基于相控阵的微波炉及其空间分区加热方法技术

本发明专利技术涉及微波加热领域，解决了现有技术中微波加热不均匀的技术问题。本发明专利技术是基于相控阵的微波炉，包括加热腔体、微波馈入源，所述微波馈入源是均匀分布于加热腔体顶层的阵列天线；将加热腔体底部分成至少两区的压力传感器；连接压力传感器和阵列天线的相位控制模块，所述压力传感器将被加热物的质量信号传输给相位控制模块。本发明专利技术通过压力传感器将物质的质量信号传输回相位控制模块，将微波较多地辐射至质量较重的食品即空间可控加热，从而提高能量效率、改善加热均匀性；并公开了基于被加热物质量及质量相位分布进行智能化微波辐射，从而解决现有技术中微波场在腔体内呈驻波分布或者微波场固定而造成不均匀的问题。

Microwave oven and its space partition heating method based on phased array

The invention relates to the field of microwave heating, and solves the technical problem of uneven microwave heating in the prior art. The invention is a microwave oven based on a phased array, including a heating chamber and a microwave feed source, the microwave feed source is an array antenna evenly distributed on the top layer of the heating chamber, a pressure sensor which divides the bottom part of the heating chamber into at least two zones, a phase control module connecting the pressure sensor and the array antenna, and the pressure sensor. The quality signal of the heated object is transmitted to the phase control module. The invention transmits the mass signal of the substance back to the phase control module through a pressure sensor, radiates more microwave to the food with heavier quality, that is, space controlled heating, thereby improving energy efficiency and heating uniformity, and discloses the intelligent microwave radiation based on the mass and mass phase distribution of the heated substance, from which the intelligent microwave radiation is carried out. The method solves the problem that the microwave field in the prior art is stationary wave distribution in the cavity or the microwave field is fixed and causes non-uniformity.

