ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

На фиг. 1 представлена СВЧ-печь, разрез; на фиг. 2 вариант выполнения фокусирующей системы:

а) с образующей в виде гладкой гиперболической кривой;

б) с образующей в виде ломаной кривой, аппроксимирующей гиперболу.

Печь содержит СВЧ-источник 1 с излучающим элементом 2, многомодовый волновод 3, в нижней стенке которого выполнен ряд отверстий 4 и 5, рабочую камеру 6, фокусирующую систему 7 (отверстие под излучатель СВЧ-источника, выполненное в фокусе фокусирующей системы).

Фокусирующая система выполнена в конце многомодового волновода и состоит из верхней и нижней взаимно параллельных стенок, имеющих форму согласно фиг. 2, и соединяющей их по контуру боковой стенки. С помощью фокусирующей системы формируется фронт падающей волны.

Отверстия 4 и 5 в совокупности образуют антенную решетку. При этом размерами щелей можно регулировать степень согласования волновода с СВЧ-источником. Отверстие 5 предназначено для отвода в камеру оставшейся после прохода по волноводу энергии.

В СВЧ-печь, содержащую рабочую камеру в форме параллелепипеда, снабженную дверцей, источник СВЧ-энергии, систему управления, введена антенная решетка последовательного питания, выполненная в виде многомодового волновода прямоугольного сечения, часть нижней стенки которого, образующая верхнюю стенку рабочей камеры, снабжена равномерно распределенными щелевыми отверстиями, а один из концов много- модового волновода непосредственно сопряжен с источником СВЧ-энергии.

Сопряженный с источником СВЧ-энергии конец многомодового волновода выполнен в виде фокусирующей системы, в фокусе которой установлен излучающий элемент источника СВЧ-энергии.

Многомодовый волновод совмещает в себе функции тракта передачи энергии от СВЧ-источника в камеру и системы распределения энергии по объему камеры - антенной решетки последовательного питания, причем последнее обеспечивает возможность достаточно надежно и просто управлять распределением СВЧ-энергии по объему камеры путем изменения шага щелей и их длины, что влияет как на амплитуду и фазу возбуждаемых колебаний, так и на их тип, дополнительно увеличивая равномерность распределения СВЧ-энергии по объему камеры. При этом такая система возбуждения рабочей камеры позволяет получать заданное распределение СВЧ-энергии в камере с произвольными размерами. Согласование многомодового волновода антенны с СВЧ-источником осуществляется посредством установки излучающего элемента СВЧ-источника в фокусе фокусирующей системы, в виде которой выполнен один из концов многомодового волновода. При неизменной высоте волновода верхняя и нижняя его стенки в месте установки источника СВЧ имеют форму гиперболы или близкую к ней, а также настройкой длины ближайших к СВЧ-источнику щелей и направлением оставшейся после прохода волновода СВЧ-энергии в камеру через открытый конец волновода, выполненный для этого с поворотом.

Печь работает следующим образом.

Излучающий элемент 2 СВЧ-источника 1 и фокусирующая система формируют фронт падающей волны в многомодовом волноводе, который при прохождении участка волновода с щелями возбуждает их с амплитудами, соответствующими заданному размерами щелей закону распределения коэффициентов связи отдельных щелей с камерой. Неизлученная через эти щели энергия проходит через открытый в камеру конец волновода. Возбужденные щели антенной решетки переизлучают в рабочую камеру 6 с амплитудами и фазами, обусловленными их размерами и взаимным расположением, также формируя при этом фронт падающей волны в камере. Кроме такого фронта падающей волны в камере возникает система стоячих волн разного типа, уровня амплитуд, типы которых определяются размерами рабочей камеры, а также размерами и положением щелей антенной решетки на верхней стенке камеры.

Таким образом, задавая размеры и положение щелей антенной решетки, можно реализовать заданное распределение (в том числе и равномерное) СВЧ-энергии в объеме камеры. При этом предлагаемая СВЧ-печь, обеспечивая адекватность распределения СВЧ-энергии в камере требуемому закону распределения за счет режима бегущих волн (Марков 1- Т. Сазанов Д М. Антенны. М. Энергия, 1975, с. 301, рис. 8-5) в нерезонансной волноводно-щелевой решетке последовательного питания, имеет значительно более простую конструкцию, а значит более надежную.