Микроволновая печь и волновод для устройства, использующего высокую частоту излучения

 

Микроволновая печь включает в себя магнетрон для генерации энергии электромагнитной волны, волновод для управления и направления энергии электромагнитной волны в полый корпус, ограничивающий камеру для приготовления пищи и антенну для излучения энергии электромагнитной волны, генерируемой магнетроном в волновод. Волновод содержит первое окно для равномерного рассеяния энергии электромагнитной волны в камере для приготовления пищи, второе окно для равномерного рассеяния энергии электромагнитной волны в камере для приготовления пищи, цепь короткого замыкания для обеспечения антенны поверхностью короткого замыкания. Первое окно выполнено на части волновода, которая контактирует с полым корпусом и проходит в продольном направлении. Второе окно отделено от первого окна и имеет заданный угол по отношению к первому окну. Окна предназначены для преобразования плоской поляризации электромагнитной волны в круговую поляризацию с требуемыми характеристиками. Достигаемый технический результат - создание волновода для микроволновой печи, имеющего небольшую длину и простую конструкцию. 2 с. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к микроволновой печи, и в частности к волноводу для микроволновой печи, который может повысить равномерность нагрева.

Обычно очень высокая частота (ОВЧ), необходимая для устройства, например устройства вещания, сушилки для волос и микроволновой печи, где используется электромагнитная волна, генерируется магнетроном.

Такой магнетрон посредством антенны генерирует энергию очень высокой частоты порядка 2,45 ГГц, когда к магнетрону подведено ускоряющее напряжение порядка 4,2 кВ.

Чтобы использовать магнетронное устройство, к примеру, в микроволновой печи и эффективно готовить самую разную загруженную пищу с использованием энергии ОВЧ, применяется направляющая система, например волновод, для направления энергии ОВЧ, генерируемой магнетроном, в камеру для приготовления пищи микроволновой печи.

Антенна магнетронного устройства генерирует энергию линейной поляризации, которая излучается в камеру для приготовления пищи через волновод, нагревая загруженную пищу. На фиг.1а и 1b показана известная система, направляющая электромагнитную волну, используемая в микроволновой печи.

Известная направляющая система электромагнитной волны содержит волновод 11, смонтированный на боковой стенке полого корпуса 12, ограничивающего камеру для приготовления пищи 130, для направления энергии электромагнитной волны в камеру для приготовления пищи 130 через окно 11b; магнетрон 10, смонтированный на боковой стороне волновода 11, для генерации энергии электромагнитной волны и излучения ее в волновод 11 через антенну 10а, выступающую в волновод 11, когда от высоковольтного трансформатора (не показан) подается высокое ускоряющее напряжение; выступающая часть 11а, выполненная между наружной стенкой волноводной трубки 11 и магнетроном 10, для создания цепи короткого замыкания, имеющей длину, равную длине антенны 10а магнетрона 10; и входной канал электромагнитной волны 12а, через который энергия электромагнитной волны, излучаемая через окно 11b волновода 11, направляется в камеру для приготовления пищи 130, причем входной канал электромагнитной волны 12а выполнен на боковой стенке полого корпуса 10.

Когда магнетрон 10 возбуждается высоким ускоряющим напряжением, генерируемым высоковольтным трансформатором, этот магнетрон 10 генерирует энергию электромагнитной волны с частотой, к примеру, около 2,45 ГГц, и в это же время начинает вращаться поворотный стол 14, который расположен на дне камеры для приготовления пищи 130 и на который загружается пища 15.

Энергия электромагнитной волны, генерируемая магнетроном 10, излучается в волновод 11 через антенну 10а, затем преобразуется в стоячую волну в выступающей части 11а, образующей цепь короткого замыкания, и окончательно излучается в камеру для приготовления пищи 13 через окно 11b и входной канал 12а полого корпуса 12 для нагревания пищи 15.

В вышеописанном устройстве энергия электромагнитной волны излучается из антенны 10а в форме волнового движения.

Соответственно электромагнитная волна, отраженная на выступающей части 11а, образующей поверхность цепи короткого замыкания, складывается с электромагнитной волной, излучаемой от антенны 10а в окно 11b волновода 11, образуя тем самым стоячую волну.

