基于双通道固态源的腔内三分区加热研究

微波加热在医疗、食品加工等特殊领域应用广泛,但是很难工程上实现对任意方向的定向加热的控制.本文基于线性相控阵天线理论,设计了一个双通道固态源的腔内三分区指向加热系统,该系统通过调节固态源各通道间的相位差以实现腔体内的微波指向从而达到三分区定向加热的效果.同时,本文通过耦合电磁场和热传递方程建立了微波加热的多物理场模型,...     

基于缝隙辐射器的腔内四分区定向加热研究

分区定向加热能够实现腔内任意方向的定向加热控制，且可以加热多种食材。本文设计一种耐高温、功率容量大的缝隙辐射器，并根据该缝隙辐射器设计了一个腔内四分区分时定向加热系统。首先设计了一种耐高温、便于生产加工的缝隙辐射器，利用其组成辐射器阵列，并根据波的叠加原理推导出每个辐射器的相位，以实现腔体中的分区指向，从而达到腔内四分区分时定向加热的目的；随后通过耦合电磁场和热传递方程建立了微波加热的多物理场模型，分析了在腔内的微波定向性能，最后搭建实验系统，利用温度计测量实验结果，以验证腔内四分区分时定向加热的效果。     

微波辅助油炸的加热均匀性研究

为了实现高均匀性的微波和油炸的联合加热，本文设计了一种延展的微波单模腔，扩大了微波加热区域，通过调节矩形加热区域在极化方向的尺寸可获得均匀的电场分布，同时建立了微波加热的多物理场仿真模型来计算腔体内的电磁场分布以及土豆的温度分布。仿真结果表明，在设计的腔体内模拟微波油炸初步实现对土豆油炸效率的提升，模拟土豆在矩形加热腔内做匀速平移运动以及调节上下两个端口之间的相位差随时间不断变化能够进一步提高油炸均匀性，并建立实验系统，验证了所提方法的准确性。还讨论了不同厚度、不同含水量的土豆片对油炸均匀性的影响。     

积分球与微波腔一体化装置的研制

首先对一体化的积分球微波腔进行了论证,然后进行了设计、仿真和加工实测。采用单端环耦合的方式进行微波激励,分别对从圆柱腔的端面及侧面耦合的方式进行了仿真,结果发现在圆柱腔侧面耦合能得到较好的场型分布。实现了通过微调耦合环的方式进行模式选择的新方法,这种方法简便易行,且能有效减小微波腔的体积。测试结果表明设计的微波腔体积小、结构稳定,能同时满足积分球冷却和微波腔的功能要求即实现了积分球与微波腔一体化的要求,更重要的是一体化结构不需要使用漫反射涂料,不会影响腔的模式及场型分布,有利于提高钟信号的信噪比和对比度。     

一种915 MHz和2450 MHz双频微波加热分析

微波加热作为一种新型的加热方式在许多领域中得到了广泛的应用,与传统的加热方法相比,微波加热具有高效节能、选择加热、清洁无污染等特点。多源微波加热结构是实现微波均匀高效加热的有效手段,也是微波加热领域未来的发展趋势。在工业应用的多源微波加热腔体中,保证加热效率的同时如何提升加热均匀性始终是该领域的研究重点。本文在现有微波加热模型的基础上,提出了一种新型的双端口双频微波加热模型。本文基于有限元方法的多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.4设计了一种915 MHz和2450 MHz的双频微波加热模型,通过端口之间的正交和缝隙滤波器的设计减少了两个端口之间能量的互相耦合,在保证加热效率的同时提高了加热的均匀性。     

常压微波等离子体反应器的设计与实现

本文设计了一个基于BJ26矩形波导的常压微波等离子体反应器。微波反应器对于等离子体的产生起关键性作用,本设计中采用了矩形压缩波导结构。首先运用Ansoft HFSS仿真软件对反应器进行了模拟计算,得到不同矩形压缩波导腔体内的电场分布,从而对腔体进行了优化设计,最终制作了常压微波等离子体反应器。将反应器安装在微波系统中,获得了频率为2.45GHz功率可调的稳定的微波等离子体。     

