DE1802741A1 - Einrichtung fuer die Erhitzung von Material mittels Mikrowellenenergie - Google Patents

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Varian Associates, 611 Hansen Way, Palo Alto, California/USA

betreffend:

"Einrichtung für die Erhitzung von Material mittels Mikrowellenenergie"

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Erhitzung von Material mittels Mikrowellenenergie, die in einem in ausgewählter zeitlicher Mittelwertverteilung vorliegenden elektromagnetischen Feld.enthalten ist.

Die Erhitzung von Materialien mittels Mikrowellenenergie hat sich in einer Anzahl von Industriezweigen durchgesetzt. Im allgemeinen ist eine der wichtigsten Aufgaben beim Entwurf von Mikrowellenerhitangssystemen die Konstruktion des Systems derart, daß in dem Material unabhängig von dessen Größe und Form eine gleichmäßige Erwärmung hervorgerufen wird. In bestimmten Anwendngsfällen soll zwar die Energie des elektromagnetischen Feldes in ganz bestimmter ungleichförmiger. Weise in der Erhitzungszone verteilt werden, doch soll in anderen die Energie in der Erhitzungszone ganz gleichmäßig verteilt vorliegen. Eine ungünstige Mikrowellenenergieverteilung erzeugt lflkale Bereiche maximaler und minimaler Erwärmung in dem Material. In'den meisten Fällen ist dies unerwünscht und beeinträchtigt häufig das Material selbst. Die Unmöglichkeit, die Mikrowellenernergievertdlung in bequemer und zuverlässiger Weise zu steuern, hat bisher die Verbreitung derartiger Anlagen in industriellen Anwendungen behindert.

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Multimodus-Mikrowellen-Hohlraum- und Wellenleiterresonatoren können in einer Mehrzahl von Modusmustern des elektromagnetischen Feldes angeregt werden, die jeweils bei einer unterschiedlichen Frequenz auftreten. Alle Modusmuster eines bestimmten Mikrowellenresonators können in drei definierte Untergruppen von Resonatormodus' einklassiert werden. Die Resonatormodus' jeder Untergruppe unterscheiden sich von denen der anderen Untergruppen durch die Orientierung ihrer elektromagnetischen Felder und der zugeordneten Wandungsströme. Für eine gegebene Mikrowellenquellenfrequenz und gegebene Mikrowellenkopplungseinrichtungen kann ein Multimodus-Resonator in

P einem Modusmuster angeregt werden, dessen Frequenz nahe der Quellenfrequenz liegt. Die Bandbreite des Modus bestimmt, wie nahe die Quellenfrequenz der Modusfrequenz sein muß, um den Resonator in diesem bestimmten Modus anzuregen. Bisher wurden in Multimodus-Mikrowellen-Resonatoren Moduswandler angewandt mit dem Ziel, ein bestimmte, gewöhnlich im zeitlichen Mittelwert gleichförmiges elektromagnetisches Feld zu erreichen, d.h. eine Mikro'wellenenergieverteilung über die ganze Materialerhitzungszone. Die Anwendung von Moduswandlern veranlaßt die Änderung des elektrischen Raumes für das elektromagnetische Feld. Durch diese Änderung des elektrischen Raumes wird die Frequenz verschoben, bei der die verschiedenen Modusmuster vorliegen. Durch Verschieben der Modusmusterfrequenzen derart, daß sie zyklisch

aufeinanderfolgend mit der Frequenz der Mikrowellene.rnergiequelle koinzidieren, ändert sich zyklisch die Verteilung des elektromagnetischen Feldes und damit der Mikrowellenenergie in dem Resonator.

Die Energieverteilung im zeitlichen Mittel hängt von der Anzahl der verschiedenen innerhalb des Resonators eingekoppelten Modusmuster und dem Energiebetrag ab, der jeweils in einem der verschiedenen in dem Resonator angeregten Modusmuster zugeführt wird. Um beispielsweise eine im zeitlichen Mittelwert gleichförmige Mikrowellenenergieverteilung über eine Erhitzungszone zu erzielen, die Abmessungen in der Größenordnung von Vielfachen von Λ , der freien Wellenlänge der zugeführten Energie.besitzt,

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wird vorzugsweise Energie gleichmäßig einer großen Anzahl der möglichen Resonatormodus¹ zugeführt. Die bisher üblichen Verfahren für die Zuführung von Mikrowellenenergie zum Resonator sahen Jedoch eine Kopplung nur zu wenigen der möglichen Resonatormodus' vor. Infolge der Ankopplung an nur wenige der möglichen Resonatormodus¹ wird entweder die Gleichförmigkeit der Energie verteilung im zeitlichen Mittel nur geringfügig verbessert oder sogar die unerwünschte Ungleichförmigkeit verstärkt infolge der Bevorzugung bestimmter Modusmuster, welche innerhalb des Resonators angeregt werden. Darüber hinaus wird bei Anregung von nur wenigen der möglichen Resonatormodus· die Möglichkeit eingeschränkt, eine ganz bestimmte im zeitlichen Mittelwert ungleichförmige Mikrowellenenergieverteilung zu erzielen.

Durch zyklische Anregung einer Anzahl von Resonatormodus', die zu allen der Resonatormodus-Untergruppen gehören, können die lAkalen Feldbereiche über den Resonator zeitlich so gemittelt werden·*· daß sieK ein erwünschtes wirksames elektromagnetisches Feld er geben und damit eine erwünschte Mikrowellenenergieverteilung in diesem. Um an eine große Anzahl von Resonatormodus¹ anzukoppeln, die zu allen drei Untergruppen gehören, muß die Mikrowellenenergie den Resonator in Form elektromagnetischer Felder zugeführt werden, welche Komponenten des elektrischen Feldes besitzen, die in Richtung der Wandungsströme orientiert sind, die ihrerseits charakteristisch wären für jede der möglichen Gruppen von Resonatormodus¹ an demjenigen Punkt, an dem die Energie in den Resonator eingeführt wird. In der Veröffentlichung " Microwaves On The Production Line" von Paul W. Crapuchetts in "Electronics" 1966, Seite 123 bis 130, wird vorgeschlagen , eine im zeitlichen Mittel gleichförmige elektro- ' magnetische Feldverteilung für die Erhitzung von Material dadurch zu verwirklichen, daß ein Multimodus-Hohlraumresonator angeregt wird mit Mikrowellen, die mittels einer Koppelschleife eingekoppelt werden, welche sich an dem Verbindungspunkt von drei einander durchsetzenden, den Hohlraum

