一種微波發(fā)生裝置、微波加熱裝置以及加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種微波發(fā)生裝置、微波加熱裝置以及加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，微波的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。例如人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奈⒉t就是利用微波來(lái)加熱食物。
[0003]使用微波的前提是需要構(gòu)造特定的微波源，即根據(jù)需要生成特定的微波。在傳統(tǒng)方法中，通常使用磁控管來(lái)生成特定的微波?；诖趴毓艿奈⒉òl(fā)生裝置包括電源、磁控管、控制電路，諧振腔體等部分。電源向磁控管輸出電壓，磁控管震蕩產(chǎn)生微波，再經(jīng)過(guò)波導(dǎo)系統(tǒng)輸出微波。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，受限于磁控管的工作原理，磁控管必須在高壓驅(qū)動(dòng)下才能正常工作(例如某些磁控管的工作電壓高達(dá)4000伏)。這就使得基于磁控管的微波發(fā)生裝置中需要構(gòu)造高壓電源。從而導(dǎo)致微波發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大并存在用電安全隱患。
[0005]為解決傳統(tǒng)技術(shù)中基于磁控管的微波發(fā)生裝置所存在的問(wèn)題，需要一種新的微波發(fā)生裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決傳統(tǒng)技術(shù)中基于磁控管的微波發(fā)生裝置所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微波發(fā)生裝置，包括:
[0007]信號(hào)發(fā)生器，其用于根據(jù)實(shí)際需求輸出多路具有相同/不同相位的信號(hào)；
[0008]基于半導(dǎo)體固態(tài)器件構(gòu)造的多個(gè)固態(tài)微波源，每個(gè)所述固態(tài)微波源與所述信號(hào)發(fā)生器相連以接收一路所述信號(hào)，所述固態(tài)微波源根據(jù)所述信號(hào)生成并輸出相應(yīng)的微波能量;
[0009]多路天線，其用于發(fā)射輸出所述微波能量，每路所述天線與一個(gè)所述固態(tài)微波源相連。
[0010]在一實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器包含脈沖調(diào)制器，所述脈沖調(diào)制器被構(gòu)造成根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)所述信號(hào)的脈寬和占空比以精確控制所述微波能量的功率。
[0011]在一實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器包含移相器，所述移相器用于周期性改變所述信號(hào)發(fā)生器輸出的所述信號(hào)的相位。
[0012]在一實(shí)施例中，所述裝置包含數(shù)控衰減器，所述數(shù)控衰減器連接在所述信號(hào)發(fā)生器與所述固態(tài)微波源之間，用來(lái)對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行衰減以控制所述固態(tài)微波源的輸出，所述數(shù)控衰減器被構(gòu)造成根據(jù)需要改變自身的衰減值。
[0013]在一實(shí)施例中，所述裝置包含多個(gè)獨(dú)立的供電單元，每個(gè)所述供電單元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述固態(tài)微波源。
[0014]在一實(shí)施例中，以特定平面上的一點(diǎn)為中心起點(diǎn)在所述特定平面上沿螺旋向外發(fā)散的方式構(gòu)造一路螺旋線，基于所述螺旋線的形狀構(gòu)造所述天線，所述天線的微波能量發(fā)射面處于同一平面上且擁有統(tǒng)一的發(fā)射方向。
[0015]在一實(shí)施例中，在所述特定平面上以同一所述中心起點(diǎn)構(gòu)造多路具有特定間距的所述螺旋線，基于多路所述螺旋線的形狀以及相互位置關(guān)系構(gòu)造多路所述天線，多路所述天線的長(zhǎng)度相同且兩端分別位于同一平面的兩個(gè)圓上，多路所述天線的微波能量發(fā)射面處于同一平面上且擁有統(tǒng)一的發(fā)射方向。
[0016]在一實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器被構(gòu)造成輸出多個(gè)具有不同相位的所述信號(hào)，其中，位置相鄰的兩路所述天線所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)所述信號(hào)的相位正交。
[0017]本發(fā)明還提出了一種微波加熱裝置，所述系統(tǒng)包含用于放置待加熱負(fù)載的加熱腔、微波發(fā)生裝置、功率檢測(cè)電路以及加熱參數(shù)確定模塊，其中:
[0018]所述微波發(fā)生裝置包含信號(hào)發(fā)生器以及多個(gè)固態(tài)微波源，所述加熱參數(shù)確定模塊連接到所述信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器在所述加熱參數(shù)確定模塊控制下生成并輸出多路具有相同/不同特定頻率/相位的多路信號(hào)到多個(gè)所述固態(tài)微波源，所述固態(tài)微波源被構(gòu)造成根據(jù)所述信號(hào)輸出相應(yīng)的微波能量；
[0019]所述微波發(fā)生裝置還包含多路天線，每個(gè)所述固態(tài)微波源對(duì)應(yīng)連接一路所述天線，所述天線被安裝在所述加熱腔內(nèi)，用于發(fā)射微波能量以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待加熱負(fù)載的加執(zhí).JtW ，