圆柱盒型窗两端矩形波导位置偏差对传输性能的影响分析

采用三维电磁场模拟软件ISFEL3D计算分析了圆柱盒型窗在加工制作过程中,几种可能出现的两端矩形波导位置偏差对输出窗传输特性的影响,给出了驻波比随偏差量的数值关系曲线,并重点研究了哪些偏差有可能导致圆柱盒型窗中产生鬼模振荡。结果表明:两端矩形波导位置偏差对圆柱盒型窗驻波比的影响都不是很严重,但是若一端矩形波导位置沿垂直于宽边方向偏移或偏转一定角度时,有可能激发圆柱盒型窗中的鬼模振荡,从而对输出窗以至整个大功率微波系统造成严重危害。     

微波气体击穿过程的模拟计算

本文利用流体模型，将无外加恒定磁场的等离子体当作各项同性的有耗媒质，求得圆柱腔结构中的微波场分布。耦合电子，离子运动的流体方程，对微波等离子体的初始形成过程进行了数值模拟计算。     

多馈源微波加热腔体的研究

提出了一种在空腔情况下多馈源长方体加热腔的设计方法。通过调整馈孔间的位置与距离,研究其S参数及腔体内的电磁场分布。仿真结果表明,当多个馈源两两正交,且互相距离为1/4个波长的奇数倍时,腔内电磁场分布最为均匀。此项研究为工业上微波多源加热腔的优化设计提供了参考。     

用于L波段多注速调管的半波长矩形同轴腔研究

本文研究了适合于低频段宽带多注速调管的新型微波谐振腔半波长矩形同轴腔,用三维电磁场计算软件ISFEL3D计算了矩形同轴腔的高频参数和场分布,并与双间隙耦合圆柱腔进行了分析比较。结果表明,矩形同轴腔体积小,带宽潜力大,可应用于低频段多注速调管。     

微波馈入位置对固体催化剂加热效果的影响

本研究考察了微波从底部馈入反应器和从侧面馈人反应器时对固体催化剂的加热效果。从微波介电加热和热传导的物理规律出发,建立了两种不同微波馈入位置时对催化剂床层加热的模型,并通过COMSOL Multiphysics软件模拟分析其对加热效果的影响。结果表明：当采用底部馈入方式进行加热时,电磁场强度在下部分布较强很高,但在距离馈入口较远的区域电磁场强度较低,最终得到的温度分布均匀性较差;当采用微波从侧面馈入的方式进行加热时,催化剂床层区域的电场强度较大,且温度分布比较均匀。     

基于双频双磁控管微波炉加热均匀性研究

如今人们普遍采用微波炉来快速加热食物,方便且快捷。但是磁控管产生的高频微波直接通过波导管传送至炉腔内,炉腔内微波的不均匀分布导致食物各部分加热速率出现差异,致使食物加热不均匀,加热效果不理想。针对现有技术中存在的不足,本文介绍一种采用两个频率不同的低电压磁控管对微波炉中的食品进行加热来提高微波炉的加热均匀性方法。利用仿真软件对双磁控管在炉腔内的能量分布特性进行了研究,再用MATLAB给出仿真分析结果。结果显示采用本文改进方法后,微波炉的加热均匀性明显提升。     

温变参数材料微波加热的数值模拟

针对一般材料的介电参数等温度的函数，本文提出了一个微波加热分析的非线性模型。该模型基于交替迭代法求解描述加热过程的非线性耦合电磁学，热学微分方程组，通过若干数值分析的实例，说明了该方法可作为微波加热精确分析的一个有效方法。     