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begrenzenden Wandungen in ^dem Hohlraum befindet. Koppelschleifen unterliegen jedoch bestimmten Beschränkungen und sind mit Nachteilen behaftet, durch die sie anderen Mikrowellenleitungen unterlegen sind, beispielsweise Hohlwellenleitern. Insbesondere besitzen Mikrowellenübertragungssysterne mit Koppelschleifen Beschränkungen hinsichtlich des Leistungsumsatzes, und der Aufbau wird sehr kompliziert, wenn das Koppelschleifensystem gekühlt werden muß. Darüber hinaus besteht die Gefahr von Spannungsüberschlägen und die Gefahr der Verschmutzung, so daß eine häufige Reinigung erforderlich ist, fe die ohne Zerlegen des Systems nur schwierig durchführbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung für die Erhitzung von Material mittels Mikrowellenenergie zu schaffen, die in einem in ausgewählter zeitlicher Mittelwertverteilung vorliegenden elektromagnetischen Feld enthalten ist, mit einem Multimodus-Mikrowellen-Resonator, der in einer Mehrzahl frequenzabhängiger elektromagnetischer Feldmodusmuster anregbar ist, von denen jedes zu einer von drei Klassen von Resonatormodus-Untergruppen gehört und der mindestens drei elektriscb|Leitende Begrenzungswandungen aufweist» die einander an einem Verbindungspunkt durchsetzen und eine Beheizungszone für das Material definieren, wobei die Einrichtang nicht den W oben erläuterten Beschränkungen hinsichtlich der Mikrowellenankopplung Anterliegt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine erste Kopplungsöffnung, definiert von einem Teil einer der Begrenzungswandungen in einer Ecke derselben, welche durch die einander durchsetzenden Wandungskanten an einem Verbindungspunkt der drei einander durchsetzenden Wandungen definiert ist, für das Einführen von Mikrowellenenergie in den Resonator durch die Ebene der der ersten Kopplungsöffnung zugeordneten Wandung, durch mindestens eine zweite Kopplungsöffnung, definiert von einem Abschnitt einer der Begrenzungswandungen in einer Ecke derselben, welche durch die einander

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durchsetzenden Wandungskanten an einer Verbindungsstelle der drei einander durchsetzenden Wandungen definiert ist, für die Einführung von Mikrowellenenergie in den Resonator durch die Ebene der der zweiten Koppelöffnung zugeordneten Wandung, wobei die Kante jeder der Kopplungsöffnungen nächst der benachbarten Wandungsecke nicht weiter als ^n* ^von dieser entfernt ist, mit & ^ als freie Wellenlänge der durch die ■Kopplungsöffnungen gekoppelten Mikrowellenenergie, durch einen ersten Hohlwellenleiter für die Einspeisung von Mikrowellenenergie von einer Quelle durch die erste KopplungsÖffnung zur Anregung des Resonators in Resonatormodus', die zufnindestens zwei der Resonatormodus-Untergruppen gehören, durch einen zweiten Hohlwellenleiter für die Einspeisung von Mikrowellenenergie von einer Quelle durch die zweite Kopplungsöffnung, welcher zweite Hohlwellenleiter so aufgebaut und bezüglich des Resonators an der zweiten Kopplungsöffnung orientiert ist, daß das Modusmuster, in dem die Energie von dem zweiten Hohlwellenleiter ausgebreitet wird, eine elektromagnetische Feldverteilung mit einem elektrischen Feld aufweist, das eine Komponente in einer Richtung parallel au einer Wandungsstromkomponente besitzt, die charakteristisch für mindestens die dritte Resonatormodus-Untergruppe am Ort der zweiten Köpplungsöffnung ist, falls an deren Stelle ein Begrenzungswandungsabschnitt vorhanden wäre, und durch eine Frequenzverschiebeeinrichtung für die Frequenz, bei der die Resonatormodusmuster relativ zu der Quellenfrequenz auftreten.

Durch die Einspeisung von Energie in den Resonator an einer Wandungsecke wird sie in Resonatormodus' eingekoppelt, die zu mindestens ersten und zweiten Modus-Untergruppen gehören unabhängig vom Ausbreitungsmodus in dem Hohlwellenleiter. Um die erwünschte Ankopplung in allen Resonatormodus-Untergruppen zu erzielen, wird mindestens eine zweite KopplungsÖffnung in einer anderen Ecke vorgesehen. Das elektrische Feld, das

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von dem zweiten Hohlwellsileiter über die zweite Kopplungsöffnung eingeführt wird, besitzt Komponenten in Richtungen parallel zu Komponenten von Wandungsströmen, die charakteristisch für mindestens die dritte und eine der beiden ersten Resonatormodus-Untergruppen am Ort der zweiten Kopplungsöffnung wären, falls an deren Stelle ein Begrenzungswandungsabschnitt vorläge.

Die Anregung der verschiedenen Modus' wird vervollständigt durch die Frequenzverschiebeeinrichtungen derart, daß die verschiedenen Modus' mit ihren Frequenzen zyklisch auf-P einanderßlgend mit der Quellenfrequenz koinzidieren. Wenn die Frequenz eines Modusmusters, das zu entweder der ersten oder der zweiten Resonatormodus-Untergruppe gehört, mit der Quellenfrequenz koinzidiert, so wird Energie in diesen Modus von mindestens demjenigen Hohlwellenleiter eingespeist, welcher der ersten Kopplungsöffnung zugeordnet ist. Ähnliches gilt, wenn die Frequenz eines Modusmusters, das zu der dritten Resonatormodus-Intergruppe gehört, mit der Quellenfrequenz koinzidiert, wobei Energie in diesen Modus von mindestens dem der zweiten Kopplungsöffnung zugeordneten Hohlwellenleiter eingespeist wird.

k Man erkennt, daß gemäß der Erfindung ein^ Mikrowellenerhitzungssystem vorgeschlagen wird, bei dem der Resonator in Resonatormodus' anregbar ist,, die zu allen Untergruppen der Resonatormodus' gehören, wobei sich eine im zeitlichen Mittelwert gleichförmige elektromagnetische Feldverteilung für das zu erhitzende Material ergibt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines. Ausführungsbeispiels erläutert werden, das in den Zeichnungen dargestellt ist und sich hinsichtlich verschiedener Merkmale als besonders * vorteilhaft erwiesen hat. Auf diese Merkmale wird bei der

Erläuterung der Zeichnungen und in den Ansprüchen besonders hingewiesen.

