Содержание к диссертации
Введение
1. Проблемы создания равномерного объемного свч нагрева диэлектрических материалов 16
1.1. Бытовые СВЧ печи. Их конструкция и тенденции развития 16
1.2. Нагрев диэлектриков переменным электромагнитным полем 21
1.3. Математическая модель процесса взаимодействия электромагнитных волн с поглощающими средами в призматических резонаторах. 31
1.4. Современные тенденции развития методов решения внутренних краевых задач электродинамики и теплопроводности 36
1.5. Выводы по первой главе 43
2. Расчет электромагнитных полей в призматическом резонаторе 44
2.1. Расчет электромагнитных полей в многомодовом полностью заполненном диэлектриком с потерями . призматическом резонаторе при его возбуждении от.одного источника энергии 44
2.1.1. Структура электромагнитного поля в волноводе 46
2.1.2. Структура электромагнитного поля в резонаторе 46
2.1.3. Программная реализация алгоритма 49
2.2: Расчет электромагнитных полей в частично заполненном диэлектриком с потерями многомодовом призматическом резонаторе при
его возбуждении от одного источника энергии 51
2.3. Расчет электромагнитных полей в частично заполненном
диэлектриком с потерями многомодовом призматическом резонаторе при
его возбуждении от двух источников энергии 54
2.3.1. Электромагнитные поля в волноводах и резонаторе 55
2.3;2. Программная реализация алгоритма. ...60
3. Исследование распределения электромагнитного поля в многомодовом резонаторе 61
3.1. Выбор объекта исследования 61
3.2. Выбор места расположения вводов энергии 62
3.3. Влияние геометрических размеров камеры на ее электродинамические характеристики 70
3.4. Влияние места расположения нагрузки на электродинамические характеристики камеры 76
3.5. Выводы по третьей главе 80
4. Экспериментальные исследования 81
4.1. Конструкция исследуемой СВЧ печи 81
4.2. Исследование электродинамических параметров экспериментальной установки на низком уровне мощности . 85
4.2.1. Зависимость КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки камеры стаканов с водой 86
4.2.2. Зависимости КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки камеры пробирок с водой 88
4.2.3. Зависимости КСВ от частоты при использовании в качестве нагрузки деревянных брусков 93
4.3. Анализ распределений плотностей токов в стенках камеры 96
4.4. Экспериментальные исследования распределения теплового поля в многомодовом резонаторе 108
4.4.1. Выбор методики измерений 108
4.4.2. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки сосудов с водой 111
4.4.3. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки пробирок с водой 112
4.4.4. Результаты исследования равномерности распределения теплового поля при использовании в качестве нагрузки деревянных брусков 117
4.5. Выводы по четвертой главе 121
Заключение 122
Библиографический список
- Нагрев диэлектриков переменным электромагнитным полем
- Структура электромагнитного поля в волноводе
- Влияние геометрических размеров камеры на ее электродинамические характеристики
- Исследование электродинамических параметров экспериментальной установки на низком уровне мощности
Введение к работе
Достижения современной СВЧ; электроники нашли широкое применение во многих областях человеческой деятельности. В значительной степени это связано с простотой преобразования электромагнитной энергии из одного вида в г другой т возможностью передачи энергии СВЧ; колебаний на значительные . расстояния. Основными областями применения электромагнитных колебаний диапазона СВЧ являются радиолокация, радионавигация, связь и ускорительная; техника. Названные области применения І СВЧ колебаний характеризуются большой \ мощностью излучения І используемых генераторов, в частности магнетронов.
Совершенно новые области применения СВЧ энергии открылись с развитием в 50 - хгодах XX века магнетронов. Властности, устройства на основе СВЧ колебаний стали применять в технологических установках, предназначенных для нагрева, сушки и обработки различных материалов. Интерес к методам СВЧ. обработки материалов обусловлен рядом особых свойств электромагнитных: колебаний СВЧ диапазона, таких как объемный характер поглощения СВЧ энергии, проникновение на достаточную глубину СВЧ полей в нагреваемый, материал и L бес контактность передачи энергии І объекту воздействия.
