[发明专利]一种可变移相器、单微波源定向加热系统及其加热方法

说明书

本申请提供了一种可变移相器、单微波源定向加热系统及其加热方法，属于微波加热技术领域，本申请实施例通过功率分配器将单微波源发出的微波信号分为两路微波信号，其中一路微波信号直接馈入第一相控阵单元中，另外一路微波信号经过内部设置有相变材料块的可变移相器后馈入第二相控阵单元，通过温控模块控制相变材料块的温度，使得在温度超过相变材料的相变温度时，第一相控阵单元和第二相控阵单元馈入的相位发生改变，进而改变微波定向加热区域。本申请实施通过在可变移相器中加入随温度变化的相变材料块，实现了在温度变化的情况下，仅需单微波源即可实现微波定向加热区域的改变，有效解决现有技术结构复杂、成本昂贵的问题。

技术领域

本申请涉及微波加热技术领域，特别是一种可变移相器、单微波源定向加热系统和方法。

背景技术

随着科学技术的发展，微波能作为一种新型高效的清洁能源，在食品加工、化工、医药等等领域有着广泛的应用。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。微波加热技术是以物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果，在外加交变电磁场作用下，物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向，如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能等为原理来加热物料的相关技术。

传统的微波定向加热技术中，通常是多个微波源各自连接一个移相器，每个移相器用于改变对应微波源馈入的微波信号的相位，进而将不同相位的微波信号传输给相控阵天线。而根据相控阵天线的原理可知，不同的相位差会引发加热区域的改变，因此，欲实现定向加热区域的改变，则需要主动调节多个微波源的相位，以改变相控阵天线中的相位差。

然而，传统的微波定向加热技术由于采用了多个微波源，而每个微波源均连接有移相器，因而存在结构复杂、成本昂贵的问题。

发明内容

本申请提供一种可变移相器、单微波源定向加热系统及其加热方法，通过在可变移相器中加入随温度变化的相变材料块，实现了在温度变化的情况下，仅需单微波源即可实现微波定向加热区域的改变，以解决现有技术结构复杂、成本昂贵的问题。

为了解决上述问题，本申请采用了以下的技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种可变移相器，所述可变移相器内设置有相变材料块，所述相变材料块连接有温控模块，所述温控模块用于加热所述相变材料块；

其中，所述相变材料块的温度未被加热至相变温度时，所述相变材料块表现半导体介质性能，以使所述可变移相器输出的微波信号的相位值为第一相位值；

所述相变材料块的温度被加热至所述相变温度时，所述相变材料块表现金属性能，以使所述可变移相器输出的微波信号的相位值为第二相位值；

其中，所述第一相位值不等于所述第二相位值。

在本申请一实施例中，所述可变移相器包括介质基板、接地板和信号传输组件；

其中，所述接地板和所述信号传输组件分别设置于所述介质基板的相对两板面；

所述信号传输组件包括相互连接第一传输子组件和第二传输子组件，所述相变材料块设置在所述第二传输子组件内部；所述第一传输子组件和所述第二传输子组件均用于传输微波信号并改变所述微波信号的相位；

其中，在所述相变材料块的温度未被加热至相变温度时，所述第二传输子组件处于开路状态；在所述相变材料块的温度被加热至相变温度时，所述第二传输子组件处于导通状态。

在本申请一实施例中，所述信号传输组件为多个，在所述可变移相器中，多个所述信号传输组件串联。

在本申请一实施例中，所述相变材料块由二氧化钒制成。