるので、整合調節すなわち結合度の調節
に対してより大きな影響力を発揮することができるよう
になった。
In addition, as compared with the case where the variable matching element support shaft 11 is provided without being deviated from the center line of the rectangular waveguide, the moving distance of the stub 14 is set at the center of the wall of the rectangular waveguide 5 in the radio wave traveling direction. Since it can be positioned in the region where the electric field strength is large in the region where the line runs, it is possible to exert a greater influence on the matching adjustment, that is, the adjustment of the coupling degree.

【0027】また、可変整合素子と固定整合素子を管内
波長のおよそ1/4だけ離して設置したことにより、両
者はダブルスタブチューナとして、相互に補い合う形
で、マグネトロンと加熱室の結合の整合に寄与し、より
広範囲の食品に対して整合を取ることが可能になった。
In addition, since the variable matching element and the fixed matching element are set apart from each other by about 1/4 of the guide wavelength, the two can be used as a double stub tuner to complement each other in matching the coupling between the magnetron and the heating chamber. Contributed and made it possible to match a wider range of foods.

【0028】さらに、マグネトロン3からみて食品17
側に、方向性結合器6、固定整合素子10、可変整合素
子12の順に取り付けたので、極めて能率よく入射、反
射各電力の測定ならびに整合調節が行えるようになっ
た。
Further, the food 17 is viewed from the magnetron 3.
Since the directional coupler 6, the fixed matching element 10, and the variable matching element 12 are mounted in this order on the side, it is possible to extremely efficiently measure the incident and reflected powers and adjust the matching.

【0029】以上の説明では、可変整合素子支持軸11
を回転駆動する場合についてのみ説明したが、さらに矩
形導波管5内への突き出し量を制御するようにすると、
より一層きめの細かい制御を行うことが可能になる。
In the above description, the variable matching element support shaft 11
Has been described only in the case of rotationally driving. However, if the amount of protrusion into the rectangular waveguide 5 is further controlled,
It is possible to perform finer control.

【0030】上述の実施例では、整合の良否の判断を電
圧低在波比で行った場合について説明したが、これに限
らず入射、反射両信号に基づいて求められる反射係数に
よっても判断することが可能である。さらに、反射信号
のみに着目しても判断することが可能である。
In the above-mentioned embodiment, the case where the quality of the matching is judged based on the voltage low wave ratio has been described. However, the present invention is not limited to this, and the judgment may be made based on the reflection coefficient obtained based on both the incident and reflected signals. Is possible. Furthermore, it is possible to make a determination by focusing only on the reflected signal.

【0031】なお、方向性結合器から見た可変整合素子
と固定整合素子の取り付け順序を入れ替えても、マグネ
トロンと加熱室の結合に対して、同様の優れた整合作用
を発揮する。
Even if the order of mounting the variable matching element and the fixed matching element as viewed from the directional coupler is interchanged, the same excellent matching action is exerted on the coupling between the magnetron and the heating chamber.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、可変整合
素子のスタブを矩形導波管内の比較的電界強度の大きい
領域内で移動させることができるようになった。そして
その工程中の予め定められた複数の駆動位置毎の方向性
結合器の検出信号を記憶し、その後それら記憶された検
出信号群の中から加熱室とマグネトロンのインピーダン
ス整合の最も良く取れている駆動位置を見出して、直ち
にそこへ可変整合素子を移動させ、さらに微調整を行な
うようにしたので、マグネトロンの発振動作点が短時間
のうちに整合の取れた高効率動作点に移り、能率の良い
高周波加熱を行なうことができるようになった。また、
マグネトロンからみて負荷(食品)側に順に方向性結合
器、固定整合素子、可変整合素子を取り付けたので、方
向性結合器による入射、反射各電力の極めて能率的な測
定と、可変整合素子によるマグネトロンと加熱室の極め
て効率のよい結合がともに可能となった。さらに、可変
整合素子と固定整合素子の組み合わせにより、ダブルス
タブチューナが構成されることとなって、整合領域を広
く取ることができ、広範な負荷に対して優れた整合が取
れるようになった。そしてなによりも、マグネトロンの
寿命に対する悪影響を少なくすることにも大きく寄与す
ることができるようになった。
As described above, according to the present invention, the stub of the variable matching element can be moved within a region having a relatively large electric field strength in the rectangular waveguide. Then, the detection signals of the directional coupler for each of a plurality of predetermined drive positions in the process are stored, and then the best matching of the impedance of the heating chamber and the magnetron is obtained from the stored detection signal group. The drive position was found, the variable matching element was immediately moved to the drive position, and further fine-tuning was performed, so that the oscillation operating point of the magnetron moved to the matched high-efficiency operating point within a short time, and the efficiency was improved. Good high-frequency heating can be performed. Also,
The directional coupler, fixed matching element, and variable matching element are mounted in order on the load (food) side as viewed from the magnetron, so that extremely efficient measurement of the incident and reflected power by the directional coupler and the magnetron by the variable matching element And an extremely efficient coupling of the heating chamber. Furthermore, a double stub tuner is formed by the combination of the variable matching element and the fixed matching element, so that a wide matching region can be obtained, and excellent matching can be obtained over a wide range of loads. Above all, the present invention can greatly contribute to reducing the adverse effect on the life of the magnetron.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に用いられる方向性結合器の一面側の平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of one surface side of a directional coupler used in the present invention.

