SE529292C2 - Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension - Google Patents

Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension

Info

Publication number
SE529292C2
SE529292C2 SE0502731A SE0502731A SE529292C2 SE 529292 C2 SE529292 C2 SE 529292C2 SE 0502731 A SE0502731 A SE 0502731A SE 0502731 A SE0502731 A SE 0502731A SE 529292 C2 SE529292 C2 SE 529292C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
applicator
microwave
mode
applicators
dimension
Prior art date
Application number
SE0502731A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0502731L (en
Inventor
Per Olov Risman
Original Assignee
Exh Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exh Llc filed Critical Exh Llc
Priority to SE0502731A priority Critical patent/SE529292C2/en
Priority to AU2006325574A priority patent/AU2006325574A1/en
Priority to CA002633939A priority patent/CA2633939A1/en
Priority to EP06835840A priority patent/EP1961267A1/en
Priority to AU2006325528A priority patent/AU2006325528A1/en
Priority to US12/086,399 priority patent/US20090032528A1/en
Priority to US12/086,398 priority patent/US20090166354A1/en
Priority to PCT/SE2006/001415 priority patent/WO2007069979A1/en
Priority to CA002634267A priority patent/CA2634267A1/en
Priority to EP06835839A priority patent/EP1961266A1/en
Priority to PCT/SE2006/001416 priority patent/WO2007069980A1/en
Publication of SE0502731L publication Critical patent/SE0502731L/en
Publication of SE529292C2 publication Critical patent/SE529292C2/en
Priority to NO20082663A priority patent/NO20082663L/en
Priority to NO20082739A priority patent/NO20082739L/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/02Stoves or ranges heated by electric energy using microwaves
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/74Mode transformers or mode stirrers

Abstract

The applicator has a centered feeding slot (2) in the ceiling of the applicator with a general radial (p) dimension and a longitudinal (z) dimension. The applicator is connected to a feed waveguide (1), where the general radial and longitudinal dimensions are selected such that the applicator supports an evanescent mode and a propagating mode at a predetermined frequency. The radial mode index n is equal to one, and the evanescent mode includes an energy decay distance approximately equal to the longitudinal (z) dimension of the applicator.

Description

25 30 35 529 292 2 m. Placeringen av en matningsslits symmetriskt mellan applikatorväggarna i den andra riktningen (y) tillåter endast udda index n i den riktningen. The placement of a feed slot symmetrically between the applicator walls in the other direction (y) allows only odd indices n in that direction.

I det svenska patentet 526 l69 dras slutsatsen att endast udda modindex m skall användas, av de skäl som ges ovan. Detta och andra utformningskriterier leder till en ganska stor minsta horisontell öppningsyta för I ett typiskt fall för 2450 MHz är denna öppningsyta cirka 183 X 306 mm och moden är TEyme, applikatorn. där m- indexet är 3, n-indexet l och bokstaven e betecknar avklingningsutbredning i applikatorns z~riktning. En tillräckligt hög effektflödestäthet mot lasten kan då inte uppnås med standardmagnetroner på l kW och större magnetroner är vanligen inte kostnadseffektiva. Det är därför önskvärt att utforma applikatorer med mindre horisontella dimensioner under bibehållande av de övriga gynnsamma egenskaperna hos applikatorerna enligt det svenska patentet 526 169.In the Swedish patent 526 l69 it is concluded that only odd mode index m should be used, for the reasons given above. This and other design criteria lead to a fairly large minimum horizontal opening area for In a typical case for 2450 MHz, this opening area is approximately 183 X 306 mm and the mode is TEyme, the applicator. where the m-index is 3, the n-index l and the letter e denote decay propagation in the z ~ direction of the applicator. A sufficiently high power flux density against the load can then not be achieved with standard magnetrons of 1 kW and larger magnetrons are usually not cost-effective. It is therefore desirable to design applicators with smaller horizontal dimensions while maintaining the other favorable properties of the applicators according to the Swedish patent 526 169.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att lösa ovanstående problem rörande behovet att åstadkomma en mindre applikatoröppning i relation till frirymdsvåglängden.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above problems concerning the need to provide a smaller applicator opening in relation to the free space wavelength.

