本發(fā)明涉及熱傳導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種微波加熱導(dǎo)熱棒。

背景技術(shù)：

微波加熱技術(shù)是利用電磁波把能量傳播到被加熱物料內(nèi)部，物料中極性分子與微波電磁場相互作用而發(fā)生震動，眾多極性分子因頻繁相互間摩擦損耗，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能。

微波加熱屬于介質(zhì)加熱范疇，有一部份介質(zhì)雖然是非極性分子組成，但也能在不同程度上吸收微波，其原理可解釋為這種物質(zhì)分子在微波場下發(fā)生彈性變形而生熱。另一類介質(zhì)，它們基本上不吸收或很少吸收微波，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜塑料和玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，而不吸收微波，這類材料可作為加熱用的容器或支撐物，或叫微波密封材料。

微波加熱設(shè)備常用的兩種微波工作頻率915mhz和2450mhz，家用微波爐工作頻率為2450mhz，工業(yè)用一般為915mhz，在微波加熱中，介質(zhì)發(fā)熱程度與微波頻率、電磁場強(qiáng)度、介質(zhì)自身的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗正切值等參數(shù)有關(guān)，在微波加熱過程中，還存在一個穿透能力和加熱深度問題。電磁波從介質(zhì)的表面進(jìn)入并在其內(nèi)部傳播時，由于能量不斷被吸收并轉(zhuǎn)化為熱，它所攜帶的能量就隨著深入介質(zhì)表面的距離以指數(shù)規(guī)律衰減，915mh比2450mh的微波穿透深度大。在家用微波爐加熱大塊食物（如整雞）時，往往食物表面已經(jīng)燒焦，而食物內(nèi)部還處于低溫狀態(tài)，這就是因為2450mh的微波穿透食物的深度淺，微波在食物的表面被食物快速吸收而能量成指數(shù)規(guī)律衰減，微波到達(dá)食物內(nèi)部時能量已經(jīng)很低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的思路是采用微波天線將部分微波傳送至被加熱物內(nèi)部，從而實現(xiàn)被加熱物的內(nèi)部與表面的溫度均勻。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：至少包括微波接收天線、微波發(fā)射發(fā)射天線，微波接收天線與微波發(fā)射天線由饋線相連，所述微波接收天線接收空間微波能量后由饋線傳送至所述微波發(fā)射天線，由所述微波發(fā)射天線將微波能量發(fā)射至被加熱物內(nèi)部。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：所述微波接收天線是振子天線、或螺旋天線、或印刷線路板天線。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：所述微波發(fā)射天線是振子天線、或螺旋天線、或印刷線路板天線。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：所述微波接收天線和微波發(fā)射天線均由印刷線路板導(dǎo)線制成，所述微波接收天線和微波發(fā)射天線由一根印刷導(dǎo)線連接，所述的一根印刷導(dǎo)線的對稱兩側(cè)設(shè)置有兩個印刷銅箔，所述印刷銅箔做為微波傳輸?shù)鼐€使用，同時起微波反射板作用。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：微波發(fā)射天線為法向模螺旋天線，其參數(shù)d/λ<0.18，d為螺旋直徑，λ為微波波長。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：微波發(fā)射天線為法向模線路板天線，其參數(shù)d1/λ<0.18，d1為線路板天線寬度，λ為微波波長。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：微波接收天線為螺旋天線，其參數(shù)d/λ＞0.5，d為螺旋直徑，λ為微波波長。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：微波接收天線為線路板天線，其參數(shù)d1/λ＞0.5，d1為線路板天線寬度，λ為微波波長。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：所述微波接收天線及微波發(fā)射發(fā)射天線的諧振頻率和微波頻率相同。

所述一種微波加熱導(dǎo)熱棒，其特征是：所述微波接收天線或微波發(fā)射發(fā)射天線的幾何長度尺寸為微波波長的八分之一、或四分之一、或二分之一、或一個波長。

本發(fā)明的有益效果是：采用微波天線將部分微波傳送至被加熱物內(nèi)部，從而實現(xiàn)被加熱物的內(nèi)部與表面的溫度均勻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明應(yīng)用于微波爐的示意圖。