Pig. 1 zeigt perspektivisch eine erfindungsgemäße Einrichtung,

Pig. 2 ist eine Ansicht der Einridtung nach Pig. I, gesehen in Richtung 2-2 nach Pig. I,

Fig. 3a-e zeigen schematisch die Orientierung der Ströme in den Begrenzungswandungen des in Fig. 1 gezeigten Resonators an einem Verbindungspunkt von drei einander durchsetzenden Wandungen in dem gleichen zeitlichen Moment für die drei Resonatormodus-Untergruppen, und

Fig. 4 ist eine Teilansicht der Einrichtung nach Pig. I, gesehen in Richtung 4-4.

In den Fig. 1 und -2 ist ein mit einer Fördereinrichtung versehener rechteckiger Multimodus-Hohlraumresonator als Teil eines Mikrowellenerhitzungssystems gemäß der Erfindung dargestellt, öas System 11 umfaßt den Resonator 12, der eine genügende Größe für die Anregung einer Mehrzahl von Modus' der elektromagnetischen Wellen bei der Betriebsfrequenz besitzt. Der Resonator 12 ist aus elektrischleitendem Material, z.B. Aluminium, aufgebaut und besitzt eine Mehrzahl ebener Begrenzungswandungen, nämlich die Endwandungen 13 und l4, die Seitenwandungen 16 und 17, und die Deck- und Bodenwandung 18 bzw. 19, welche miteinander z.B. durch Schweißen verbunden sind und den Innenraum 21 definieren. Dessen Höhe, Länge und Breite sind jeweils groß gegenüber X , der freien Wellenlänge der zugeführten Energie, beispielsweise J \ , 17 ^ und 8

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Das zu erhitzende Material wird durch den Resonator mittels eines Förderbandes 22 transportiert, das aus Mikrowellendurchlässigem Material besteht, wie Baumwolle, Leinen, Tetrafluoräthylen oder Polypropylen, Zwecks Ermögllching einer Luftzirkulation um das zu erhitzende Material ist das Förderband 22 perforiert, so daß sich Luftdurchlässe 23 quer durch dasselbe erstrecken. Das Förderband 22 läuft in den Hohlraumresonator 12 an dessen Zufuhrungsende 2h durch eine erste Mikrowellenabsorberfalle 25 ein, die sich an der Endwandung κ befindet. Das Förderband 22 tritt aus dem Resonator 12 an dessen Auslaßende 26 durch eine zweite Mikrowellenabsorberfalle 27 aus, welche an der Endwandung- 14 angeordnet ist. Die Fallen dienen dazu, das Entweichen von gefährlicher Mikrowellenenergie aus dem Hohlraumresonator 12 zu unterbinden und gleichzeitig während des Betriebes den Zugang zu ermöglichen.

Jede der Fallen 25 und 27 unfößt einen rechteckigen Aluminiumkasten 28, der einen ringartigen Behälter in Form eines Rohrelementes 29 umschließt für das Einschließen von Verlustmaterial, vorzugsweise Wasser, Äthylenglykol, Glyzerin oder einem anderen nledermolekularengewichtigen monohydrisehen Alkohol. Das Rohrelement 29 definiert einen Tunnel 31 rechteckiger Querschnittsform, durch den das Förderband 2"2 läuft und das zu erhitzende Material durch den Innenraum 21 transportiert. Die Fallen 25 und 27 sind an den zugeordneten Endwandungen 13 bzw. 14 beispielsweise angeschweißt, wobei die jeweiligen Tunnel 31 mit Durchlässen 32 fluchten, die in den Endwandungen 13 und l4 ausgebildet sind.

Für einen gefahrlosen Betrieb soll der Betrag an Mikrowellenenergie, der aus der Einrichtung in die Umgebung

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entweicht,unter dem vorgeschriebenen Standardwert von 10.mW/cm liegen. Bei einer zugeführten Leistung von 5 KW bei 2450 MHz wird die in die Umgebung entweichende Mikrowellenenergie erheblich unter dem Wert von 10 mW/cm liegen, wenn die Fallen 25 und 27 so bemessen sind, daß sie mindestens 6 A. lang, 5 ^ breit und 5 /\ hoch sind und das Rohrelement 29 eine Wandstärke von 3/2 A besitzt.

Um den Innenraum 21 beispielsweise für Wartungsarbeiten leicht zugänglich zu machen, ist die Seitenwandung 17 mit zwei elektrischleitenden Toren 33 versehen, die sich in Richtung der Förderbandbewegung in einem bestimmten Abstand befinden. Jedes Tor 33 ist an einem Scharnier 34 aufgehangen und mit einem Drehriegel 36 versehen, um das Tor zu öffnen bzw. zu verschließen. Ein leitfähiger zusammendrückbarer V-förmiger Streifen 37 ist rings um jede Toröffnung 38 angeordnet, um das Entweichen von gefährlicher Mikrowellenenergie zwischen den Toren 33 und der Seitenwandung 17 zu verhindern. Jedes Tor 33 wird durch das Eingreifen des Riegels 3β in den Haken 39 kräftig geg<-n den Streifen 37 gedrückt.

Um die Mikrowellenerhitzungswirkung zu verbessern, ist eine aus Aluminium bestehende Luftkammer 41 in Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Kompressor vorgesehen für die Förderung eines Luftstromes in den Innenraum 21 durch die mit offenen Enden versehenen Luftleitungen 42, welche in Richtung der Förderbandbewegung im Längsabstand ageordnet sind. Die Luftleitungen 42 sind an einem ihrer Enden an die Luftkammer 4l angeschweißt, während die anderen Enden der Luftleitungen an die Seitenwandung 16 oberhalb des Förderbandes 22 angeschweißt sind. Dadurch wird auch zugleich die Luftkammer gehalten.. Um die umgewälzte Luft wieder abzuführen, wird sie von einer aus Aluminium bestehenden Absaugkammer 43 aufgenommen, nachdem sie aus dem Innenraum,21 durch die aus

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Aluminium gefertigten Absaugleitungen 44 mit offenen Enden abgeführt worden ist» Die Absaugleitungen 4.4 sind jeweils mit einem Ende an die Seitenwandung 16 unterhalb des Förderbandes 22 und im Längsabstand in Ri&fcung der Förderbandbewegung angeschweißt» Die Absaugkammer 43 ist mittels Anschweißen an den anderen Enden der Absaugleitungen 44 befestigt. · .

