CN106450637A - 耦合装置及微波加热装置 - Google Patents

耦合装置及微波加热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106450637A
CN106450637A CN201610890751.4A CN201610890751A CN106450637A CN 106450637 A CN106450637 A CN 106450637A CN 201610890751 A CN201610890751 A CN 201610890751A CN 106450637 A CN106450637 A CN 106450637A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coupling device
antenna bar
microwave
polygonal
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610890751.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张斐娜
刘建伟
刘民勇
贾逾泽
夏然
史龙
孙宁
王轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN201610890751.4A priority Critical patent/CN106450637A/zh
Publication of CN106450637A publication Critical patent/CN106450637A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

本发明涉及微波加热技术领域，公开了一种耦合装置及微波加热装置。其中，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆与多边形天线杆的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。

Description

耦合装置及微波加热装置
技术领域
本发明涉及微波加热技术领域，具体地，涉及一种耦合装置及微波加热装置。
背景技术
微波炉从上世纪40年代发明至今大多是使用磁控管发出微波加热食物，微波频率以2450±50MHz为主。通过高压变压器、电容、二极管等提供约4000V高压供磁控管工作。磁控管、变压器耗费大量铜、硅钢等，且体积大、重量高。磁控管工作寿命短、微波频率不可调整、材料标准要求高、制造难度大，限制了目前微波炉能效进一步提升及成本降低。
为了解决磁控管微波炉存在的问题，本领域技术人员开始研究将半导体微波技术应用于微波炉。目前半导体微波技术主要应用在通信上，与微波加热应用主要区别是频段差异。半导体微波应用于加热一直存在很高的技术难度，主要包括功率小、效率低、成本高、馈入腔体困难等问题。但随着半导体微波技术发展日新月异，半导体微波效率越来越高、成本越来越低、重量越来越轻、单位体积功率密度越来越大，其在微波炉上的应用是半导体微波技术发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备，该设备能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。
为了实现上述目的，本发明提供一种耦合装置，该耦合装置包括：馈入天线杆和多边形天线杆，其中所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。
进一步地，所述馈入天线杆与所述多边形天线杆之间通过焊接连接或者通过卡口连接。
进一步地，所述馈入天线杆连接所述内导体的一端从所述外导体的开口穿出，以及所述馈入天线杆与所述多边形天线杆的连接位置与所述外导体的距离范围为5-29mm。
进一步地，所述多边形天线杆的形状为以下中的一者：三角形、四边形、五边形、六边形。
进一步地，所述多边形天线杆的形状为矩形。
进一步地，所述矩形的长度范围为30-100mm，并且长宽比的范围为1:1–3:1。
进一步地，该耦合装置的阻抗为50Ω或75Ω。
进一步地，所述馈入天线杆和所述多边形天线杆的材料为铜。
本发明的另一个方面，提供了一种微波加热设备，该微波加热设备包括加热室、微波源以及上述的耦合装置，其中所述耦合装置用于将来自所述微波源的微波馈入所述加热室。
进一步地，所述微波源同轴输出端为半导体微波源的输出端或射频连接器的输出端，其中所述射频连接器的输入端连接半导体微波源的输出端。
通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆与多边形天线杆的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施方式提供的耦合装置组成结构示意图；
图2是本发明另一个实施方式提供的耦合装置组成结构示意图；以及
图3是本发明实施方式提供的耦合装置的一个示例驻波曲线图，其中横坐标为频率，纵坐标为驻波值。
附图标记说明
1 馈入天线杆 2 多边形天线杆
3 内导体 4 外导体
5 接地板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明实施方式提供的耦合装置组成结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供一种耦合装置，该耦合装置包括：馈入天线杆1和多边形天线杆2，其中所述馈入天线杆1一端连接微波源同轴输出端的内导体3，另一端与所述多边形天线杆2连接，例如，连接在多边形天线杆2的最长边的中间位置；以及所述馈入天线杆1与所述微波源同轴输出端的外导体4绝缘，外导体4接地。
在实施方式中，接地可以通过连接接地板5实现。例如，可以将外导体4与接地板5连接；再如，外导体4与接地板5可以是同一导体的不同部分。优选地，当将上述实施方式中提供的耦合装置用于微波加热时，接地板5要良好接地，最好与微波源和加热室直接接触连接。或者，如不能保证与微波源和加热室都直接连接时，至少与微波源和加热室其中之一保持直接接触。
在实施方式中，绝缘可以通过设置绝缘材料实现。例如，可以在馈入天线杆1与外导体4之间设置陶瓷材料，以实现馈入天线杆1与外导体4绝缘；再如，可以在馈入天线杆1与外导体4之间设置诸如聚四氟乙烯(特氟龙)的高分子聚合材料，以实现馈入天线杆1与外导体4绝缘。
在实施方式中，馈入天线杆1连接内导体3的一端可以从所述外导体4的开口穿出。其中，外导体4可以为与内导体3同轴的桶形结构，外导体4的开口处可以与轴垂直向外延伸。