圖3為本發(fā)明采用環(huán)狀閉合天線的實施方案。

圖4為本發(fā)明采用開環(huán)天線的實施方案。

圖5為本發(fā)明采用螺旋天線的實施方案。

圖6為本發(fā)明采用印刷線路板天線的實施方案。

圖7為螺旋天線輻射示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)圖，微波加熱導(dǎo)熱棒105包括外殼105，在外殼105內(nèi)設(shè)置微波組件，微波組件包括微波發(fā)射天線101，微波接收天線103，微波發(fā)射天線101,和微波接收天線103由饋線連接，當(dāng)微波導(dǎo)熱棒置于微波環(huán)境中，微波接收天線103獲取空間微波能量，通過饋線102饋送至微波發(fā)射天線101進(jìn)行發(fā)射。假設(shè)微波發(fā)射天線101所處的的小空間微波強(qiáng)度比較低，微波接收天線103所處的小空間微波強(qiáng)度比較高，這樣微波接收天線103將微波能量通過饋線102傳送至微波發(fā)射天線101處。

考慮到諧振要求，所述微波接收天線或微波發(fā)射發(fā)射天線的諧振頻率和微波頻率相同。在尺寸上，所述微波接收天線或微波發(fā)射發(fā)射天線的幾何尺寸為微波波長的四分之一或二分之一。

外殼105采用不吸收或很少吸收微波的材料制成，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、塑料、玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，而不吸收微波，由于微波天線組件和外殼在微波環(huán)境中本身不會發(fā)熱，所以外殼及天線附著體可以采用低溫材料制作，如無毒塑料。

所述微波接收天線和微波發(fā)射天線是按實際使用情況而定義的，本發(fā)明微波加熱導(dǎo)熱棒的兩頭是等效的，可以互換，如果考慮一頭利于插入被加熱物可以將這一頭制成尖刀狀并定義為微波發(fā)射天線的一頭，而另一頭為了便于手握操作可以設(shè)置成手柄并定義為微波接收天線的一頭。

圖2為本發(fā)明應(yīng)用于微波爐的示意圖，圖中201為微波爐加熱腔，202為微波發(fā)生器，一般為磁控管，微波加熱腔中放置被加熱物203，傳統(tǒng)加熱時，由于微波對被加熱物的穿透能力有限，導(dǎo)致被加熱物外層被燒焦，而被加熱物內(nèi)部溫度還是比較低，比如家庭常常用微波爐加熱整雞食物就會遇到這種情況，圖中將本發(fā)明微波導(dǎo)熱棒105插入被加熱物中，留在被加熱物外面的一頭做為微波接收天線，插入被加熱物內(nèi)部的一頭做為微波發(fā)射天線，這樣，通過微波加熱棒將微波爐加熱腔空間的部分微波能量導(dǎo)入被加熱物內(nèi)部，實現(xiàn)被加熱物的均勻加熱。

圖3為本發(fā)明采用環(huán)狀閉合天線的實施方案，微波接收天線303通過饋線302將微波能量傳輸至微波發(fā)射天線301，微波天線的構(gòu)造為環(huán)狀閉合，饋線為兩根平行導(dǎo)線。當(dāng)然，所述微波接收天線、微波發(fā)射天線、饋線可以由印刷線路板導(dǎo)線制成。

圖4為本發(fā)明采用開環(huán)天線的實施方案，微波接收天線403通過饋線402將微波能量傳輸至微波發(fā)射天線401，微波天線的構(gòu)造為開環(huán)分叉，饋線為兩根平行導(dǎo)線。當(dāng)然，所述微波接收天線、微波發(fā)射天線、饋線可以由印刷線路板導(dǎo)線制成。

圖5為本發(fā)明采用螺旋天線的實施方案，微波接收天線503通過饋線502將微波能量傳輸至微波發(fā)射天線501，微波天線的構(gòu)造為螺旋導(dǎo)線，饋線為由微波傳輸?shù)鼐€包一根導(dǎo)線構(gòu)成，該導(dǎo)線連接兩個螺旋導(dǎo)線。