При обработке пищевых продуктов, пластмасс, сушке продуктов сельского хозяйства и древесины СВЧ нагрев имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с обычной тепловой; обработкой. Во-первых микроволновое : излучение обеспечивает быстрый нагрев- по всему объему материала, поэтому при приготовлении пищевых: продуктов уменьшается разрушение содержащихся в продуктах витаминов, а также происходит эффект стерилизации ; вредной! микрофлоры. Это позволяет получать экологически; чистые, богатые витаминами продукты питания с длительным сроком хранения; Во-вторых, при. использовании микроволновой энергии- заметно сокращается время; нагрева, поэтому производительность СВЧ установок выше, чем у установок традиционного типа нагрева при: одинаковой потребляемой мощности от силовой электросети. Кроме того, использование СВЧ энергии вносит существенный вклад в программу энергосбережения III.
Достоинствами нагревательных установок, использующих СВЧ? энергию являются, также: постоянная; готовность к работе высокий кпд; малая инерционность нагрева и возможность пол нош автоматизации процесса, что: в целом позволяет получать более высокое качество продукции..
Актуальность темы;
Одной; из проблем; возникающих пршразработке современной техники, основанной на энергии СВЧ г колебаний является обеспечение равномерного объемного нагрева: Устранение градиента температур и термоупругих напряжений- в объеме нагреваемого СВЧ-энергией материала позволяет резко интенсифицировать процесс термообработки, повысить качество продукции; обработанной- микроволновой энергией, что позволяет значительно расширить функциональные возможности и области применения СВЧ нагревательных систем.
В настоящее время, для улучшения равномерности нагрева в СВЧ установках используются вращающиеся; поддоны и стиреры. В более сложных, СВЧІустановках, помимо этих: средств используются также несколько І источников СВЧ энергии; что позволяет регулировать процесс подачи энергии? в зависимости от состояния нагреваемого продукта.,
При работе нагревательных СВЧ установок возникает задача обеспечения радио герметичности рабочей камеры печи. Радио герметичность камеры определяется, в первую очередь, конструкцией дверцы камеры; и- значением СВЧ токов протекающих вместе разъема дверцы и камеры. Существует несколько вариантов подавления» излучения в і местах сочленения? "дверца-камера". Первый способ сводится к обеспечению Ї хороших гальванических контактов в месте соединения; Второй способ: основан на; применении дроссельных устройств, которые обеспечивают бесконтактное электрическое соединение в месте сочленения дверцы; и І камеры СВЧ печи. У совершенствова ниє дроссельных сочленений с целью уменьшения излучения является актуальной задачей.
В связи с тем, что электродинамические характеристики и распределение тепловых полей в нагревательных установках, заполненных поглощающим материалом, изучены недостаточно полно, это не позволяет эффективно использовать их для создания СВЧ установок с равномерным объемным нагревом. С математической точки зрения задача сводится к решению совместной краевой задачи электродинамики и теплопроводности для камер СВЧ печей при заполнении их поглощающим материалом особенно, если электрофизические тепловые параметры поглощающего материала зависят от температуры нагрева;
Таким образом, для проектирования СВЧ систем с равномерным нагревом, является актуальным создание математической модели процесса нагрева и исследование характеристик результатов нагрева: Результаты исследований позволят без существенных материальных затрат проектировать установки с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Цель и задачи диссертационной работы.
Целью диссертационной работы является:
? создание математической модели для решения внутренней краевой задачи электродинамики применительно к призматическим резонаторам, частично : или полностью заполненным поглощающим материалом ю возбуждаемым несколькими источниками энергии;
? исследование влияния различных параметров (геометрических размеров камеры и диэлектрических свойств нагреваемого объекта) на характеристики СВЧ установок;
? разработка и создание макетов СВЧ; нагревательных камер с учетом экологических и производственных требований посредством использования разработанной математической модели;
создание математической, модели процесса взаимодействия электромагнитных волн с. поглощающими средами, характеристики которых зависят от температуры, и описывающей электродинамические и тепловые процессы в призматических резонаторных камерах.
Научная новизна работы:
Составлены. аналитические соотношения для расчета электромагнитных полей в призматической камере, частично заполненной поглощающим материалом, при возбуждении камеры от нескольких источников энергии.
Исследованы особенности распространения электромагнитных волн в резонаторах, частично заполненных диэлектриком с потерями. Проведен анализ распределения плотности тепловых источников в нагреваемом материале для призматических камер.
1 Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что при определенном выборе мест расположения источников СВЧ энергии и их количества можно обеспечить однородное распределение, удельной плотности тепловых источников в вертикальной плоскости.
1 Методом компьютерного моделирования изучено: влияние различных параметров (геометрических размеров камеры и нагреваемого объекта, диэлектрических и теплофизических параметров нагреваемого материала, места расположения источников энергии) на эффективную работу СВЧ установок;
Создана математическая модель с использованием комплексного метода для решения самосогласованной задачи, описывающей электромагнитные и тепловые процессы в призматических резонаторных структурах длясред; свойства которых зависят от температуры.