通过上述技术方案，提供的耦合装置通过馈入天线杆1与多边形天线杆2的配合连接，能够使微波源产生的微波高效的传递到被加热食物上。
在实施方式中，可以将耦合装置的阻抗配置为50Ω或75Ω，以便于阻抗匹配。在实施方式中，馈入天线杆的天线杆可以选用金属且低损耗材质，接地板5可以选用金属且导电性能好的材质。优选地，馈入天线杆1和多边形天线杆2的材料为银、铜或其合金，接地板5的材料为银、铜或其合金。
图2是本发明另一个实施方式提供的耦合装置组成结构示意图。如图2所示，在实施方式中，馈入天线杆1与多边形天线杆2之间可以通过焊接连接或者通过卡口连接。其中，通过焊接连接可以保证良好的连接质量，采用这种连接方式的耦合装置可以具有较好的抗震能力；通过卡口连接，则可以实现模块化生产，便于零部件组装和替换，提高生产效率。在优选的实施方式中，多边形天线杆2所在的平面平行于外导体4。
虽然在图2所示的实施方式中示出的举例的多边形天线杆2的形状为矩形，本领域技术人员可以知晓各种多边形可以应用于本发明从而实现相似的耦合效果。举例的多边形包括但不限于三角形、四边形、五边形、六边形等。优选地，多边形的形状可以是以下形状之一：等边三角形、正方形、正六边形等。作为举例，当多边形选择如图2所示的矩形时，矩形的长度l的范围可以为30-100mm，并且长宽比l/w的范围可以为1:1–3:1。
在实施方式中，耦合装置还可以包括外壳或外罩(未示出)，设置在耦合装置的上述组件外部以保护组件。该外壳或外罩的材料可以是不影响微波传输的玻璃、陶瓷以及塑料。
在图2所示的实施方式中，影响耦合装置性能的主要有三个参数：矩形天线杆的长l，宽w及其到接地板的距离h。用驻波衡量传输效率，驻波为1到1.04，传输效率为100％，是理论值，很难达到。驻波为1.3，表示此时的微波传输效率为98.3％，驻波为1.6时的传输效率为94.7％，驻波为2时，传输效率为88.9％。一般来说，为了保证整个微波加热***的高效率，耦合装置的效率需要在90％以上。
矩形天线杆的长l为30-100mm，在实施方式中l/w的比值为1到3，h值为5-29mm时，通过仿真计算得到如下表1的驻波值：
表1
表1中，第一行为l/w的比值，第一列为h值，单位为毫米(mm)。如上所述，需要寻找驻波值小于2的参数，同时考虑到加工时的误差，选择一组参数时最好选择临近范围内参数也达标的数值。因此，上表中，l/w的比值为2时，h值为9-23mm时最能满足设计要求。当h＝14mm，w＝30mm，l＝60mm时，用矢量网络分析仪实测，得到如图3所示的结果。
图3是本发明实施方式提供的耦合装置的一个示例驻波曲线图，其中横坐标为频率2.4GHz-2.5GHz，纵坐标为驻波值。如图3所示，可以看出当h＝14mm，w＝30mm，l＝60mm时，本发明实施方式提供的耦合装置的全频段都小于1.4。其中，驻波最大值为1.3，最小值为1.078，满足设计要求，同时其在全频段内有良好的平坦度，调频工作时也能保证优良的性能。
本发明的另一个方面，提供了一种微波加热设备，该微波加热设备包括加热室、微波源以及上述的耦合装置，其中所述耦合装置用于将来自所述微波源的微波馈入加热室。在实施方式中，耦合装置与同轴线的内导体3的连接方式可以为间接连接或直接连接。在直接连接的方式中，内导体3连接的微波源同轴输出端为半导体微波源的输出端。在间接连接的方式中，内导体3连接的微波源同轴输出端为射频连接器的输出端，其中所述射频连接器的输入端可以连接半导体微波源的输出端。
本发明实施方式提供的耦合装置具有结构简单，效率高，在全频段内阻抗特性一致的优点。同时，在不同的应用中调谐程度强。本发明实施方式提供的微波加热设备因装备有上述耦合装置，因而具有相似的优点。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种耦合装置，其特征在于，该耦合装置包括：
馈入天线杆和多边形天线杆，其中
所述馈入天线杆一端连接微波源同轴输出端的内导体，另一端与所述多边形天线杆连接；以及
所述馈入天线杆与所述微波源同轴输出端的外导体绝缘，所述外导体接地。
2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述馈入天线杆与所述多边形天线杆之间通过焊接连接或者通过卡口连接。
3.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述馈入天线杆连接所述内导体的一端从所述外导体的开口穿出，以及所述馈入天线杆与所述多边形天线杆的连接位置与所述外导体的距离范围为5-29mm。
4.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述多边形天线杆的形状为以下中的一者：三角形、四边形、五边形、六边形。
5.根据权利要求4所述的耦合装置，其特征在于，所述多边形天线杆的形状为矩形。
6.根据权利要求5所述的耦合装置，其特征在于，所述矩形的长度范围为30-100mm，并且长宽比的范围为1:1–3:1。
7.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，该耦合装置的阻抗为50Ω或75Ω。
8.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述馈入天线杆和所述多边形天线杆的材料为铜。
9.一种微波加热设备，其特征在于，该微波加热设备包括加热室、微波源以及根据权利要求1-8中任一项所述的耦合装置，其中所述耦合装置用于将来自所述微波源的微波馈入所述加热室。
10.根据权利要求9所述的微波加热设备，其特征在于，所述微波源同轴输出端为半导体微波源的输出端或射频连接器的输出端，其中所述射频连接器的输入端连接半导体微波源的输出端。
CN201610890751.4A 2016-10-12 2016-10-12 耦合装置及微波加热装置 Pending CN106450637A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610890751.4A CN106450637A (zh) 2016-10-12 2016-10-12 耦合装置及微波加热装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610890751.4A CN106450637A (zh) 2016-10-12 2016-10-12 耦合装置及微波加热装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106450637A true CN106450637A (zh) 2017-02-22

