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微波能量转换辐射系统以及微波炉

阅读:620发布:2020-05-11

专利汇可以提供微波能量转换辐射系统以及微波炉专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种 微波 能量 转换 辐射 系统以及 微波炉 ,该 微波能量 转换辐射系统包括: 波导 ,以及连接于所述波导的连接器,其中,所述波导包括波导腔和脊部,所述脊部为设置于所述波导腔的第一 侧壁 且向所述波导腔内部凸出的凸起;该微波炉包括可产生微波能量的微波源,连接于所述微波源的上述微波能量转换辐射系统,以及具有加热腔的炉体。该实用新型使用具有单个脊部的脊波导,该非标准的脊波导可以实现2.4GHz~2.5GHz频段内微波传输,从而实现微波源至炉体加热腔之间能量的转换、传输及辐射,以实现固态微波炉应用。,下面是微波能量转换辐射系统以及微波炉专利的具体信息内容。

1.一种微波能量转换辐射系统,其特征在于,包括:波导,以及连接于所述波导的连接器,其中,所述波导包括具有第一侧壁的波导腔,以及脊部,所述脊部为设置于所述波导腔的第一侧壁且向所述波导腔内部凸出的凸起。
2.根据权利要求1所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述连接器安装于所述波导腔的第二侧壁上,所述第一侧壁与所述第二侧壁相对设置。
3.根据权利要求2所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述波导腔为具有一端敞口的腔体,包括连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的三个侧壁,分别为第三侧壁、第四侧壁与第五侧壁;所述第三侧壁通过所述第四侧壁与所述第五侧壁连接,且所述第三侧壁与所述第五侧壁对立设置,所述脊部设置于远离所述第四侧壁的一端。
4.根据权利要求2所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述连接器通过所述第二侧壁伸入至所述波导腔内,所述连接器伸入至所述波导腔内的一端连接有探针。
5.根据权利要求1所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述连接器安装于所述波导腔的第一侧壁上,以使所述脊部与所述连接器设置于同侧侧壁上。
6.根据权利要求5所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述波导腔为具有一端敞口的腔体,具有敞口一端的对立面为所述波导腔的第二侧壁,所述第一侧壁与所述第二侧壁垂直设置,所述脊部设置于远离所述第二侧壁的一端。
7.根据权利要求5所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述连接器通过波导腔的第一侧壁伸入至所述波导腔内,所述连接器伸入至所述波导腔内的一端连接有探针。
8.根据权利要求1所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述连接器为可传输TEM模电磁波的同轴连接器。
9.根据权利要求4或7所述微波能量转换辐射系统,其特征在于:所述探针为阶梯状。
10.一种微波炉,其特征在于:包括可产生微波能量的微波源,连接于所述微波源的微波能量转换辐射系统,以及具有加热腔的炉体,其中,所述微波能量转换辐射系统为权利要求1-10中任一项所述的微波能量转换辐射系统。