Вдобавок, когда слабое электрическое поле комбинируется с сильным электрическим полем, электромагнитная энергия нагревает пищу 15 в камере для приготовления пищи 130.

Однако в вышеописанной системе электромагнитных волн выступающая часть 11а выполнена для облегчения формирования стоячей волны, усложняет конструкцию волновода 11. Кроме того, поскольку площадь контакта между цепью короткого замыкания волновода и антенной слишком мала, антенна излучает недостаточное количество энергии электромагнитной волны, что ухудшает эффективность приготовления пищи.

Вдобавок электромагнитной волне, излучаемой антенной, присуща прямая поляризация, имеющая постоянное поляризационное сечение относительно направления ее распространения, что ухудшает равномерность приготовления пищи из-за эффекта интерференции электромагнитных волн, возникающего в камере для приготовления пищи 130.

При прямой поляризации поляризационное сечение направления электрического поля в одном направлении остается постоянным. То есть из-за интерференции электромагнитных волн электромагнитная волна разделяется на горячую точку и слабую нагреваемую точку, в результате чего ограничиваются возможности повышения эффективности приготовления пищи.

Однако, если создается круговая поляризация, имеющая сечение поляризации, которое вращается во времени относительно направления распространения электромагнитной волны, поскольку направление электрического поля во времени непрерывно изменяется, то угол отражения электромагнитной волны, передаваемой в камеру для приготовления пищи 130, также непрерывно изменяется, вызывая тем самым рассеяние электромагнитной волны по более широкой площади, что улучшает равномерность приготовления пищи.

Таким образом, за последние годы были разработаны волноводы, способные осуществлять преобразование энергии электромагнитной волны, генерируемой антенной магнетрона, в круговую поляризацию для повышения равномерности приготовления пищи.

На фиг.2 показана известная система генерации круговой поляризации, которая может быть также использована и для микроволновой печи.

Известная система генерации поляризации представляет собой четырехканальное гибридное соединение, содержащее прямоугольный волновод 11, источник электромагнитных волн, например магнетрон, подсоединенный на конце волновода 11, и цепь короткого замыкания 17, расположенную на другом конце волновода 11.

Излучатель поляризации 12, который представляет собой окно или пару прорезей, размещается на нижней части волновода 11 для излучения электромагнитной волны.

Вдобавок энергия электромагнитной волны, излучаемая в другую секцию направляющего устройства электромагнитной волны 20, имеет левую круговую поляризацию или правую круговую поляризацию.

Излучатель имеет два канала в виде левой круговой поляризации и правой круговой поляризации, которые изолированы друг от друга.

В цепи короткого замыкания 17 расположен фазовращатель 19 для сдвига фазы электромагнитной волны, излучаемой излучателем.

Если предположить, что в цепи короткого замыкания 17 фазовращатель 19 не размещен, энергия электромагнитной волны, генерируемая антенной магнетрона и передаваемая в канал источника 1, раскладывается по каналам 4 и 2. Часть t1 энергии разложенной электромагнитной волны а1 имеет правонаправленную круговую поляризацию и излучается по направлению к камере для приготовления пищи через излучатель, а другая часть b1 энергии разложенной электромагнитной волны а1 отражается после прохождения через излучатель 12.

Энергия электромагнитной волны, отраженная от канала 2, разделяется на каналы 1 и 3, и часть t2 энергии отраженной электромагнитной волны а2 имеет левонаправленную круговую поляризацию и излучается в камеру для приготовления пищи излучателем. Другая часть b2 энергии отраженной электромагнитной волны а2 проходит через излучатель.

Поскольку обе левые круговые поляризации, также как и обе правые круговые поляризации имеют разную полярность, в электромагнитном направляющем устройстве 20 всегда существуют формальные левая и правая круговые поляризации.

Следовательно, правые круговые поляризации и левые круговые поляризации накладываются друг на друга, образуя в результате стоячую волну.

