一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备技术

本发明专利技术涉及微波加热领域，是指一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备，解决了现有技术中多固态源分区加热，加热成本高、结构复杂的问题。本发明专利技术包括固态源和加热腔，还包括天线辐射装置、功分器；所述天线辐射装置设置于加热腔内；所述固态源通过功分器连接天线辐射装置；所述功分器为两组以上微带电路。本发明专利技术通过功分器连接固态源，控制固态源的频率、输出功率及工作时间，实现加热腔内分区加热；本发明专利技术可实现分区加热，结构简单、成本低。

A method and equipment of microwave zone heating using single solid state source frequency modulation

【技术实现步骤摘要】
一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备
本专利技术涉及微波加热领域，特别是指一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备。
技术介绍
随着现代科技的飞速发展，微波能作为一种新型的高效率、清洁能源，已广泛应用于工业生产、日常生活等各个领域，微波加热在生活和工业生产中发挥着越来越重要的作用的同时，消费者对微波加热的成本及加热均匀性都提出了更高的要求。现有技术中存在通过指向加热以提升微波加热均匀性的方法，通过多固态源分区辐射以达到分区加热的目的，但其存在成本高昂的问题；亟待出现一种可解决上述问题的新型的可实现分区加热的少固态源的加热设备及方法。
技术实现思路
本专利技术提出的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备，解决了现有技术中多固态源分区加热，加热成本高结构复杂的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，包括固态源和加热腔，还包括天线辐射装置、功分器；所述天线辐射装置设置于加热腔内；所述固态源通过功分器连接天线辐射装置；所述功分器为将微波能量进行均分并产生相位差异的微波器件；所述微波器件为二级微带电路。进一步地，所述功分器为1分6路等功率功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为2组×3路且2组电磁能量相位差均为或0的微带电路；所述功分器第①级的2路微带电路长度差l1-l2＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器第②级为2个等功率同相位3路功分器。另外，所述功分器为1分9路等功率功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为3组×3路且3组电磁能量相位差均为或0的微带电路；所述功分器第①级的3路微带电路长度差l1-l2＝l2-l3＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器第②级为3个等功率同相位3路功分器。另外，所述功分器为1分16路等功率功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为4组×4路且4组电磁能量相位差均为或0的微带电路；所述功分器第①级的4路微带电路长度差l1-l2＝l2-l2＝l2-l4＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器第②级为4个等功率同相位4路功分器。进一步地，所述天线辐射装置为微带贴片天线单元组成的阵列天线，所述单个贴片天线单元在2.41GHz～2.49GHz频率范围内S11＜-10dB。一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法，包括以下步骤：A、在加热腔体内设置由微带贴片天线单元组成的阵列天线；固态源通过功分器连接阵列天线；B、控制固态源工作频率、输出功率和工作时间进行控制，使微波能量通过功分器进行均分和相位改变后再传输至阵列天线；C、微波能量通过作为馈源的阵列天线在加热腔体空间内进行合成，能量在给定的时间和功率内将腔体内划分为3个区域分别进行加热。本专利技术公开的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法及设备，通过功分器连接固态源，控制固态源的频率、输出功率及工作时间，实现加热腔内分区加热；本专利技术可实现分区加热，结构简单、成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：本专利技术的逻辑流程图；图2：产生相差功分器原理示意图；图3：本专利技术的结构示意图；图4：不同频率下各区域加热温度切片图；其中：1、贴片天线；2、微波传输线；3、功分器；4、固态源；5、加热腔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，包括固态源4和加热腔5，还包括天线辐射装置、功分器3；所述天线辐射装置设置于加热腔5内；所述固态源4通过功分器3连接天线辐射装置；所述功分器3为二级微带电路或其他相同功能的微波器件。进一步地，所述功分器3为为1分9路等功率功分器，包括功分器3第①级和功分器3第②级；所述功分器3包括将电磁能量均分为3组×3路且三组电磁能量相位差均为或0的微带电路。进一步地，所述功分器3第①级的3路微带电路长度差l1-l2＝l2-l3＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器3第②级为3个等功率同相位3路功分器3。进一步地，所述天线辐射装置为9个微带贴片天线1单元组成的3×3阵列天线，所述单个贴片天线1单元在2.41GHz～2.49GHz频率范围内S11＜-10dB。优选地，所述固态源4为单路同轴输出、2400～2500MHz频率可控的压控固态源4。本专利技术公开的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的方法，包括以下步骤：A、在加热腔5体内设置由9个微带贴片天线1单元组成的3×3阵列天线；固态源4通过功分器3连接阵列天线；B、对固态源4工作频率、输出功率和工作时间进行控制，使微波能量通过功分器3进行均分和相位改变后再传输至阵列天线；C、微波能量通过作为馈源的9单元阵列天线在加热腔5体空间内进行合成，能量在给定的时间和功率内将腔体内划分为3个区域分别进行加热。具体实施方式一所述功分器3为1分6路等功率能够产生相差的功分器，包括功分器3第①级和功分器3第②级；功分器3包括将电磁能量均分为2组×3路且2组电磁能量相位差均为或0的微带电路或能够完成该功能的其他微波器件；其中第①级的2路微带电路长度差l1-l2＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或传播波长λf0的整数倍；其中第②级为2个等功率同相位3路功分器3。天线辐射装置为6个微带贴片天线1单元组成的2×3阵列天线，单个贴片天线1单元在2.41GHz～2.49GHz频率范围内S11＜-10dB。固态源4为单路输出、2400～2500MHz频率可控的压控固态源4。其分区加热的方法，包括以下步骤：A、在加热腔5体内设置由6个微带贴片天线1单元组成的2×3阵列天线；固态源4通过功分器3连接阵列天线；B、对固态源4工作频率、输出功率和工作时间进行控制，使微波能量通过功分器3进行均分和相位改变后再传输至阵列天线。C、微波能量通过作为馈源的6单元阵列天线在加热腔5体空间内进行合成，能量在给定的时间和功率内将对腔体内划分的3个区域分别进行加热。另外如图2，1分6路，所示，将功分器3进行变形，改变功分器3第①级与第②级的设计依然可以得到相同的结果。可实现此功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，包括固态源和加热腔，其特征在于：还包括天线辐射装置、功分器；所述天线辐射装置设置于加热腔内；/n所述固态源通过功分器连接天线辐射装置；/n所述功分器为将微波能量进行均分并产生相位差异的微波器件；所述微波器件为二级微带电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，包括固态源和加热腔，其特征在于：还包括天线辐射装置、功分器；所述天线辐射装置设置于加热腔内；
所述固态源通过功分器连接天线辐射装置；
所述功分器为将微波能量进行均分并产生相位差异的微波器件；所述微波器件为二级微带电路。


2.根据权利要求1所述的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，其特征在于：所述功分器为1分6路等功率功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为2组×3路且2组电磁能量相位差均为或0的微带电路；所述功分器第①级的2路微带电路长度差l1-l2＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器第②级为2个等功率同相位3路功分器。


3.根据权利要求1所述的一种利用单固态源调频实现微波分区加热的设备，其特征在于：所述功分器为1分9路等功率功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为3组×3路且3组电磁能量相位差均为或0的微带电路；所述功分器第①级的3路微带电路长度差l1-l2＝l2-l3＝Δl设置为中心频率f0在介质中的传播波长λf0，或波长λf0的整数倍；功分器第②级为3个等功率同相位3路功分器。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铧丞，杨阳，黄卡玛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51