一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法技术

本发明专利技术提供了一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，属于微波加热领域，采用超表面用于控制微波加热腔内的场分布，将设计好的超表面板置于微波加热腔内壁表面处，可同时置入一块或多块板，利用超表面对电磁波的灵活操纵功能，改善微波加热腔内的驻波分布状况，提高微波加热腔内场分布均匀性，从而提高被加热物内部的温度分布均匀性。本发明专利技术不限于加载在腔内哪一个面，且不限制腔体的种类，形状，尺寸要求与超表面大小相比拟时效果最佳。只需要将超表面附着在腔壁上即可工作提高加热均匀性，大大减少热点问题和热失控问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波加热均匀性，具体而言，涉及一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法。

技术介绍

1、微波加热因其高加热效率、低能耗和环境友好性，已广泛应用于食品加工、干燥、化学反应和医学领域。然而，由于微波加热腔内电磁波入射到金属壁时发生全反射，在腔内形成驻波分布从而导致加热温度不均匀，极易导致热点和热失控等问题。这一技术难题成为限制微波加热成为大规模工业应用的主要原因。

2、科研人员已经提出多种提高微波腔内加热均匀性的方法，这些方法主要分为两大类：第一类是基于微波加热腔物理边界变化的方法，例如至今仍在使用的转盘和模式搅拌器，以及优化不规则腔壁和在微波加热腔内加载旋转金属柱阵列等方法。第二类是微波功率激励变化的方法，如可旋转的双端口馈电、连续可调的多重激励源、移相双端口馈电、频率搅拌和使用可重构菲涅耳区板控制波束等。这些方法虽然能够有效改善加热均匀性，但需增加系统成本，并且需结合加热腔进行设计，甚至需要重新设计整个加热系统，从而极大限制了这些方法的推广应用。

技术实现思路

1、为了解决上述
技术介绍
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【技术保护点】

1.一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：在微波腔体内除馈源外的一个或者多个腔壁表面设置编码超表面，入射到所述编码超表面上的电磁波被散射到多个方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述编码超表面为2位编码超表面，且由22个超单元组成；超单元的编码分别为'00'、'01'、'10'和'11'，分别对应相对相位响应为0、π/2、π和3π/2的四种状态，且四种状态覆盖完整的2π相位范围。

3.根据权利要求2所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述编码超表面的工作频率为2.45GHz。...

【技术特征摘要】

1.一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：在微波腔体内除馈源外的一个或者多个腔壁表面设置编码超表面，入射到所述编码超表面上的电磁波被散射到多个方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述编码超表面为2位编码超表面，且由22个超单元组成；超单元的编码分别为'00'、'01'、'10'和'11'，分别对应相对相位响应为0、π/2、π和3π/2的四种状态，且四种状态覆盖完整的2π相位范围。

3.根据权利要求2所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述编码超表面的工作频率为2.45ghz。

4.根据权利要求3所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述编码超表面包括从上至下依次设置的金属贴片层、介质衬底层、空气间隔层和金属反射板。

5.根据权利要求4所述的一种基于超表面的微波加热均匀性提高方法，其特征在于：所述金属贴片层由四种超单元形成的i×j超单元阵列构成，i和j为正整数；每...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫丽萍，彭中银，刘长军，赵翔，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：