Здесь, если направляющее устройство электромагнитной волны 20 представляет собой полый корпус микроволновой печи, то правая круговая поляризация, отраженная от пищи, преобразуется в левую круговую поляризацию.

Часть отраженной энергии, проходящей через излучатель, сильно взаимодействует в канале 2, но слабо взаимодействует в канале 1. Следовательно, энергия электромагнитной волны, направленная к каналу 2, отражается снова и преобразуется в левую круговую поляризацию.

Следовательно, энергия излучаемой электромагнитной волны формируется в направляющем устройстве электромагнитной волны 20 в виде стоячей волны с правой и левой круговыми поляризациями.

Для вращения стоячей волны необходимо изменять фазу одной из двух поляризаций. Фазовращатель 19, расположенный на передней стороне цепи короткого замыкания 17 волновода 11, преобразует фазу левой круговой поляризации энергии отраженной электромагнитной волны, вращая тем самым стоячую волну. Вращающаяся стоячая волна действует как механическое вращающееся окно.

Энергия, излучаемая в виде вращающейся волны, повышает равномерность нагрева в камере для приготовления пищи.

В вышеописанной системе генерации волн с круговой поляризацией монтаж фазовращателя и излучателя внутри волновода приводит к значительному удлинению волновода и усложнению его конструкции, что увеличивает затраты на изготовление. Вдобавок при длинном волноводе в отсеке для монтажа электрических компонент трудно разместить другие электрические компоненты. Следовательно, необходимо увеличить объем отсека для монтажа электрических компонент.

С целью решения вышеописанных проблем внутри волновода монтируется в продольном направлении направляющая перегородка для разделения внутреннего пространства волновода на две части, и с обеих сторон направляющей перегородки выполняется пара прямоугольных окон под углом 45^o.

Однако дополнительно предусмотренная направляющая перегородка еще более усложняет систему, а точное выполнение окон под углом 45^o представляет значительные трудности.

Таким образом, настоящее изобретение реализовано для того, чтобы разрешить вышеописанные проблемы известного уровня техники.

Целью настоящего изобретения является создание волновода для микроволновой печи, имеющего небольшую длину и простую конструкцию при достижении при этом тех же полезных эффектов, что и в известном уровне техники.

Другой целью настоящего изобретения является создание волновода, который способен предотвратить утечку энергии электромагнитных волн путем оптимизации площади контакта антенны и цепи короткого замыкания.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание волновода, который может увеличить количество излучаемой энергии электромагнитной волны при обеспечении достаточной площади контакта антенны и цепи короткого замыкания.

Для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении предлагается микроволновая печь, содержащая магнетрон для генерации энергии электромагнитной волны, волновод для управления и направления энергии электромагнитной волны в полый корпус, ограничивающий камеру для приготовления пищи, и антенну для излучения энергии электромагнитной волны, генерируемой магнетроном, в волновод. Волновод содержит первое окно для однородного рассеяния энергии электромагнитной волны в камере для приготовления пищи, причем упомянутое первое окно выполнено в части волновода, которая контактирует с полым корпусом и простирается в продольном направлении, и второе окно для однородного рассеяния энергии электромагнитной волны в камере для приготовления пищи, причем упомянутое второе окно отделено от первого окна и имеет заданный угол относительно первого окна.

Волновод, кроме того, содержит цепь короткого замыкания для обеспечения антенны поверхностью для короткого замыкания.

Предпочтительно, чтобы волновод дополнительно содержал цепь субкороткого замыкания, проходящую вдоль цепи короткого замыкания на расстоянии λ g/4.

Согласно одному варианту настоящего изобретения второе окно расположено вертикально по отношению к первому окну. Согласно другому варианту настоящего изобретения второе окно наклонено на 45-135^o по отношению к первому окну.

Предпочтительно, чтобы второе окно располагалось в пределах длины первого окна, и каждое из окон, первое и второе, было снабжено на его верхней поверхности шаровидной деталью для выпуска тепла.

Кроме того, предпочтительно, чтобы по меньшей мере одно из этих окон было снабжено выступом и цепь субкороткого замыкания была закруглена наружу от центральной части цепи короткого замыкания. Часть волновода, противоположная той части волновода, где выполнены первое и второе окна, загибается вверх.