说明书全文

微波能量转换辐射系统以及微波炉

技术领域

[0001] 本实用新型属于激励器领域,尤其涉及一种微波能量的转换、传输与辐射系统。

背景技术

[0002] 微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具,微波加热的原理是当微波辐射到食品上时,食品中总是含有极性分子,如食品中大量存在的,这种极性分子的取向将随微波场的变化而变动,从而产生热量。家用微波炉的功率范围一般为500~1000瓦,从而加热食物。
[0003] 中国实用新型专利CN204006180U中公开了一种微波炉及其激励器、波导。所述微波炉包括:炉体,所述炉体内具有加热腔;微波源;以及激励器,所述激励器包括:波导,所述波导内具有与所述加热腔连通的波导腔,所述波导腔的第一端封闭且所述波导腔的第二端
敞开,所述波导腔的横截面积从所述第一端向所述第二端增大,其中所述第一端与所述第
二端相对;和同轴连接器,所述同轴连接器包括外导体和位于所述外导体的内侧的内导体,所述内导体穿过所述波导的外表面且伸入到所述波导腔内,其中所述同轴连接器与所述微
波源相连。
[0004] 上述现有专利,虽然能够实现微波能量的传递与辐射,但是其采用矩形波导,阻抗较难匹配,且带宽较窄;同时,该微波炉的波导腔设置结构实现困难,实际应用不易;另外,因其波导腔内部递进结构的设置导致该微波炉在调试时不方便。实用新型内容
[0005] 为解决上述现有技术中的问题,本实用新型提供了一种微波能量转换辐射系统以及微波炉。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型的微波能量转换辐射系统以及微波炉的具体技术方案如下:
[0007] 一种微波能量转换辐射系统,包括:波导,以及连接于所述波导的连接器,其中,所述波导包括具有第一侧壁的波导腔,以及脊部,所述脊部为设置于所述波导腔的第一侧壁且向所述波导腔内部凸出的凸起。
[0008] 作为本实用新型的进一步优化,所述连接器安装于所述波导腔的第二侧壁上,所述第一侧壁与所述第二侧壁相对设置。
[0009] 作为本实用新型的进一步优化,所述波导腔为具有一端敞口的腔体,包括连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的三个侧壁,分别为第三侧壁、第四侧壁与第五侧壁;所述第三侧壁通过所述第四侧壁与所述第五侧壁连接,且所述第三侧壁与所述第五侧壁对立设置,
所述脊部设置于远离所述第四侧壁的一端。
[0010] 作为本实用新型的进一步优化,所述连接器通过所述第二侧壁伸入至所述波导腔内,所述连接器伸入至所述波导腔内的一端连接有探针。
[0011] 作为本实用新型的进一步优化,所述连接器安装于所述波导腔的第一侧壁上,以使所述脊部与所述连接器设置于同侧侧壁上。
[0012] 作为本实用新型的进一步优化,所述波导腔为具有一端敞口的腔体,具有敞口一端的对立面为所述波导腔的第二侧壁,所述第一侧壁与所述第二侧壁垂直设置,所述脊部
设置于远离所述第二侧壁的一端。
[0013] 作为本实用新型的进一步优化,所述连接器通过波导腔的第一侧壁伸入至所述波导腔内,所述连接器伸入至所述波导腔内的一端连接有探针。
[0014] 作为本实用新型的进一步优化,所述连接器为可传输TEM模电磁波的同轴连接器。
[0015] 作为本实用新型的进一步优化,所述探针为阶梯状。
[0016] 还提供了一种微波炉,包括可产生微波能量的微波源,连接于所述微波源的微波能量转换辐射系统,以及具有加热腔的炉体,其中,所述微波能量转换辐射系统为上述任一种实施例所述的微波能量转换辐射系统。
[0017] 作为本实用新型的进一步优化,所述微波源为固态微波源。
[0018] 作为本实用新型的进一步优化,所述微波源与所述微波能量转换辐射系统通过同轴电缆连接。
[0019] 本实用新型的微波能量转换辐射系统以及微波炉具有以下优点:
[0020] 1、本实用新型的微波能量转换辐射系统以及微波炉,使用具有单个脊部的脊波导,该非标准的脊波导可以实现2.4GHz~2.5GHz频段内微波传输,从而实现微波源至炉体
加热腔之间能量的转换、传输及辐射,以实现固态微波炉应用。
[0021] 2、本实用新型的微波能量转换辐射系统以及微波炉,更方便加工,同时,单脊波导的阻抗低,更容易实现其与同轴连接器的阻抗匹配,而且可拓展带宽。附图说明
[0022] 图1为本实用新型微波能量转换辐射系统第一种实施例的结构示意图;
[0023] 图2为本实用新型微波能量转换辐射系统第一种实施例的主视图;
[0024] 图3为本实用新型微波能量转换辐射系统中第一种实施例连接器的位置示意图;
[0025] 图4为本实用新型微波能量转换辐射系统第二种实施例的结构示意图;
[0026] 图5为本实用新型微波能量转换辐射系统第二种实施例的主视图;
[0027] 图6为本实用新型微波能量转换辐射系统中第二种实施例连接器的位置示意图;
[0028] 图7为本实用新型微波能量转换辐射系统连接器与探针的安装示意图;
[0029] 图8为本实用新型微波炉的结构示意图;
[0030] 图9为本实用新型微波炉使用第一种实施例微波能量转换系统的散射参数示意图;
[0031] 图10为本实用新型微波炉使用第二种实施例微波能量转换系统的散射参数示意图;
[0032] 图11为本实用新型微波炉微波能量控制示意图。
[0033] 附图标记为:1-波导;11-波导腔;12-脊部;13-第一侧壁;14-第二侧壁;15-第三侧壁;16-第四侧壁;17-第五侧壁;2-连接器;21-法兰;3-探针;4-微波源;5-炉体。

