A45L微波炉煮食性能提升研究

微波炉的煮食性能是微波炉整体品质的关键。A45L微波炉玻璃盘的中心温度较低,导致煮食性能较差,影响微波炉的整体品质。本文使用电磁仿真软件HFSS对A45L转盘微波炉实体建模,仿真研究腔体尺寸和波导口变化对微波炉电磁性能的影响。研究得出,当采用新型波导口时,玻璃盘的中心温度可以明显升高7．5％,微波炉的煮食特性可以明显提升22％以上。     

平板微波炉均匀性提升研究

提出了一种平板微波炉新型曲面天线结构,与平面天线结构相比,其加热均匀性具有明显改善,同时消除采用平面天线的平板微波炉产生的微波盲区。该曲面天线由曲面金属片和内导体构成。根据微波天线理论,首先设计平面天线和曲面天线初始尺寸,然后运用电磁仿真软件HFSS实体建模,通过仿真空载和负载条件下,对比验证曲面天线能够提升均匀性和消除微波盲区,最后再通过天线手板测试验证。研究表明新型曲面天线相对平面天线,加热均匀性提升10.3%,且消除微波盲区。     

平板微波炉新型3D天线研究

提出了一种平板微波炉新型3D天线定向加热方式,可以对温度不同的两种食物同时加热到相同温度,提高加热效率.通过3D天线旋转加热,还可以改善平板微波炉对单个食物的加热效率.该3D天线由一个金属导向片和内波导构成.根据微波天线理论,首先设计3D天线初始尺寸,然后运用电磁仿真软件HFSS实体建模、仿真优化,得出3D天线最优结构,最后再通过手板测试验证3D天线的定向加热和旋转加热性能.研究表明新型3D天线定向加热可对最大温差达到22.7℃的两种食物同时加热到相同温度,旋转加热可对单个食物加热效率提升10％.     

混波室设计原理在微波炉性能改善中的应用

本文对家用平板微波炉和混波室的结构和应用进行了对比并提出在微波炉性能改善的工作中可以借鉴混波室的设计方法。在此基础上对多搅拌片和不规则形状的腔体进行了设计和验证。两种方法的验证结果相对传统的微波炉结构的微波加热均匀性都有明显的提升,表明混波室为形成统计均匀的电磁场的设计方法可应用于微波炉加热均匀性改善。     

基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究

采用HFSS10电磁场仿真软件设计和仿真了一种新型宽带双层微带贴片天线,天线采用聚四氟乙烯和空气两层介质,通过增加空气介质层的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,仿真结果表明天线的阻抗带宽达到了23%（VSWR≤2）,从而实现了宽频带微带天线的设计.     

一种K波段电磁超材料的设计及其在微带天线中的应用

根据电磁材料的相关理论,设计出一种由新型谐振器和金属线组成的电磁双负超材料,即介电常数和磁导率同时为负的电磁材料。新型谐振器通过较小谐振腔并联的方式,在较大的单元尺寸下提高了谐振频率,既使该电磁超材料在K波段实现了双负特性,又保证了材料的辐射面积,克服了高频段超材料由于尺寸太小而难以应用的困难。设计出一种K波段的微带天线,将新型谐振器加载在天线上,并用HFSS软件对未加载谐振器和加载谐振器的天线进行仿真对比。仿真结果表明,相比普通天线,加载新型谐振器的微带天线性能得到明显提升,驻波比2 d B以下的带宽增加了58.3%,增益变大,并且由于谐振器对天线副瓣的抑制,提高了天线的方向性。     

自旋转波束扫描平板天线

本文介绍了一种基于辐射栅条自旋转实现空间波束扫描的平板天线技术,对其空间波束形成原理进行了理论分析,并在HFSS软件下开展了三维建模仿真研究。数值仿真结果表明：所设计的12阶栅条圆盘平板天线,在X工作波段中心频率10GHz处,天线辐射效率达40%,空间波束扫描范围依55o。最终加工实物样机对计算结果进行了初步实验验证。     