1 Разработан алгоритм численного решения самосогласованной совместной внутренней краевой задачи электродинамики и: теплопроводности для резонаторных структур, частично заполненных поглощающим материалом с изменяющимися электрофизическими и тепловыми свойствами в зависимости от температуры.
Нагрев диэлектриков переменным электромагнитным полем
Применение СВЧ энергии для нагрева позволило создавать новые технологии ; для обработки материалов типа s несовершенных диэлектриков. Высокочастотный нагрев применяется при, сушке влажных материалов,, для:iприготовления пищи, ДЛЯЇ физико-химического: преобразования- веществ и т.п. 151. Вопросы СВЧ обработки материалов освещены в значительном числе монографий: и обзорных статей, например в /1—16/.
При создании: нагревательных установок необходимо учитывать диэлектрические свойства материалов. Продукты, приготовляемые в микроволновой печи, являются диэлектриками. Для описания диэлектрических свойствмате риалов используется, комплексная диэлектрическая проницаемость е = е -}г" .
Действительная часть є , называемая диэлектрической проницаемостью, влияет на количество энергии, которая может быть запасена в материале в форме электрического поля74/. Мнимая часть в", называемая коэффициентом поглощения, является мерой того, сколько энергии материал: может рассеять в форме теплоты /4/. Тангенс угла диэлектрических потерь tg8 = Е"/Е определяет отношение энергии, расходуемой на. нагрев, к энергии запасенной за период электромагнитных колебаний, и одновременно является отношением тока проводимости к току смещения.
Диэлектрический І нагрев основан на смещении электрических зарядов и связанных с: ними молекул при воздействии на вещество переменного электромагнитного поля. На перемещение заряженных частиц затрачивается работа, которая из-за наличия. внутреннего межмолекулярного трения: превращается в теплоту. Практически все диэлектрические явления; могут быть отнесены к поляризации молекул под влиянием внешнего электрического поля. При этом: в диэлектрике могут наблюдаться безынерционная (электронная, ионная) и релаксационная поляризации /4/.
Электронная поляризация — это смещение электронных орбит относительно положительно заряженного ядра в атомах и молекулах под действием внешнего электрического поля /17/. Время ее установления порядка 10"14 -10"15 с,,что соизмеримо с периодом колебаний в видимой1 части: спектра. При электронной поляризации фазовое смещение между векторами электрической индукции D и напряженности электрического поля Ев СВЧ диапазоне практически отсутствует /7/. К диэлектрикам, обладающим только электронной поляризацией/ относятся неполярные или слабополярные вещества (полистирол, полиэтилен, фторопласт, бензол и др.).
Ионная поляризация- это упругое смещение противоположно заряженных ионов в узлах кристаллической решетки. Ее период установления соизмерим с частотой инфракрасного излучения, поэтому в СВЧ диапазоне потери от ионной поляризации также не возникают/4/. Ионная поляризация присутствует в кристаллических веществах, например кварц, слюда.
Для релаксационной поляризации1 характерно выделение энергии в диэлектрике. Релаксационную поляризацию образуют дипольная, миграционная, ионно-релаксационная и электролитическая поляризации.
Дипольная поляризация наблюдается в диэлектриках, состоящих, из полярных молекул. Дипольная молекула под действием внешнего электрического поля приобретает вращательный момент, который;пропорционален.напряженности Е - поля. Процесс установления дипольной поляризации требует относительно большего, по, сравнению с практически безынерционными явлениями электронной и ионной поляризации, времени. Время релаксации дипольной поляризации составляет примерно 10"6 — 10"10 с, то есть данный вид поляризации проявляется на частотах ниже 106 - 10 - Гц /18/.
Миграционная поляризация наблюдается в неполярных диэлектриках, в частности, в \ неоднородных диэлектриках с полупроводниковыми; включениями. В таких диэлектриках при воздействии электрического поля различие элек 23 трических свойств фаз вещества приводит к оседанию свободных зарядов на границах их раздела, а поскольку эти заряды остаются не скомпенсированными, электрическое поле в диэлектрике искажается /19/. Время:релаксации миграционной поляризации значительно больше, чем дипольной и составляет порядка 10 ,3- 10 "6с.