用于浸渍阴极的钨海绵基体制备

微波真空电子器件广泛应用于卫星通信及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,这些器件需要电流发射稳定、蒸发小、寿命长的浸渍阴极,进而对浸渍阴极钨海绵基体制备工艺提出了很高要求。本文首先利用分级技术对钨粉进行了分级,制备出流动性好颗粒均匀的钨粉。采用气体纯化与检测系统,可以除掉氢气中残余的氧和水,使氢气的露点降至-90℃以下,为制备无氧化的钨海绵基体提供良好的烧结气氛。采用真空去铜技术,制备出表面非常光洁,没有任何污渍和杂质沉淀的阴极基体,利用X射线能量色散谱(EDX)分析了制备的阴极基体断面,结果表明新方法达到了传统化学去铜及再高温去铜后的效果,新方法更节省时间,更环保。通过调节烧结时间和烧结气氛可以制备出微波器件所需的孔度适宜、闭孔率低的阴极基体,为制备低蒸发、长寿命微波器件的阴极打下基础。     

A Microwave Irradiation Chamber for Scientific Studies on Agricultural Products (Short Papers)

The design and testing of a chamber for uniform heating of objects with an intense microwave field is described. Methods for direct and inferred measurement of temperature in the microwave field during irradiation are discussed. A theoretical analysis was made to determine the range of electrical parameters for which heating will be uniform. This analysis was verified experimentally. Curves for determining the rate of energy absorption in cylindrical posts are given for a wide range of electrical parameters.     

UR90腔相干并束输出的实验研究

用多个UR90腔进行正向模耦合的方法来产生多束相干的激光 ,解决了反向模耦合中存在的失谐问题 ,可以大大提高系统的可靠性。并利用铜蒸气激光器实现了两台低放大倍率 (M =1 2 1)UR90腔的相干并束输出 ,对输出光束的远场方向性进行了测量分析。结果表明 ,和以前单台UR90腔相比 ,此方法对UR90腔的模控能力和输出光束的光束质量并没有明显影响 ,是一种简单而有效的耦合方式。     

Two-dimensional photonic crystal Fabry-Perot resonators with lossydielectrics

Square and triangular lattice two-dimensional (2D) photonic crystals (PCs) composed of lossy dielectric rods in air were constructed with a microwave bandgap between 4-8 GHz. Fabry-Perot resonators of varying length were constructed from two of these PCs of adjustable thickness and reflectivity. The quality factor of cavity modes supported in the resonators was found to increase with increasing PC mirror thickness, but only to a point dictated by the lossiness of the dielectric rods. A 2-D periodic Green's function simulation was found to model the data accurately and quickly using physical parameters obtained in separate measurements. Simple rules are developed for designing optimal resonators in the presence of dielectric loss     

一种微波有源滤波器的实验研究

研究了一种利用耦合负阻法制作微波有源带通滤波器的方法。基于这种方法，制作了一个Ｃ波段的单级微带端耦合滤波器。实验结果表明，利用耦合负阻到谐振腔的方法，可明显改善滤波器的通带特性。     

A field theoretic foundation for the representation of quality factor in terms of reactance-slope parameters for electrically large three-dimensional arbitrarily shaped resonators

The use of reactance-slope parameters for the design of RF and microwave filters was drawn from lumped-element circuit representations. This paper provides a field-theoretic foundation for reactance-slope parameters based upon the treatment of arbitrarily shaped electrically large resonators comprised of electric and magnetic conducting enclosures. Traditional representations for these parameters in terms of the reactance for series-connected network elements and susceptance for parallel-connected network elements are related to electromagnetic fields. The resulting generalized expressions for reactance-slope parameters with utility for evaluating quality (Q) factor are developed for both electric and magnetic conducting resonators using strictly surface electromagnetic fields and sources. The generalized expressions are used to evaluate the unloaded Q for TE/sub 101/-mode rectangular resonators comprised of silver, copper, aluminum, and brass based upon two different standard rectangular waveguides with enclosed ends. Q results are also presented for TM/sub 011/-mode circular cylindrical resonators comprised of the same conducting materials. Results from the method here are compared to well-established results published in the literature. These expressions are useful for either analytically or numerically evaluating the reactance-slope parameter and Q factor.