De viktiga faktorerna att bibehålla är då: l. avklingning hos huvudmoden, eftersom detta sörjer för en okänslighet (av både systemresonansfrekvensen och systemets impedandanpassning) till de gällande belastningsförhållandena; 2. ett mycket förutsebart värmningsmönster, som möjliggör en sicksackplacering av påföljande applikatorrader i en tunnelugn, för erhållande av en jämn värmning över tunnelns tvärsnitt; 3. en mycket låg utspridning av fältintensiteten i x-riktningen under applikatorn, så att oförutsebara eller multimod-värmningskarakteristika blir försumbara; 10 15 20 25 30 35 529 292 3 4. en mycket låg utspridning av fältintensiteten i y-riktningen, av samma skäl som angetts ovan; 5. en mycket låg korskoppling (s.k. överhörning) mellan närliggande applikatorer, för bibehållande av en hög systemverkningsgrad såväl som för undvikande av att magnetroner kan skada varandra, i system med flera applikatorer.The important factors to maintain are then: l. Decay of the main mode, as this ensures an insensitivity (of both the system resonance frequency and the system impedance adaptation) to the current load conditions; 2. a highly predictable heating pattern, which enables a zigzag placement of subsequent rows of applicators in a tunnel furnace, in order to obtain an even heating over the cross section of the tunnel; 3. a very low spread of the field intensity in the x-direction under the applicator, so that unpredictable or multimode heating characteristics become negligible; 10 15 20 25 30 35 529 292 3 4. a very low scattering of the field intensity in the y-direction, for the same reasons as stated above; 5. a very low cross-connection (so-called crosstalk) between adjacent applicators, in order to maintain a high system efficiency as well as to avoid that magnetrons can damage each other, in systems with several applicators.

Den grundläggande applikatorprincipen med avklingningsmod bibehålls i föreliggande uppfinning. En första fråga är då huruvida rektangulära applikatorer med mindre modindex m än 3 kan utformas, med bibehållande av de andra kriterierna. Men vidare överväganden kan också göras, kring användning av dielektrika i applikatorn, kring lutande applikatorväggar, och kring andra moder och applikatorformer än rektangulära sett uppifrån. Dessa möjligheter diskuteras först.The basic applicator principle with decay mode is maintained in the present invention. A first question is then whether rectangular applicators with less mode index m than 3 can be designed, while maintaining the other criteria. But further considerations can also be made, regarding the use of dielectrics in the applicator, regarding inclined applicator walls, and regarding modes and applicator shapes other than rectangular seen from above. These possibilities are discussed first.

Att fylla applikatorn med ett dielektrikum resulterar i bibehållande av dess inre modegenskaper om alla dimensioner också reduceras med en faktor JE, där s är dielektrikumets dieltal. Detta innebär att den horisontella öppningsytan minskas med en faktor s. Men eftersom man också måste ta hänsyn till vågreflexionerna vid den öppna dielektriska ytan, måste problemen med krav på stor närhet till lasten övervägas. Användning av ett dielektrikum med högt dieltal beskrivs i exempelvis patentskriften US 4,392,039; applikatormoden är då inte avklingande men vågutbredningen utanför den är det. Detta reducerar mikrovågsläckaget då applikatoränden är i fria rymden, men kräver också att lasten skall vara mycket nära den öppna dielektriska änden. Dielektrikumet enligt föreliggande uppfinning behöver inte uppfylla hela applikatorn. Användning av en åtminstone delvis dielektrisk fyllning och att i princip minska alla applikatormått med en faktor relaterad till J: är därför en möjlighet, och kommer även att medföra en starkare energikoppling till en last nära dess ände, såväl som en ytterligare minskning av mikrovågsläckaget från 10 15 20 25 30 35 529 292 4 applikatorn bort från den och även in till närliggande applikatorer. Dielektrisk fyllning utgör en utföringsform av föreliggande uppfinning.Filling the applicator with a dielectric results in maintaining its internal mode properties if all dimensions are also reduced by a factor JE, where s is the part of the dielectric. This means that the horizontal opening area is reduced by a factor s. But since one must also take into account the wave reflections at the open dielectric surface, the problems of requiring close proximity to the load must be considered. The use of a high partial dielectric is described in, for example, U.S. Patent No. 4,392,039; the applicator mode is then not decaying but the wave propagation outside it is. This reduces the microwave leakage when the applicator end is in free space, but also requires that the load be very close to the open dielectric end. The dielectric of the present invention need not satisfy the entire applicator. The use of an at least partially dielectric filling and in principle reducing all applicator dimensions by a factor related to J: is therefore a possibility, and will also lead to a stronger energy coupling to a load near its end, as well as a further reduction of microwave leakage from 10 15 20 25 30 35 529 292 4 the applicator away from it and also into adjacent applicators. Dielectric filling is an embodiment of the present invention.