Ионно-релаксационная поляризация характерна для неорганических стекол, материалов,. содержащих стеклообразную. фазу (фарфор) и кристаллических диэлектриков с неплотной упаковкой ионов; Этот вид поляризации обусловлен перемещением» слабо і связанных ионов /19, 20/. Непрочно закрепленный, ион имеет два положения равновесия. При отсутствии электрического поля; потенциальная энергия иона в обоих положениях одинакова. Ионы при, этом равномерно распределены по объему диэлектрика. Наложение внешнего электрического поля увеличивает потенциальную энергию иона в одном положении -и уменьшает ее в другом положении; Неравномерное распределение ионов создает квазидиполи, порождающие обратное электрическое поле.
Во влажных материалах наблюдается явление электролиза, связанное с перемещением диссоциированных ионов. Материал всегда имеет остаточную электрохимическую» или электролитическую поляризацию. При мгновенном наложении электрического поля наблюдается; нарастание электролитической поляризации, которое происходит значительно медленнее,; чем рост остальных рассмотренных выше видов поляризации.
Структура электромагнитного поля в волноводе
Объект исследования представлял собой призматический резонатор (рис. 2.1), длина, ширина и высота которого были равны соответственно ар, Ьр и 1р. В резонатор подводилась энергия через волновод, подключенный к одной из стенок резонатора. Размеры поперечного сечения подводящего волновода а х b были выбраны таким образом, чтобы в волноводе в; рабочем диапазоне частот 2450±50 МГц могла возбуждаться только волна низшего типа Hj0. Расчет полей проводился для резонатора, полностью заполненного диэлектриком с диэлектрическими параметрами єг и tg5
Математическая модель включает в себя две области: Область 1 - возбуждающий рабочую камеру одноволновый волновод без диэлектрического заполнения, основной рабочей волной которого является волна типа Hj о Область 2 - резонатор, заполненный диэлектриком с диэлектрическими параметрами є = Sp(l-jtg8); Рассмотрим структуру электромагнитного поля в каждой из частичных областей. Частичные области имеют границы, параллельные боковым граням резонатора. Поля в каждой из частичных областей должны удовлетворять волновым уравнениям, уравнениям Максвелла и граничным условиям.
Как показано в /72/ совокупность LE и LM волн, получающаяся при задании пары потенциалов вдоль одного из поперечных направлений, является полной, поэтому любая волна этой совокупности может быть представлена линейной комбинацией ТЕ и ТМ волн одинакового порядка. Возможность этих представлений непосредственно связана с тем, что в прямоугольном волноводе волны типа ТЕ и ТМ одинаковых порядков имеют одинаковые константы распространения. На рис. 2.2 в качестве примера показана структура поля волны LEn.
Поле в резонаторе может быть представлено в виде суперпозиции собственных продольно-электрических волн типа LEnm /72/. Ну = j Hz = j Между компонентами электрического и магнитного полей волн типа LE (для Ех= 0) взаимная связь устанавливается уравнениями Максвелла /73/:
Структура электромагнитного поля в волноводе
В волноводе, возбуждающем камеру СВЧ печи, на окно связи падает волна типа Ню, являющаяся в данном рассмотрении волной типа LEl0. Если предположить v что в подводящем волноводе амплитуды отраженных высших типов волн пренебрежимо малы, то на границе раздела областей условие непрерывности тангенциальных составляющих электрического поля достаточно удовлетворить только для одной тангенциальной компоненты электрического поля Еу, Учет высших типов волн заметно усложняет аналитические соотношения; В ходе работы проверялось их влияние на структуру поля. С учетом принятого допущения поля в волноводе можно записать следующим образом /74/: - волновое число; - фазовая постоянная волны типа Ню; X - длина волны в свободном пространстве; Р - входная мощность; ZO=120JT - волновое сопротивление свободного пространства; Г - коэффициент отражения волны типа Ню в волноводе от окна связи при z=0.
Структура электромагнитного поля в резонаторе
Резонатор может быть представлен в виде отрезка прямоугольного волновода, заполненного диэлектриком с потерями, ограниченного металлически ми стенками, одна из которых имеет прямоугольное окно связи для ввода энергии. В резонаторе устанавливается поле, обусловленное волнами, возбуждаемыми отверстием связи, а также волнами, отраженными от противоположной короткозамкнутой стенки. ,(2) Граничные условия на короткозамкнутой стенке резонатора: Еу{ г=1„ = Тогда Еу{2) = A-sh[уг(z-lp))
Используя граничные условия на остальных металлических стенках резонатора /31/ можно выразить одну из компонент электромагнитного поля, а именно: коэффициент стоячей волны. Зная коэффициент отражения Г можно получить амплитуды возбуждающихся в резонаторе волн Ап0и Anm, подставив Г в выражения (2.5) и (2.6), а затем определить структуру поля в резонаторе, подставив полученные значения амплитуд в выражения (2.3).