一种超宽带平面准八木微带天线的设计

准八木微带天线是一种结构变形的平面八木微带天线,具有较好的性能,但其带宽性能还不能满足实际应用需要。为了实现天线的超宽带性能,采用能有效地展宽天线带宽性能的蝶形振子作为激励振子等设计方法,研究出了一种新型天线。使用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了优化设计、仿真实验,并制作了实物天线,进行了测试。实测结果表明,该天线在中心频率2.4 GHz处具有39.6%的相对带宽(VSWR<2)和较好的方向图性能。     

用于物流业中的双极化全向RFID天线设计

为了使RFID在物流业中有更好的应用,分别采用双点馈电和结构变形的方法,设计并仿真了双馈电点圆形贴片天线和宽带双极化全向变形倒L天线。经HFSS仿真得出,在中心频率点为2.85 GHz时,双馈电点圆形贴片天线获得了双极化,变形倒L天线获得了32.3%（VSWR〈2）的宽带。     

基于透波增强特性的高增益天线设计

为满足通信系统在天线增益方面的需求,通过将透波增强特性应用于天线设计中,提出了一种新型高增益天线。运用高频仿真软件Ansoft HFSS对天线进行了优化仿真,并加工出实物进行测试。测试结果显示,天线增益为12.9 dB,相对于传统的平板天线提高了6 dB。此外,由于设计的结构引入了环形孔结构和褶皱结构,天线的波瓣宽度测量结果为30°,相较于传统天线也减小了102°,天线的性能得到大幅提高。     

适用于化学合成的微波炉的改造与性能测定

普通微波炉已不适用于微波化学的进一步研究需要。在微波炉腔上下壁打孔．并装上一段截止波导及扼流装置，可便于安装冷凝回流管及搅拌器等．使微波炉改造为适用于化学合成。其微波泄漏可低于1mW／cm2。在炉腔内装入250ml以上极性溶剂可满足微波炉磁控管正常工作需要，而非极性溶剂则难以满足。本文也给出微波化学合成的一些初步结果，显示微波对加速化学合成的巨大潜力。     

Experimental validation of a combined electromagnetic and thermalFDTD model of a microwave heating process

Microwave cooking, tempering, and pasteurizing of foods involves several complex and interacting physical phenomena. Although such processes are widely used, the interactions between the food product, packaging, and the microwave oven itself are particularly complicated, are not well understood, and applicable simulation tools are lacking. In this contribution we describe a combined finite difference time domain model for the electromagnetic and the heat transfer processes which include temperature dependence of the electrical and thermal properties of the food product. This model is validated by comparison to experiment     

一种新型圆柱型谐振腔用于闪蒸实验研究

针对工业废水的处理设计了一种新型圆柱形谐振腔用于微波闪蒸腔体结构。本文首先通过波导理论推导了圆柱谐振腔中的电磁场分布,其次编程计算出圆柱谐振腔体中模式数分布对腔体设计的影响,最后利用HFSS仿真软件对腔体结构及其馈口的位置进行了优化,并最终根据优化结果制造出第一代闪蒸腔体。采用微波闪蒸技术和常规闪蒸技术处理含Zn2+和硫酸的废水,进行实验对比,实验结果表明微波闪蒸技术要优于常规闪蒸,并且闪蒸效果良好。     

基于功率合成技术的V波段倍频源*

赫兹倍频链通过对低频段微波信号多次倍频,可以获得高稳定、低相位噪声的太赫兹频率源,应用前景广阔。倍频链越高频,需要驱动功率越不容易达到,为提高V波段倍频链功率,尝试了倍频功率合成方法,该方式与放大器功率合成相比,具有相位差影响和频率加倍的特点。研制出了V波段4路倍频源,对倍频合成工作原理、倍频效率和高次谐波抑制效果进行了验证。测试结果表明:在66～75GHz范围内,V波段倍频器均可获得20dBm以上的2次谐波倍频功率输出,最大功率为24dBm,带内波动约为4dB,功率合成效率大于85%。     