Att variera applikatorns tvärsnitt medelst lutande väggar, d.v.s. att göra den matematiskt sett icke- cylindrisk, kommer att ändra modvàglängderna. En avklingningsapplikator med konstant tvärsnitt kommer i matningsområdet att ha en stor energikoncentration och därmed större väggströmmar. Intensitetsbalansen mellan de två moderna som samverkar enligt föreliggande uppfinning kan också modifieras medelst användning av endast svagt lutande väggar. De två faktorerna ovan är fördelaktiga, men den mekaniska utformningen och monteringen blir mer komplicerade eftersom den föredragna utföringsformen är att göra applikatoränden smalare än dess övre ände.To vary the cross section of the applicator by means of inclined walls, i.e. making it mathematically non-cylindrical will change the mod wavelengths. A decay applicator with a constant cross-section will have a large energy concentration in the feed area and thus larger wall currents. The balance of intensity between the two modes cooperating according to the present invention can also be modified by using only slightly sloping walls. The above two factors are advantageous, but the mechanical design and assembly becomes more complicated because the preferred embodiment is to make the applicator end narrower than its upper end.

Vad gäller användningen av andra horisontella tvärsnitt än rektangulära måste man först hålla i minnet att det finns ett behov av en icke-försvinnande fältstyrka i det centrala området, eftersom ett väsentligen ”fokuserat”, jämnt eller randigt värmningsmönster önskas i lasten. Användning av cirkulära valvytmoder (s.k. whispering gallery-moder) är sålunda starkt olämpliga. Men cirkulära TM-liknande moder med förstaindex l är möjliga, eftersom dessa moder verkligen har högre fältstyrkor i de centrala områdena. Men användning av icke-rektangulära applikatorer minskar användningen av den horisontella ytan, så att avståndet mellan värmningsområdena minskar i jämförelse med det för rektangulära applikatorer. Detta medför en minskning av den effektiva värmningshastigheten i tunnelugnstillämpningar.With regard to the use of horizontal cross-sections other than rectangular, one must first keep in mind that there is a need for a non-disappearing field strength in the central area, since a substantially "focused", even or striped heating pattern is desired in the load. The use of circular valve mode modes (so-called whispering gallery modes) is thus highly unsuitable. But circular TM-like modes with first index 1 are possible, as these modes really have higher field strengths in the central areas. However, the use of non-rectangular applicators reduces the use of the horizontal surface, so that the distance between the heating areas decreases compared to that of rectangular applicators. This results in a reduction in the effective heating rate in tunnel kiln applications.

En första utföringsform av föreliggande uppfinning är emellertid användning av rektangulära TEy~moder av det slag som beskrivs i det svenska patentet 526 169, men med lägre modindex m än 3. Koordinatriktningarna ges i bifogade Figur l. 10 15 20 25 30 35 i 529 292 5 Det första alternativet är m=2. Applikatormåtten i x-riktningen (=a) blir då något mer än Zxälo, d.v.s. omkring 125 mm för den standardiserade ISM-mittfrekvensen 2450 MHz. Med matningen av en y-riktad slits centrerad i taket och ett realistiskt kort applikatormått (b) i y- riktningen är de möjliga moderna andra än huvudmoden TEym i tvärsnittet: Tßym, Tßym and TEyM. Om emellertid b är mindre än ca 200 mm vid 2450 MHz kan endast moderna TEym och TEy@ möjligen utbreda sig.However, a first embodiment of the present invention is the use of rectangular TEy modes of the type described in Swedish patent 526 169, but with a lower mode index m than 3. The coordinate directions are given in the attached Figure 1. 10 15 20 25 30 35 in 529 292 The first option is m = 2. The applicator dimensions in the x-direction (= a) then become slightly more than Zxälo, i.e. about 125 mm for the standardized ISM center frequency 2450 MHz. With the feed of a y-directional slot centered in the ceiling and a realistic short applicator dimension (b) in the y-direction, the possible modern ones other than the main mode TEym are in the cross section: Tßym, Tßym and TEyM. However, if b is less than about 200 mm at 2450 MHz, only modern TEym and TEy @ can possibly propagate.