Um das Entweichen von Mikrowellenenergie durch die £ Luft- und Absaugleitungen 42 bzw. .44 zu verhindern,, sind die Leitungen so aufgebaut, daß ihre Länge mindestens dreimal so groß ist wie ihr Durchmesser und daß sie Querschnittsabmessungen aufweisen derart, daß die freie Abreißwellenlänge ■ relativ zn der höchstfrequenten wichtigen Energiemodusfrequenz, welche im Resonator 12 angeregt wird, erheblich kleiner ist als die freie Wellenlänge, die diesem Modus zugeordnet ist» Wenn die Abmessungen der Leitungen 42 und 44 gemäß diesen Beschränkungen ausgebildet sind₉ können die Leitungen 42 und 44 nicht als freie übertragungsmittel für elektromagnetische Felder bei gefährlichen oder sonst unerwünscht hohen Mikrowellenenergiepegeln dienen.

ψ Gemäß der Erfindung wird die der Anregung des Hohlraumresonators 12 dienende Mikrowellenenergie durch mindestens zwei in ganz bestimmter Weise angeordnete Kopplungsöffnungen 52 und 5# eingespeist. Die Kopplungsöffnungen 52 und 51 sind in der gleichen oder in unterschiedlichen Resonatorbegrenzungswandungen in deren Ecken nahe einem Verbindungspunkt angeordnet, der durch drei einander durchsetzende Resonatorbegrenzungswandungen definiert ist. Die Mikrowellenenergie wird in den Hohlraumresonator 12 von Hohlwellenleiternj beispielsweise rechteckigen Wellenleitern 53 und 54 durch die Kopplungsöffnungen 51 bzw, 52 eingekoppelt, die für den Empfang von,Energie mit den Wellenleitern gekoppelt sind. Die Wellenleiter 53 und 54

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sind so aufgebaut und rait den Kopplungsöffnungen 51 und 52 gekoppelt, daß Resonatormodus¹, die zu allen drei Resonatormodus-Untergruppen gehören, auf ausgewählten Energiepegän in denvResonator 12 angeregt werden können-. Die Kopplung an alle drei Resonatormodus-Untergruppen wird dadurch bewirkt, daß einer der Wellenleiter, etwa der Wellenleiter 53* so konstruiert und relativ zu der Resonatorwandung, welche die Kopplungsöffnung 51 definiert, orientiert ist, daß das elektrische Feld des über den Wellenleiter 53 ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes Komponenten besitzt, die in Richtungen parallel zu Komponenten der Wandungsströme orientiert sind, die ihrerseits charakteristisch wären für Resonatormodus', die zu mindestens zwei der Resonatormodus-Untergruppen an dem Ort der Kopplungsöffnung 51 gehörten, falls eine Resonatorwandung an dieser Stelle vorhanden wäre. Die Kopplung an Resonatormodus', die zu der dritten Resonatormodus-Untergruppe gehören, wird bewirkt durch den Aufbau und die Orientierung des Wellenleiters 5¹* relativ zu der Resonatorwandung, welche die Kopplungsöffnung 52 definiert derart, daß das elektrische Feld des von dem Wellenleiter 5^ ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes Komponenten aufweist, die in Richtungen parallel zu Komponenten von Wandungsströmen orientiert sind, die ihrerseits charakteristisch für Resonatormodus' wären, welche zu mindestens der dritten Resonatormodus-Untergruppe gehören würden, befände sich an Stelle der Kopplungsöffnung 52 ein Abschnitt einer Resonatorbegrenzungswandung.

Zur näheren Erläutenng der Bedeutung, welche die Anordnung der Kopplungsöffnungen 51 und 52 an den Resonatorwandungsecken und die Orientierung der Wellenleiter 53 und 5^ relativ zu den Resonatorwandungen besitzen, sollen die Fig. 3a-c erläutert werden. Jede der Fig. 3a-c illustriert schematisch die Wandungs stromverteilung jeweils eines

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Resonatormodus von einer der drei Resonatormodus-Untergruppen in einem bestimmten Augenblick und in der Nähe des Verbindungspunktes, der durch drei einander durchsetzende Resonatorbegrenzungswandungen gebildet wird» etwa im Verbindungspunkt 56» gebildet an dem Durchsetzungspunkt von Endwandung 13, Seitenwandung 17 und Deckwandung 18 des Resonators 12 nach Pig, I und 2. Die Wandungsstromverteilung für jeden der möglichen Resonatormodus' ist dßä? gleiche wie eine von denen, die durch die Pfeile 57j 58 und 59 in einer der Fig. 3a-c repräsentiert wird. Bei einer gegebenen Quellenfrequenz, sind die Wandungsströme irgendeines Resonatormodus, die in irgendeinem Augenblick die Kanten der Begrenkungswandungen - hier 13» 17 und 18 - durchsetzen, welche zu den Ecken 6l, 62 und 63 konvergieren, in der gleichen Richtung längs der Kantenlänge zwischen jeweils den Ecken und Punkten 64, die in einem Abstand von * /2 davon liegen. Weiter ist die Richtung der augenblicklichen Wandungsströme umgekehrt an Positionen 66, die in senkrechtem Abstand von J\/h oder mehr von den Begrenzungswandungskanten liegen. Darüber hinaus sind die Wandungsströme Null an den Ecken der Begrenzurigswandungen bei jedem möglichen Resonat^rmodus. Infolgedessen können die augenblicklichen Wandungsströme entgegengesetzter Richtung niemals gleichzeitig die Kanten der Wandungen längs deren Länge bis zu A /2 von deren Ecken durchsetzen, und diese Ströme können niemals gleichzeitig in den Abschnitten der Begrenzungswandungen bis zu Λ/4 von den Begrenzungswandungskanten existieren.

Weil also eine Kopplung zwischen einem Wellenleiter und den Resonatormodus' einer Untergruppe existiert, wenn die elektromagnetischen Felder, welche über den Wellenleiter ausgebreitet werden, elektrische Feldkomponenten umfassen, die parallel zu den Wandungsströmen sind, die ihrerseits charakteristisch für die Untergruppe an dem Ort sind, an dem der Wellenleiter mit dem Resonator gekoppelt ist,

