一种微波发生装置以及微波加热装置的制造方法_3

控制初始信号发生器111输出信号的脉宽和占空比以精确控制所有固态微波源(121、122、123、124)输出的微波能量的功率。
[0062]在本实用新型的另一实施例中，也可以针对相位分配器的每路输出构造脉冲调制器，通过分别对每路信号的脉宽和占空比的控制以分别控制每个固态微波源输出的微波能量的功率。
[0063]在本实用新型的一实施例中，装置还构造有数控衰减器。数控衰减器连接在信号发生器与固态微波源之间，用来对信号进行衰减以控制固态微波源的输出，数控衰减器被构造成根据需要改变自身的衰减值。每个数控衰减器对应一个固态微波源，改变数控衰减器的衰减值从而可以改变相应的固态微波源的输出，从而改变多个固态微波源的微波能量输出的定向合成强弱并控制多个固态微波源的微波能量输出的合成极化方向。如图1所示，数控衰减器141、142、143以及144分别连接在固态微波源121、122、123以及124与信号发生器110之间。
[0064]在本实用新型的一实施例中，装置还包含功率检测电路，功率检测电路连接在固态微波源的输出端，用于动态监测所述固态微波源随频率变化和负载的输出实时反射/输出功率。根据检测结果调节数控衰减器和频率，以优化微波能量输出的合成方向和每一路天线上的功率输出。进而优化多个固态微波源输出的微波能量在特定区域内能量分布的均匀性。
[0065]在本实用新型的一实施例中，装置包含多个独立的供电单元，每个供电单元对应一个固态微波源。采用分布式供电的方式可以大大提高装置内硬件布局的灵活程度，使得装置的外形和大小更加灵活。当然，在本实用新型的其他实施例中，也可以根据实际具体需要采用一个供电单元集中为所有的固态微波源供电的方式。
[0066]利用本实用新型的微波发生装置，本实用新型还提出了一套微波加热装置。加热装置包含加热腔以及微波发生装置。微波发生装置包含多个固态微波源，每个固态微波源对应连接位于加热腔内的一路天线。
[0067]在一实施例中，微波发生装置的不同天线可以安装在加热腔内壁上的不同位置处(例如分别安装在顶面、底面以及侧壁)。从而实现微波能量在加热腔内的均匀分布。
[0068]在另一实施例中，微波发生装置的所有天线安装在加热腔内壁的一个平面上(例如底面)。以圆螺旋形状的天线为例，如图4所示，加热系统包含加热腔400以及。411、412、413以及414分别为微波发生装置的四个固态微波源，其安装在加热腔外部底面附近。411、412,413以及414分别连接到四路天线。微波发生装置的天线安装在加热腔400内壁的底面上，天线的微波能量发射面朝向加热腔内部，四路天线的形状如图3所示。
[0069]不同相位的微波能量经天线发射后在加热腔内合成，生成全方位的微波能量束方向。并在移相器控制下形成电控微波能量束扫描和360度/微波源数的旋转。从而实现加热腔内的均匀加热。同时利用功率检测电路动态监测每个固态微波源输出端的实时输出功率，从而检测加热腔和负载的驻波，动态调控输入功率和合成波束的方向，最终使得微波功率转化效率最优。
[0070]为了进一步尽可能的实现最优的热转换效率。本实用新型的天线基于宽带天线设计。具体的，在一实施例中，天线在2.4GHZ-2.5GHz的频带内有非常好的通带性能。初始信号发生器被构造成为根据实际需要输出相应的特定频率的初始信号。这样就可以根据加热腔的最优频率特性，动态初始信号发生器的输出频率，从而使得微波能量的输出频率最优。
[0071]在加热过程中，不同的待加热负载的特征是不同的。为此，在本实用新型的一实施例中，对加热装置做了进一步改进。改进后的加热装置基于以下步骤进行加热:
[0072]确定加热参数，针对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测试微波能量的反射功率以获取相应的反射系数，根据反射系数确定进行微波加热的加热频率和加热相位；
[0073]加热，以加热频率和加热相位输出加热微波能量从而对待加热负载进行加热。
[0074]接下来基于附图详细描述根据本实用新型的一实施例的加热装置的加热流程，附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0075]加热装置首先需要确定进行微波加热的加热频率和加热相位。如图5所示，首先执行步骤S521，扫频步骤。在特定的频率范围内，以特定的频率步长扫频生成多个不同的测试频率。具体到本实施例中，在2.4-2.5Ghz范围内，以步长2Mhz进行扫频。
[0076]接下来执行步骤S522，计算反射系数步骤。针对微波发生器的不同天线分别采用不同的测试相位(具体相位差参看本说明书前面的描述)，基于扫频获取的多个测试频率输出相应的微波能量并监测其反射功率从而获取相应的反射系数。然后执行步骤S523，确定备选频率步骤，根据反射系数确定多个备选的测试频率。在本实施例中，确定并存储5个相对最优的反射系数计算结果所对应的测试频率。
[0077]接着就可以执行步骤S524，相位微调步骤。针对微波发生器的不同天线分别采用不同的测试相位并以多个备选的测试频率输出微波能量，在特定的相位范围内以特定步长针对每路天线的微波信号相位分别进行微调。具体到本实施例，以360度/通道数/10作为步长，以+/_2个步长为微调范围进行相位微调。然后执行步骤S525，针对相位微调得到的不同微波能量获取相应的反射系数。
[0078]最后执行步骤S520，根据反射系数确定进行微波加热的加热频率以及加热相位。在本实施例中，采用3个相对最优的反射系数计算结果所对应的加热相位从而获取3组加热频率/相位结果。接下来就可以执行步骤S540，加热步骤。根据步骤S520确定的加热频率和加热相位输出加热微波能量从而对待加热负载进行加热。
[0079]在本实施例中，在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(即在此过程中尽可能的减小输出功率，在本实施例中，设定每路天线的输出为20w)输出测试微波能量，这样就能尽可能的节约确定加热参数过程中的功率消耗从而减小整体的功率消耗。在步骤S540中，可以满功率输出微波能量以实现最快的加热，也可以根据加热需求采用特定功率输出。
[0080]进一步的，在步骤S522以及S525中，为了获取最理想的反射系数，针对同一测试频率和/或测试相位多次监测获取反射功率以获取多个反射系数，对多个反射系数进行加权平均以获取微波信号频率和/或相位对应的反射系数。具体的，本实施例采用重复监测10次取加权平均的方式。
[0081]本实用新型的加热装置针对不同的待加热负载采用不同的加热频率和加热相位，从而尽可能的实现最优的加热效率。为了进一步的简化计算处理过程，加热装置还构造了负载特征数据库。
[0082]如图5所示，当步骤S520确定了微波信号频率和相位后，执行步骤S530，负载特征记录步骤，记录用于进行微波加热的加热频率和加热相位以及对应的待加热负载的相关加热特征。即将待加热负载的相关加热特征、进行微波加热的加热频率和加热相位以及上述数据间的对应关系存入负载特征数据库。
[0083]这样，才对新的待加热负载进行加热时，首先执行步骤S500，获取负载特征步骤，获取当前的待加热负载的相关特征。然后执行步骤S510，特征匹配，基于