一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔制造技术

本发明专利技术属于微波炉技术领域，尤其涉及一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，包括腔体本体，腔体本体内设有烹饪腔体和位于烹饪腔体外的磁控管及波导管，烹饪腔体设有内腔体和外腔体，内腔体位于外腔体内，内腔体内为中空，内腔体外壁与外腔体内壁之间设有空间带，用于微波能量传输；内腔体表面设有缝隙，用于将微波能量辐射到内腔体内部；外腔体底部设有缝隙天线馈入口，用于将自磁控管产生的微波经波导管馈入到外腔体；磁控管位于外腔体侧面，磁控管通过波导管与微波炉的外腔体连接，波导管一端部设有微波出口，与缝隙天线馈入口位置相对应。本发明专利技术炉腔内加热均匀，结构简单，成本较低，便于安装和加工。便于安装和加工。

【技术实现步骤摘要】
一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔


[0001]本专利技术涉及微波炉
，尤其涉及一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔。

技术介绍

[0002]所谓微波炉，为利用装在其内部的磁控管将电能转换为频率为2450MHz的微波来加热食物的装置，具体的加热原理是微波炉内部的磁控管产生频率为2450MHz的微波通过波导耦合进腔体内，进而穿透进入食物内部，食物内的水分子吸收这部分微波之后便以2450MHz的频率做剧烈震动，由于水分子具有极性，因此这些水分子之间相互碰撞而产生巨大热量，从而达到加热的目的。
[0003]微波炉自从问世以来，其均匀性问题便是影响其发展的一个瓶颈，影响微波炉均匀性的因素主要有两个，第一个是由于驻波的原因，这将导致微波炉炉腔内部的微波能量分布不均匀而且随着时间变化；第二个原因便是由于物体本身的属性，不同物体对微波能量的吸收率不同。这两个原因中驻波原因是最为主要的原因，因为微波炉是使用驻波来加热食物的，因此不均匀性问题就难以彻底解决，只能通过一定的方法来缓解微波炉不均匀性的技术问题。
[0004]目前商业上有两种方法来抑制缓解微波炉的不均匀性，一是在微波炉底部加转盘，这种方法使得食物循环在微波最强的场中交换能量，提高食物加热效率；第二种方法为添加微波搅拌器，即改变腔体内部微波的边界条件，使得腔体内部的微波能量随着时间变化，本质上和第一种方法类似，差别在于第一种方法是食物旋转，第二种方法是微波旋转。
[0005]另外，也有在炉腔中开设缝隙阵面天线，传统中缝隙阵面天线的设计思路为在阵面上开设均匀的缝隙，通过均匀缝隙得到波束宽度较窄的辐射天线，但此时天线的辐射能量较为集中于某个方向，从而引起加热也不均匀。