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können Resonatormodus¹ angeregt werden, die zu allen drei Resonatormodus-Intergruppen gehören, indem ein solcher Wellenleiter in den Resonator 12 durch in den Ecken des Resenofcors angeordnete Kopplungsöffnungen einkoppelt. Indem man die Kopplungsöffnung in L-förmigen Zonen der Begrenzungswandung anordnet, deren Breite durch fb/ty und deren Länge durch P^ /2 gegeben ist und einander an den Wandungsecken überschneiden, können die Wellenleiter mit dem Resonator so verbunden werden, daß das Augenblicksfeld in dem Wellenleiter nicht gleichzeitig Komponenten des elektrischen Feldes enthält, die parallel und solche, die antiparallel zu den augenblicklichen Wandungsströmen sind, die charakteristisch wären für die möglichen Resonatormodus¹ an Ort der Kopplungsöffnung, wenn an deren Stelle ein Begrenzungswandlungsabschnitt existierte. Es kann jedoch ein bestimmter Grad von gleichzeitigem Parallelismus und Antiparallelismus wünschenswert sein, wenn beispielsweise eine bestimmte Ungleichförmigkeit der Energieverteilung gefordert ist. Gleiche Betrage von gleichzeitigem Parallelismus und Antiparallelismus sind jedoch zu vermeid^, wenn Energieübertragung zwischen dem Wellenleiter und dem ■Resonator erwünscht ist, weil unter diesen Umständen nur sehr wenig oder gar keine Energie übertragen wird. Um die Kopplung an eine Anzahl von Resonatormodus', die zu allen drei Resonatormodus-Untergruppen gehören, sicherzustellen, sollen die Kopplungsöffnungen nicht weiter als ^{von den} Ecken entfernt sein, die durch die einander durchsetzenden Kanten der Begrenzungswandungen gebildet sind, an denen die Kopplungsöffnungen angeordnet sind, HHd sollten sich nur bis zu Punkten erstrecken, die weniger als * A längs der Begrenzungswandungskante liegen und weniger als /\ /2 entfernt von den Kanten, und sollten schließlich größere Bereichsabschnitte in L-förmigen Zonen der Begrenzungswandung

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besitzen, die durch A /4 Breite und /\/2 lange Streifen, die sich in den Ecken Überschneiden, definiert sind, als außerhalb der genannten Zonen.

Eine selektive Ankopplung an die drei Resonatormodus-Untergruppen kann mit Wellenleitern erzielt werden, die entweder TE-oder TM-Wellen ausbreiten. Ein TE-Wellen ausbreitender Wellenleiter, der an den Resonator 12 beispielsweise durch eine Ecke in der Deckwandung 18 gekoppelt ist, wobei das elektrische Feld des von dem Wellenleiter ausgebreiteten Feldes Komponenten besitzt, die mit einem hohen Grad von Parallelismus in Richtung der Pfeile 57 in Fig. 3a orientiert sind, koppelt an Resonatormodus', die zu zwei Untergruppen gehören, nämlich den in Fig. 3a und 3c dargestellten. Um an Resonatormodus', die zu

zu koppeln dec in Fig. 3b illustrierten Untergruppe« gehören, wird in den Resonator Energie an einer anderen Ecke einer der Begrenzungswandungen über einen Wellenleiter eingespeist, der elektromagnetische Felder entweder im TE- oder TM-Modus ausbreitet. Da TM-Modus-Wellenleiter elektromagnetische Felder ausbreiten, die elektrische.Feldkomponenten in einer -Rio htung parallel zu den Wandungsströmen besitzen, welche charakteristisch für alle drei Resonatormodus-Untergruppen sind, ist die Orientierung des Wellenleiters relativ zum Resonator 12 unkritisch, um eine Ankopplung an die drei Resonatormodus-Untergruppen zu bewirken. Wenn jedoch ein zweiter TE-Modus-Wellenleiter verwendet wird, ist er so zu orientieren, daß die elektrische Feldkomponente des von ihm ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes parallelliegen würde entweder zu den Pfeilen 57 oder 58 in Fig. 3b oder zu den Pfeilen 57 in Fig. 3c. .

Zwei TM-Modus-Wellenleiter, an den Resonator 12 an verschiedenen Ecken angekoppelt, könnten ebenfalls angewandt

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werden, um den Resonator In Modus' aller drei Untergruppen anzuregen. Obwohl ein einzelner TM-Modus-Wellenleiter an zu allen drei Untergruppen gehörenden Resonatormodus' ankoppelt, wird durch zwei TM-Modus-Wellenleiter die selektive Ankopplung an Resonatormodus^f, die zu jeder der Untergruppen gehören, erleichtert.

Die gleichförmige Ankopplung an die Resonatormodus¹ aller drei Untergruppen kann dadurch erreicht werden, daß der Ort der beiden Kopplungsöffnungen und die zugehörigen Wellenleiter, über die Energie in denEEsonator eingespeist wird, so ausgewählt werden, daß die elektrische Peldkomponente des von einem der Wellenleiter ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes an der zugeordneten Kopplungsöffnung senkrecht steht relativ zur Richtung der Wandungsströme, die an dieser Stelle durch Energie aus dem anderen Wellenleiter induziert würden, falls ein Abschnitt der Begrenzungswandung anstelle dieses zugeordneten Kopplungsgliedes existieren würde. Mit anderen Worten erstreckt sich am Ort der Kopplungsöffnung die elektrische Feldkoraponente des von"einem der Wellenleiter ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes in einer Richtung senkrecht zu einer Kante einer Resonatorwandung, die quer verliuft zu einer Kante jener Wandung, die ihrerseits senkrecht durchsetzt wird von dex/elektrisehen Feldkomponente von dem anderen Wellenleiter. Dies könnte beispielsweise (s. Fig. 1 und 3 a-c) dadurch erreicht werden, daß der Hohlraumresonator 12 mit Energie angeregt würde, die durch dieselbe oder durch einander gegenüberliegende Resonatorbegrenzungswandungen von zwei TE-Modus-Wellenleitern 53 und 5^ eingespeist wird, die relativ zueinander in ganz bestimmter Weise angeordnet sind. Im einzelnen würde Energie in den Hohlraumresonator von dem TE--Modus-Wellenleiter 5 4 eingespeist, der beispielsweise in der Wandungsecke 63 der Deckwandung 18 säße,

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so daß die elektrische Peldkomponente des von dem Wellenleiter ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes in Richtung der Wandungsstrompfeile 58 in Fig. 3b orientiert wäre. Der zweite TE-Modus-Wellenleiter 53 würde in den Hohlraumresonator 12 Energie an einer zweiten Wandungsecke,, z.B. der Ecke 67 der Deckwandung 18, einspeisen und wäre so orientiert, daß die elektrische Feldkomponente des ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes sich in Richtung dac Wandungsstrompfeile in Fig. 3a erstrecken oderjin anderen Worten, quer zu der Richtung_vder elektrischen Feldkomponente des von dem ersten Wellenleiter 5¹* ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes am Ort der Kopplungsöffnung 52. Wenn die Frequenzen der Resonatormodus', die zu der in Fig. 3b illustrierten Untergruppe gehören, mit der Quellenfrequenz koinzldieren, wird über den Wellenleiter 5^.Energie an diesen Resonatormodus geliefert. Wenn die Frequenzen der Resonatormodus', die zu der in Fig. 3a illustrierten Untergruppe gehören, mit der Quellenfrequenz übereinstimmen, wird diesen Resonatormodus¹ Energie über den Wellenleiter 53 zugeführt. Energie von beiden Wellenleitern

