一种微波发生装置、微波加热装置以及加热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，具体说涉及一种微波发生装置、微波加热装置以及加热方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的不断发展，微波的应用领域也越来越广泛。例如人们日常生活中使用的微波炉就是利用微波来加热食物。
[0003]使用微波的前提是需要构造特定的微波源，即根据需要生成特定的微波。在传统方法中，通常使用磁控管来生成特定的微波。基于磁控管的微波发生装置包括电源、磁控管、控制电路，谐振腔体等部分。电源向磁控管输出电压，磁控管震荡产生微波，再经过波导系统输出微波。
[0004]在现有技术中，受限于磁控管的工作原理，磁控管必须在高压驱动下才能正常工作(例如某些磁控管的工作电压高达4000伏)。这就使得基于磁控管的微波发生装置中需要构造高压电源。从而导致微波发生器结构复杂，体积较大并存在用电安全隐患。
[0005]为解决传统技术中基于磁控管的微波发生装置所存在的问题，需要一种新的微波发生装置。
【发明内容】
[0006]为解决传统技术中基于磁控管的微波发生装置所存在的问题，本发明提供了一种微波发生装置，包括:
[0007]信号发生器，其用于根据实际需求输出多路具有相同/不同相位的信号；
[0008]基于半导体固态器件构造的多个固态微波源，每个所述固态微波源与所述信号发生器相连以接收一路所述信号，所述固态微波源根据所述信号生成并输出相应的微波能量;
[0009]多路天线，其用于发射输出所述微波能量，每路所述天线与一个所述固态微波源相连。
[0010]在一实施例中，所述信号发生器包含脉冲调制器，所述脉冲调制器被构造成根据实际需求调节所述信号的脉宽和占空比以精确控制所述微波能量的功率。
[0011]在一实施例中，所述信号发生器包含移相器，所述移相器用于周期性改变所述信号发生器输出的所述信号的相位。
[0012]在一实施例中，所述装置包含数控衰减器，所述数控衰减器连接在所述信号发生器与所述固态微波源之间，用来对所述信号进行衰减以控制所述固态微波源的输出，所述数控衰减器被构造成根据需要改变自身的衰减值。
[0013]在一实施例中，所述装置包含多个独立的供电单元，每个所述供电单元对应一个所述固态微波源。
[0014]在一实施例中，以特定平面上的一点为中心起点在所述特定平面上沿螺旋向外发散的方式构造一路螺旋线，基于所述螺旋线的形状构造所述天线，所述天线的微波能量发射面处于同一平面上且拥有统一的发射方向。
[0015]在一实施例中，在所述特定平面上以同一所述中心起点构造多路具有特定间距的所述螺旋线，基于多路所述螺旋线的形状以及相互位置关系构造多路所述天线，多路所述天线的长度相同且两端分别位于同一平面的两个圆上，多路所述天线的微波能量发射面处于同一平面上且拥有统一的发射方向。
[0016]在一实施例中，所述信号发生器被构造成输出多个具有不同相位的所述信号，其中，位置相邻的两路所述天线所对应的两个所述信号的相位正交。
[0017]本发明还提出了一种微波加热装置，所述系统包含用于放置待加热负载的加热腔、微波发生装置、功率检测电路以及加热参数确定模块，其中:
[0018]所述微波发生装置包含信号发生器以及多个固态微波源，所述加热参数确定模块连接到所述信号发生器，所述信号发生器在所述加热参数确定模块控制下生成并输出多路具有相同/不同特定频率/相位的多路信号到多个所述固态微波源，所述固态微波源被构造成根据所述信号输出相应的微波能量；
[0019]所述微波发生装置还包含多路天线，每个所述固态微波源对应连接一路所述天线，所述天线被安装在所述加热腔内，用于发射微波能量以实现对所述待加热负载的加执.JtW ，
[0020]所述功率检测电路被安装在所述加热腔内部，用于动态监测所述微波能量的反射功率以获取并输出相应的反射系数；
[0021]所述加热参数确定模块还与所述功率检测电路相连，用于基于所述反射系数确定用于进行微波加热的所述信号的频率和相位。
[0022]在一实施例中，所述装置还包含:
[0023]特征识别器，用于获取并输出所述待加热负载的特征；
[0024]加热参数存储器，其与所述特征识别器以及所述加热参数确定模块相连，用于存储所述待加热负载的特征以及相应的用于进行微波加热的所述信号的频率和相位；
[0025]参数提取器，其与所述特征识别器、所述加热参数存储器以及所述加热参数确定模块相连，用于基于所述待加热负载的特征从所述加热参数存储器提取相应的用于进行微波加热的所述信号的频率和相位并输出到所述加热参数确定模块。
[0026]本发明还提出了一种微波加热方法，所述方法包含以下步骤:
[0027]确定加热参数，针对第一待加热负载以不同的测试频率和测试相位输出相应的测试微波能量并监测所述测试微波能量的反射功率以获取相应的反射系数，根据所述反射系数确定进行微波加热的加热频率和加热相位；
[0028]加热，以所述加热频率和所述加热相位输出加热微波能量从而对所述第一待加热负载进行加热。
[0029]在一实施例中:
[0030]在所述确定加热参数步骤中，在不影响获取所述反射系数的前提下以小于满功率的功率输出所述测试微波能量；
[0031]在所述加热步骤中根据加热需求采用特定功率/满功率输出所述加热微波能量。
[0032]在一实施例中，在确定加热参数步骤中:
[0033]在特定的频率范围内，以特定的频率步长扫频以生成多个所述测试频率；
[0034]针对微波发生器的不同天线分别采用不同的测试相位以分别以多个所述测试频率输出所述测试微波能量以获取相应的所述反射系数，根据所述反射系数确定多个备选的所述测试频率；
[0035]以多个备选的所述微波信号频率输出所述测试微波能量，在特定的相位范围内以特定步长针对每路所述天线的所述测试相位分别进行微调以获取相应的所述反射系数，根据所述反射系数确定所述加热频率和所述加热相位。
[0036]在一实施例中，针对同一所述测试频率和/或所述测试相位多次监测获取所述反射功率以获取多个所述反射系数，对所述多个反射系数进行加权平均以获取所述测试频率和/或所述测试相位对应的所述反射系数。
[0037]在一实施例中，所述方法还包含以下步骤:
[0038]负载特征记录，记录所述第一待加热负载的特征以及所述加热频率和所述加热相位；
[0039]特征匹配，对第二待加热负载进行特征识别以判断所述第二待加热负载与所述第一待加热负载的特征是否匹配；
[0040]参数提取，当所述第二待加热负载与所述第一待加热负载的特征匹配时直接采用所述加热频率和所述加热相位进行加热。
[0041]与现有技术相比，本发明的微波发生装置体积小，结构简单，工作电压低，不仅大大提高了装置的实用性还降低了用电安全隐患；
[0042]相较于现有技术的微波加热装置，基于本发明的微波发生装置微波加热装置不仅减少了能耗，而且提高了加热效率。
[0043]本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
【附图说明】
[0044]附图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，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0045]图1是根据本发明一实施例微波发生装置结构框图；
[0046]图2是根据本发明一实施例单天线形状示意图；
[0047]图3是根据本发明一实施例四天线形状示意图；
[0048]图4是根据本发明一实施例微波加热装置结构示意图；
[0049]图5是根据本发明一实施例微波加热流程图；
[0050]图6是根据本发明一实施例微波加热装置结构框图。
【具体实施方式】
[0051]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，