Согласно еще одному варианту настоящего изобретения по меньшей мере один конец каждого из окон, первого и второго, имеет закругленную форму, так что ширина этого закругленного конца больше остальной прямой части этих окон. Второе окно может быть наклонено к боковой стороне первого окна по меньшей мере на одну его ширину.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения первое окно имеет дугообразную форму.

Сопроводительные чертежи, которые включены в описание и являются его составной частью, показывают вариант осуществления изобретения и вместе с описанием поясняют принципы данного изобретения: фиг. 1a - изображение в перспективе микроволновой печи, в которой используется известный волновод; фиг.1b - разрез по фиг.1; фиг.2 - схематическое изображение известного волновода; фиг. 3 - схематическое изображение в перспективе волновода согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 4а и 4b - схематические изображения, иллюстрирующие относительное положение и угол между вертикальным и горизонтальным окнами согласно различным модифицированным примерам первого варианта осуществления настоящего изобретения; фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая изменение во времени круговой поляризации волновода по первому варианту; фиг. 6а - схематическое изображение волновода согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; фиг.6b - вид в плане на волновод по фиг.6а; фиг.6с, 6d, 6е - схематические изображения, иллюстрирующие относительное положение и угол между вертикальным и горизонтальным окнами согласно различным модифицированным примерам волновода по второму варианту;
фиг. 7а - вид в плане на волновод согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7b - увеличенное изображение вертикального и горизонтального окон, изображенных на фиг.7а;
фиг. 8а - изображение в перспективе волновода согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.8b - вид сбоку на волновод по фиг.8а;
фиг.8с - схематическое изображение, иллюстрирующее импеданс волновода по фиг.8а;
фиг. 9 - вид, иллюстрирующий взаимосвязь между прямой поляризацией и круговой поляризацией;
фиг. 10а - график, показывающий изменение коэффициента стоячей волны от длины пары окон;
фиг. 10b - график, иллюстрирующий изменение фазовой характеристики от длины вертикального окна.

Теперь со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 показан волновод согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Предлагаемый в изобретении волновод содержит направляющую трубку 100, снабженную вертикальным окном 102 и горизонтальным окном 104 со стороны для вывода электромагнитной волны так, что может быть создана круговая поляризация путем комбинирования горизонтальной поляризации и вертикальной поляризации, когда электромагнитная волна, генерируемая магнетроном (не показан), излучается в камеру, к примеру, камеру для приготовления пищи в микроволновой печи.

Ссылочная позиция 106 показывает соединительное отверстие, в которое вставляется антенна магнетрона для ее подсоединения.

Когда магнетрон генерирует электромагнитную волну, эта электромагнитная волна в волноводе направляется через направляющую трубку в камеру для приготовления пищи для нагревания загруженной пищи, расположенной в камере для приготовления пищи.

В этот момент вертикальное и горизонтальное окна 102 и 104, расположенные перпендикулярно друг к другу, преобразуют плоскую поляризацию электромагнитной волны в круговую поляризацию, которая излучается в камеру для приготовления пищи.

То есть вертикальное и горизонтальное окна 102 и 104 генерируют соответственно вертикальную поляризацию и горизонтальную поляризацию. Круговая поляризация образуется, когда вертикальная и горизонтальная поляризации комбинируются друг с другом.

Далее кратко описывается круговая поляризация, на которой основан принцип данного варианта осуществления изобретения. Этот принцип применяется в вариантах со второго по четвертый, которые описываются ниже, а также в первом варианте.

Сперва, если предположить, что вертикальная и горизонтальная поляризации идентичны по величине, но отличаются по фазе на 90^o, то плоская поляризация в направлении распространении может быть представлена в виде суммарного вектора электрического поля на поверхности, перпендикулярной направлению распространения.

Следовательно, предположив, что плоская поляризация распространяется по оси Z, эта плоская поляризация может быть получена согласно следующим уравнениям:
E = a_kE^ojwt-jkz₁ (1);
E = a_yE^{jwt-jkz-j&thetas;}₂ (2).