Family

ID=58173698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610890751.4A Pending CN106450637A (zh) 2016-10-12 2016-10-12 耦合装置及微波加热装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106450637A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141002A (zh) * 2019-06-19 2019-08-20 云南巴菰生物科技有限公司 一种同轴加热腔及具有同轴加热腔的电子烟装置
CN112165745A (zh) * 2020-09-30 2021-01-01 广东美的厨房电器制造有限公司 微波发射组件、微波加热器具、方法、装置和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101645529A (zh) * 2008-08-06 2010-02-10 和硕联合科技股份有限公司 手持式电子装置及其天线
CN104676675A (zh) * 2014-08-12 2015-06-03 广东美的厨房电器制造有限公司 微波炉及用于微波炉的激励器
CN205320321U (zh) * 2015-12-22 2016-06-15 广东美的厨房电器制造有限公司 一种微波加热设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101645529A (zh) * 2008-08-06 2010-02-10 和硕联合科技股份有限公司 手持式电子装置及其天线
CN104676675A (zh) * 2014-08-12 2015-06-03 广东美的厨房电器制造有限公司 微波炉及用于微波炉的激励器
CN205320321U (zh) * 2015-12-22 2016-06-15 广东美的厨房电器制造有限公司 一种微波加热设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUNG T. LUYEN等: "Recent Advances in Designing Balun-Free Interstitial Antennas for Minimally-Invasive Microwave Ablation", 《2015 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS AND PROPAGATION (ISAP) <HTTPS://IEEEXPLORE.IEEE.ORG/XPL/MOSTRECENTISSUE.JSP?PUNUMBER=7442673>》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141002A (zh) * 2019-06-19 2019-08-20 云南巴菰生物科技有限公司 一种同轴加热腔及具有同轴加热腔的电子烟装置
CN112165745A (zh) * 2020-09-30 2021-01-01 广东美的厨房电器制造有限公司 微波发射组件、微波加热器具、方法、装置和存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012253808A (ja) 広帯域アンテナ
CN104993243A (zh) 超宽带喇叭天线
CN103996895B (zh) 一种高功率输入耦合器
CN107039782A (zh) 用于产生涡旋电磁波的阵列天线
CN109728411A (zh) 应用在无线局域网的终端天线
CN105071017A (zh) 一种用于微波加热的天线及微波加热设备
Yerlikaya et al. A novel design of a compact wideband patch antenna for sub-6 GHz fifth-generation mobile systems
CN106450637A (zh) 耦合装置及微波加热装置
CN107645052B (zh) 高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线
CN104009275B (zh) 一种高功率输入耦合器
CN105097388B (zh) 一种1kW/915MHz连续波磁控管
CN106033842B (zh) 天线及电子设备
CN108134172A (zh) 一种功率合成分配装置
Cai et al. A high-performance standard dipole antenna suitable for antenna calibration
CN106329054B (zh) 耦合装置及微波加热装置
CN204857927U (zh) 一种用于微波加热的天线及微波加热设备
Kavitha et al. Design of 2× 2 MIMO-DRA antenna for 5g communication
CN110098460B (zh) 一种基于电调等离子体的可重构宽带天线
WO2019114519A1 (zh) 一种功率合成分配装置
KR20200021067A (ko) 마이크로파 시스템
Rashmi et al. Design and Implementation of Multiband Microstrip Patch Antenna for 5G-IOT Communication System
Tu et al. Frequency reconfigurable multiband MIMO antenna base on gradient arcs for IoT devices
KR20190083953A (ko) 마이크로파 시스템
Sahandabadi et al. Wireless power transfer using triangular patch microstrip at 2.4 ghz
CN106304456A (zh) 微波馈入装置以及微波烹饪设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170222

RJ01 Rejection of invention patent application after publication