耦合装置及微波加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微波加热技术领域，公开了一种耦合装置及微波加热装置。其中，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆与多边形天线杆的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波加热
，具体地，涉及一种耦合装置及微波加热装置。
技术介绍
微波炉从上世纪40年代专利技术至今大多是使用磁控管发出微波加热食物，微波频率以2450±50MHz为主。通过高压变压器、电容、二极管等提供约4000V高压供磁控管工作。磁控管、变压器耗费大量铜、硅钢等，且体积大、重量高。磁控管工作寿命短、微波频率不可调整、材料标准要求高、制造难度大，限制了目前微波炉能效进一步提升及成本降低。为了解决磁控管微波炉存在的问题，本领域技术人员开始研究将半导体微波技术应用于微波炉。目前半导体微波技术主要应用在通信上，与微波加热应用主要区别是频段差异。半导体微波应用于加热一直存在很高的技术难度，主要包括功率小、效率低、成本高、馈入腔体困难等问题。但随着半导体微波技术发展日新月异，半导体微波效率越来越高、成本越来越低、重量越来越轻、单位体积功率密度越来越大，其在微波炉上的应用是半导体微波技术发展的必然趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种设备，该设备能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。为了实现上述目的，本专利技术提供一种耦合装置，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。进一步地，所述馈入天线杆与所述多边形天线杆之间通过焊接连接或者通过卡口连接。进一步地，所述馈入天线杆连接所述内导体的一端从所述外导体的开口穿出，以及所述馈入天线杆与所述多边形天线杆的连接位置与所述外导体的距离范围为5-29mm。进一步地，所述多边形天线杆的形状为以下中的一者：三角形、四边形、五边形、六边形。进一步地，所述多边形天线杆的形状为矩形。进一步地，所述矩形的长度范围为30-100mm，并且长宽比的范围为1:1–3:1。进一步地，该耦合装置的阻抗为50Ω或75Ω。进一步地，所述馈入天线杆和所述多边形天线杆的材料为铜。本专利技术的另一个方面，提供了一种微波加热设备，该微波加热设备包括加热室、微波源以及上述的耦合装置，其中所述耦合装置用于将来自所述微波源的微波馈入所述加热室。进一步地，所述微波源同轴输出端为半导体微波源的输出端或射频连接器的输出端，其中所述射频连接器的输入端连接半导体微波源的输出端。通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆与多边形天线杆的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施方式提供的耦合装置组成结构示意图；图2是本专利技术另一个实施方式提供的耦合装置组成结构示意图；以及图3是本专利技术实施方式提供的耦合装置的一个示例驻波曲线图，其中横坐标为频率，纵坐标为驻波值。附图标记说明1馈入天线杆2多边形天线杆3内导体4外导体5接地板。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术实施方式提供的耦合装置组成结构示意图。如图1所示，本专利技术实施方式提供一种耦合装置，该耦合装置包括：馈入天线杆1和多边形天线杆2，其中所述馈入天线杆1一端连接微波源同轴输出端的内导体3，另一端与所述多边形天线杆2连接，例如，连接在多边形天线杆2的最长边的中间位置；以及所述馈入天线杆1与所述微波源同轴输出端的外导体4绝缘，外导体4接地。在实施方式中，接地可以通过连接接地板5实现。例如，可以将外导体4与接地板5连接；再如，外导体4与接地板5可以是同一导体的不同部分。优选地，当将上述实施方式中提供的耦合装置用于微波加热时，接地板5要良好接地，最好与微波源和加热室直接接触连接。或者，如不能保证与微波源和加热室都直接连接时，至少与微波源和加热室其中之一保持直接接触。在实施方式中，绝缘可以通过设置绝缘材料实现。例如，可以在馈入天线杆1与外导体4之间设置陶瓷材料，以实现馈入天线杆1与外导体4绝缘；再如，可以在馈入天线杆1与外导体4之间设置诸如聚四氟乙烯(特氟龙)的高分子聚合材料，以实现馈入天线杆1与外导体4绝缘。