Såsom beskrivs i det svenska patentet 526 169 behövs en andra mod av utbredningstyp för att motverka det magnetiska fältet (och därmed ytströmmarna) vid de två motsatta y-riktade applikatorväggarna, som resulterar i en begränsning av den energi som utbreder sig nedåt under applikatoröppningen (d.v.s. en stark minskning av utspridningen i ix-riktningarna). Både TEym-moden och delvis också TEym-moden kan uppfylla detta.As described in Swedish patent 526 169, a second mode of propagation type is needed to counteract the magnetic field (and thus the surface currents) at the two opposite y-directed applicator walls, which results in a limitation of the energy propagating downwards during the applicator aperture (ie a strong reduction in the scattering in the ix directions). Both the TEym mode and partly also the TEym mode can fulfill this.

I detta fall är endast TEym-moden och TEym-moden möjliga. Dessa moder Det andra alternativet är m=l. kan emellertid inte uppfylla kriteriet på motverkan av de magnetiska fälten och därigenom ytströmmarna i de två motsatta y-riktade applikatorväggarna. Det blir vidare inget maximum hos Poyntingvektorn vid den z-riktade centrallinjen. Konsekvensen är att m=l inte kan användas som en utföringsform av denna uppfinning.In this case, only the TEym mode and the TEym mode are possible. These modes The second option is m = l. however, cannot meet the criterion of counteracting the magnetic fields and thereby the surface currents in the two opposite y-directed applicator walls. Furthermore, there will be no maximum at the Poynting vector at the z-directional central line. The consequence is that m = 1 cannot be used as an embodiment of this invention.

Kort beskrivning av figurerna De geometriska definitionerna och egenskaperna hos föreliggande uppfinning illustreras i de följande bifogade ritningarna, på vilka: Figur 1 visar en perspektivvy av en anordning med tre rektangulära applikatorer enligt föreliggande uppfinning, inklusive en definition av koordinatriktningarna; Figur 2a visar en perspektivvy av de dominerande Tßyn-fälten, och Figur 2b visar en perspektivvy av TEy@n- 10 15 20 25 30 35 529 292 6 fälten, i en rektangulärt cylindrisk applikator enligt föreliggande uppfinning; Figur 3 visar en perspektivvy av en cirkulärt cylindrisk applikator enligt föreliggande uppfinning.Brief Description of the Figures The geometric definitions and features of the present invention are illustrated in the following accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a perspective view of a device with three rectangular applicators according to the present invention, including a definition of the coordinate directions; Figure 2a shows a perspective view of the dominant Tßyn fields, and Figure 2b shows a perspective view of the TEy® n fields, in a rectangular cylindrical applicator according to the present invention; Figure 3 shows a perspective view of a circular cylindrical applicator according to the present invention.

Utförlig beskrivning En utföringsform av en applikator enligt föreliggande uppfinning beskrivs nu, med första referens till Figur 1. Var och en av de tre applikatorerna 4 matas av en slits 2 längs en sidovägg 3 nära ändkortslutningsväggen hos en normal rektangulär TEN- vågledare 1. Den andra änden av vågledaren fortsätter till en övergàngsdel till mikrovâgsgeneratorn. Dessa delar visas inte, eftersom sådana arrangemang är uppenbara för fackmannen. Applikatorerna är öppna i bottnen, in till ett utrymme 6 där arbetslasten (ej visad) är belägen. Närliggande applikatorer har en gemensam sidovägg såsom 5, och det kan också finnas horisontella metallflänsar 10 som är svetsade på en eller flera av väggarna 5. Applikatorarrangemanget kan vara anordnat i sicksack åt sidorna, så att en följande triplett i y-riktningen har ett större område 8 av last- eller tunnelområdet 6 på andra sidan. Det kan finnas räler 7 av metall eller ett dielektriskt material, i bottnen av tunnelområdet 6.Detailed Description An embodiment of an applicator according to the present invention is now described, with first reference to Figure 1. Each of the three applicators 4 is fed by a slot 2 along a side wall 3 near the end short circuit wall of a normal rectangular TEN waveguide 1. The second the end of the waveguide continues to a transition part to the microwave generator. These parts are not shown, as such arrangements will be apparent to those skilled in the art. The applicators are open at the bottom, into a space 6 where the workload (not shown) is located. Adjacent applicators have a common side wall such as 5, and there may also be horizontal metal flanges 10 welded to one or more of the walls 5. The applicator arrangement may be zigzagged to the sides so that a subsequent triplet in the y-direction has a larger area 8 of the cargo or tunnel area 6 on the other side. There may be rails 7 of metal or a dielectric material, at the bottom of the tunnel area 6.