Объединив уравнения (1) и (2), можно получить следующее уравнение:
E = E₁+E₂ = a_xE₁cos(ωt-βz)+a_yE₂cos(ωt-βz-Θ). (3)
В вышеуказанном уравнении плоская волна зависит от параметров Е₁, Е₂ и Θ.

Если Е₁, Е₂ и Е₀ равны друг другу и Θ равно 0, то плоская волна может быть представлена так, как это показано в следующем уравнении:
E = E₀(a_x+a_y)e^jwt-jΘ^z. (4)
Это уравнение иллюстрирует прямую поляризацию с вектором электрического поля, расположенным под углом 45^o относительно оси Х и длиной Е=Е₀cos (ωt).

Если Е₁, Е₂ и Е₀ равны друг другу, а Θ равно π/4, то плоская волна может быть представлена, как это показано в уравнении (4), а фаза и длина вектора электрического поля могут быть представлены, как это показано в следующем уравнении:
. (5)
Уравнение (5) показывает, что вектор электрического поля вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от разности фаз Θ.
Вдобавок на фиг. 3 показаны многие параметры, которые влияют на характеристики поляризации электромагнитной волны, генерируемой в волноводе 100, такие как длина Lh и длина Lv и ширина Wh и ширина Wv окон и расстояние между вертикальным и горизонтальными окнами 102 и 104. В зависимости от значения этих параметров изменяется поляризация и может быть обеспечено совмещение магнетрона, волновода 100 и полого корпуса, ограничивающего камеру для приготовления пищи.

То есть направление электрического поля плоской волны не изменяется независимо от направления распространения ее электрической волны, в то время как направление электрического поля круговой поляризации изменяется во времени.

Круговая поляризация, при которой направление электрического поля непрерывно изменяется во времени в плоскости х-у, показана на фиг.5.

Вдобавок на фиг. 4а и 4b показаны модифицированные примеры волновода, изображенного на фиг.3.

Обратимся к фиг. 4а, где горизонтальное окно 104 расположено перпендикулярно по отношению к вертикальному окну 102, но наклонено к одной стороне вертикального окна 102. Характеристики поляризации электромагнитной волны изменяются в зависимости от степени наклона горизонтального окна 104. Следовательно, путем регулирования степени наклона горизонтального окна 104 могут быть достигнуты требуемые характеристики поляризации. Однако, горизонтальное окно 104 не следует выводить за пределы обоих концов вертикального окна 102.

Обратимся к фиг.4b, где горизонтальное окно 104 расположено не перпендикулярно по отношению к вертикальному окну 102, а наклонено под углом в пределах 30^o. Характеристики поляризации электромагнитной волны изменяются в зависимости от угла наклона горизонтального окна 104.

Однако в вышеуказанном первом варианте и его модифицированных примерах, поскольку вертикальное и горизонтальное окна 102 и 104 имеют прямоугольную форму, электромагнитная волна может интенсивно взаимодействовать с уголковыми изгибами волновода, в результате чего эти уголковые изгибы могут сильно нагреваться. Вдобавок прямоугольная форма окон 102 и 104 является причиной удлинения волновода.

Поэтому во втором варианте осуществления настоящего изобретения разработаны вертикальное и горизонтальное окна, у которых оба конца в каждом окне имеют закругленную форму.

На фиг.6а-6е показаны примеры вертикального и горизонтального окон волновода согласно второму варианту настоящего изобретения.

Согласно второму варианту, как показано на фиг.6а, волновод 200 снабжен соединительным отверстием 206, в которое вставляется антенна 210 для ее подсоединения, магнетроном 208, вертикальным окном 202 для направления энергии электромагнитной волны, генерируемой антенной 210 магнетрона 208 в камеру для приготовления пищи, и горизонтальным окном 204, расположенным перпендикулярно вертикальному окну 202 и отделенным от него, для излучения энергии электромагнитной волны, генерируемой антенной 210, в камеру для приготовления пищи.

Когда к магнетрону 208 подводится высокое ускоряющее напряжение для генерации энергии электромагнитной волны с частотой порядка 2,45 ГГц, эта волновая энергия излучается в волноводе 200 через антенну 210.

