Резонансная система свч ортогонального типа
Патент 911661
Авторы
Резонансная система свч ортогонального типа
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз .Севетскнк социалистических
Республик («)911661 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 070380 (21) 2891542/18-21 (И) М. Кл.
Н 01 P 7/00Н 05 В 6/64 сприсоединением заявки М(23) Приоритет.—
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий
Опубликовано 070382. Бюллетень Йо 9
Дата опубликования описания 07.0382 (33) УДК 621,385. .6(088.8) I
1 i
В.A.Áåðåçèí, И.В.Паламарчук ."и„ Д. И.Петров
1 — - ..
1, f
1
) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕЗОНАНСНАЯ CHCTEMA СВЧ ОРТОГОНАЛЬНОГО ТИПА
Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции резонаторов ортогонального типа, используемых в СВЧ печах, предназначенных для обработки сверхвысокой частотой пищевых продуктов.
Известно устройство для .сублимационной сушки, содержащее резонатор. ортогонального типа, в котором возникают две стоячие волны, частично перекрывающие одна другую в пространстве (1 ).
В результате образования стоячих волн чередующиеся большие и малые электрические поля стремятся распределиться по всему объему резонансной камеры. Объем резонатора, предназначенного для обработки больших количеств продуктов, должен быть существенно больше, чем в экспериментах с одномодовым резойатором.
Наиболее близкой к предлагаемой является резонансная система СВЧ ортогонального типа, содержащая поля-. ризационные решетки со взаимно перпендикулярными стержнями, образующими резонаторную камеру в форме параллелепипеда и расположенными на росстоянии четверти рабочей длины волны от торцовых стенок резонатора (2).
Стержни действуют как торцовые стенки резонаторов для соответствующей поляризации волны, но являются прозрачными для волны с противоположной поляризацией.
Основным недостатком известной конструкции является то, что область однородного СВЧ:поля сосредоточена в узкой части объема резонатора ортогонального типа вдоль его геоМетрической оси. Параметр степени однородности распределения СВЧ (Р), например, для волновода с квадратным сечением, определяемый для типов
- волн Н„о и Нс, как отношение
C 2 "Г
Е +Е sIn+(а к) +sIn (а У)
Е+ 2 о где Š— напряженность электрическо- о
ro поля на центральной оси волновода;
Е„ — составляющая электрическоволны Н„;
Е„ — составляющая электрического поля Волны Н р ° показывает, что область однородного
СВЧ поля сосредоточена вдоль оси эолновода и спадает к стенкам волно"
911661 вода на 50%. Следовательно, такой резонатор нельзя использовать для равномерного СВЧ нагрева предметов с.геометрическими размерами, превышающими область однородного СВЧ по;ля. ,5
Цель изобретения — расширение области, занимаемой однородным СВЧ полем.
Поставленная цель достигается тем, .что в резонансной системе СВЧ ортого-10 нального типа, содержащей поляризационные решетки со взаимно перпендикулярными стержнями, образующими резонаторную камеру в форме параллелепипеда и расположенными на рассто- 15 яния четверти рабочей длины волны от торцовых стенок резонатора, реэонаторная камера образована путем пере. сечения прямоугольных резонаторов, при этом все грани камеры представляют собой поляризационные решетки.
На фиг.l и 2 представлены два варианта предлагаемой системы.
Система содержит прямоугольный резсчатор 1, вертикальные решетки 2, горизонтальные решетки 3, возбуждающие штыри 4, реэонаторная камера 5, с однородным распределением СВЧ поля.
Конструкция резонатора ортогонального типа образована пересечением трех взаимно перпендикулярных резонаторов 1, например, квадратного сечения; а область однородного СВЧ поля получается в результате наложения шести электромагнитных волн с попарно ортогональным компонентами вектора электрического поля R, сдвинутых по отношению друг к другу на расстояние четверти длины волны и распространяющихся вдоль координат- 40 ных осей х, у, г..Компоненты электрического поля, например, для волн Н и Н распространяющихся вдоль оси z навстРячу друг45 другу и сдвинутых по фазе íà 2, запишутся cooòâåfñòâåíío
Е = зхпДЬ) У(- e.) е
Е Ожзтп(ах) е-фъ Ф () где 0 - константау а - круговая частотау а - размер стороны квадратного сечения волноводау
P -.фазовая постоянная.