一种基于耦合线和环形微带线的负群时延电路

负群时延电路(NGDC)在微波系统中有着广泛应用,文中提出了一种基于有损耦合线和环形微带线的负群时延电路。该电路由耦合线和微带传输线组成。基于射频领域中偶模-奇模分析方法,分析该电路的偶模和奇模的输入导纳,得到电路的S 参数。利用HFSS 电磁仿真软件对该负群时延电路结构做了优化设计,实物加工并测试。测试结果表明:在中心频率2.36 GHz 时,该电路的负群时延值约为-1.4 ns,插入损耗S21约为-3.9 dB,反射系数S11约为-9.5 dB,实测与仿真结果吻合。这种新颖的负群时延电路结构简单、信号损耗小、易于加工,可用于微波和无线通信等领域。     

考虑频率波动的微波加热数值模拟模型

家用微波炉内磁控管的频率会有波动,且难以测定。为考查微波频率波动对样品温度分布的影响, 获得更加精确的仿真结果,研究假设家用微波炉的频率以2. 45 GHz 为中心波动,并对不同波动范围的频率(2.44~2.46 GHz,2.43~2.47 GHz,2.41~2.49 GHz)与单个频率(2.45 GHz)的基于有限元模型的仿真结果与实验结果进行了比较分析。实验对象是放置于微波炉内加热60 s 的土豆泥。对于不同的频率范围分布,每隔0. 005 GHz 计算一次电磁功率密度,并根据余弦分布对它们进行加权平均,最后将电磁功率作为热源加热土豆泥。模拟结果分别与用热成像仪和光纤热电偶测定的土豆泥表面温度分布和各部位瞬时温度的实验值进行比较。结果显示频率波动范围在2.44~2.46 GHz 预测的温度场与实验值有较好的一致性;而在2.41~2.49 GHz 范围内,温度分布的均匀性最好。该模型也可为指导微波食品的开发提供理论依据。     

一种新型低成本的圆极化GPS微带天线

目前GPS接收机中所使用的微带天线为了缩小尺寸常常采用高介电常数的微波材料进行设计,但高介电常数的微波材料会引起表面波并且成本会很高。利用常用的FR4PCB板材并在微带贴片上采用开槽的方式,以增加电流路径降低谐振频率的方法来缩小天线的尺寸,从而得到低成本、小尺寸的圆极化GPS天线。利用全波电磁仿真环境HFSS进行3D建模与电磁仿真分析,得到天线的各项性能参数,仿真结果满足GPS接收机所需天线的性能要求。     

基于HFSS新型微波谐振腔设计与优化

文中通过HFSS电磁仿真软件,设计一种新型微波谐振腔,通过仿真分析,比较了双馈口的不同排列方式对腔体耦合和反射的影响,并且结合加入不同的负载,验证了馈口的高度决定了馈口及馈口间的反射功率,最后通过优化高度,得出了负载对微波的吸收效率,验证了该新型微波谐振腔设计的合理性。     

Electromagnetic field optimisation procedure for the microwave oven

This article introduces one method for optimising a microwave oven using microwave CAD technology. The precision model of a microwave oven cavity is created by high-frequency electromagnetic simulation software, and the electric characteristic parameter of the materials are set in the cavity so the simulation model is very close to a practical oven cavity. A new experimental set-up consisting of a multimode microwave cavity, a dielectric parametric test system, a vector network analyser, a microwave power source (magnetron) and a thermo-graphic camera has been built and tested. Comparing the simulation result with the experimental measures (phase polar and power loss), their total properties are consistent. It is proved that the method presented here is practical and useful. So optimisation of the oven design is easily done by modifying the cavity model.