[发明专利]微波薄膜加热装置

权利要求书

1.微波薄膜加热装置，其特征在于：包括两个矩形波导(1)和加热腔(2)；两个矩形波导(1)的出口端(3)通过加热腔(2)连通；所述矩形波导(1)内设有沿着窄面侧内壁设置的超界面(4)；所述超界面(4)从矩形波导(1)进口端(5)延伸至出口端(3)，且超界面(4)从进口端(5)至出口端(3)材料的相对介电常数渐变递增，使微波在矩形波导(1)内单向传播至加热腔(2)；所述矩形波导(1)的出口端(3)设有短路面(8)；所述短路面(8)使矩形波导(1)的出口端(3)上设有的微波出口(9)变小；所述加热腔(2)顶部内侧设有微波上维持面(10)，底部内侧设有微波下维持面(11)；一个矩形波导(1)的超界面(4)位于该矩形波导(1)的底部，且和下维持面衔接；另一个矩形波导(1)的超界面(4)位于该矩形波导(1)的顶部，且和上维持面衔接；薄膜(14)、微波上维持面(10)、微波下维持面(11)三者平行，且薄膜(14)位于微波上维持面(10)、微波下维持面(11)之间；所述微波上维持面(10)和微波下维持面(11)材料的相对介电常数不变，且等于或大于超界面(4)位于出口端(3)处的材料的相对介电常数。

2.根据权利要求1所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：所述超界面(4)在长度方向远离加热腔(2)的起始点坐标为x₀，靠近加热腔(2)的终点坐标为x_L；所述超界面(4)在长度方向的各位置点的相对介电常数构成阶梯函数，位置点的坐标为x，其中x_L＞x＞x₀；阶梯函数的每个阶梯和另构建的理论函数相交；在方程中：ε′(x)表示相对介电常数随位置变化的理论函数，n(x)表示折射率随位置变化的理论函数，K为常数，K值决定了折射率的变化率和介电常数的变化率，K通过电磁仿真优化得到，k₀为电磁波的波束，d为超界面(4)的厚度。

3.根据权利要求2所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：所述超界面(4)包括若干个从矩形波导(1)进口端(5)向出口端(3)依次排列的介质面板(6)；靠进口端(5)的介质面板(6)的相对介电常数小于靠出口端(3)的介质面板(6)的相对介电常数；每个介质面板(6)的各位置点的相对介电常数构成的函数段对应阶梯函数的一个阶梯。

4.根据权利要求3所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：所述介质面板(6)上设有贯穿介质面板(6)两端的凹槽(7)。

5.根据权利要求4所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：靠进口端(5)的介质面板(6)的凹槽(7)截面大于靠出口端(3)的介质面板(6)的凹槽(7)截面。

6.根据权利要求1所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：所述加热腔(2)上设有薄膜进口(12)和薄膜出口(13)；所述薄膜进口(12)和薄膜出口(13)均位于微波上维持面(10)和微波下维持面(11)之间。

7.根据权利要求6所述的微波薄膜加热装置，其特征在于：还包括微波控制电源和两个微波发生器；所述微波控制电源用于控制两个微波发生器发出相位可调的微波；两个微波发生器分别用于向两个矩形波导(1)的进口端(5)输入微波。