Det generella utförandet av applikatorerna 4 med väggar 5, flänsar 10, lastområdet 6, sicksackförskjutningen och rälerna 7 är väsentligen detsamma som i det svenska patentet 526 169. Även det speciella och stora metallblocket för impedansanpassning liknar det i ovannämnda svenska patent. Emellertid är matningsslitsen 2 annorlunda, liksom dess placering i vågledaren 1, såväl som applikatorstorleken, och som en konsekvens därav även applikatormoderna.The general design of the applicators 4 with walls 5, flanges 10, the load area 6, the zigzag displacement and the rails 7 is essentially the same as in the Swedish patent 526 169. The special and large metal block for impedance matching is also similar to that in the above-mentioned Swedish patent. However, the feed slot 2 is different, as is its location in the waveguide 1, as well as the applicator size, and as a consequence also the applicator modes.

Figur 2a är avsedd att illustrera några egenskaper hos avklingningsmoden TEyäm- SOm ett exempel på en föredragen utföringsform för drift vid 2450 MHz enligt 10 15 20 25 30 35 i 529 292 7 föreliggande uppfinning är det x-riktade applikatormåttet a l28 mm och det y-riktade måttet b l9O mm. Det i första hand inducerade fältet är magnetiskt (H), så som illustreras av ovalerna 14. Fältpolariteten kastas om på halva a-avståndet 12. Det finns emellertid svårigheter med att illustrera Hefältets intensiteter; till att börja med eftersom kvoten mellan de maximala Hy- och Ig- intensiteterna är mb/na i första ordningen, och vidare eftersom modens avklingning ger en försvagning av H- fälten längs z~riktningen. I fallet med den föredragna utföringsformen blir mb/na nästan 3 och det z-riktade avståndet över vilket energitätheten avtar med en faktor 1/e blir omkring 170 mm.Figure 2a is intended to illustrate some features of the decay mode TEyäm- SO. directed the measure b l9O mm. The primarily induced field is magnetic (H), as illustrated by the ovals 14. The field polarity is reversed at half the a-distance 12. However, there are difficulties in illustrating the intensities of the He field; to begin with because the ratio between the maximum Hy and Ig intensities is mb / na in the first order, and further because the decay of the mode gives a weakening of the H-fields along the z ~ direction. In the case of the preferred embodiment, the mb / na becomes almost 3 and the z-directional distance over which the energy density decreases by a factor of 1 / e becomes about 170 mm.

En ytterligare punkt av vikt är att den nedàtriktade (z) Poyntingvektorn beror på den horisontella elektriska E-fältkomponenten, som i detta fall är Eg eftersom Ey är noll då moden är av typen hybrid-TEy. Det z-beroende förloppet hos Ex är komplicerat, beroende på det faktum att fram- och återgående avklingande vågor inte är ortogonala så som är fallet för normala utbredningsmoder.A further point of importance is that the downward (z) Poynting vector depends on the horizontal electric E-field component, which in this case is Eg because Ey is zero when the mode is of the hybrid TEy type. The z-dependent course of Ex is complicated, due to the fact that reciprocating decaying waves are not orthogonal as is the case for normal propagation modes.

I själva verket blir E;-komponenten väsentligen oberoende av z och av ungefär samma amplitud vid applikatoröppningen som den dominerande E¿-komponenten, vilket illustreras av de vertikala pillinjerna 13 i Figur 2a. Denna komponent avtar approximativt exponentiellt i riktning mot applikatoröppningen, på samma sätt som Hy.In fact, the E1 component becomes substantially independent of z and of approximately the same amplitude at the applicator aperture as the dominant E2 component, as illustrated by the vertical arrow lines 13 in Figure 2a. This component decreases approximately exponentially in the direction of the applicator opening, in the same way as Hy.

