[發明專利]具有介電諧振器天線陣列的固態微波加熱設備及其操作和制造方法

有效

• 申請號: 201710441716.9
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107567129B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 詹姆斯·史密斯
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H05B6/72
• 分類號: H05B6/72
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫尚白

1.一種微波加熱設備，其特征在于，包括：

固態微波能量來源；

第一介電諧振器天線，其包括第一激勵器介電諧振器和靠近所述第一激勵器介電諧振器的第一饋送結構，其中所述第一激勵器介電諧振器具有頂部表面和相對的底部表面，其中所述第一饋送結構電耦合到所述微波能量來源以從所述微波能量來源中接收第一激勵信號，并且其中所述第一激勵器介電諧振器被配置成響應于提供到所述第一饋送結構的所述激勵信號產生第一電場；以及

鄰近側壁的一個或多個第二介電諧振器，其放置在所述第一激勵器介電諧振器的距離內以形成介電諧振器天線陣列，其中選擇所述距離使得當提供所述激勵信號時所述第二介電諧振器中的每一個與所述第一激勵器介電諧振器緊密地電容式耦合，其中所述距離小于所述第一激勵器介電諧振器的五分之一波長。

2.根據權利要求1所述的微波加熱設備，其特征在于，當提供所述激勵信號時，由所述第一激勵器介電諧振器產生的所述第一電場直接地沖擊所述第二介電諧振器中的每一個，使得所述第二介電諧振器中的每一個響應于所述第一電場的沖擊產生第二電場。

3.根據權利要求1所述的微波加熱設備，其特征在于，當提供所述激勵信號時，所述第一電場包括周向電場，并且其中所述第一激勵器介電諧振器和所述第二介電諧振器布置在共平面配置中，使得所述周向電場的一部分直接地沖擊所述第二介電諧振器。

4.根據權利要求1所述的微波加熱設備，其特征在于，所述介電諧振器天線陣列進一步包括一個或多個額外的介電諧振器天線，其中所述一個或多個額外的介電諧振器天線中的每一個包括額外的激勵器介電諧振器和靠近所述額外的激勵器介電諧振器的額外的饋送結構。

5. 根據權利要求1所述的微波加熱設備，其特征在于，進一步包括：

接地平面，其放置在所述介電諧振器天線陣列的第一側處；以及

腔室，其放置在所述介電諧振器天線陣列與所述接地平面的相對側處，其中所述腔室被配置成包含負載。

6.根據權利要求1所述的微波加熱設備，其特征在于，進一步包括基板，所述基板具有第一側和第二側，其中所述第一激勵器介電諧振器和所述一個或多個第二介電諧振器物理地耦合到所述基板的所述第一側以維持所述第一激勵器介電諧振器與所述一個或多個第二介電諧振器之間的固定空間關系。

7.一種微波加熱設備，其特征在于，包括：

腔室，其被配置成包含負載，其中所述腔室部分由具有內部腔室壁表面和外部腔室壁表面的第一腔室壁限定；

固態微波能量來源；

第一介電諧振器天線，其包括第一激勵器介電諧振器和靠近所述第一激勵器介電諧振器的第一饋送結構，其中所述第一激勵器介電諧振器具有頂部表面和相對的底部表面，其中所述第一饋送結構電耦合到所述微波能量來源以從所述微波能量來源中接收第一激勵信號，并且其中所述第一激勵器介電諧振器被配置成響應于提供到所述第一饋送結構的所述激勵信號產生第一電場；以及

鄰近側壁的一個或多個第二介電諧振器，其放置在所述第一激勵器介電諧振器的距離內以形成介電諧振器天線陣列，其中選擇所述距離使得當提供所述激勵信號時所述第二介電諧振器中的每一個與所述第一激勵器介電諧振器緊密地電容式耦合，其中所述距離小于所述第一激勵器介電諧振器的五分之一波長。

8.一種操作包括微波產生模塊的微波系統的方法，其特征在于，所述方法包括：

通過所述微波產生模塊產生傳送到第一射頻（RF）饋送結構的第一激勵信號，其中所述第一射頻饋送結構靠近第一介電諧振器放置；

通過所述第一介電諧振器響應于通過所述第一射頻饋送結構傳送的所述第一激勵信號產生直接地沖擊其放置在所述第一激勵器介電諧振器的距離內并且附接到側壁的第二介電諧振器的第一電場，所述第二介電諧振器與所述第一介電諧振器緊密地電容式耦合；以及

通過所述第二介電諧振器響應于所述第一電場的沖擊產生第二電場，其中所述第二電場被引導朝向包含近場負載的腔室，其中所述距離小于所述第一激勵器介電諧振器的五分之一波長。