具体实施方式

[0034] 为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能,下面结合附图,对本实用新型的微波能量转换辐射系统以及微波炉做进一步详细的描述。
[0035] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用
新型的限制。
[0036] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0037] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038] 如图1-图3所示,为本实用新型提供的第一种实施例微波能量转换辐射系统。该微波能量转换辐射系统,包括具有所述第一侧壁13的波导1,以及连接于所述波导1的连接器
2,其中,所述波导1包括波导腔11和脊部12,所述脊部12为设置于所述波导腔11内的第一侧壁13向所述波导腔11内部凸出的凸起,所述连接器2安装于所述波导腔11的第二侧壁14上,所述第一侧壁13与所述第二侧壁14相对设置。
[0039] 通过使用具有单个脊部的脊波导,该具有单个脊部并且脊部安装于第一侧壁的脊波导可以实现2.4GHz~2.5GHz频段内的微波传输,从而实现微波源至炉体加热腔之间能量
的转换、传输及辐射,以实现固态微波炉的应用。同时,该脊波导可通过模具并使用普通钣金加工即可,其结构简单,成本低廉。
[0040] 优选的,所述连接器2为可传输TEM模电磁波的同轴连接器,使用同轴连接器的好处在于可以尽可能的减少微波转换次数,由此可以极大地减少微波能量的损失。在该实施
例中,微波传输方向为自所述波导腔11的第二侧壁14至所述波导腔11的第一侧壁13方向
上。同时,该同轴连接器优选为N型,根据实际需要,也可以采用其它型号的同轴连接器,比如7/16型同轴连接器。因上述具有单个脊部的波导阻抗低,其与同轴连接器更容易匹配,同时可进一步拓展带宽。
[0041] 结合图7所示,第一种实施例中,所述的微波能转换辐射系统中,所述连接器2通过所述第二侧壁14伸入至所述波导腔11内,所述连接器2与所述第二侧壁14之间通过法兰21连接,所述连接器2伸入至所述波导腔11内的一端连接有探针3。该探针3优选为阶梯状,阶梯状的探针有助于实现良好的阻抗匹配与工作带宽的拓展。该探针可在单脊波导内激励
TE模电磁波,并在单脊波导内传输,然后辐射至加热腔内。
[0042] 此外,所述波导腔11为具有一端敞口的腔体,包括连接所述第一侧壁13和所述第二侧壁14的三个侧壁,分别为第三侧壁15、第四侧壁16与第五侧壁17。其中,第三侧壁15通过第四侧壁16与第五侧壁17连接,所述第三侧壁15与所述第五侧壁17对立设置,所述脊部
12设置于远离所述第四侧壁16的一端。如图3所示,所述连接器2的中心线至所述波导腔11
的第四侧壁16的距离l约为四分之一个所述波导波长的奇数倍;所述连接器2的中心线至所
述波导腔11的第三侧壁15的距离与所述连接器2的中心线至所述波导腔11的第五侧壁17的
距离相等。通过上述配置,可使波导结构更合理。
[0043] 如图4-图7所示,为本实用新型提供的第二种实施例微波能量转换辐射系统。该微波能量转换辐射系统,包括具有第一侧壁13的波导1,以及连接于所述波导1的连接器2,其中,所述波导1包括具有第一侧壁13的波导腔11,以及脊部12,所述脊部12为设置于所述波导腔11内第一侧壁13向所述波导腔11内部凸出的凸起,所述连接器2安装于所述波导腔11
的第一侧壁13上,以使所述脊部与所述连接器设置于同侧侧壁上。
[0044] 通过使用具有单个脊部的脊波导,该具有单个脊部并且安装位置与连接器同侧,可以实现2.4GHz~2.5GHz频段内微波传输,从而实现微波源至炉体加热腔之间能量的转
换、传输及辐射,以实现固态微波炉应用。同时,该脊波导可通过模具并使用普通钣金加工即可,其结构简单,成本低廉。