Энергия электромагнитной волны, излучаемая в волновод 200, разделяется на поляризации двух типов, которые вновь объединяются при выходе из вертикального и горизонтального окон 202 и 204 для преобразования в круговую поляризацию. Круговая поляризация излучается в камеру для приготовления пищи для равномерного нагрева пищи.

Как известно, в известной микроволновой печи, из-за того, что для энергии электромагнитной волны характерна прямая поляризация, как показано на фиг.9b, пища не может быть нагрета равномерно.

Однако, в данном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 9а, круговая поляризация имеет ту особенность, что направленный электрический вектор вращается во времени.

Вдобавок, поскольку прямоугольные вертикальное и горизонтальное окна по первому варианту осуществления изобретения могут ухудшить равномерность излучения, в данном варианте оба конца каждого из окон 202 и 204 сконструированы с закругленной формой. Предпочтительно, чтобы ширина каждой закругленной части была больше, чем ширина остальной, прямой части каждого окна.

Закругленные концы увеличивают рассеяние электромагнитной волны и позволяют уменьшить длину волновода.

Закругленная часть может быть выполнена на обоих концах каждого окна либо только на одном конце каждого окна. Вдобавок, у вертикального окна 202 могут иметь закругленную форму оба конца, в то время как у горизонтального окна 204 закругленная форма может быть только у одного конца.

Далее будет кратко описан принцип создания круговой поляризации по данному варианту осуществления изобретения.

Как показано на фиг.6а, если положить, что вертикальное окно 202 генерирует поляризацию в направлении у, то Е электрического поля представляется следующим образом:
E = yE₁<⊘₁,
где у - единичный вектор в направлении у, Е₁ - длина вектора, a ⊘₁ - фаза.

Вдобавок, если положить, что горизонтальное окно 204 генерирует поляризацию, распространяющуюся в направлении х, то Е электрического поля представляется следующим образом:
E = xE₂<⊘₂,
где х - единичный вектор в направлении х, Е₂ - длина вектора, a ⊘₂ - фаза.

Следовательно, для генерации круговой поляризации должны быть выполнены следующие условия:
|⊘₁-⊘₂| = π/2 и |E₁/E₂| = 1.
Для генерации круговой поляризации с вышеуказанными характеристиками, как показано на фиг.6b, местоположения вертикального и горизонтального окон должны быть определены в соответствии со следующим уравнением:
|L1-L2| = λ_O/4,
то есть
K_O|L1-L2| = π/2,
где К₀ - волновое число, то есть 2π/λ₀.
Во втором варианте отношение осей (у/х на фиг.4) круговой поляризации, обеспечиваемой конструкцией волновода, составляет менее примерно 4.

В качестве модифицированных примеров данного варианта горизонтальное окно 204 может быть расположено не перпендикулярно по отношению к вертикальному окну 202, а наклонено под углом 45^o, либо, как показано на фиг.6с, вертикальное окно 202 может быть расположено под заданным углом Θ1, например 45^o, по отношению к боковой стенке волновода 200, а горизонтальное окно 204 располагаться по отношению к вертикальному окну 202 под заданным углом Θ2, например 45-135^o.

Вдобавок вертикальное окно 202 предпочтительно располагать наклоненным к боковой стороне горизонтального окна 204 более чем на двойную его ширину.

Характеристики поляризации электромагнитной волны изменяются в зависимости от относительного положения и угла вертикального и горизонтального окон 202 и 204. Таким образом, регулируя относительное положение и угол, можно получить требуемые характеристики поляризации.

На фиг.6d и 6е показаны другие модифицированные примеры второго варианта осуществления изобретения. Эти модифицированные примеры демонстрируют различные формы вертикального и горизонтального окон 202 и 204.

Обратимся к фиг.6d, где один конец горизонтального окна 204, ближний к вертикальному окну 202, имеет закругленную форму и шире другого его конца, дальнего по отношению к вертикальному окну 202. Обратимся к фиг.6е, где вертикальное окно 202 имеет дугообразную форму.