Записав аналогичные выражения для остальных компонентов. электрического поля волн, распространяющихся вдоль осей х, у, получим для параметра (Р), определяющего степень,однородности СВЧ поля, следующее выражение
sIn (a ) +sIn<(a>) t а ) (2)
Из анализа (2) вытекает, что в объеме резонаторной камеры 5 СВЧ по- 65 ле практически однородно и спадает у поверхностм стенки реэонаторной .камеры на величину порядка 34%. Таким образом, используя наложение волн
Н и Н о s.объеме резонаторной камеры 5, возможно получить практически однородное распределение СВЧ поля.
Кроме того, для уменьшения количества возбуждающих штырей 4 конструкция резонатора ортогонального типа может быть образована путем пересечения двух взаимно перпендикулярных лрямоугольных резонаторов 1, смещенных относительно друг друга на расстояние Л/4 в трех взаимно перпендикулярных измерениях. .Такой резонатор ортогонального типа изображен на фиг.2.
Необходимо отметить, что, используя многовидовой режим колебаний в резонаторной камере, можно существенно. увеличить ее геометрические размеры, сохранив при этом сравнительно равномерное распределение .видов колебаний. В случае, когда резонаторная камера представляет собой куб и на его ребре укладывается целое число длин волн, то область однородного
СВЧ поля в резонаторной камере представляет собой суммарное распределение однородных СВЧ полей в элементарных кубических структурах на основном типе колебаний.
Экспериментально проверялось распределение электромагнитного поля вдоль оси г на макете, настроенным на частоту F=5780 МГц. На длине резонаторной камеры в одном измерении (вдоль оси z) укладывалось два максимума стоячей волны. В точках с координатами р а i - О.J параметр P=l и СВЧ поле строго однородно. Ближе к стенкам резонатор; ной камеры параметр степени однородности P падает и составляет величину
0,5.
При образовании резонаторной камеры путем пересечения прямоугольных волноводов по трем взаимно перпендикулярным направлениям параметр Р повышается и составляет величину 0,66.
Эффективность работы предлагаемой системы определяется практически однородным распределением СВЧ энергии в объеме резонаторной камеры. Экспериментальная проверка распределения электромагнитного поля вдоль оси на макете показывает, что предлагаемый резонатор ортогонального типа може быть использован в СВЧ печах для нагрева тел с протяженными геометрическими размерами.
Предлагаемая конструкция pesoнатора позволяет получить лучшую степень однородности СВЧ поля во всем рабочем объеме резонаторной
911661 камеры по сравнению с известными конструкциями резонаторов ортогонального типа.
Формула изобретения
Резонансная система СВЧ ортогонального типа, содержащая полярнзационные решетки со взаимно перпендикулярными стержнямн, образующими реэонаторную камеру в форме параллелепипеда и расположенными на расстоянии четверти рабочей длины волны от торцовых стенок резонатора, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расынрення области, занимаемой однородным СВЧ полем, резонаторная камера образэв на путем пересечения прямоугольных резонаторов, при этом все грани камеры представляют собой поляризацнонные решетки.
Исто. ники информации, принятые во внимание при экспертизе
I. Hoover И.W., Markantohatos А., Parker W.Н. ExperImental and engInee
rIng aspects of ассе1егатей freeze
dryIng of hoods by means of UHF
dIelectrIc heatIng. Food Technol
1966, Inne,. р.р. 103-110.
2. Патент США В 3.189.722, кл. 219-10,55, опублик. 1965 (прототип) .
913661.
Яиа. /
Составитель Б.Зверев
Редактор Н.Беэродная Техред A.Áàáèíåö Корректор Л,Бокшан
Заказ 1142/47 Тираж 629 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4