[0045] 优选的,上述所述连接器2为可传输TEM模电磁波的同轴连接器,使用同轴连接器的好处在于可以尽可能的减少微波转换次数,由此可以极大地减少微波能量的损失。因上
述具有单个脊部的波导阻抗低,其与同轴连接器更容易匹配,同时可进一步拓展带宽。同
时,该同轴连接器优选为N型,根据实际需要,也可以采用其它型号的同轴连接器,比如7/16型同轴连接器。
[0046] 本实施例中,所述的微波能力转换辐射系统中,所述连接器2通过所述波导腔11的第一侧壁13伸入至所述波导腔11内,所述连接器2与所述第二侧壁14之间通过法兰21连接,所述连接器2伸入至所述波导腔11内的一端连接有探针3。该探针3优选为阶梯状,阶梯状的探针有助于实现良好的阻抗匹配与工作带宽的拓展。该探针可在单脊波导内激励起TE模电
磁波,并在单脊波导内传输,然后辐射至加热腔内。
[0047] 此外,所述波导腔11为具有一端敞口的腔体,具有敞口一端的对立面为所述波导腔11的第二侧壁14,所述第一侧壁13与所述第二侧壁14垂直设置,所述脊部12设置于远离
所述第二侧壁14的一端。如图3所示,所述连接器2的中心线至所述波导腔11的第二侧壁14
的距离约为四分之一个所述波导波长的奇数倍,以使波导结构更合理。
[0048] 如图8所示,本实用新型还提供一种微波炉,该种微波炉包括可产生微波能量的微波源4,连接于所述微波源4的微波能量转换辐射系统,以及具有加热腔的炉体5,其中,所述微波能量转换辐射系统为上述任一实施例所述微波能量转换辐射系统。因该微波能量转换
辐射系统在上述中已具体描述,因此本处不再赘述。
[0049] 同时,本实用新型微波炉的微波源4为固态微波源。该固态微波源一般工作于2.4GHz~2.5GHz的频段,产生约250W的微波功率。使用固态的微波源相较于现有技术中使
用的磁控管具有寿命长,工作电压低,安全性高,一致性好等优势。
[0050] 基于该固态微波源的使用,该实用新型的微波炉优选使用场合为车载微波炉。
[0051] 继续如图8所示,所述微波源4与所述微波能量转换辐射系统优选通过同轴电缆连接,以实现阻抗匹配及能量传输;但是,该微波能量转换辐射系统也可直接与微波源连接,在此不唯一限定。
[0052] 上述中,所述波导腔11的敞口位置连通于所述炉体5的加热腔,以便于微波能量的辐射,同时实现微波在炉体内部振荡并被负载吸收的目的。
[0053] 本实用新型的脊部同时可实现波导1与炉体5内部加热腔之间的匹配调节,以达到产品样机调试的目的。
[0054] 如图9所示,使用本实用新型第一种实施例的微波能量转换辐射系统,其在输入回波损耗反射系数为S11<-15dB,且插入损耗正向传输系数为S21>-0.1dB时的带宽约
1000MHz,相较于现有技术,其带宽较宽同时其损耗较低。
[0055] 如图10所示,使用本实用新型第二种实施例的微波能量转换辐射系统,其在输入回波损耗反射系数S11<-15dB且插入损耗正向传输系数S21>-0.1dB时的带宽约1300MHz,相
较于现有技术,其带宽更宽同时其损耗更少。
[0056] 另外,为了进一步说明本实用新型微波炉的微波传递与辐射,以图11为例说明如下:
[0057] 微波源在微波炉使用控制指令下产生微波能量,微波能量通过微波能量转换辐射系统传输至炉体内的加热腔,通过检测加热腔的温度或时间等反馈至微波炉的MCU中,进一步调控微波源产生微波能量。
[0058] 可以理解,本实用新型是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本实用新型的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此,本实用新型不受此处所公开的具体实
施例的限制,所有落入本申请权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围
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