При расчете полей в полых системах, заполненных материалами с потерями, представляет интерес поиск распределения не напряженности полей Ё и Н, а тепловых источников, вызванных рассеянием электрической и магнитной энергии. Удельная мощность рассеяния электрических полей может быть найдена по формуле (1.9).
Влияние геометрических размеров камеры на ее электродинамические характеристики
Объемные резонаторы с малым числом видов колебаний практически непригодны для микроволнового нагрева диэлектрических изделий большого объема /27/. Основной проблемой, возникающей в камере микроволновой печи, является неравномерность нагрева продукта. Причина этого явления заключается в том, что колебания в призматическом резонаторе происходят в виде стоячих волн. В областях с большой напряженностью поля будет наблюдаться перегрев, а остальные части изделия будут нагреваться слабо. Для; получения равномерного распределения поля в объемном резонаторе необходимо увеличить внутренний объем резонатора. Однако само по себе увеличение размеров резонатора,еще не обеспечивает равномерного нагрева. Длину стенок следует подбирать таким образом; чтобы возбуждалось наибольшее число из возможных колебаний в камере при наименьшей ее загрузке: Так, например, нарис. 3.9 представлены зависимости амплитуд колебаний от типа волн при различной, ширине резонатора: На рис. 3.13.а геометрические размеры камеры равны соответственно: ар = 290 мм, Ьр = 220 мм, 1Р = 310 мм, а на рис. 3.13.6 ширина резонатоИз данных рисунков видно, что при увеличении размеров камеры на 10 мм количество типов волн осталось неизменным, но их амплитуды существенно изменились: основной вклад (95%) в суммарное поле стала вносить волна типа ЬЕзо- Для выбора оптимальных размеров рабочей камеры на рис. 3.14 представлены зависимости КСВ от частоты при различной ширине резонатора.
Можно отметить, что при ширине резонатора ар = 290 мм минимальное значение КСВ наблюдается при частоте 2,48 ГГц, а при ар =300 мм таких минимумов становится 3 при f = 2,44 ГГц, 2,46ГГц и 2,49ГГц.
Для оценки влияния размеров камеры на структуру электромагнитного поля в рабочей камере на рис. 3.15 приведено распределение удельной мощности при незначительных потерях tg8 = 10"5 в камере в плоскостях XOY при z = 1р/2, то есть в центре камеры и XOZ при у =10 мм, то есть у дна камеры.
Распределение удельной мощности при ар = 290 мм.
Из данных рисунков видно, что при ширине камеры 290 мм в плоскости XOY наблюдается 6 максимумов поля, а в плоскости XOZ поле спадает вдоль координаты z. При увеличении ширины камеры до 300 мм картина поля заметно изменяется. Вдоль координаты z поле имеет вид стоячей волны, из-за этого в максимумах поля будет происходить перегрев нагреваемого материала. Сравнивая рассмотренные рисунки можно отметить, что при ширине камеры 290 мм нагрев будет проходить более равномерно.была выбрана раПри загрузке камеры диэлектриком структура поля усложняется, так как количество рабочих видов колебаний увеличивается (рис. 3.17). Однако, как и в случае ненагруженной камеры при ширине резонатора 300 мм основной вклад в распределение суммарного поля будет вносить волна одного типа, в данном случае ЬЕз2-вной; = 300 мм, а высота и длина камеры остались прежними.
Из данных рисунков видно, что при ширине камеры 290 мм в плоскости XOY наблюдается 6 максимумов поля, а в плоскости XOZ поле спадает вдоль координаты z. При увеличении ширины камеры до 300 мм картина поля заметно изменяется. Вдоль координаты z поле имеет вид стоячей волны, из-за этого в максимумах поля будет происходить перегрев нагреваемого материала. Сравнивая рассмотренные рисунки можно отметить, что при ширине камеры 290 мм нагрев будет проходить более равномерно.
Из данных рисунков видно, что при заполнении камеры диэлектриком с потерями небольшое изменение размеров камеры не приводит к изменению зависимости КСВ во всем рабочем диапазоне частот. Сравнивая данные рисунки с рис. 3.14 можно отметить, что рабочая камера при загрузке ее диэлектриком с потерями не обладает резонансными свойствами. Поэтому для выбора предпочтительных размеров камеры необходимо проводить расчет структуры электромагнитного поля в камере.
