一种用于微波加热的天线及微波加热设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波加热技术，具体地，涉及一种用于微波加热的天线及微波加热设备。
【背景技术】
[0002]半导体微波加热技术主要分为微波源技术、馈入技术、控制技术三个部分，这三个部分都对微波加热食物的性能具有决定性的意义。近年来，半导体微波加热技术不断进步，然而，目前的半导体微波加热装置所采用的馈入技术也多种多样，最常用的是探针天线，这种天线结构简单，但调节起来非常困难，并且在同时采用多个探针天线馈入的情况下，对各个天线之间的隔离度的调节比较困难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于微波加热的天线及微波加热设备，以提供一种便于调节的天线来用于微波加热。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种用于微波加热的天线，该天线包括:传输天线杆；馈入天线杆，该馈入天线杆的第一端部与所述传输天线杆的第一端部连接，以使得所述传输天线杆和所述馈入天线杆连接后呈L型；短路天线杆，该短路天线杆的第一端部连接至所述传输天线杆和所述馈入天线杆的连接端；以及接地天线杆，该接地天线杆的第一端部连接至所述短路天线杆的第二端部，该接地天线杆的第二端部接地。
[0005]相应地，本发明还提供了一种微波加热设备，包括:一个或多个以上所描述的用于微波加热的天线。
[0006]通过上述技术方案，本发明通过一种新型的天线来使微波源产生的微波高效地传递到被加热的食物上，不需要使用任何额外的阻抗匹配电路就能实现与微波源的阻抗匹配，结构简单，易于匹配调试。
[0007]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】
[0008]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:
[0009]图1是本发明提供的用于微波加热的天线的结构示图；
[0010]图2是本发明提供的微波源与天线直接连接的结构示图；
[0011]图3(a)和图3(b)是本发明提供的天线与射频连接器连接的不同角度的结构示图；
[0012]图4是本发明提供的另一天线与射频连接器连接的结构示图；
[0013]图5是本发明提供的微波源与天线间接连接的结构示图；
[0014]图6(a)和图6(b)是本发明提供的天线插入微波加热腔体的两种不同的方式。
[0015]附图标记说明
[0016]100天线101传输天线杆
[0017]102馈入天线杆103短路天线杆
[0018]104接地天线杆105接地面
[0019]200微波源300射频连接器
[0020]301接地板302外导体
[0021]303内导体400微波加热腔体
[0022]500波导盒
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]图1是本发明提供的用于微波加热的天线的结构示图，如图1所示，该天线100包括传输天线杆101、馈入天线杆102、短路天线杆103和接地天线杆104。其中，馈入天线杆102的第一端部与传输天线杆101的第一端部连接，以使得传输天线杆101和馈入天线杆102连接后呈L型，短路天线杆103的第一端部连接至传输天线杆101和馈入天线杆102的连接端，接地天线杆104的第一端部连接至短路天线杆103的第二端部，该接地天线杆104的第二端部接地。
[0025]图1示出了以上所描述的天线100的结构的一种示例，为了便于描述，在图1中，设传输天线杆101的长度为L，短路天线杆103的长度为S，接地天线杆的长度为H。馈出天线杆102的上端部(即馈出天线杆102的第一端部)与传输天线杆101的左端部(即传输天线杆101的第一端部)连接，从图1中可以看出，传输天线杆101与馈入天线杆102连接后呈L型。短路天线杆103的右端部(即短路天线杆103的第一端部)连接至传输天线杆101和馈入天线杆102的连接端，如图1所示，短路天线杆103的右端部连接至传输天线杆101的左端部及馈入天线杆102的上端部。接地天线杆104的上端部(即接地天线杆104的第一端部)连接至短路天线杆103的左端部(即短路天线杆103的第二端部)，接地天线杆104的下端部(即接地天线杆104的第二端部)与接地面连接(即接地)。其中，馈入天线杆102的第二端部(即图1中所示的馈入天线杆102的下端部)即为馈入点。
[0026]换句话说，图1所示的天线100是由长为L的终端开路的传输天线杆101和长为S的终端短路的短路天线杆103并联形成，其中，该短路天线杆103通过长为H的接地天线杆104接地。
[0027]在图1所示的天线100中，开路端(指的是传输天线杆101的右端部)到馈入点可以等效成电阻和电容的并联(谐振时开路)，短路端(指的是短路天线杆103的左端部)到馈入点可以等效成电阻和电感的串联(谐振时短路)，当天线100谐振时，电流主要分布在天线100的水平部分(即传输天线杆101和短路天线杆103)和对地短路部分(即接地天线杆104)，馈电支路(即馈入天线杆102)基本无电流分布。
[0028]其中，传输天线杆101的长度L、短路天线杆103的长度S及接地天线杆104的长度H的值决定了天线100的输入阻抗、谐振频率、天线带宽等性能。天线100的输入阻抗需要与微波源的阻抗匹配才能保证传输的高效率，并且天线100的输入阻抗也是在实验调试中需要重点优化的参数，在实际应用中，需要按需求调节天线100的谐振频率，以使天线100能谐振在需要的所有频率上。目前，在微波加热时主要采用的微波频段为2.4GHz至2.5GHz，所以天线100就是需要工作在这10MHz的带宽内。
[0029]传输天线杆101的长度L对天线100的谐振频率和输入阻抗的影响最为直接。当L增加时，天线100的谐振频率降低，输入阻抗减小，天线100呈感性；反之，当L减小时，天线100的谐振频率升高，输入阻抗变大，天线100呈容性。在设计时，通常将传输天线杆101的长度L与接地天线杆104的长度H的值之和设计为1/4个工作波长。
[0030]H和S的值对天线性能的影响比较复杂，具体为，当H增加时，天线100的谐振频率会随之降低，输入阻抗的电阻分量会随之增加，电抗部分也会随之增加，此时电抗部分逐渐呈现电感性质。当H减小时，天线100的谐振频率会随之升高，输入阻抗的电阻分量会随之减小，电抗部分也会随之减小，此时电抗部分逐渐呈现电容性质。当S增加时，天线100的谐振频率会随之升高，输入阻抗的电阻分量会随之减小，电抗部分也会随之减小，此时电抗部分逐渐呈现电容性质。当S减小时，天线100的谐振频率会随之降低，输入阻抗的电阻分量会随之增加，电抗部分也会随之增加，此时电抗部分逐渐呈现电感性质。
[0031]通过以上分析可以看出，可以通过调节本发明提供的天线100的H、S、L三个参数的值，可使天线100谐振在任意的频率上，并且可使天线100的输入阻抗非常接近50 Ω ( —般情况下，微波源按50Ω做匹配设计)。本发明提供的天线100不需要使用任何额外的阻抗匹配电路，就能实现与微波源的阻抗匹配，为天线100的设计提供了极大的自由。
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