53 und 54 wird den Resonatormodus· der in Fig. 3c dargestellten Untergruppe zugeführt, wenn deren Frequenzen mit der Quellenfrequenz übereinstimmen.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kopplungsöffnungen und 52 besitzen eine rechteckige Form und sind an den Wan-' dungsecken 67 bzw. 63 der rechteckigen Deckwandung 18 angeordnet. Die Breite w und die Höhe h jeder der Kopplungsöffnungen beträgt )s /2 bzw. Λ/4. Obwohl aus Gründen des Kopplungswirkungsgrades zwischen den Wellenleitern 53 und

54 einerseits und dem Hohlraumresonator 12 andererseits große Kopplungsöffnungen erwünscht sind, können auch kleinere Kopplungsöffnungen anderer Formen vorgesehen werden. Die Ausbildung der Kopplungsöffnungen erfolgt in Übereinstimmung

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mit den üblichen Impedanzanpassungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Impedanz des Resonators 12, der Kopplungsöffnungen 51 und 52, der Wellenleiter 53 und 5¹* und der Mikrowellenenergiequellen. Für große Belastungen ist es erwünscht, eiihe feste Ankopplung an die Resonatormodus¹ vorzusehen. Demgemäß wären große Kopplungsöffnungen 51 und anzuwenden von vorzugsweise rechteckiger Form, die je eine Fläche von \/2 längs der Wandkungskante mal λ/4 von der Kante überdecken. Für geringere Belastungen ist eine losere Kopplung erwünscht, um störende Reflexionen zu unterbinden. In diesem Fall wären kleinere Kopplungsöffnungen anzuwenden. Um die Impedanzanpassung zwischen dem Resonator 12 und irgendeiner angekoppelten Mikrowellenenergiequelle zu erleichtern, können übliche einstellbare Impedanzanpaßelemente 78 und 79 in die Wellenleiterpfade eingesetzt werden, welche den Hohlraumresonator 12 an die verwendeten Energiequellen ankoppeln.

In Fig. 4 ist gezeigt, wie die Kopplungsöffnungen 51 und 52 in der Deckwandung 18 so angeordnet sind, daß ihre Seiten 68 und 6$ bzw. 71 und 72 nahe den Kantenabschnitten 73 und "Jk bzw. 76 und 77 der Deckwandung 18 liegen, welche Kantenabschnitte in den Ecken 67 bzw. 63 zusammenlaufen, und zwar in der Ebene der Innenoberfläche der vertikalen End- bzw. Seitenwandungen 13 und 16 bzw. 17. Die lange Seite 68 der Kopplungsöffnung 51 ist parallel zu dem Kantenabschnitt 73 der Deckwandung 18 orientiert, der sich in Längsrichtung in der Bewegungsrichtung des Förderbandes 22 erstreckt. Die Kopplungsöffnung 52 ist mit ihrer langen Selte71 parallel zum Kantenabschnitt 76 der Deckwandung 18 orientiert, der sich quer zur Bewegungsrichtung des Förderbandes 22 erstreckt.

Die Kopplungsöffnung 51 1st zwecks Energieeinkopplung mit einem Rechteckwellenleiter 53 gekoppelt, der von einer

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Mikrowellenenergiequelle 81 angeregt wird, um Energie im TE-dominanten Modus auszubreiten. Der Wellenleiter 53 ist mit dem Hohlraumresonator 12 verbunden über einen angepaßten rechteckigen Wellenleiterflansch 82, der an der Deckwandung-18 angeschweißt ist. Der Plansch 82 und der Wellenleiter 53 sind so ang dem Hohlraumresonator 12 befestigt, daß das elektrische Feld des von dem TE-dominanten Wellenleiters ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes senkrecht auf dem Kantenabschnitt der Deckwandung 18 steht.

Die Kopplungsöffnung 52 ist für .den Energieempfang mit einem Rechtecktyp-Wellenleiter 54 gekoppelt, der von einer zweiten Mikrowellenenergiequelle 83 angeregt wird, um Energie im TE-dominanten Modus auszubreiten. Falls erwünscht, könnte eine einzige Mikrowellenenergiequelle für die Anregung des Hohlraumres8nators 12 an beiden Kopplungsöffnungen 51 und 52 verwendet werden. Unter diesen Umständen wären die Wellenleiter 53 und 54 an die einzige Quelle beispielsweise mittels einer Wellenleiterverbindung vom T-Typ gekoppelt. In jedem Fall ist der Wellenleiter 54 mit dem Hohlraumresonator 12 dadurch verbunden, daß er an einem angepaßten Rechteckflansch 84 befestigt wird, der auf die Deckwandung 18 geschweißt/Ist. W Der Flansch 84 und der Wellenleiter 54 sind so an dem Hohlraumresonator 12 befestigt, daß das elektrische Feld des von dem TEJ-Modus-Wellenleiter erzeugten elektromagnetischen Feldes . senkrecht zu dem Kantenabschnitt J6 der Deckwandung 18 liegt und damit senkrecht zur Richtung der elektrischen Feldkomponente an der Kopplungsöffnung 51 des von dem Wellenleiter 53 ausgebreiteten elektromagnetischen Feldes.

Für die gleichförmige Kopplung an zu allen drei Untergruppen gehörende Resonatormodus' werden die Wellenleiter 53

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und 54 so angeregt und relativ zum Hohlraumresonator 12 orientiert, daß die augenblicklichen elektrischen FeIdkomponenten der von ihnen ausgebreiteten elektromagnetischen Felder an den zugeordneten Kopplungsöffnungen 51 und 52 gleichzeitig in Richtung auf oder von den nächstgelegenen Kanten der Deckwandung 18 liegen und senkrecht orientiert sind bezüglich der anderen elektrischen Feldkomponenten.

Wie oben erläutert, können auch TM-Modus-Wellenleiter für die Ankopplung der Mikrowellenenergie zur Anregung des Hohlraumresonators verwendet werden. Wenn derartige Wellenleiter verwendet werden, beträgt die Größe der Kopplungsöffnungen 51 und 52 vorzugsweise A/4 auf P\ /4. Wie im Falle der TE-Modus-Wellenleiter können auch in diesem Fall die Kopplungsöffnungen 51 und 52 kleiner sein und verschiedene Formen besitzen.