【図3】本発明に用いられる可変整合素子の斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view of a variable matching element used in the present invention.

【図4】可変整合素子が取り付けられた矩形導波管の一
部切欠き斜視図である。
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a rectangular waveguide to which a variable matching element is attached.

【図5】可変整合素子が取り付けられた矩形導波管天井
部の上面図である。
FIG. 5 is a top view of a rectangular waveguide ceiling to which a variable matching element is attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱室 3 マグネトロン 4 高周波電源装置 5 矩形導波管 6 方向性結合器 7 導体ループ 8 マイクロストリップ線路 9 処理回路部 10 固定整合素子 11 可変整合素子支持軸 12 可変整合素子 13 円板ベース 14 スタブ 15 回転駆動装置 16 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating room 3 Magnetron 4 High frequency power supply device 5 Rectangular waveguide 6 Directional coupler 7 Conductor loop 8 Microstrip line 9 Processing circuit unit 10 Fixed matching element 11 Variable matching element support shaft 12 Variable matching element 13 Disk base 14 Stub 15 Rotation drive device 16 Control device

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−78681(JP,A) 特開 平6−215871(JP,A) 特開 昭55−128293(JP,A) 実開 平5−21526(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/70 F24C 7/02 511 Continuation of the front page (56) References JP-A-7-78681 (JP, A) JP-A-6-215871 (JP, A) JP-A-55-128293 (JP, A) JP-A-5-21526 (JP) , U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 6/70 F24C 7/02 511