Как было описано выше, изменяя формы вертикального и горизонтального окон 202 и 204, можно получить требуемую поляризацию.

В этих модифицированных примерах для получения требуемой поляризации можно регулировать относительное положение и угол вертикального и горизонтального окон 202 и 204.

Вдобавок предпочтительно в верхней части как вертикального окна 202, так и горизонтального окон 204 смонтировать шаровидную деталь для выпуска тепла.

То есть для контроля за аномальным состоянием микроволновой печи, когда работает только магнетрон 208 без других компонентов, энергия электромагнитной волны проходит через вертикальное и горизонтальное окна 202 и 204. В этот момент происходит нагрев до высокой температуры из-за взаимодействия энергии электромагнитной волны с поверхностью волновода 200, что вызывает разрушение электрических элементов.

Поэтому для предотвращения указанного на вертикальном и горизонтальном окнах 202 и 204 монтируется шаровидная деталь для выпуска тепла.

На фиг.7а и 7b показан волновод согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

В третьем варианте вертикальное и горизонтальное окна 302 и 304 волновода 300 имеют прямоугольную форму, а вертикальное окно 302 снабжено выступом 306, как показано на фиг.7b, для эффективного рассеяния электромагнитной волны. Следовательно, хотя механическая длина L10 горизонтального окна 304 равна длине вертикального отверстия 302, но благодаря выступу имеет большую электрическую длину.

На фиг. 8а-8с показан волновод согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Волновод согласно четвертому варианту содержит вертикальное окно 402, выполненное в продольном направлении волновода, для равномерного рассеяния энергии электромагнитной волны, генерируемой антенной магнетрона 412 в камеру для приготовления пищи микроволновой печи, горизонтальное окно 404, расположенное перпендикулярно вертикальному окну 402, для равномерного рассеяния энергии электромагнитной волны в камере для приготовления пищи, пластину или поверхность 406 цепи субкороткого замыкания, проходящую вдоль пластины короткого замыкания и замыкающую накоротко антенну 413 на расстоянии λg/4, и ступенчатую часть 414 и откос 416, выполненные на части волновода 400, противоположной той части волновода 400, где выполнены вертикальное и горизонтальное окна 402 и 404.

Пластина цепи субкороткого замыкания 406 волновода 400 предпочтительно выполняется закругленной наружу от центральной части пластины цепи короткого замыкания 408 волновода 400.

В четвертом варианте, когда к магнетрону 412 подводится высокое ускоряющее напряжение, генерируемое высоковольтным трансформатором, из магнетрона 412 через антенну 413 излучается энергия электромагнитной волны на частоте 2,45 ГГц, которая затем направляется в волновод 400. Энергия электромагнитной волны, направленная в волновод 400, распространяется по направлению к ступенчатой части 414 и откосу 416 через поверхность цепи субкороткого замыкания 406.

Энергия электромагнитной волны, поступающая в откос 416, отражается от него, разделяется через вертикальное и горизонтальное окна 402 и 404 и затем снова объединяется, образуя круговую поляризацию, которая излучается в камеру для приготовления пищи для равномерного нагрева пищи.

Поскольку здесь поверхность цепи субкороткого замыкания 406 замыкает накоротко антенну на расстоянии λg/4, расстояние между цепью короткого замыкания 408 и антенной 413 получается меньшим, чем λg/4 на расстояние b2 до цепи субкороткого замыкания.

То есть, как показано на фиг.8с, если расстояние от центральной оси антенны 413 до цепи короткого замыкания 408 составляет b1, а расстояние между цепью короткого замыкания 408 до цепи субкороткого замыкания 406 составляет b2, то общая площадь контакта короткого замыкания антенны 413 составит "b1+b2".

Как было описано выше, площадь контакта короткого замыкания антенны 413 становится больше на цепь субкороткого замыкания 406, не происходит утечка энергии электромагнитной волны через участок контакта и тем самым излучается большое количество энергии круговой поляризации в камеру для приготовления пищи для равномерного нагрева пищи.