[0020]所述功率檢測(cè)電路被安裝在所述加熱腔內(nèi)部，用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)所述微波能量的反射功率以獲取并輸出相應(yīng)的反射系數(shù)；
[0021]所述加熱參數(shù)確定模塊還與所述功率檢測(cè)電路相連，用于基于所述反射系數(shù)確定用于進(jìn)行微波加熱的所述信號(hào)的頻率和相位。
[0022]在一實(shí)施例中，所述裝置還包含:
[0023]特征識(shí)別器，用于獲取并輸出所述待加熱負(fù)載的特征；
[0024]加熱參數(shù)存儲(chǔ)器，其與所述特征識(shí)別器以及所述加熱參數(shù)確定模塊相連，用于存儲(chǔ)所述待加熱負(fù)載的特征以及相應(yīng)的用于進(jìn)行微波加熱的所述信號(hào)的頻率和相位；
[0025]參數(shù)提取器，其與所述特征識(shí)別器、所述加熱參數(shù)存儲(chǔ)器以及所述加熱參數(shù)確定模塊相連，用于基于所述待加熱負(fù)載的特征從所述加熱參數(shù)存儲(chǔ)器提取相應(yīng)的用于進(jìn)行微波加熱的所述信號(hào)的頻率和相位并輸出到所述加熱參數(shù)確定模塊。
[0026]本發(fā)明還提出了一種微波加熱方法，所述方法包含以下步驟:
[0027]確定加熱參數(shù)，針對(duì)第一待加熱負(fù)載以不同的測(cè)試頻率和測(cè)試相位輸出相應(yīng)的測(cè)試微波能量并監(jiān)測(cè)所述測(cè)試微波能量的反射功率以獲取相應(yīng)的反射系數(shù)，根據(jù)所述反射系數(shù)確定進(jìn)行微波加熱的加熱頻率和加熱相位；
[0028]加熱，以所述加熱頻率和所述加熱相位輸出加熱微波能量從而對(duì)所述第一待加熱負(fù)載進(jìn)行加熱。
[0029]在一實(shí)施例中:
[0030]在所述確定加熱參數(shù)步驟中，在不影響獲取所述反射系數(shù)的前提下以小于滿功率的功率輸出所述測(cè)試微波能量；
[0031]在所述加熱步驟中根據(jù)加熱需求采用特定功率/滿功率輸出所述加熱微波能量。
[0032]在一實(shí)施例中，在確定加熱參數(shù)步驟中:
[0033]在特定的頻率范圍內(nèi)，以特定的頻率步長(zhǎng)掃頻以生成多個(gè)所述測(cè)試頻率；
[0034]針對(duì)微波發(fā)生器的不同天線分別采用不同的測(cè)試相位以分別以多個(gè)所述測(cè)試頻率輸出所述測(cè)試微波能量以獲取相應(yīng)的所述反射系數(shù)，根據(jù)所述反射系數(shù)確定多個(gè)備選的所述測(cè)試頻率；
[0035]以多個(gè)備選的所述微波信號(hào)頻率輸出所述測(cè)試微波能量，在特定的相位范圍內(nèi)以特定步長(zhǎng)針對(duì)每路所述天線的所述測(cè)試相位分別進(jìn)行微調(diào)以獲取相應(yīng)的所述反射系數(shù)，根據(jù)所述反射系數(shù)確定所述加熱頻率和所述加熱相位。
[0036]在一實(shí)施例中，針對(duì)同一所述測(cè)試頻率和/或所述測(cè)試相位多次監(jiān)測(cè)獲取所述反射功率以獲取多個(gè)所述反射系數(shù)，對(duì)所述多個(gè)反射系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均以獲取所述測(cè)試頻率和/或所述測(cè)試相位對(duì)應(yīng)的所述反射系數(shù)。
[0037]在一實(shí)施例中，所述方法還包含以下步驟:
[0038]負(fù)載特征記錄，記錄所述第一待加熱負(fù)載的特征以及所述加熱頻率和所述加熱相位；
[0039]特征匹配，對(duì)第二待加熱負(fù)載進(jìn)行特征識(shí)別以判斷所述第二待加熱負(fù)載與所述第一待加熱負(fù)載的特征是否匹配；
[0040]參數(shù)提取，當(dāng)所述第二待加熱負(fù)載與所述第一待加熱負(fù)載的特征匹配時(shí)直接采用所述加熱頻率和所述加熱相位進(jìn)行加熱。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的微波發(fā)生裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作電壓低，不僅大大提高了裝置的實(shí)用性還降低了用電安全隱患；
[0042]相較于現(xiàn)有技術(shù)的微波加熱裝置，基于本發(fā)明的微波發(fā)生裝置微波加熱裝置不僅減少了能耗，而且提高了加熱效率。
[0043]本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述。并且，本發(fā)明的部分特征或優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)說(shuō)明書而變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而被了解。本發(fā)明的目的和部分優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)或獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0044]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0045]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例微波發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0046]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例單天線形狀示意圖；
[0047]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例四天線形狀示意圖；
[0048]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例微波加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例微波加熱流程圖；
[0050]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例微波加熱裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，