螺旋天線(helicalantenna)是一種具有螺旋形狀的天線,它由導(dǎo)電性能良好的金屬螺旋線組成，同軸線饋電，同軸線的心線和螺旋線的一端相連接，同軸線的外導(dǎo)體則和接地(微波傳輸?shù)鼐€)的金屬網(wǎng)(或板)相連接，螺旋天線的輻射方向與螺旋線圓周長有關(guān)，當(dāng)螺旋線的圓周長比一個波長小很多時，輻射最強(qiáng)的方向垂直于螺旋軸，當(dāng)螺旋線圓周長為一個波長的數(shù)量級時，最強(qiáng)輻射出現(xiàn)在螺旋旋軸方向上。參照圖7，當(dāng)d/λ=0.25~0.46(b、即一圈螺旋周長約為一個波長)時，天線沿軸線方向有最大輻射，并在軸線方向產(chǎn)生圓極化波，當(dāng)d/λ進(jìn)一步增大時，最大輻射方向偏離軸線方向；法向模螺旋天線(d/λ<0.18，參照圖7中a)實質(zhì)上是細(xì)線天線，具有8字形方向圖，并且頻帶很窄；邊射式螺旋天線是一種法向模螺旋天線，在螺旋的中心軸線上放置一根金屬導(dǎo)體，當(dāng)螺旋一圈的周長l=mλ(m=2，3，…整數(shù))時，在螺旋的法向產(chǎn)生最大輻射；等角螺旋天線是一種法向模螺旋天線，天線的兩臂在一個平面上或錐面上按特定的曲率變化繞旋展開，該天線的外形只由角度決定，不包含線性長度，因而天線的特性不受頻率變化的影響，有極寬的頻帶，平面等角螺旋天線的最大輻射方向是在平面兩邊的法向方向，并輻射圓極化波。

做為微波加熱設(shè)備（包括工業(yè)用915mhz設(shè)備和家用2450mhz微波爐）的微波發(fā)生器一般采用磁控管，磁控管是正交場微波振蕩器，為了獲得大的功率容量，其諧振系統(tǒng)的q值很高，微波帶寬很窄，所以圖7中a的法向模螺旋天線(d/λ<0.18，參照圖7中a)具有8字形方向圖（正好適合微波在被加熱物中均勻輻射，從而獲得均勻加熱的技術(shù)效果），并且頻帶很窄，是本發(fā)明微波發(fā)射天線模式的一種優(yōu)化。對于微波接收天線，參照圖7中c，d/λ＞0.5更有利于吸收空間電磁波，所以d/λ＞0.5的模式是微波接收天線的一種優(yōu)化。

圖6為本發(fā)明采用印刷線路板天線的實施方案，微波組件設(shè)置在印刷線路板604上，601為微波發(fā)射天線，通過印刷導(dǎo)線連接于微波接收天線603，微波發(fā)射天線601和微波接收天線603均為印刷線路板印刷導(dǎo)線，602為印刷銅箔，位于微波發(fā)射天線601和微波接收天線603之間連接導(dǎo)線（即印刷導(dǎo)線）的對稱兩側(cè)，602做為微波傳輸?shù)鼐€使用，可以起到微波反射板的作用。采用印刷線路板天線的優(yōu)勢是天線尺寸容易精確制造，這樣天線參數(shù)可以非常精確，成本低，容易大批量生產(chǎn)。d1為線路板天線寬度。其特征是：所述微波接收天線603和微波發(fā)射天線601均由印刷線路板導(dǎo)線制成，所述微波接收天線603和微波發(fā)射天線601由一根印刷導(dǎo)線連接，所述的一根印刷導(dǎo)線的對稱兩側(cè)設(shè)置有兩個印刷銅箔602，所述印刷銅箔做為微波傳輸?shù)鼐€使用，同時起微波反射板作用。

圖6采用印刷線路板天線的實施方案實質(zhì)上是一種變形螺旋天線，同理，做為微波加熱設(shè)備（包括工業(yè)用915mhz設(shè)備和家用2450mhz微波爐）的微波發(fā)生器一般采用磁控管，磁控管是正交場微波振蕩器，為了獲得大的功率容量，其諧振系統(tǒng)的q值很高，微波帶寬很窄，所以法向模螺旋天線(d1/λ<0.18，具有8字形方向圖，并且頻帶很窄，是本發(fā)明微波發(fā)射天線模式的一種優(yōu)化。對于微波接收天線，d1/λ＞0.5更有利于吸收空間電磁波，所以d1/λ＞0.5的模式是微波接收天線的一種優(yōu)化。

圖7為螺旋天線輻射示意圖，d為螺旋直徑，λ為微波波長，l為天線的幾何長度尺寸。

上述微波發(fā)射天線和微波接收天線在結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別，在實際使用時可以按其實現(xiàn)的功能進(jìn)行區(qū)分，其功能也是可以互換的。

微波接收天線可以根據(jù)需要選擇上述任一種形式并設(shè)置參數(shù)，微波發(fā)射天線也可以選擇上述任一種形式并設(shè)置參數(shù)。

微波加熱設(shè)備常用的兩種微波工作頻率915mhz和2450mhz，家用微波爐工作頻率為2450mhz，工業(yè)用一般為915mhz，本發(fā)明適合不同頻率的應(yīng)用。

上述應(yīng)用模式及規(guī)則均不限定本發(fā)明的方法及系統(tǒng)的基本特征，并非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，作出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。