在实施方式中，馈入天线杆1连接内导体3的一端可以从所述外导体4的开口穿出。其中，外导体4可以为与内导体3同轴的桶形结构，外导体4的开口处可以与轴垂直向外延伸。通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆1与多边形天线杆2的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。在实施方式中，可以将耦合装置的阻抗配置为50Ω或75Ω，以便于阻抗匹配。在实施方式中，馈入天线杆的天线杆可以选用金属且低损耗材质，接地板5可以选用金属且导电性能好的材质。优选地，馈入天线杆1和多边形天线杆2的材料为银、铜或其合金，接地板5的材料为银、铜或其合金。图2是本专利技术另一个实施方式提供的耦合装置组成结构示意图。如图2所示，在实施方式中，馈入天线杆1与多边形天线杆2之间可以通过焊接连接或者通过卡口连接。其中，通过焊接连接可以保证良好的连接质量，采用这种连接方式的耦合装置可以具有较好的抗震能力；通过卡口连接，则可以实现模块化生产，便于零部件组装和替换，提高生产效率。在优选的实施方式中，多边形天线杆2所在的平面平行于外导体4。虽然在图2所示的实施方式中示出的举例的多边形天线杆2的形状为矩形，本领域技术人员可以知晓各种多边形可以应用于本专利技术从而实现相似的耦合效果。举例的多边形包括但不限于三角形、四边形、五边形、六边形等。优选地，多边形的形状可以是以下形状之一：等边三角形、正方形、正六边形等。作为举例，当多边形选择如图2所示的矩形时，矩形的长度l的范围可以为30-100mm，并且长宽比l/w的范围可以为1:1–3:1。在实施方式中，耦合装置还可以包括外壳或外罩(未示出)，设置在耦合装置的上述组件外部以保护组件。该外壳或外罩的材料可以是不影响微波传输的玻璃、陶瓷以及塑料。在图2所示的实施方式中，影响耦合装置性能的主要有三个参数：矩形天线杆的长l，宽w及其到接地板的距离h。用驻波衡量传输效率，驻波为1到1.04，传输效率为100％，是理论值，很难达到。驻波为1.3，表示此时的微波传输效率为98.3％，驻波为1.6时的传输效率为94.7％，驻波为2时，传输效率为88.9％。一般来说，为了保证整个微波加热系统的高效率，耦合装置的效率需要在90％以上。矩形天线杆的长l为30-100mm，在实施方式中l/w的比值为1到3，h值为5-29mm时，通过仿真计算得到如下表1的驻波值：表1表1中，第一行为l/w的比值，第一列为h值，单位为毫米(mm)。如上所述，需要寻找驻波值小于2的参数，同时考虑到加工时的误差，选择一组参数时最好选择临近范围内参数也达标的数值。因此，上表中，l/w的比值为2时，h值为9-23mm时最能满足设计要求。当h＝14mm，w＝30mm，l＝60mm时，用矢量网络分析仪实测，得到如图3所示的结果。图3是本专利技术实施方式提供的耦合装置的一个示例驻波曲线图，其中横坐标为频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合装置，其特征在于，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。

【技术特征摘要】
1.一种耦合装置，其特征在于，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述馈入天线杆与所述多边形天线杆之间通过焊接连接或者通过卡口连接。3.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述馈入天线杆连接所述内导体的一端从所述外导体的开口穿出，以及所述馈入天线杆与所述多边形天线杆的连接位置与所述外导体的距离范围为5-29mm。4.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述多边形天线杆的形状为以下中的一者：三角形、四边形、五边形、六边形。5.根据权利要求4所述的耦合装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斐娜，刘建伟，刘民勇，贾逾泽，夏然，史龙，孙宁，王轩，
申请(专利权)人：广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44