На рис. 3.19 представлены распределения удельной рассеиваемой мощности в плоскости XOY при z = 1р/2 для случая, когда камера полностью заполнена диэлектриком с потерями: є = 2 и tg5 = 0,1 (например, брусками ели при влажности 10% /21/). Следует отметить, что при заполнении камеры диэлектриком с потерями увеличение размеров камеры на 10 мм не будет оказывать существенного влияния на нагрев материала.
Исследование электродинамических параметров экспериментальной установки на низком уровне мощности
Режим работы СВЧ нагревательной камеры с частичным заполнением диэлектриком является важным, но частным случаем работы нагревательной установки. Представляет интерес исследование рабочих характеристик камеры, когда обрабатываемый диэлектрик полностью заполняет объем камеры, например, при сушке древесины.
В экспериментах с камерой, полностью заполненной диэлектриком в качестве нагрузки использовались сосновые деревянные бруски;- Бруски устанавливались в камеру так, как это показано на рис. 4.8.
Заметим, что диэлектрические параметры древесины известны в литературе /21/ и являются более достовернымипо сравнению с вычисленными эффективными характеристиками нагрузки, содержащей пузырьки, наполненные водой.
Измерения KGB проводились в диапазоне: частот 2400;- 25001МГц, при различной степени заполнения камеры, что осуществлялось за счет различного числа брусков, размещавшихся в камере. Эксперименты проводились для двух способов Ї возбуждения , камеры — через один и два волновода при одинаковом расположении нагрузки в камере.
На рис. 4.13 и рис. 4.14 показаны экспериментальные и расчетные диапазонные характеристики камеры при: различном заполнении камеры деревом и возбуждении резонатора одним вводом энергии.
Бруски с 1 J = 100 MM,.ld = 150 мм, ld.= 200 мм, ld = 250 мм и Id = 300 мм располагались у задней стенки резонатора. При проведении расчета диэлектрические параметры брусков принимались равными: є = 2,3 и tg6= 0,1, что соответствует сосне при влажности 10% /21/. Из рис. 4:13 и рис. 4Л4 видно,что при возбуждении камеры одним: вводом энергии теоретические и экспериментальные данные находятся в хорошем соответствии.
Эксперименты с камерой, частично заполненной деревянными брусками при возбуждении камеры через два ввода энергии, показали необходимость проведения согласования ввода энергии для обеспечения устойчивой работы магнетрона. Для этого в СВЧ печи с двумя вводами энергии был введен согласующий элемент в виде индуктивного штыря. Его месторасположение выбиралось экспериментально. Наименьшие значения КСВ были получены при включении штыря диаметром d = 2 мм на расстоянии с = 20 мм от боковой стенки волновода и 1 = 20 мм от входной плоскости Е - тройника. На рис. 4.15 показаны экспериментальные зависимости КСВ от частоты при возбуждении резонатора двумя вводами энергии и использовании согласующего элемента. Из рисунка видно, что в результате согласования КСВ во всем рабочем диапазоне частот лежит в пределах 1,5 - 4,5.
Одним из важных вопросов при разработке СВЧ печи является,обеспечение радиогерметичности камеры печи. Радиогерметичность камеры определяется излучением, просачивающимся, через экран; излучением, исходящим от катодной ножки магнетрона, а также конструкцией дверцы камеры и значением СВЧ токов, протекающих в месте разъема дверцы и камеры. Излучение сквозь щель дверцы возникает в том случае,.когда щель прерывает линии СВЧ тока между дверцей и торцевой поверхностью камеры. Если в месте расположения щели СВЧ токи отсутствуют или ориентированы вдоль щели, излучения наблюдаться не будет. Чтобы исключить проникновения микроволнового излучения сквозь щели, в дверце имеется специальное устройство, называемое СВЧ дросселем. Задача дросселя сводится к тому, чтобы в месте контакта дверцы с камерой реализовать режим короткого замыкания для поперечных СВЧ токов.
Схематически дроссельное сочленение большинства существующих камер показано на рис. 4.16. Существующее устройство дверцы СВЧ печи.
Если пренебречь искажениями электрического поля, вызванного скачками геометрических размеров волноводных линий и выбрать Ідр и /э равными четверти длины волны, то режим короткого замыкания в точках Ь, с через полволны будет трансформироваться также в режим короткого замыкания в точках а, Ь.