【技术实现步骤摘要】
基于相控阵的微波炉及其空间分区加热方法
本专利技术涉及微波加热领域，特别是指基于相控阵的微波炉及其空间分布加热方法。
技术介绍
目前，用于食品级的微波加热腔体已广泛应用于市场，如家用微波炉。这些家用微波炉均使用了磁控管作为微波源，当微波辐射进入腔体之后，微波场在腔体内呈驻波分布。将质量不同的食品放入腔体内加热，质量较大的食品不一定在微波场较强的位置，这是造成能效较低、加热不均匀的主要原因之一。亟待出现一种可有效解决加热不均匀问题的微波加热系统。
技术实现思路
本专利技术公开的基于相控阵的微波炉及其空间分布加热方法，解决了现有技术中微波加热不均匀的技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：基于相控阵的微波炉，包括加热腔体、微波馈入源，所述微波馈入源是均匀分布于加热腔体顶层的阵列天线；将加热腔体底部分成至少两区的压力传感器；连接压力传感器和阵列天线的相位控制模块，所述压力传感器将被加热物的质量信号传输给相位控制模块。进一步地，所述相位控制模块包括接收压力传感器传送的质量大小及其相位分布的信号处理单元；用于控制阵列天线信号方向的微波馈电系统；用于分析被加热物质量与陈列天线辐射时间及阵列天线波束扫描速度、方向的智能模块；所述智能模块连接信号处理单元和微波馈电系统。进一步地，还包括存储模块。优选地，所述压力传感器为四个，分布于加热腔体底部，用于感应被加热物在四个区域的质量分布。基于相控阵的微波炉空间分布加热方法，其特征在于：A将被加热物放置于具有四个压力传感器的加热腔底部置物底座上；B打开微波炉开关，压力传感器将被加热物在四个压力传感器所在区域的质量分布信号传送于智能模块，智能模块分析被加热物质量与其相位分布情况，并分析阵列天线辐射时间及其波束扫描速度、方向，并将波束扫描速度、方向信号发送至微波馈电系统；C微波馈电系统控制阵列天线按着B步骤中智能模块对其分析的信息执行。本专利技术所公开基于相控阵技术的微波炉及其分区加热方法，通过压力传感器将物质的质量信号传输回相位控制模块，将微波较多地辐射至质量较重的食品即空间可控加热，从而提高能量效率、改善加热均匀性；并公开了基于被加热物质量及质量相位分布进行智能化微波辐射，从而解决现有技术中微波场在腔体内呈驻波分布或者微波场固定而造成不均匀的问题。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：空间分布结构图；图2：加热流程图；图3：智能模块相位控制图；图4：第一象限微波空间分区加热温度分布图；图5：第二象限微波空间分区加热温度分布图；图6：第三象限微波空间分区加热温度分布图；图7：第四象限微波空间分区加热温度分布图。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。如图1本专利技术的空间分布结构图所示，本专利技术所公开的基于相控阵的微波炉，包括加热腔体、微波馈入源，所述微波馈入源是均匀分布于加热腔体顶层的阵列天线；相控阵技术由于其波束指向灵活、可同时形成多个波束、抗干扰性能好等优点，已经广泛应用于雷达设计领域；将加热腔体底部分成至少两区的压力传感器；连接压力传感器和阵列天线的相位控制模块，所述压力传感器将被加热物的质量信号传输给相位控制模块。如图3：智能模块相位控制图所示，所述相位控制模块包括接收压力传感器传送的质量大小及其相位分布的信号处理单元，即P1、P2、P3、P4分别为第一二三四象限的压力值；利用人工智能网络，即可得到阵列天线分别所需相位信息，通过改变微波源的输入相位对天线阵列进行馈电，能得到指向不同区域的波束；且相位控制模块还可用于分析被加热物质量与陈列天线辐射时间及阵列天线波束扫描速度、方向的智能模块，即；所述智能模块连接信号处理单元和微波馈电系统。进一步地，还包括存储模块。优选地，所述压力传感器为四个，分布于加热腔体底部，用于感应被加热物在四个区域的质量分布。如图4——图7微波空间分区加热温度分布图为当波束分别指向4个不同的象限区域时，其空间分区加热温度分布；发现加热30s后该目标区域的温度都能得到明显提高，而其他三个区域温度变化较小，分区加热效果明显。如图2本专利技术的加热流程图所示，本专利技术所公开的基于相控阵的微波炉空间分布加热方法，包括以下步骤：A将被加热物放置于具有四个压力传感器的加热腔底部置物底座上；B打开微波炉开关，压力传感器将被加热物在四个压力传感器所在区域的质量分布信号传送于智能模块，智能模块分析被加热物质量与其相位分布情况，并分析阵列天线辐射时间及其波束扫描速度、方向，并将波束扫描速度、方向信号发送至微波馈电系统；C微波馈电系统控制阵列天线按着B步骤中智能模块对其分析的信息执行。本专利技术所公开基于相控阵技术的微波炉及其分区加热方法，通过压力传感器将物质的质量信号传输回相位控制模块，将微波较多地辐射至质量较重的食品即空间可控加热，从而提高能量效率、改善加热均匀性；并公开了基于被加热物质量及质量相位分布进行智能化微波辐射，从而解决现有技术中微波场在腔体内呈驻波分布或者微波场固定而造成不均匀的问题。当然，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于相控阵的微波炉，包括加热腔体、微波馈入源，其特征在于，包括：所述微波馈入源是均匀分布于加热腔体顶层的阵列天线；将加热腔体底部分成至少两区的压力传感器；连接压力传感器和阵列天线的相位控制模块，所述压力传感器将被加热物的质量信号传输给相位控制模块。

【技术特征摘要】
1.基于相控阵的微波炉，包括加热腔体、微波馈入源，其特征在于，包括：所述微波馈入源是均匀分布于加热腔体顶层的阵列天线；将加热腔体底部分成至少两区的压力传感器；连接压力传感器和阵列天线的相位控制模块，所述压力传感器将被加热物的质量信号传输给相位控制模块。2.根据权利要求1所述的基于相控阵的微波炉，其特征在于：所述相位控制模块包括接收压力传感器传送的质量大小及其相位分布的信号处理单元；用于控制阵列天线信号方向的微波馈电系统；用于分析被加热物质量与陈列天线辐射时间及阵列天线波束扫描速度、方向的智能模块；所述智能模块连接信号处理单元和微波馈电系统。3.根据权利要求2所述的基于相控阵的微波...

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