一種用于微波加熱的天線及微波加熱設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微波加熱技術，具體地，涉及一種用于微波加熱的天線及微波加熱設備。
【背景技術】
[0002]半導體微波加熱技術主要分為微波源技術、饋入技術、控制技術三個部分，這三個部分都對微波加熱食物的性能具有決定性的意義。近年來，半導體微波加熱技術不斷進步，然而，目前的半導體微波加熱裝置所采用的饋入技術也多種多樣，最常用的是探針天線，這種天線結構簡單，但調節起來非常困難，并且在同時采用多個探針天線饋入的情況下，對各個天線之間的隔離度的調節比較困難。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于微波加熱的天線及微波加熱設備，以提供一種便于調節的天線來用于微波加熱。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種用于微波加熱的天線，該天線包括:傳輸天線桿；饋入天線桿，該饋入天線桿的第一端部與所述傳輸天線桿的第一端部連接，以使得所述傳輸天線桿和所述饋入天線桿連接后呈L型；短路天線桿，該短路天線桿的第一端部連接至所述傳輸天線桿和所述饋入天線桿的連接端；以及接地天線桿，該接地天線桿的第一端部連接至所述短路天線桿的第二端部，該接地天線桿的第二端部接地。
[0005]優選地，所述短路天線桿的長度為零，從而所述天線通過所述傳輸天線桿和所述饋入天線桿的所述連接端接地。
[0006]優選地，所述傳輸天線桿的長度與所述接地天線桿的長度之和為1/4個工作波長。
[0007]優選地，所述天線與微波源直接連接，其中所述饋入天線桿的第二端部與所述微波源的輸出點連接。
[0008]優選地，所述天線通過射頻連接器與微波源間接連接。
[0009]優選地，在所述天線與所述射頻連接器之間設置有接地板，該接地板的第一表面與所述射頻連接器的外導體連接，該接地板的第二表面與所述接地天線桿的第二端部連接，所述饋入天線桿的第二端部與所述射頻連接器的內導體連接。
[0010]優選地，所述天線通過配對的兩個射頻連接器與所述微波源連接。
[0011]優選地，所述兩個射頻連接器通過以下連接方式中的任意一種方式相連:焊接式連接、推入式連接、卡扣式連接、插入式連接、螺紋式連接、或使用電纜連接。
[0012]優選地，所述天線通過以下方式中的任意一種方式插入微波加熱腔體:直接插入或通過波導盒插入。
[0013]相應地，本實用新型還提供了一種微波加熱設備，包括:一個或多個以上所描述的用于微波加熱的天線。
[0014]通過上述技術方案，本實用新型通過一種新型的天線來使微波源產生的微波高效地傳遞到被加熱的食物上，不需要使用任何額外的阻抗匹配電路就能實現與微波源的阻抗匹配，結構簡單，易于匹配調試。
[0015]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0016]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0017]圖1是本實用新型提供的用于微波加熱的天線的結構示圖；
[0018]圖2是本實用新型提供的微波源與天線直接連接的結構示圖；
[0019]圖3(a)和圖3(b)是本實用新型提供的天線與射頻連接器連接的不同角度的結構示圖；
[0020]圖4是本實用新型提供的另一天線與射頻連接器連接的結構示圖；
[0021]圖5是本實用新型提供的微波源與天線間接連接的結構示圖；
[0022]圖6(a)和圖6(b)是本實用新型提供的天線插入微波加熱腔體的兩種不同的方式。
[0023]附圖標記說明
[0024]100天線101傳輸天線桿
[0025]102饋入天線桿103短路天線桿
[0026]104接地天線桿105接地面
[0027]200微波源 300射頻連接器