На фиг.10а и 10b показаны графики, иллюстрирующие характеристики отверстий для подсоединения, раскрытых в вариантах с первого по четвертый.

Обратимся к фиг.10а, где коэффициент стоячей волны КСВ становится минимальным, когда вертикальное и горизонтальное окна имеют длину в пределах резонансной. Как показано на фиг.10b, фазовая чувствительность велика.

Формула изобретения

1. Микроволновая печь, содержащая магнетрон для генерации энергии электромагнитной волны, волновод для управления и направления энергии электромагнитной волны в полый корпус, образующий камеру для приготовления пищи, и антенну для излучения энергии электромагнитной волны, генерируемой магнетроном в волновод, отличающаяся тем, что волновод содержит первое окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру для приготовления пищи, выполненное в той части волновода, которая находится в контакте с полым корпусом, и простирающееся в продольном направлении, и второе окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру для приготовления пищи, простирающееся в горизонтальном направлении и отделенное от первого окна и имеющее заданный угол по отношению к первому окну, для преобразования плоской поляризации электромагнитной волны в круговую поляризацию, при этом первое и второе окна выполнены с возможностью генерации круговой поляризации с требуемыми характеристиками.

2. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что второе окно расположено вертикально по отношению к первому окну.

3. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что второе окно наклонено под углом 45-135^o по отношению к первому окну.

4. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что второе окно расположено в пределах длины первого окна.

5. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что каждое из окон снабжено на своей верхней поверхности шаровидной деталью для выпуска тепла.

6. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из окон снабжено выступом.

7. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что часть волновода, противоположная той части волновода, на которой выполнены первое и второе окна, изогнута вверх.

8. Микроволновая печь по п.3, отличающаяся тем, что по меньшей мере один конец каждого из окон имеет закругленную форму, так что ширина закругленного конца больше, чем остальная, прямая часть окон.

9. Микроволновая печь по п.4, отличающаяся тем, что второе окно наклонено к боковой стороне первого окна по меньшей мере на одну его ширину.

10. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что первое окно имеет форму дуги.

11. Волновод, применяемый в устройстве, использующем очень высокую частоту излучения, которое имеет полый корпус, образующий камеру, в которую излучается энергия электромагнитной волны, генерируемая из магнетрона через антенну, отличающийся тем, что он содержит первое окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру, которое выполнено в той части волновода, которая находится в контакте с полым корпусом и простирается в продольном направлении, второе окно для рассеяния энергии электромагнитной волны в камеру, которое простирается в горизонтальном направлении и отделено от первого окна и имеет заданный угол по отношению к первому окну, для преобразования плоской поляризации электромагнитной волны в круговую поляризацию, при этом первое и второе окна выполнены с возможностью генерации круговой поляризации с требуемыми характеристиками, и первую и вторую пластины короткого замыкания, при этом вторая пластина простирается в продольном направлении от первой и замыкает накоротко антенну на расстоянии λg/4.

12. Волновод по п.11, отличающийся тем, что второе окно расположено вертикально по отношению к первому окну.

13. Волновод по п.11, отличающийся тем, что второе окно наклонено под углом 45-135^o по отношению к первому окну.

14. Волновод по п.11, отличающийся тем, что второе окно расположено в пределах длины первого окна.

15. Волновод по п.11, отличающийся тем, что каждое из окон снабжено на своей верхней поверхности шаровидной деталью для выпуска тепла.

16. Волновод по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из окон снабжено выступом.

17. Волновод по п.13, отличающийся тем, что вторая пластина короткого замыкания закруглена наружу от центральной части первой пластины короткого замыкания.

18. Волновод по п.11, отличающийся тем, что часть волновода, противоположная той части волновода, на которой выполнены первое и второе окна, изогнута вверх.

19. Волновод по п.14, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один конец каждого из окон имеет закругленную форму, так что ширина закругленного конца больше, чем остальная, прямая часть окон.

20. Волновод по п.15, отличающийся тем, что второе окно наклонено к боковой стороне первого окна, по меньшей мере, на одну его ширину.

21. Волновод по п. 11, отличающийся тем, что первое окно имеет форму дуги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13