Bei einem in der Praxis erprobten Gerät mit Energiequellen 81 und 83 von je t 2,5 KW bei etwa 2450 MHz betrug die Höhe h der Kopplungsöffnungen 51 und 52 3 cm und die Breite w 6 cm. Rechteckige Wellenleiter 53 und 54 vom Typ WR 340 wurden für die Ankopplung der Quellen 81 und 83 an den Hohlraumresonator 12 verwendet. Deren Abmessungen betragen in der Breite 8,5 cm und in der Höhe 4,25 cm. Die angepaßten Wellenleiterflansche 82 und 84 besitzen Abmessungen entsprechend denen der zugeordneten Wellenleiter 53 und Da die Wellenleiterabmessungen beim Typ WR 3^0 größer sind als die Abmessungen der zugeordneten Kopplungsöffnungen 51 und 52 , werden Hindernisse 86 und 87 an jeder der Kopplungsöffnungen 51 und 52 durch Teile der Deckwandung 18 ausgebildet, die sich in den Wellenleiterpfad erstrecken. Diese Hindernisse sorgen für die Ankopplung an die höchstfrequenten Modus' der Resonatormodus-Untergruppen, die im Hohlraumresonator 12 existieren können.

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Um verschiedene Modus' aller Resonatormodus-Untergrupperi anzuregen, sind Frequenzverschiebeeinrichtungen 88 vorgesehen für das Verschieben der Frequenzen, bei denen die verschiedenen Modus¹ auftreten, so daß zyklisch aufeinanderfolgend jede Modusmusterfrequenz mit der Quellenfrequenz koinzidiert. Bei dem In den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Frequenzverschiebeeinrichtmgen 88 als mechanische Moduswandler vorgesehen; sie besitzen eine Bauart, wie sie beispielsweise in der US-Patentanmeldung SN 624 503 vom 20.3.1967 beschrieben wurde. Jeder Moduswandler 88 umfaßt ein scheibenförmiges Element

P 89 aus elektrischleitendem Material mit einander diametral gegenüberliegenden Segmenten 91 und 92, die sich unter einem Winkel aus der Ebene des Scheibenelements heraus erstrecken. Die drei Moduswandler-Scheiben 89 sind drehbar innerhalb des Hohlraumresonators 12 angeordnet und werden angetrieben von einem Motor 93, der sich außerhalb des Resonators befindet. Bei dem Umlauf der Scheibenelemente 89 ändert sich der elektrische Raum im Innenraum 21 für das elektromagnetische Feld. Mit dieser Änderung wird bewirkt, daß die Frequenzen der Resohatormodus' sich relativ zur Quellenfreouenz verschieben. Mit dem Verschieben der Frequenzen der Resonatormodus¹ koinzidieren verschiedene Modus' mit der Frequenz der Quelle. Bei einer erprobten Ausführungsform werden für die Frequenzverschiebeein-

" r ichtungen 88 Scheibenelemente von etwa 20 cm Durchmesser -mit identischen Segmenten 91,92 einer Sekantenlänge von etwa 17,5 cm verwendet, welche aus der Ebene der Scheibe unter 30° herausragen. Diese Einrichtungen wurden in der Mitte der oberen Hälfte der Seitenwandung 16, im Zentrum der Deckwandung l8 und im Zentrum des oberen Viertels der Endwandung Ik nahe der Seitenwandung 16 angeordnet. Mit dieser Anordnung der Frequenzverschiebeeinrichtungen 88 ergibt sich ein im zeitlichen Mittelwert gleichförmiges elektromagnetisches Feld in der Zone um das Förderband 22.

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Die mittlere Intensität des elektromagnetischen Feldes ist gleichförmig über den größten Teil des Innenrames 21. In Bereichen des Innenraumes 21 mit den Abmessungen von ^\ /4 bis /a /2 von den Begrenzungswandungen des Hohlraumresonators 12 fällt jedoch die elektrische Peldintensität sehr schnell auf Null an den Begrenzungswandungen ab. Um eine gleichför-. mige Erhitzung des Materials zu bewirken, sollte deshalb das Förderband 22 oberhalb der Bodenwandung 19 des Resonators 12 mindestens /*\ /4 oder noch besser mindestens /1/2 aufgehangen sein. Um das Förderband 22 bei seinem Durchlauf durch den Hohlraumresonator 12 abzustützen, ist eine Mehrzahl von Leisten 94 mit den Querschnittsabmessungen 5 x Ij25 cm aus Polypropylen oder einem anderen Mikrowellentransparenten Material von Winkeln 96 getragen an den Endwandungen 13 und l4 befestigt, so daß sie sich in Längsrichtung der Förderbandbewegung erstrecken, Die Leisten 94 sind etwa 30 cm oberhalb der Bodenwandung 19 angeordnet. Damit Luft über die durchlaufenden Materialien zirkulieren kann, sind die Leisten 94 etwa 1,25 cm innerhalb des Resonators 12 voneinander entfernt angeordnet.

In vielen industriellen Anwendungsfällen ist eine Luftströmung erforderlich, um eine bestimmte Luftfeuchtigkeit während der Erhitzung des Materials aufrechtzuerhalten. Da es nur erforderlich ist, die Luftströmung über die Oberfleöäche des Materials zu führen, wird in Resonatoren mit großem Volumen eine Zwischenwandung 97 aus Polypropylen oder einem anderen mikrowellentransparenten Material gerade oberhalb der Luftleitungen 42 und des Förderbandes 22 mittels Trägern 98 befestigt, die an den Resonatorwandungen sitzen, um die Luftströmung auf diejenige Zone des Innenraumes 21 zu beschränken, welche von den Materialien durchlaufen wird. Dies ergibt eine besere Ausnützung der Luftströmungsanordnung.

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In der dargestellten Ausfuhrungsform wird die Energie in den Hohlraumresonator 12 an zwei Stellen eingekoppelt. Die Energie könnte jedoch in den Resonator 12 an weiteren Wandungsecken oder anderen Stellen der Resonatorwandungen eingekoppelt werden, falls dies erwünscht wäre₀ Die Einspeisung von Energie in den Resonator an mehr als zwei Wandungsecken erleichtert beispielsweise die Einführung von mehr Energie in den Resonator für die Erhitzung des Materials und die Bemessung der Zeitmittelwertverteilung fe des elektromagnetischen Feldes in dem Resonator_sfalls hier besondere Forderungen gestellt sind. Die Verwendung von zusätzlichen Kopplungsöffnungen ist zu empfehlen_s wenn ein im zeitlichen Mittelwert ungleichförmiges Feld innerhalb des Hohlraumresonators 12 verteilt werden soll»