[0028]301接地板 302外導體
[0029]303內導體 400微波加熱腔體
[0030]500波導盒
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0032]圖1是本實用新型提供的用于微波加熱的天線的結構示圖，如圖1所示，該天線100包括傳輸天線桿101、饋入天線桿102、短路天線桿103和接地天線桿104。其中，饋入天線桿102的第一端部與傳輸天線桿101的第一端部連接，以使得傳輸天線桿101和饋入天線桿102連接后呈L型，短路天線桿103的第一端部連接至傳輸天線桿101和饋入天線桿102的連接端，接地天線桿104的第一端部連接至短路天線桿103的第二端部，該接地天線桿104的第二端部接地。
[0033]圖1示出了以上所描述的天線100的結構的一種示例，為了便于描述，在圖1中，設傳輸天線桿101的長度為L，短路天線桿103的長度為S，接地天線桿的長度為H。饋出天線桿102的上端部(即饋出天線桿102的第一端部)與傳輸天線桿101的左端部(即傳輸天線桿101的第一端部)連接，從圖1中可以看出，傳輸天線桿101與饋入天線桿102連接后呈L型。短路天線桿103的右端部(即短路天線桿103的第一端部)連接至傳輸天線桿101和饋入天線桿102的連接端，如圖1所示，短路天線桿103的右端部連接至傳輸天線桿101的左端部及饋入天線桿102的上端部。接地天線桿104的上端部(即接地天線桿104的第一端部)連接至短路天線桿103的左端部(即短路天線桿103的第二端部)，接地天線桿104的下端部(即接地天線桿104的第二端部)與接地面連接(即接地)。其中，饋入天線桿102的第二端部(即圖1中所示的饋入天線桿102的下端部)即為饋入點。
[0034]換句話說，圖1所示的天線100是由長為L的終端開路的傳輸天線桿101和長為S的終端短路的短路天線桿103并聯形成，其中，該短路天線桿103通過長為H的接地天線桿104接地。
[0035]在圖1所示的天線100中，開路端(指的是傳輸天線桿101的右端部)到饋入點可以等效成電阻和電容的并聯(諧振時開路)，短路端(指的是短路天線桿103的左端部)到饋入點可以等效成電阻和電感的串聯(諧振時短路)，當天線100諧振時，電流主要分布在天線100的水平部分(即傳輸天線桿101和短路天線桿103)和對地短路部分(即接地天線桿104)，饋電支路(即饋入天線桿102)基本無電流分布。
[0036]其中，傳輸天線桿101的長度L、短路天線桿103的長度S及接地天線桿104的長度H的值決定了天線100的輸入阻抗、諧振頻率、天線帶寬等性能。天線100的輸入阻抗需要與微波源的阻抗匹配才能保證傳輸的高效率，并且天線100的輸入阻抗也是在實驗調試中需要重點優化的參數，在實際應用中，需要按需求調節天線100的諧振頻率，以使天線100能諧振在需要的所有頻率上。目前，在微波加熱時主要采用的微波頻段為2.4GHz至2.5GHz，所以天線100就是需要工作在這10MHz的帶寬內。
[0037]傳輸天線桿101的長度L對天線100的諧振頻率和輸入阻抗的影響最為直接。當L增加時，天線100的諧振頻率降低，輸入阻抗減小，天線100呈感性；反之，當L減小時，天線100的諧振頻率升高，輸入阻抗變大，天線100呈容性。在設計時，通常將傳輸天線桿101的長度L與接地天線桿104的長度H的值之和設計為1/4個工作波長。
[0038]H和S的值對天線性能的影響比較復雜，具體為，當H增加時，天線100的諧振頻率會隨之降低，輸入阻抗的電阻分量會隨之增加，電抗部分也會隨之增加，此時電抗部分逐漸呈現電感性質。當H減小時，天線100的諧振頻率會隨之升高，輸入阻抗的電阻分量會隨之減小，電抗部分也會隨之減小，此時電抗部分逐漸呈現電容性質。當S增加時，天線100的諧振頻率會隨之升高，輸入阻抗的電阻分量會隨之減小，電抗部分也會隨之減小，此時電抗部分逐漸呈現電容性