Figur 2b är avsedd att illustrera några egenskaper hos utbredningsmoden TEy@n. Det finns ingen variation av intensiteterna i X-riktningen, så moden är i själva verket densamma som TEZOH-moden.Figure 2b is intended to illustrate some characteristics of the propagation mode TEy @ n. There is no variation in the intensities in the X-direction, so the mode is in fact the same as the TEZOH mode.

Då både TEyQm- och TEYM2-moderna exciteras av slitsen 2, blir polariteterna hos HQ vid den öppna änden av väggarna x = O och a motsatta, där, under förutsättning att applikatorhöjden är sådan liksom Eg-polariteterna att den approximativt understödjer en inre TEym¿~mod.When both the TEyQm and TEYM2 modes are excited by the slot 2, the polarities of HQ at the open end of the walls x = 0 and a become opposite, where, provided that the applicator height is such as the Eg polarities, that it approximately supports an inner TEym ~ mod.

Detta resulterar i att nästan enbart Hy och Ex återstår i 10 15 20 25 30 35 529 292 8 det centrala öppningsområdet och utbreder sig nedåt (z) bort från applikatorn.This results in almost only Hy and Ex remaining in the central opening area and extending downward (z) away from the applicator.

Resonans vid en önskad frekvens hos systemet bestående av applikatorn och ett kort tomt område följt av arbetslasten därunder kan åstadkommas medelst rätta valet av de tre applikatormàtten som parametrar, med ett exempel på x- och y-data för en föredragen utföringsform som getts ovan, med en z-riktad applikatorhöjd på ll5 mm.Resonance at a desired frequency of the system consisting of the applicator and a short empty area followed by the working load below can be achieved by correctly selecting the three applicator dimensions as parameters, with an example of x- and y-data for a preferred embodiment given above, with a z-directional applicator height of ll5 mm.

Denna är ungefär vågledarvåglängden hos TEyM-moden: 129 mm vid 2450 MHz. Sålunda blir modindexet p i z-riktningen omkring 2.This is approximately the waveguide wavelength of the TEyM mode: 129 mm at 2450 MHz. Thus, the mode index p in the z-direction becomes about 2.

För att systemanpassning skall nås fordras en avsevärd impedanstransformation, analogt med de fall som beskrivs i det svenska patentet 526 l69. Detta uppnås på flera vägar, såsom användning av en TEN-matningsvågledare l med låg höjd, en klart kort slits 2 och ett klart stort metallblock 9. Kombinationer av data på dessa och applikatormåtten kan användas för optimering av nedåt- ”fokuseringen” och minimering av korskopplingen mellan närliggande applikatorer. En annan föredragen utföringsform som ger något mindre ”fokusering” och ett lägre godhetstal (Q-värde) hos systemet, och som kan vara lämplig för vissa tillämpningar, är l35Xl35 mm med oförändrad höjd 115 mm.In order for system adaptation to be achieved, a considerable impedance transformation is required, analogous to the cases described in Swedish patent 526 169. This is achieved in several ways, such as the use of a low height TEN supply waveguide 1, a clear short slot 2 and a clear large metal block 9. Combinations of data on these and the applicator dimensions can be used to optimize the downward "focus" and minimize the cross-connection between nearby applicators. Another preferred embodiment which gives a slightly smaller "focus" and a lower goodness number (Q-value) of the system, and which may be suitable for certain applications, is l35Xl35 mm with unchanged height 115 mm.

Andra matematiskt cylindriska tvärsnitt än rektangulära kan naturligtvis användas, under förutsättning att de tillåter samma nollning av de horisontella H- och E-fälten i applikatoröppningens periferiområde. Det enklaste och ett praktiskt exempel är ett cirkulärt tvärsnitt. Det bör då märkas att hybridmoder såsom i det rektangulära fallet inte uppträder, eftersom TE- och TM-moder inte är degenererade. Ett sådant system illustreras i Figur 3.Mathematically cylindrical cross-sections other than rectangular can of course be used, provided that they allow the same zeroing of the horizontal H and E fields in the peripheral area of the applicator opening. The simplest and most practical example is a circular cross section. It should then be noted that hybrid modes as in the rectangular case do not occur, since TE and TM modes are not degenerate. Such a system is illustrated in Figure 3.

