JPS643039B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS643039B2 JPS643039B2 JP23272482A JP23272482A JPS643039B2 JP S643039 B2 JPS643039 B2 JP S643039B2 JP 23272482 A JP23272482 A JP 23272482A JP 23272482 A JP23272482 A JP 23272482A JP S643039 B2 JPS643039 B2 JP S643039B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- heating chamber
- modes
- band
- heating
- 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.)
- Expired
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 52
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はI.S.M.（工業・科学・医事用）周波数
帯の１つである915MHz帯を高周波加熱源の発振
周波数とした高周波加熱装置のうち、特に加熱室
が波長（約33cm）の数倍以内の民生用の機器の加
熱室の改善に関するものである。
帯の１つである915MHz帯を高周波加熱源の発振
周波数とした高周波加熱装置のうち、特に加熱室
が波長（約33cm）の数倍以内の民生用の機器の加
熱室の改善に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の高周波加熱装置として広く民生用に用い
られている電子レンジの場合、そのほとんどがI.
S.M.周波数帯の１つである2450MHz帯を利用し
ているが、この周波数帯（2450MHz帯）を利用し
た高周波加熱装置に対し、本発明にかかる915M
Hz帯の高周波を利用した場合、次に述べるような
特徴がある。
られている電子レンジの場合、そのほとんどがI.
S.M.周波数帯の１つである2450MHz帯を利用し
ているが、この周波数帯（2450MHz帯）を利用し
た高周波加熱装置に対し、本発明にかかる915M
Hz帯の高周波を利用した場合、次に述べるような
特徴がある。
まず第１に、2450MHzを利用するのに比較し、
915MHzの場合、食品の主成分である水や脂肪に
対する半減深度が大きく、食品の局部や表面のみ
に高周波エネルギーが集中せず食品の均一加熱に
有利である。
915MHzの場合、食品の主成分である水や脂肪に
対する半減深度が大きく、食品の局部や表面のみ
に高周波エネルギーが集中せず食品の均一加熱に
有利である。
第２に、半導体素子を高周波発振源として考え
た場合、近年増々高周波領域においても大電力、
高効率の半導体素子の開発が進んで来たといえど
も、半導体素子の出力限界は周波数（）の２乗
（2）に逆比例するという理論もあるように、少
しでも周波数の低い915MHzの方が有利である。
た場合、近年増々高周波領域においても大電力、
高効率の半導体素子の開発が進んで来たといえど
も、半導体素子の出力限界は周波数（）の２乗
（2）に逆比例するという理論もあるように、少
しでも周波数の低い915MHzの方が有利である。
以上のような観点から、915MHz帯を使用した
高周波加熱装置は2450MHzを利用したものに比較
して勝つているといえるが、高周波発振源と共振
器である加熱室を主体とする高周波回路設計上で
2450MHzと異なつた問題点が存在する。
高周波加熱装置は2450MHzを利用したものに比較
して勝つているといえるが、高周波発振源と共振
器である加熱室を主体とする高周波回路設計上で
2450MHzと異なつた問題点が存在する。
次にその問題点の説明をする。第１図は、高周
波加熱装置の基本構成を示す基本概念図である。
高周波加熱装置は、基本的には高周波を発生する
高周波発振源１と被加熱物４を収納し加熱するた
めの加熱室２、高周波発振源１で発生した高周波
エネルギーを加熱室２へ導くための結合器３の３
部分から成り立つている。高周波発振源１で発生
した高周波を効率よく加熱室２内に導いて、被加
熱物３を加熱するのに最も一般的な手法は、その
周波数で加熱室である共振器を共振させることで
あることは、電気工学の教えるところである。
波加熱装置の基本構成を示す基本概念図である。
高周波加熱装置は、基本的には高周波を発生する
高周波発振源１と被加熱物４を収納し加熱するた
めの加熱室２、高周波発振源１で発生した高周波
エネルギーを加熱室２へ導くための結合器３の３
部分から成り立つている。高周波発振源１で発生
した高周波を効率よく加熱室２内に導いて、被加
熱物３を加熱するのに最も一般的な手法は、その
周波数で加熱室である共振器を共振させることで
あることは、電気工学の教えるところである。
一方加熱室２の共振周波数は加熱室２が直方体
で各辺の長さをそれぞれＷ、Ｄ、Ｈとしたとき、 ｆ＝（１／√2）×√（）2＋（）2＋
（Ｓ／Ｈ）2…… 式１で表わされる。ここで、ε、μは加熱室２
内の媒体の誘電率と透磁率、ｍ、ｎ、ｓは励磁さ
れる共振モードの次数を示す零又は正の整数であ
る。式１が、加熱室２内の媒体の誘電率εの関数
であることからも予測されるように、加熱室２で
ある共振器の共振周波数は、中にはいる負荷（被
加熱物４）の量、形状、質によつて変化する。
で各辺の長さをそれぞれＷ、Ｄ、Ｈとしたとき、 ｆ＝（１／√2）×√（）2＋（）2＋
（Ｓ／Ｈ）2…… 式１で表わされる。ここで、ε、μは加熱室２
内の媒体の誘電率と透磁率、ｍ、ｎ、ｓは励磁さ
れる共振モードの次数を示す零又は正の整数であ
る。式１が、加熱室２内の媒体の誘電率εの関数
であることからも予測されるように、加熱室２で
ある共振器の共振周波数は、中にはいる負荷（被
加熱物４）の量、形状、質によつて変化する。
ところで2450MHzを利用した高周波加熱装置の
場合、民生用機器を考えてもその加熱室２の寸法
は波長（12cm）に比較して十分大きい。従つて励
振加能な多数の近接モードが存在するので、特定
のモードを励振するのは困難である代り、負荷が
変つて共振周波数が変化しても、複数のモードの
いずれかが共振もしくはそれに近い状態になるた
め、多少負荷が変つても高周波エネルギーは加熱
室２内へ導かれる。
場合、民生用機器を考えてもその加熱室２の寸法
は波長（12cm）に比較して十分大きい。従つて励
振加能な多数の近接モードが存在するので、特定
のモードを励振するのは困難である代り、負荷が
変つて共振周波数が変化しても、複数のモードの
いずれかが共振もしくはそれに近い状態になるた
め、多少負荷が変つても高周波エネルギーは加熱
室２内へ導かれる。
これに対し、915MHzの場合自由空間波長は、
2450MHzの自由空間波長12cmの約2.7倍の33cmで
あるため同一寸法の加熱室２で共振しうるモード
数のは大巾に少なくなる。例えばＤ＝365mm、Ｈ
＝240mm、Ｗ＝365mmという寸法の共振器を考えた
場合、2450MHzを中心に±５％の周波数範囲に存
在する共振可能なモード数は27個存在するのに対
し、915MHzを中心に±５％の周波数範囲では
（ｍ、ｎ、ｓ）＝（１、０、２）と（ｍ、ｎ、ｓ）＝
（２、０、１）の２個のみである。このことは、
915MHzの場合特定のモード（この例の場合（１、
０、２）もしくは、（２、０、１）というモード）
は励磁し易い代り、給供される周波数がそのモー
ドの共振周波数からずれた場合、電気工学でいう
いわゆるインピーダンス整合が完全に取れなくな
つて、加熱室２内へ高周波エネルギーが入らなく
なるという問題があつた。
2450MHzの自由空間波長12cmの約2.7倍の33cmで
あるため同一寸法の加熱室２で共振しうるモード
数のは大巾に少なくなる。例えばＤ＝365mm、Ｈ
＝240mm、Ｗ＝365mmという寸法の共振器を考えた
場合、2450MHzを中心に±５％の周波数範囲に存
在する共振可能なモード数は27個存在するのに対
し、915MHzを中心に±５％の周波数範囲では
（ｍ、ｎ、ｓ）＝（１、０、２）と（ｍ、ｎ、ｓ）＝
（２、０、１）の２個のみである。このことは、
915MHzの場合特定のモード（この例の場合（１、
０、２）もしくは、（２、０、１）というモード）
は励磁し易い代り、給供される周波数がそのモー
ドの共振周波数からずれた場合、電気工学でいう
いわゆるインピーダンス整合が完全に取れなくな
つて、加熱室２内へ高周波エネルギーが入らなく
なるという問題があつた。
発明の目的
本発明は上記の915MHz帯を利用する場合に生
ずるインピーダンス整合上の問題を解決し、効率
のよい、しかし信頼性の高い高周波加熱装置を実
現することを目的としたものである。
ずるインピーダンス整合上の問題を解決し、効率
のよい、しかし信頼性の高い高周波加熱装置を実
現することを目的としたものである。
発明の構成
上記目的を達するため、本発明の高周波加熱装
置は、I.S.M.周波数帯の１つである915MHz帯を
使用するとともに前記周波数帯で高さ方向に定在
波を有しないTE201とTE102モードを発生可能と
し、かつ前記２つのモードTE201とTE102の共振
周波数が異なるように奥行と巾の寸法を異ならせ
た加熱室を設ける構成を特徴とする。
置は、I.S.M.周波数帯の１つである915MHz帯を
使用するとともに前記周波数帯で高さ方向に定在
波を有しないTE201とTE102モードを発生可能と
し、かつ前記２つのモードTE201とTE102の共振
周波数が異なるように奥行と巾の寸法を異ならせ
た加熱室を設ける構成を特徴とする。
実施例の説明
以下、本発明一実施例に基づいて、図面に基づ
いて説明する。第２図は本発明よりなる高周波加
熱装置の励磁部であるプローブアンテナ３を含む
加熱室２の構成と、励振される２つのモード
TE201とTE102の電界強度分布Ａ，Ｂを示してお
り、巾Ｗと奥行Ｄは必ず異なつている。
いて説明する。第２図は本発明よりなる高周波加
熱装置の励磁部であるプローブアンテナ３を含む
加熱室２の構成と、励振される２つのモード
TE201とTE102の電界強度分布Ａ，Ｂを示してお
り、巾Ｗと奥行Ｄは必ず異なつている。
第３図は、加熱室を上部から見た平面図（Ｘ−
Ｚ面）での上記モードの磁力線の基本的な方向を
示している。今加熱室２の巾Ｗ＝360mm、奥行Ｄ
＝370mmとした場合について考えてみると、（本発
明の場合高さ方向には一様な電界を有する
TE201、TE102モードを考えているのでＨは任
意）加熱室２内に全く負荷のは入つていない状態
で、この加熱室２は（201）＝926MHz（１，０，
２）＝912MHzという近接した共振周波数を有する
TE201及びTE102というモードを励振できる。こ
れは巾Ｗと奥行Ｄを異ならせたことにより、Ｗ＝
Ｄの正方形の場合に縮退して単一の共振周波数と
なつていたTE201とTE102の共振周波数が分離し
たためである。このＷとＤと共振周波数の関係を
さらに詳しく示したのが図４でＷ＝350mm、355
mm、360mmの各場合につき、Ｄを変化させた場合
の共振周波数をプロツトしてあり、互いに等しく
ないＤとＷを適当に組み合せることより、近接す
る任意の２つの共振周波数を設定できることから
わかる。一方、TE201、TE102、２つのモードの
Ｘ−Ｚ面でみた磁力線の基本パターンは、図３の
Ｃ，Ｄで示される通りで、プローブアンテナを図
２，３に示すように、ほぼ天面の対角線上で角か
ら対角線長の１／４の位置に天面から加熱室２内
に下向に配置すれば、TE201、TE102いずれのモ
ードも周波数さえ一致すれば励振できる。
Ｚ面）での上記モードの磁力線の基本的な方向を
示している。今加熱室２の巾Ｗ＝360mm、奥行Ｄ
＝370mmとした場合について考えてみると、（本発
明の場合高さ方向には一様な電界を有する
TE201、TE102モードを考えているのでＨは任
意）加熱室２内に全く負荷のは入つていない状態
で、この加熱室２は（201）＝926MHz（１，０，
２）＝912MHzという近接した共振周波数を有する
TE201及びTE102というモードを励振できる。こ
れは巾Ｗと奥行Ｄを異ならせたことにより、Ｗ＝
Ｄの正方形の場合に縮退して単一の共振周波数と
なつていたTE201とTE102の共振周波数が分離し
たためである。このＷとＤと共振周波数の関係を
さらに詳しく示したのが図４でＷ＝350mm、355
mm、360mmの各場合につき、Ｄを変化させた場合
の共振周波数をプロツトしてあり、互いに等しく
ないＤとＷを適当に組み合せることより、近接す
る任意の２つの共振周波数を設定できることから
わかる。一方、TE201、TE102、２つのモードの
Ｘ−Ｚ面でみた磁力線の基本パターンは、図３の
Ｃ，Ｄで示される通りで、プローブアンテナを図
２，３に示すように、ほぼ天面の対角線上で角か
ら対角線長の１／４の位置に天面から加熱室２内
に下向に配置すれば、TE201、TE102いずれのモ
ードも周波数さえ一致すれば励振できる。
さて負荷量に対する共振周波数の変化は、使用
する負荷（被加熱物４）の成分や形状、あるいは
加熱室の高さ等によつても変化するが、以上説明
の本発明の構成に従つて、近接した２つの共振周
波数（201）と（102）を負荷条件に従つて適当
に設定することにより、915MHz帯の単一モード
では実現できない広い範囲でのインピーダンス整
合が実現できるものである。
する負荷（被加熱物４）の成分や形状、あるいは
加熱室の高さ等によつても変化するが、以上説明
の本発明の構成に従つて、近接した２つの共振周
波数（201）と（102）を負荷条件に従つて適当
に設定することにより、915MHz帯の単一モード
では実現できない広い範囲でのインピーダンス整
合が実現できるものである。
従つて、915MHz帯を利用した民生用の高周波
加熱装置において、広範囲の負荷に対して効率の
良い加熱室が実現される。
加熱装置において、広範囲の負荷に対して効率の
良い加熱室が実現される。
又加熱室２へエネルギーがは入らないというこ
とは、発振器への反射の多いことを意味するが、
特に半導体素子を用いた装置は反射に弱いから、
効率の向上はそのまま信頼性の向上につながるこ
とになる。
とは、発振器への反射の多いことを意味するが、
特に半導体素子を用いた装置は反射に弱いから、
効率の向上はそのまま信頼性の向上につながるこ
とになる。
発明の効果
以上の説明の通り、本発明の構成によれば
915MHz帯という低い周波数帯を使用しながら加
熱室の奥行Ｄと幅Ｗの寸法を異ならせることによ
り、Ｗ＝Ｄの正方形の場合に縮退して単一の共振
周波数となつていたTE201とTE102の共振周波数
を分離し、近接する任意の２つの共振周波数を設
定することができる。これにより負荷量の違いに
よつて生じる共振周波数の変化に対して、単一モ
ードでは実現できない広範囲でのインピーダンス
整合が実現できる。さらに、アンテナプローブの
位置を加熱室の角近くに配置できるため、加熱室
の実効有効体積が大きく取れるという効果もあ
る。
915MHz帯という低い周波数帯を使用しながら加
熱室の奥行Ｄと幅Ｗの寸法を異ならせることによ
り、Ｗ＝Ｄの正方形の場合に縮退して単一の共振
周波数となつていたTE201とTE102の共振周波数
を分離し、近接する任意の２つの共振周波数を設
定することができる。これにより負荷量の違いに
よつて生じる共振周波数の変化に対して、単一モ
ードでは実現できない広範囲でのインピーダンス
整合が実現できる。さらに、アンテナプローブの
位置を加熱室の角近くに配置できるため、加熱室
の実効有効体積が大きく取れるという効果もあ
る。
又上記の説明において使用周波数帯として、I.
S.M.周波数帯の１つである915MHz帯を考えた
が、この周波数帯は各国の電波利用状況により法
律的に割当てられたもので、一般にその帯域巾と
して、915±13MHzを採用している場合が多い。
S.M.周波数帯の１つである915MHz帯を考えた
が、この周波数帯は各国の電波利用状況により法
律的に割当てられたもので、一般にその帯域巾と
して、915±13MHzを採用している場合が多い。
本発明において、915MHz帯と特に指定してい
るのは、こうした法律上の背景によるもので、純
技術的には915MHzのI.S.M.周波数帯から離れた
915±100MHz程度の範囲まで本特許の構成方法は
適用できる。従つて一部これ（915MHz）と多少
異なる周波数帯域を採用している国もあるが、こ
うした周波数帯でも全く同様に本発明が成り立つ
ことは言うまでもない。
るのは、こうした法律上の背景によるもので、純
技術的には915MHzのI.S.M.周波数帯から離れた
915±100MHz程度の範囲まで本特許の構成方法は
適用できる。従つて一部これ（915MHz）と多少
異なる周波数帯域を採用している国もあるが、こ
うした周波数帯でも全く同様に本発明が成り立つ
ことは言うまでもない。
第１図は従来の高周波加熱装置の基本構成図、
第２図は本発明の一実施例である高周波加熱装置
の加熱室における励振される２つのモードTE201
とTE102の電界強度分布図、第３図は第２図の加
熱室を上から見た平面図（Ｘ−Ｚ面）での励振さ
れる２モードTE201及びTE102の磁力線の基本パ
ターン図、第４図は同加熱室の巾Ｗと奥行Ｄを変
えたときのTE201及びTE102両モードの共振周波
数の特性図である。 １……高周波発振源、２……加熱室、３……結
合部（プローブアンテナ）、４……被加熱物。
第２図は本発明の一実施例である高周波加熱装置
の加熱室における励振される２つのモードTE201
とTE102の電界強度分布図、第３図は第２図の加
熱室を上から見た平面図（Ｘ−Ｚ面）での励振さ
れる２モードTE201及びTE102の磁力線の基本パ
ターン図、第４図は同加熱室の巾Ｗと奥行Ｄを変
えたときのTE201及びTE102両モードの共振周波
数の特性図である。 １……高周波発振源、２……加熱室、３……結
合部（プローブアンテナ）、４……被加熱物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ I.S.M.周波数帯の１つである915MHz帯を使
用するとともに、前記周波数帯で高さ方向に定在
波を有しないTE201及びTE102モードを発生可能
とし、かつ前記２つのモードTE201とTE102の共
振周波数が異なるように奥行と巾の寸法を異なら
せた加熱室を設けてなる高周波加熱装置。 ２ TE201とTE102の両モードを同時に励振可能
な励振部を設けた特許請求の範囲第１項記載の高
周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23272482A JPS59123188A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23272482A JPS59123188A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123188A JPS59123188A (ja) | 1984-07-16 |
| JPS643039B2 true JPS643039B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=16943788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23272482A Granted JPS59123188A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123188A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3900162C1 (en) * | 1989-01-04 | 1990-03-08 | Shibata Needle Mfg. Co., Ltd., Nara, Jp | Latch needle for knitting machines |
| JP2016053341A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 株式会社東芝 | 排気浄化装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5798999A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High frequency heater |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP23272482A patent/JPS59123188A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59123188A (ja) | 1984-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4165454A (en) | Microwave oven | |
| US4371877A (en) | Thin-structure aerial | |
| US3931587A (en) | Microwave power accumulator | |
| JPS63225493A (ja) | 電子レンジ | |
| US5559521A (en) | Antennas with means for blocking current in ground planes | |
| JPS643039B2 (ja) | ||
| US2586754A (en) | Radio-frequency system | |
| JP3995980B2 (ja) | スロット放射素子 | |
| US20090166354A1 (en) | Microwave Heating Applicator | |
| JPS6091A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPS59228395A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| Hirokawa et al. | Analysis of an untilted wire-excited slot in the narrow wall of a rectangular waveguide by including the actual external structure | |
| JPS59134593A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPS60143593A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| Mayboroda et al. | A Leaky-wave antenna on the basis of an inverted dielectric waveguide | |
| US4266228A (en) | Circularly polarized crossed slot waveguide antenna array | |
| US4025881A (en) | Microwave harmonic power conversion apparatus | |
| JP2573768B2 (ja) | 漏れ波誘電体線路 | |
| JPS6126844B2 (ja) | ||
| JPS6259435B2 (ja) | ||
| JPH02155194A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JP3269683B2 (ja) | 漏れ波ｎｒｄガイド | |
| SU1573486A1 (ru) | Микрополоскова активна антенна | |
| JPS6092A (ja) | 高周波加熱装置 | |
| JPS6344276B2 (ja) |