技术实现思路

[0006]为了克服以上技术问题，本专利技术提供一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，谐振频率分布均匀，从而达到炉腔内加热均匀的目的，结构简单，成本较低，便于安装和加工；解决了现有的微波炉
内微波能量分布不均因性问题，同时兼顾了功率容量较高的优点。
[0007]解决以上技术问题的本专利技术中的一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，包括腔体本体，腔体本体内设有烹饪腔体和位于烹饪腔体外的磁控管及波导管，其特征在于：烹饪腔体设有内腔体和外腔体，内腔体位于外腔体内，内腔体内为中空，内腔体外壁与外腔体内壁之间设有空间带，用于微波能量传输；内腔体表面设有缝隙天线阵，用于将微波能量辐射到内腔体内部；外腔体底部设有缝隙天线馈入口，用于将自磁控管产生的微波经波导管馈入到外腔体，即给缝隙阵天线馈电；磁控管位于外腔体外侧面，磁控管通过波导管与微波炉的外腔体连接。
[0008]所述内腔体与外腔体之间在上下左右后之间形成一个空间带，内外腔体之间用微小支架来固定连接。
[0009]所述内腔体和外腔体之间形成的空间带距离，上下左右后的距离一样。
[0010]所述波导管为L形，L形的波导管一端连接位于外腔体侧面的磁控管，另一端位于外腔体底部。L形波导管的一部分设在外腔体底部，从而可以使磁控管输出的微波在波导管中传输稳定之后，再通过外腔体进入内外腔体之间。
[0011]所述波导管内为中空，波导管两端部分别设有微波入口和微波出口，微波出口与缝隙天线馈入口位置相对应，微波入口与磁控管输出微波能量的位置相对应。
[0012]所述缝隙阵列天线为平板缝隙天线，为开在金属平板上的缝隙。
[0013]缝隙天线阵在谐振内腔体上开缝隙，电磁波通过缝隙向内部空间辐射。缝隙阵列天线的口径面幅度分布容易控制，口径面利用率高。
[0014]所述内腔体表面设有的缝隙阵列天线平板上的缝隙为不均匀开设。
[0015]所述内腔体的上下左右后五个表面均交替开有缝隙，可以相邻缝隙反向也可以不相反向。内外腔体相当于拥有五个辐射阵面的缝隙阵天线，这样设置为了抑制交叉极化。内腔体为放置食物的空间以烹饪，缝隙阵天线将微波能量通过内腔体表面的若干缝隙均匀辐射到内腔体内部从而达到加热目的。
[0016]为了使微波炉炉腔内部的各个方向的电磁场均较为均匀，因此在内腔体的每个辐射阵面(五个表面)上均开有不均匀的缝隙，磁控管产生的微波经L波导传输之后，通过这些看起来分布不均匀、杂乱无章的缝隙辐射进微波炉炉腔内部之后，便会在微波炉炉腔内部产生较为均匀的场从而快速加热食物。
[0017]所述缝隙的形状为矩形倒角形，缝隙长度为工作波长的1/2
‑
2/5，宽度为12
‑
14mm。
[0018]所述缝隙长度为工作波长的1/2，宽度为13mm。
[0019]本专利技术中微波炉内外腔体整体相当于一个包含五个辐射阵面(上下左右后)的缝隙阵天线，外腔体包括缝隙天线馈入口，内腔体包括五个辐射阵面，该缝隙阵天线的五个辐射阵面的辐射范围基本可以覆盖微波炉内腔中的各个方向，当对食品加热的时，可以使食品的各个部位均匀受热，从而实现食物快速加热，且效率较高。同时，这有效地避免了传统微波炉中某些位置微波能量高，某些位置微波能量低，从而需要不断改变微波能量位置或者食品位置来实现均匀加热的繁琐性。
[0020]本专利技术整体结构简单，只需要在微波炉内腔体的五个表面的设定的位置处按照所需缝隙尺寸开缝，同时微波炉外腔体只需要开一个L形波导管的馈入口即可，其他设备进行改良也只需加设有一个L形波导管和一个磁控管便可完成，因此本专利技术整体装置结构简洁，成本较低，便于组装和加工。
[0021]本专利技术中炉腔，因为电磁辐射封闭在腔体内部，微波会传输到腔体内部，对人体的辐射伤害较小。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中炉腔横向剖视图
[0023]图2为本专利技术中炉腔包括微波传输过程横向剖视图
[0024]图3为本专利技术的内腔体结构简图
[0025]图4为本专利技术微波炉炉腔中食物所在平面的电场分布函数图像
[0026]图5和图6为本专利技术中波导管的结构示意图
[0027]其中：1.磁控管，2.波导管，3.外腔体，4.内腔体，5.缝隙天线馈入口，6.内腔内部，7.空间带，8.微波出口，9.微波传送，10.缝隙，11.微波入口
具体实施方式：
[0028]下面将结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。以下实施例中所用的结构部件以及相应的材料，若无特殊说明，均可从常规商业途径得到；所采用的工艺，若无特殊说明，均采用本领域的常规工艺。
[0029]实施例1
[0030]一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，设有腔体本体，腔体本体内设有烹饪腔体和位于烹饪腔体外的磁控管及波导管，烹饪腔体设有内腔体和外腔体，内腔体位于外腔体内，内腔体内空中空，内腔体外壁与外腔体内壁之间设有空间带，用于微波能量传输；内腔体表面设有缝隙阵天线，用于将微波能量辐射到内腔体内部；外腔体底部设有缝隙天线馈入口，用于将自磁控管产生的微波经波导管馈入到外腔体，即给缝隙阵天线馈电；磁控管位于外腔体外侧面，磁控管通过波导管与微波炉的外腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，包括腔体本体，腔体本体内设有烹饪腔体和位于烹饪腔体外的磁控管及波导管，其特征在于：烹饪腔体设有内腔体和外腔体，内腔体位于外腔体内，内腔体内为中空，内腔体外壁与外腔体内壁之间设有空间带，用于微波能量传输；内腔体表面设有缝隙阵列天线，用于将微波能量辐射到腔体内部；外腔体底部设有缝隙天线馈入口，用于将自磁控管产生的微波经波导管馈入到炉外腔；磁控管位于外腔体外侧面，磁控管通过波导管与微波炉的外腔体连接。2.根据权利要求1所述的一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，其特征在于：所述内腔体外壁与外腔体内壁之间在上、下、左、右和后方位之间形成一个空间带，内腔体与外腔体之间用微小支架来固定连接。3.根据权利要求2所述的一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，其特征在于：所述内腔体和外腔体之间形成的空间带距离，上下左右后方位之间的距离相等。4.根据权利要求1所述的一种基于缝隙阵天线的超均匀加热微波炉炉腔，其特征在于：所述波导管为L形，L形的波...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷勇，侯万杉，李海龙，王彬，蒙林，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：