Slitsen 2 i vågledaren 1 är nu vid kortslutningsväggen och inte längs sidan 3. Applikatorn 4 har cirkulära väggar 5 och öppnar sig i planet ll till ett område 6 där arbetslasten (ej visad) befinner sig. En föredragen 10 15 i 529 292 9 utföringsform vid 2450 MHz av denna version har en applikatordiameter 144 mm och en höjd 95 mm.The slot 2 in the waveguide 1 is now at the short-circuit wall and not along the side 3. The applicator 4 has circular walls 5 and opens in the plane 11 to an area 6 where the working load (not shown) is located. A preferred embodiment in the 529 292 9 embodiment at 2450 MHz of this version has an applicator diameter of 144 mm and a height of 95 mm.

Avklingningsmoden är nu TMH, med ett avklingningsdjup på omkring 75 mm. Den kompenserande moden är TBH, med en våglängd på omkring 140 mm.The decay mode is now TMH, with a decay depth of about 75 mm. The compensating mode is TBH, with a wavelength of about 140 mm.

Användning av rektangulära applikatorer med modpar TEyhfl,e och TEy@m@;he med jämna heltal m 2 2 ger inga väsentliga fördelar, beroende på svårigheterna att bibehålla de två arbetande moderna ostörda medelst en enkel slitsmatning, och de ytterligare komplikationerna vid utformning av en symmetrisk flerslitsmatning som skall eliminera moder med udda index m. Såsom sägs i det svenska patentet 526 169 är modkombinationer med udda m då att föredra.The use of rectangular applicators with mod pairs TEyh fl, e and TEy @ m @; he with even integers m 2 2 does not provide significant advantages, due to the difficulties in maintaining the two working modern undisturbed by a simple wear feed, and the additional complications in designing a symmetrical multi-slot feed to eliminate mother with odd index m. As stated in Swedish patent 526 169, counter combinations with odd m are then preferable.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 529 292 fc? PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 529 292 fc? PATENT REQUIREMENTS 1. Rektangulärt cylindrisk mikrovågsapplikator som är anordnad att arbeta vid en förutbestämd frekvens och som har första (x) och andra (y) transversella mått och ett longitudinellt (z) mått, kännetecknad av att nämnda mått är valda så att applikatorn vid nämnda förutbestämda frekvens stödjer en första hybrid-avklingningsmod TEyh¿,e och en andra utbredningsmod TEyur2H1, där m är ett jämnt heltal.A rectangular cylindrical microwave applicator arranged to operate at a predetermined frequency and having first (x) and second (y) transverse dimensions and a longitudinal (z) dimension, characterized in that said dimensions are selected so that the applicator at said predetermined frequency supports a first hybrid decay mode TEyh¿, e and a second propagation mode TEyur2H1, where m is an even integer. 2. Mikrovågsapplikator enligt krav 1, varvid applikatorn har ett långsamt minskande tvärsnitt längs sin längd från matningsänden till den öppna änden, och varvid nämnda hybrid-avklingningsmod och nämnda utbredningsmod stöds åtminstone någonstans inuti applikatorn.The microwave applicator of claim 1, wherein the applicator has a slowly decreasing cross-section along its length from the feed end to the open end, and wherein said hybrid decay mode and said propagation mode are supported at least somewhere within the applicator. 3. Mikrovàgsapplikator enligt krav 1 eller 2, varvid avklingningsmoden har ett energiavklingningsdjup som är ungefärligen lika med det longitudinella (z) måttet hos applikatorn.A microwave applicator according to claim 1 or 2, wherein the decay mode has an energy decay depth that is approximately equal to the longitudinal (z) dimension of the applicator. 4. Mikrovågsapplikator enligt något av kraven 1-3, dessutom innefattande en i taket anordnad centrerad matningsslits, som ansluter till en TEN- matningsvågledare.Microwave applicator according to any one of claims 1-3, further comprising a centered feed slot arranged in the ceiling, which connects to a TEN feed waveguide. 5. Mikrovågsapplikator enligt krav 4, dessutom innefattande ett metallblock anordnat centralt i vågledaren nära matningsslitsen.A microwave applicator according to claim 4, further comprising a metal block arranged centrally in the waveguide near the feed slot. 6. Mikrovågsapplikator enligt något av ovanstående som är helt eller delvis fylld med ett dielektrikum med jämförelsevis lågt dieltal för att minska dess krav, övergripande mått. 10 HMicrowave applicator according to any one of the above which is wholly or partly filled with a dielectric with a comparatively low proportion to reduce its requirements, overall dimensions. 10 H 7. Mikrovågsarrangemang innefattande åtminstone två mikrovågsapplikatorer enligt något av kraven 1-6, varvid applikatorerna har endast y-riktade slitsar.Microwave arrangement comprising at least two microwave applicators according to any one of claims 1-6, wherein the applicators have only y-directed slots. 8. Mikrovågsarrangemang enligt krav 7, varvid två närliggande applikatorer har gemensamma y-riktade väggar.Microwave arrangement according to claim 7, wherein two adjacent applicators have common y-directed walls. 9. Mikrovàgsarrangemang innefattande rader med vardera åtminstone två mikrovàgsapplikatorer enligt något av kraven l-5, varvid närliggande rader är sidledes förskjutna så mycket att överlappande värmningsmönster erhålls i laster som passerar under raderna.Microwave arrangement comprising rows of at least two microwave applicators each according to any one of claims 1-5, wherein adjacent rows are laterally offset so much that overlapping heating patterns are obtained in loads passing below the rows.
SE0502731A 2005-12-13 2005-12-13 Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension SE529292C2 (en)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0502731A SE529292C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension
PCT/SE2006/001415 WO2007069979A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
CA002634267A CA2634267A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
EP06835840A EP1961267A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
AU2006325528A AU2006325528A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
US12/086,399 US20090032528A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
US12/086,398 US20090166354A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave Heating Applicator
AU2006325574A AU2006325574A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
CA002633939A CA2633939A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
EP06835839A EP1961266A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
PCT/SE2006/001416 WO2007069980A1 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Microwave heating applicator
NO20082663A NO20082663L (en) 2005-12-13 2008-06-13 Mikrobolgeoppvarmingssloyfe
NO20082739A NO20082739L (en) 2005-12-13 2008-06-17 Mikrobolgeoppvarmingssloyfe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0502731A SE529292C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0502731L SE0502731L (en) 2007-06-14
SE529292C2 true SE529292C2 (en) 2007-06-26