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 食品(17)を収納する加熱室(1)
と、この加熱室の外部においてマイクロ波を発振するマ
グネトロン(3)と、一側にてこのマグネトロンと接続
するとともに他側にて前記加熱室と接続して前記マグネ
トロンと前記加熱室とを接続する矩形導波管(5)と、
前記マグネトロンを駆動する高周波電源装置(4)と、
前記矩形導波管の一壁であって前記マグネトロンとの接
続部と前記加熱室との接続部の間に取り付けられて前記
矩形導波管内に伝送されるマイクロ波電力の入射および
反射の各方向成分を検出するとともにそれらの検出信号
を出力する方向性結合器(6)と、前記矩形導波管の一
壁の内側の前記方向性結合器の取り付けられた位置より
前記加熱室側でありかつ電波進行方向の中心線上に取り
付けられた導電材料製の固定整合素子(10)と、前記
矩形導波管の一壁の内側の前記固定整合素子の取り付け
られた位置より前記加熱室側でありかつ電波進行方向の
中心線から偏倚した位置に回転自在に貫通して取り付け
られた低誘電体損失材料からなる可変整合素子支持軸
(11)と、前記矩形導波管内にてこの可変整合素子支
持軸に取り付けられて回転駆動される導電材料製の可変
整合素子(12)と、前記矩形導波管外にて前記可変整
合素子支持軸を所定の行程について回転駆動するととも
にその駆動行程中の予め定められた複数の回転駆動位置
に関する情報を出力する回転駆動装置(15)と、そし
て前記高周波電源装置を作動させて前記マグネトロンの
発振を開始させたときに前記回転駆動装置を作動させて
前記可変整合素子支持軸を回転駆動するとともにその駆
動行程中の予め定められた複数の回転駆動位置毎の前記
方向性結合器の検出信号を取り込んで記憶するほかそれ
ら記憶された検出信号群の中から前記回転駆動装置の最
適整合位置を決定するために前記検出信号群の中の特定
の検出信号を見出してその検出信号の検出された回転駆
動位置へ前記可変整合素子支持軸を回転駆動した後前記
最適整合位置を中心にその前後の所定の回転角度の範囲
内で前記可変整合素子支持軸を回転駆動するよう前記回
転駆動装置を制御する制御装置(16)とで構成された
高周波加熱装置。
1. A heating chamber (1) for storing a food (17).
And a magnetron (3) that oscillates microwaves outside the heating chamber, and connects the magnetron and the heating chamber by connecting the magnetron on one side and the heating chamber on the other side. A rectangular waveguide (5);
A high-frequency power supply (4) for driving the magnetron;
Each direction of incidence and reflection of microwave power transmitted into the rectangular waveguide, which is one wall of the rectangular waveguide and is attached between a connection with the magnetron and a connection with the heating chamber. A directional coupler (6) for detecting components and outputting their detection signals, and a position closer to the heating chamber than a position where the directional coupler is mounted inside one wall of the rectangular waveguide; A fixed matching element (10) made of a conductive material mounted on the center line in the radio wave traveling direction, and a position closer to the heating chamber than a position where the fixed matching element is mounted inside one wall of the rectangular waveguide; A variable matching element support shaft (11) made of a low dielectric loss material and rotatably penetrated at a position deviated from the center line in the radio wave traveling direction; and the variable matching element support shaft in the rectangular waveguide. Attached to A variable matching element (12) made of a conductive material which is driven to rotate, and a plurality of predetermined matching means for rotating the variable matching element support shaft for a predetermined stroke outside the rectangular waveguide and for the driving stroke. A rotary drive unit (15) for outputting information about a rotary drive position; and operating the rotary drive unit when the high-frequency power supply device is activated to start oscillating the magnetron, thereby turning the variable matching element support shaft. In addition to taking in and storing the detection signals of the directional coupler for each of a plurality of predetermined rotation driving positions during the driving process, the rotation driving device is optimized from among the stored detection signal groups. In order to determine a matching position, a specific detection signal in the detection signal group is found, and the variable matching element support shaft is turned to the rotational drive position where the detection signal is detected. And a control device (16) configured to control the rotary driving device to rotate the variable matching element support shaft within a predetermined rotation angle before and after the optimum matching position after driving. Heating equipment.
【請求項2】 前記方向性結合器、前記固定整合素子お
よび前記可変整合素子の設けられた前記矩形導波管の一
壁において、前記方向性結合器の位置から前記加熱室側
に向けて前記可変整合素子、前記固定整合素子の順に取
り付けたことを特徴とする請求項1記載の高周波加熱装
置。
2. In one wall of the rectangular waveguide provided with the directional coupler, the fixed matching element, and the variable matching element, the rectangular waveguide extends from a position of the directional coupler toward the heating chamber side. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the variable matching element and the fixed matching element are mounted in this order.
【請求項3】 前記固定整合素子の中心から前記可変整
合素子の中心までの距離を管内波長のおよそ1/4にし
たことを特徴とする請求項1または2記載の高周波加熱
装置。
3. The high-frequency heating apparatus according to claim 1, wherein a distance from a center of the fixed matching element to a center of the variable matching element is set to about 1 / of a guide wavelength.
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