專利名稱：微波爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波爐，更具體地說，涉及這樣一種微波爐，其用于將從一磁控管產(chǎn)生的微波向一空腔輻射，以加熱并烹調(diào)置于其中的食品。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一第一實施例的微波爐的剖視簡圖，其中，微波爐包括一磁控管1和一個天線2。天線2上設(shè)有一個波導(dǎo)3和一個饋入孔4。
從磁控管1產(chǎn)生的微波通過天線2(即，通過波導(dǎo)3和饋入孔4)向空腔5輻射，加熱并烹調(diào)食品6。
有多個如示于圖2a和2b那樣的天線，其中圖2a中的天線被稱為槽縫天線7。槽縫天線7形成為使得波導(dǎo)3的側(cè)面被導(dǎo)體板9堵塞，一槽縫饋入孔10與導(dǎo)體板成90°角，其中，以磁控管1產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)8和槽縫饋入孔10向空腔5輻射。
然而，槽縫天線7存在一個問題，由于槽縫饋入孔10處的阻抗的突然變化和槽縫饋入孔10的狹窄面積的緣故，輻射入空腔5的微波的方向性不好。
因此，圖2b微波爐采用了一孔形天線11，它比槽縫天線7有所改進?？仔翁炀€11的優(yōu)點在于波導(dǎo)12自由空間的阻抗匹配好，且輻射進空腔5的微波的方向性好。孔形天線的另一優(yōu)點在于其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，這正是孔形天線廣為使用的原因。
孔形天線(如圖2b所示)上形成有比波導(dǎo)12大的饋入孔13，從而使從磁控管1產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)12和饋入孔13輻射入空腔5。
這些類型的天線，如圖3所示，將能量集中到一個方向并輻射微波，從而使空腔中的微波輻射能量密度隨方向而變化。
此時，發(fā)射到天線的饋入孔前部中央?yún)^(qū)域的微波被稱為主發(fā)射波，以比主發(fā)射波寬的角度輻射的微波稱為助輔助發(fā)射波。發(fā)射入空腔的微波的輻射寬度是由一角度確定的，該角度具有比微波的最大輻射能量密度低3dB的微波的輻射能量密度。
方向性好的天線，具有以1°的角度發(fā)射入空腔的微波的輻射寬度，輔助輻射波的發(fā)射能量密度比最大輻射能量密度低30dB到50dB。
因此，為了獲得方向性好的天線，相比于微波的波長，有必要加寬饋入孔(饋入孔的兩側(cè)a和b)，相反，如果饋入孔小，方向性就低，使發(fā)射入空腔的微波形式呈球形，從而使發(fā)射能量密度均勻地向所有方向輻射。
然而，在一個微波爐中，和方向性好的天線相比較對于方向性差的天線來說，輻射入空腔的微波能獲得較均勻的加熱效率，因為空腔中的電磁場分布是均勻的。
另外，具有線性偏振波型的微波從上述傳統(tǒng)的微波爐的天線向空腔發(fā)射，如圖4所示，使得線性偏振波繼續(xù)形成線性偏振。
另外，當線性偏振波繼續(xù)以線性偏振形式通過食品時，如圖5所示，食品中的分子也進行線性偏振運動。這樣，食品中的分子進行線性偏振運動，從而自身產(chǎn)熱以加熱食品。
然而，上述傳統(tǒng)的微波爐的問題在于，輻射入空腔的微波線性偏振波，它會繼續(xù)形成偏振，使得被線性偏振波加熱并烹調(diào)的食品的分子也進行線性偏振運動，與圓偏振波比較起來，降低了食品吸收的能量的吸收效率。
另一個問題在于以線性偏振波形式向空腔發(fā)射的微波，由于它比圓偏振波的方向性好，所以不能獲得均勻的加熱效率。
本發(fā)明用以解決上述問題的，本發(fā)明的一個目的是提供一種微波爐，它用來向置于空腔的食品輻射圓偏振波以加熱并烹調(diào)食品，從而均勻加熱食品并提高微波能量的吸收效率。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供了一種微波爐，用于向一空腔輻射從一磁控管產(chǎn)生的微波，以加熱并烹調(diào)置于其中的食品，該微波爐包括一置于磁控管和空腔間的天線，用于將微波轉(zhuǎn)換為圓偏振波，將其向空腔輻射。
參考附圖，通過下面的詳細描述，可以完整地理解本發(fā)明的特征和目的，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一實施例的微波爐的剖視簡圖；圖2a是現(xiàn)有技術(shù)的槽縫天線的透視簡圖；圖2b是現(xiàn)有技術(shù)的孔形天線的透視簡圖；圖3是一簡圖，示出了從一微波爐的天線輻射入一空腔的微波的輻射方向圖；圖4是一示意圖，示出了線性偏振波的前進形狀；圖5是一示意圖，示出了線性偏振波的食品穿透進程路線。
圖6是本發(fā)明一第一實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)簡圖；圖7是本發(fā)明第二實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明第三實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖；圖9是本發(fā)明第四實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖；圖10是一示意圖，示出了圖偏振波的前進形狀；和圖11是一示意圖，示出了圓偏振波的食品穿透進程路線。
現(xiàn)在將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖6是本發(fā)明第一實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖，其中該微波爐包括一磁控管20，用于產(chǎn)生微波；和一天線30，用于將微波轉(zhuǎn)換成圓偏振波，向空腔60輻射。天線30設(shè)有一波導(dǎo)40，用于引導(dǎo)微波進入空腔60；和一螺旋形饋入孔50，其形成于空腔60的壁表面上，用于將微波輻射入空腔60。螺旋形饋入孔50形成有多個饋入孔(50-a，50-b，50-c，50-d)，每個都有均一的寬度。
圖7是本發(fā)明第二實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖，該微波爐包括一磁控管21，用于產(chǎn)生微波；和一天線31，用于將微波轉(zhuǎn)換成圓偏振波并向空腔61輻射。天線31包括一波導(dǎo)41和一螺旋形饋入孔51，后者形成于空腔61的壁表面上，微波在波導(dǎo)41的引導(dǎo)下通過饋入孔51輻射入空腔61。
螺旋形饋入孔51提供有多個饋入孔(51-a，51-b，51-c，51-d)，每個的寬度都是越往其頂端越逐漸變寬。
圖8是本發(fā)明第三實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖，該微波爐包括一磁控管22，用于產(chǎn)生微波；和一天線32，用于將微波轉(zhuǎn)換成圓偏振波并向空腔62輻射。天線32設(shè)有一波導(dǎo)42，用于引導(dǎo)從磁控管22產(chǎn)生的微波進入一空腔62；和一螺旋形饋入孔52，其形成于空腔62的壁表面上，由波導(dǎo)42引導(dǎo)的微波通過該饋入孔52發(fā)射到空腔62。螺旋形饋入孔52包括多個饋入孔(52-a，52-b，52-c，52-d)，每個的寬度都是越往其頂端越逐漸變寬，且比圖7所示的饋入孔(51-a，51-b，51-c，51-d)具有更大的曲率。
圖9是本發(fā)明第四實施例的微波爐的結(jié)構(gòu)圖，該微波爐包括一磁控管80，用于產(chǎn)生微波；和一天線82，用于將微波轉(zhuǎn)換成圓偏振波并向空腔94輻射。天線82包括一波導(dǎo)84，用于引導(dǎo)微波引入空腔94；一插入波導(dǎo)84的能量引出裝置(probe)88；一支持元件，由具有較低介質(zhì)損耗角的材料，例如特氟隆(聚四氟乙烯)制成；和一形成有一螺旋形饋入孔92的圓盤90。
第二螺旋形饋入孔92帶有多個饋入孔(92-a，92-b，92-c，92-d)，每個的寬度都是越往其頂端越逐漸變大。
現(xiàn)在將詳細介紹本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)的微波爐的操作效果。
在本發(fā)明的第一實施例的微波爐中，從磁控管20產(chǎn)生的微波在天線30的波導(dǎo)40中形成駐波并繼續(xù)傳送到天線30的饋入孔(50-a，50-b，50-c，50-d)。
此時，饋入孔(50-a，50-b，50-c，50-d)是螺旋形布置于空腔60的壁表面上，從而使從波導(dǎo)40來的微波到達第一饋入孔50-a，被輻射入空腔60，經(jīng)過一預(yù)定時間后，到達第二饋入孔50-b并被輻射入空腔60。當微波順序輻射入空腔60時，微波形成了一旋轉(zhuǎn)形狀，即當從空腔60看時為圓偏振波。
換句話說，饋入孔(50-a，50-b，50-c，50-d)執(zhí)行了將通過波導(dǎo)40傳送的微波發(fā)射入空腔60并將微波形成圓偏振波形狀的功能。
本發(fā)明的第二、第三實施例的微波爐的操作就省略了，它們同本發(fā)明第一實施例的操作相同。
同時，在本發(fā)明的第四實施例的微波爐中，從磁控管80產(chǎn)生的微波在天線82的波導(dǎo)84中形成駐波，如圖9所示，并通過能量引出裝置88傳送到圓盤90，圓盤90提供的螺旋形饋入孔(92-a，92-b，92-c，92-d)。
此時，由于空腔94的內(nèi)部負載變化或者轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，從磁控管80產(chǎn)生的微波的頻率發(fā)生變化，這樣，通過能量引出裝置88傳送的微波的頻率被改變了。
因此，微波通過形成于圓盤90的饋入孔(92-a，92-b，92-c，92-d)被輻射入空腔94，即微波通過圓盤90的每個饋入孔(92-a，92-b，92-c，92-d)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)被輻射入空腔94。
因為微波是被順序輻射入空腔94的，它們形成了旋轉(zhuǎn)形的圓偏振波。
在輻射入空腔中的圓偏振波中，靜電矢量在垂直于微波前進方向的平面中盤旋并變化。一圓偏振波包括圓電波的橫向電波和圓磁波的橫向磁波。
因此，圓偏振波形成了一個具有圓電波和磁波的旋轉(zhuǎn)偏振波并繼續(xù)前進，其中輻射入空腔的圓偏振波被分成三個波，即，到達食品的圓偏振波和由空腔的壁面反射的圓偏振波，和穿透食品的圓偏振波，其中穿透食品的圓偏振波對食品的加熱有影響。
換句話說，如圖11所示，與用于傳統(tǒng)微波爐的線性偏振波相比較，圓偏振波的食品穿透處理路線較長，使得與使用線性偏振波的傳統(tǒng)微波爐比較起來，食品吸收的能量明顯提高。
此時，加熱食品的微波由電波和磁波組成，其中食品的加熱很大程度上受電波的影響(大于98％)，少量地受磁波的影響(小于2％)。
其次，磁場越強，獲得的熱能越高。這樣獲得的熱能{P(r)}可用電場函數(shù)表示如下。P(r)＝(5/9)·f·εr·tanδ·|Er|2·1010(W/m2)其中，r距離，εr介電常數(shù)，f頻率，tanδ介電損耗角的正切值，Er電場。
另外，線性偏振波的電場(E)可由公式2獲得。|E|＝E0·|sin(ωt)|其中，E0是電場的最大值。
因此，相應(yīng)于線性偏振波入射的熱能{P(r)}正比于|E0|2/2，如公式3所示。P(r)∝|E0|2/2同時，圓偏振波的電場(E)可由公式4獲得。|E|＝E0
其中，E0是電場的一個最大值。因此，圓偏振波入射的熱能{P(r)}正比于|E0|2，如公式5所示。P(r)∝|E0|2因此，同線性偏振波相比，圓偏振波使食品產(chǎn)生的能量提高了兩倍。
另外，圓偏振波在輻射方向圖上具有全向方向性，使得圓偏振波在整個空腔區(qū)域具有均勻的分布特性，從而與線性偏振波比較起來能獲得均勻的加熱性能。
從以上描述可明顯看出，本發(fā)明的微波爐的優(yōu)點在于空腔中的食品是被圓偏振波輻射加熱的，從而使食品均勻加熱并提高了微波能量的吸收效率。
權(quán)利要求
1.一種微波爐，用于向一空腔輻射從一磁控管產(chǎn)生的微波，以加熱并烹調(diào)置于其中的食品，其特征在于，該微波爐包括一個天線，它置于該磁控管和該空腔之間，用于將微波轉(zhuǎn)換為圓偏振波，向空腔輻射。
2.如權(quán)利要求1所述的微波爐，其中，天線包括一波導(dǎo)，用于引導(dǎo)微波進入空腔；和一螺旋形饋入孔，形成于空腔的壁表面上，用于將通過波導(dǎo)引導(dǎo)的微波轉(zhuǎn)換為圓偏振波和向空腔輻射。
3.如權(quán)利要求1所述的微波爐，其中，天線包括一波導(dǎo)，用于引導(dǎo)微波進入空腔；一插入波導(dǎo)的能量引出裝置，以傳送經(jīng)波導(dǎo)引導(dǎo)的微波；一支持元件，用于支持空腔壁上的能量引出裝置；和一圓盤，它形成有一螺旋形饋入孔，以將經(jīng)能量引出裝置傳送的微波轉(zhuǎn)換成圓偏振波并向空腔輻射。
全文摘要
一種微波爐,用于向一空腔輻射從一磁控管產(chǎn)生的微波以加熱并烹調(diào)置于其中的食品,該微波爐包括一個天線,它置于磁控管和空腔之間,用于將微波轉(zhuǎn)換為圓偏振波并向空腔輻射,該微波爐的優(yōu)點在于空腔中的食品是由圓偏振波輻射加熱的,從而使食品均勻加熱并提高了微波能量的吸收效率。
文檔編號H05B6/72GK1242491SQ9812395
公開日2000年1月26日 申請日期1998年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月22日
發(fā)明者孫鐘哲, 李應(yīng)燮 申請人:三星電子株式會社