Family

ID=38175549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0502731A SE529292C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE529292C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE0502731L (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8384247B2 (en) Wireless energy transfer to moving devices
KR20030072343A (en) Feeding of microwave
EP2326142A1 (en) Microwave heating device
US7230218B2 (en) Microwave or radio frequency device including three decoupled generators
US6833537B2 (en) Microwave system for heating voluminous elongated loads
Padamsee et al. Design challenges for high current storage rings
US20160035531A1 (en) Superconducting multi-cell trapped mode deflecting cavity
KR20180050402A (en) The mobile guided surface waveguide probes and receivers
CN109716861A (en) Micro-wave oven and its Radiation Module
US7528353B2 (en) Microwave heating device
SE529292C2 (en) Circularly cylindrical microwave applicator for use in e.g. power transmission system, has centered feeding slot in ceiling of applicator with general radial dimension and longitudinal dimension
CA3016173A1 (en) Guided surface waveguide probe structures
SE526169C2 (en) Mikrovågsvärmningsapplikator
US20090032528A1 (en) Microwave heating applicator
WO2013001787A1 (en) Microwave heating device
CN109586034A (en) A kind of orbital angular momentum antenna module, orbital angular momentum antenna and design method
CN105514541B (en) Ferrite-type phase shifter and accelerator
JP2015015225A (en) Microwave heating device
US9576774B2 (en) Plasma wavguide using step part and block part
US20190067998A1 (en) Guided surface waveguide probes
Wegner et al. CLIC drive beam accelerating structures
Wuensch The Major Issues for CLIC Accelerating and Transfer Structure Development
Biryuchevsky et al. Project of 181 MHz cavity with higher order modes damping
Li et al. Numerical studies on locally damped structures
Popovic et al. JACoW: Impedance Analysis of New PS Internal Dump Design

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed