[实用新型]一种带二维周期结构的微波设备

说明书

本实用新型提供了一种带二维周期结构的微波设备，包括两个金属平板和至少一根馈入传输线。在一对平行的金属平板内表面上设置有二维周期凹坑，在该微波设备的工作频率附近实现宽带阻带，实现馈入传输线与其它部分或其它馈入传输线之间良好的隔离，使我们可以通过调配器单独调配每一根馈入传输线。这种带二维周期结构的微波设备具有结构简单的特点，可以大规模地用于各种材料的加热和干燥。

技术领域

本实用新型涉及均匀高效微波加热领域，具体涉及一种带二维周期结构的微波处理设备。

背景技术

微波加热可以代替各种传统加热方式。微波设备利用微波能加热各种材料，包括但不限于木材、粮食、药材、调料、乳制品等。在微波化学领域，微波能量被用于加快各种化学反应。微波能还被用于纳米材料、人造金刚石等各种新材料的生产。

在加热腔之类的任何空腔内，电磁波将以该空腔的各种固有模式的形式共振存在。在一定工作频率，多个模式共同被激励，空间某些位置处的电场的幅值为最大，另一些位置处的幅值又很小。在2450MHz的典型微波能应用频率，这些电场集中处之间的距离为所用微波的工作波长的一半，在62毫米左右，导致被加热物在对应尺度上的不均匀。

为了解决微波加热的均匀性问题，国际国内的技术人员进行了不懈的努力。人们试图通过增加微波馈口数目，改变馈口形状，改变微波馈口在加热腔外表面上的位置，或者改变微波馈口处电场的极化方向，或者同时随机改变上述四个变量，改善加热的均匀性。但是，到目前为止，由于问题的高度复杂性，微波界对这一问题尚缺乏清晰的理论指导，三维电磁仿真模拟也因为计算量巨大而难以完成。因此微波炉，特别是大型微波设备中加热的均匀性问题一直没有得到很好地解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带二维周期结构的微波设备。这里，可以设置多个微波源，而且其中的微波源之间是相互隔离的。我们可以独立地处理每一个微波源，测量其反射系数或通过调配器进行调配。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带二维周期结构的微波设备，包括位于Y方向的盖板、位于-Y方向的底板，在所述底板上设置有至少一根馈入传输线。在所述盖板和底板之间设置有通道。所述馈入传输线向所述盖板和底板之间的通道输送微波能量。在所述盖板的下表面上，或者在所述底板的上表面上，或者同时在所述盖板的下表面上和所述底板的上表面上，设置有二维周期结构。X、Y和Z方向构成直角坐标系。

这里的二维周期结构是指在XZ平面上的任意两个互相垂直方向上等周期地排列有某一相同形状的周期单元的结构。在光学领域此类结构被称为光子晶体结构。

更大规模的微波设备可以由以上结构沿水平面一个方向或者沿两个互相垂直的方向重复构成。这时，我们将有一个较大面积的盖板和底板和位于所述盖板或底板上的多个微波源。这里的微波源的数目可以为数只,也可以多达数万只。由于各输入传输线之间是互相隔离的，任意数目的微波源的增加，并不增加问题的复杂性，仅仅导致设备尺寸上和处理能力上的等比例变化。

一般地，在所述通道中还设置有传送带和位于传送带上面的被加热物。

较佳的设计，传送带紧贴所述底板的上表面。

进一步地，所述二维周期结构的周期单元为凹坑。这时，在所述底板的下表面或者/和在所述底板的上表面上，通过铣切，或者电火花，或者挤压等方式周期性地设置相同形状的凹坑的周期单元。也可以在一个厚度与所述凹坑的深度相同的金属板上先通过线切割或冲压等方式设置二维周期排列的通孔，然后将该金属板与另一金属板重叠焊接或采用螺钉连接在一起。

所得的凹坑为一种盲孔。