Es versteht sich, daß die Wellenleiter für die Einspeisung von Mikrowellenenergie so kurz gemacht werden können, daß die Quellen direkt auf den Resonatorwandungen bei den Kopplungsöffnungen angeordnet werden können., wobei die Auslaßfenster, die gewöhnlich bei solchen Quellen verwendet werden., an den Kopplungsöffnungen angeordnet werden»

Patentansprüche

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BAD ORIQiNAL

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1) Einrichtung für die Erhitzung von Material mittels Mikrowellenenergie, die in einem in ausgewählter zeitlicher Mittelwertverteilung vorliegenden elektromagnetischen Feld enthalten ist, mit einem Multimodus-Mikrowellenresonator, der in einer Mehrzahl frequenzabhängiger elektromagnetischer Feldmodusmuster anregbar ist, von denen jedes zu einer von drei Klassen von Resonatormodus-Untergruppen gehört und der mindestens drei elektrisch leitende Begrenzungswandungen aufweist, die einander an einem Verbindungspunkt durchsetzen und eine Beheizungszone für das Material definieren, gekennzeichnet durch eine erste Kopplungsöffnung, definiert von einem Teil einer der Begrenzungswandungen in einer Ecke derselben, welche durch die einander durchsetzenden Wandungskanten an einem Verbindungspunkt der drei einander durchsetsenden Wandungen definiert ist, für das Einführen von Mikrowellenenergie in den Resonator durch die der Ebene der ersten Kopplungsöffnung zugeordneten Wandung, durch mindestens eine zweite Kopplungsöffnung, definiert von einem Abschnitt einer der Begrenzungswandungen in einer Ecke derselben, welche durch die einander durchsetzenden Wandungskanten an einer Verbindungsstelle der drei einander durchsetzenden Wandungen definiert ist, für die Einführung von Mikrowellenenergie in den Resonator durch die Ebene der der zweiten Kopplungsöffnung zugeordneten Wandung, wobei die Kante jeder der Kopplungsöffnungen nächst der benachbarten Wandungsecke nicht weiter als jj~t von dieser entfernt ist, mit -*

   als freie Wellenlänge der durch die Kopplungsöffnungen gekoppelten Mikrowellenenergie, durch einen ersten Hohlwellenleiter für die Einspeisung von Mikrowellenenergie von einer Quelle durch die erste Kopplungsöffnung zur Anregung des

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   _₂₄- 180274t

   Resonators in Resonatormodus', die zu mindestens zwei der Resonatormodus-Untergruppen gehören, durch einen zweiten Hohlwellenleiter für die Einspeisung von Mikrowellenenergie von einer Quelle durch die zweite Kopplungsöffnung, welchef zweite Hohlwellenleiter so aufgebaut und bezüglich des Resonators an der zweiten Kopplungsöffnung orientiert ist, daß das Modusmuster, in dem die Energie von dem zweiten Hohlwellenleiter ausgebreitet wird, eine elektromagnetische Feldverteilung mit einem elektrischen Feld aufweist, das ) eine Komponente in einer Richtung parallel zu einer Wandungsstromkomponente besitzt, die charakteristisch für mindestens die dritte Resonatormodus-Untergruppe am Ort der zweiten Kopplungsöffnung ist, falls an deren Stelle ein Begrenzungswandungsabschnitt vorhanden wäre, und durch eine Frequenzverschiebeeinrichtung für die Frequenz, bei der die Resonatormodusmuster relativ zu der Quellenfrequenz auftreten.

   2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kopplungsöffnung sich in einer Zone der zugeordneten Begrenzungswandung befindet, die eine Länge von .Λ von der nächstgelegenen Ecke längs der Wandungskante und eine Länge von λ /2 senkrecht zu der Kante besitzt.

   3) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Abschnitt jeder Kopplungsöffnung sich innerhalb eines Begrenzungswandungssegments befindet, das eine Länge von % /2 von der nächstgelegenen Ecke längs der Wandungskante und eine Länge von AM senkrecht zu der Kante besitzt, als außerhalb dieses Segments.

   H) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gaekennzeichnet, daß jede Kopplungsöffnung sich innerhalb eines Begrenzungs-

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   wandungssegments befinde^ das eine Länge von h /2 von der nä'chstgelegenen Ecke längs der Wandungskante und eine Länge von ^* /^ senkrecht zu der Kante besitzt.

   5) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellenleiter Rechteckwellenleiter mit langen und kurzen Seiten sind.

   S) Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem rechteckigen Resonator, gekennzeichnet durch einen ersten TE-dominanten Hohlwellenleiter, der so relativ zu der der Kopplungsöffnung zugeordneten Begrenzungswandung orientiert ist, daß die elektrische Komponente des elektromagnetischen Feldes, das von diesem Wellenleiter ausgebreitet wird, in einer Richtung senkrecht zu einer der Kanten dieser Begrenzungswandung liegt, durch einen zweiten TE-dominanten Hohlwellenleiter, dessen zugeordnete elektrische Peldkomponente sich an der zweiten Kopplungsöffnung in einer Richtung erstreckt, welche eine Kante der der zweiten Kopplungsöffnung zugeordneten Begrenzungswand senkrecht durchsetzt, welche Kante ihrerseits senkrecht zu der Bezugskante der elektrischen Peldkomponente aus dem ersten Hohlwellenleiter liegt.

   7) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Seiten der beiden Rechteck-Hohlwellenleiter senkrecht aufeinander stehen.

   8) Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kopplungsöffnungen definierenden Begrenzungswandungen einen Teil von mindestens einer von einander gegenüberliegenden Wandungen bilden.

   9) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsöffnungen in einer der Begrenzungswandungen

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   angeordnet sind und die langen Seiten der beiden Rechteck-Hohlwellenleiter sich an je einer von zwei aufeinander senkrecht stehenden Kanten der Wandung befinden.

   10) Einrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch rechteckige Kopplungsöffnungen mit den Abmessungen

   A /2 auf "N /k, die je in einer Ecke der Wandung angeordnet sind und deren längere Seite sich jeweils in ™ Richtung der langen Seite des zugeordneten Rechteck-Hohlwellenleiters erstreckt.

   11) Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzvers ehiebeeinrichtung in dem Resonator angeordnete Moduswandler umfaßt.

   12) Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Halterung für das Material in dem Resonator mindestens- /W4 von <3,en Begrenzungswandungen desselben entfernt.

   13) Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden der beiden Hohlwellenleiter je eine Mikrowellenenergiequelle für die Einspeisung von Mikrowellenenergie bei einer vorgegebenen Frequenz in den Resonator angekoppelt ist.

   14) Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Impedanzanpassungseiririchtungen zwischen dem Resonator, den Hohlwellenleitern und den Mikrowellenenergiequellen.

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