專利名稱：阻抗可變單元與使用這種單元的微波裝置及高頻加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在傳輸微波的波導管或能夠封閉微波的微波裝置中同時設置使用，對在這些結構體內部傳播的微波起作用，使其傳播內容改變的阻抗可變單元與使用這種單元的微波裝置，以及高頻加熱裝置。
背景技術：
作為使在已有的波導管傳播的微波的傳播內容改變的手段，有在波導管的微波傳輸裝置內使金屬構件介于其間，在波導管內附加電容性分量或電感性分量作為阻抗的方法。例如從波導管的H面(寬度大的壁面)在與E面(寬度狹窄的壁面)大致平行的方向上插入金屬構件，在波導管內附加電容性分量，以此使在波導管內傳播的微波的傳輸特性改變的方法。
具有這樣結構的波導管的情況下，為了使微波的特性改變，介于波導管內的金屬構件采用介于金屬壁面可動的結構。作為該可動構件的金屬構件與波導管管壁之間設置消除其間發(fā)生的火花的設計，并且設置規(guī)定的間隙。又，對于設置規(guī)定的間隙，為了防止從間隙處泄漏微波，還附帶設置有電波屏蔽機構。因此在這種已有的波導管中，使金屬構件能夠移動的機構比較復雜，需要大型的機構。
又，作為使在微波空間內的微波的傳播內容改變的手段，有例如利用改變向微波空間提供微波的微波供給部的位置或與微波空間的耦合方法(磁場耦合或電場耦合)以改變微波空間內發(fā)生的駐波分布的方法。
在這樣構成的微波空間中使空間內的駐波分布改變時，有必要在物理上改變供給部的位置或耦合方法，難于在時間上連續(xù)地改變駐波分布。
還有在高頻加熱裝置中的容納被加熱物體的微波空間內設置金屬葉片并使其旋轉以散射微波的攪拌器方式。這種攪拌器能夠使射向葉片的微波向四面八方發(fā)射，但是難于向特定方向反射。因此難于對被加熱物體的特定區(qū)域有選擇地進行感應加熱。
又有在高頻加熱裝置中使容納于微波空間的被加熱物體旋轉的轉臺方式。這種轉臺方式是使被加熱物體本身相對于微波空間內產生的駐波分布旋轉，以使被加熱物體得到均勻加熱，而被加熱物體的均勻加熱與微波空間內產生的駐波分布有關。而轉臺方式不是積極地使微波空間內的駐波本身的分布改變的方式。
還有，日本特開平8-330066號公報所述的高頻加熱裝置公開了能夠改變向微波空間的壁面流動的高頻電流的流動方向，切換在微波空間內產生的激勵模式的技術。這種技術使用在同一個面上整列配設多個開口的板狀構件，將所述板狀構件的面配置于與微波空間壁面大致相同的面上，形成旋轉驅動板狀構件的機構。這樣使板狀構件旋轉，改變開口的長軸方向，能夠變更流經微波空間壁面的高頻電流的方向。改變該高頻帶電流方向能夠使空間內的激勵模式改變。這是能夠選擇對被加熱物體合適的激勵模式以得到適合被加熱物體的加熱分布的方法。
但是這種技術是采用使開口旋轉的結構，有必要防止隨著微波空間內金屬構件的旋轉而發(fā)生的火花。為此，火花防止機構等導致結構復雜化。又，開口的長軸尺寸必須是向微波空間發(fā)射的微波波長的1/2以上。使該開口旋轉所需要的旋轉區(qū)域在配設開口的微波空間的一個壁面上占有較大的區(qū)域。在使用這樣的結構的情況下，受到開口或防止火花用的間隙的影響，微波空間內能夠產生的激勵模式受到限制，要得到適合被加熱物體的加熱分布非常困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決了上述問題，在解決發(fā)生火花的問題的同時，提供結構緊湊而且控制性能良好的阻抗可變單元。本發(fā)明在限定微波空間的壁面配設上述阻抗可變單元，控制該壁面的阻抗的改變，以此提供使微波空間內部產生的駐波分布在時間上連續(xù)變化的微波裝置，以及能夠使用該微波裝置對被加熱物體進行有選擇的加熱或均勻加熱的高頻加熱裝置。
本發(fā)明的阻抗可變單元具備以一端作為終端而另一端開放的波導部、設置于所述波導部內的可動構件以及驅動所述可動構件的可動構件驅動手段，對所述可動構件進行驅動控制，改變所述波導部的開放端的阻抗。因此，使本單元的作用面耦合于任意微波空間的邊界面能夠消除微波從作用面泄漏的問題。
又，本發(fā)明的阻抗可變單元，由于所述波導部取波導部內的傳播模式取TEn0(n為正整數)，可以使從開放端入射的微波對可動構件的作用分立為n的數值并且相同。因此容易改變設計擴大作用面。
而且所述可動構件以規(guī)定與所述波導部的終端面的間隔的旋轉軸為中心旋轉，可以將可動構件的可移動空間限定于更小的空間，因此能夠以緊湊的單元結構控制開放端阻抗的改變。
又，所述可動構件能夠移動以改變與所述波導部的終端面的間隔，借助于此能夠在更大的范圍選擇、改變開放端的阻抗。
還有，所述可動構件采用非金屬材料，能夠提高與波導部之間的絕緣的擊穿電壓，因此能夠保證在大功率的微波輸入的情況下本單元的可靠性。
又，所述波導部開放端的阻抗為0時，開放端可以與金屬壁面一樣起作用，可以很方便地與不使用阻抗可變單元時的特性進行比較。
而且利用使在開放端射入波導部內的入射波和來自波導部的反射波的相位差為0的方法，可以使在開放端微波的作用達到最大。
還有，所述波導部開放端的阻抗可以以0為中心形成電感性分量與電容性分量的阻抗。這樣的本單元可以用于匹配調整。
又，本發(fā)明的阻抗可變單元，所述可動構件的位置利用位置檢測手段檢測，可以依據所述位置檢測手段的信號明確地對波導部開放端的微波作用進行控制。還能夠根據微波檢測手段的信號判定可動構件的位置，能夠兼用微波檢測手段判定可動構件的位置，因此不需要其他位置檢測手段。
本發(fā)明的阻抗可變單元對波導部內的駐波分布進行檢測，因此能夠判斷本單元的工作狀態(tài)，保證本單元的工作的可靠性。
本發(fā)明的阻抗可變單元具備驅動所述可動構件的步進電動機，對在各步驟停留的時間自由地進行控制，對各種阻抗值的組合，包括時間因子都能夠進行控制。
又，本發(fā)明的阻抗可變單元，所述波導部的終端面與開放端面構成的角度大致為90度，因此即使是波導部的長度大的情況下，也能夠將本單元以扁平的形狀組裝到微波設備中。
所述可動構件采用旋轉驅動同時在所述波導部內配設多個，采取這樣的結構，使各可動構件的旋轉支持角度有各種組合，可以使波導部開放端的阻抗的改變范圍能夠有更大的變化，可以使微波作用的范圍最大化。
本發(fā)明的微波裝置具備能夠把所提供的微波實際上封閉住的微波空間、設置于形成所述微波空間的金屬壁面的開孔部、以及阻抗可變單元，能夠在微波空間內形成與開孔部的阻抗值對應的各種駐波分布。
又，本發(fā)明的微波裝置具備能夠把所提供的微波實際上封閉住的大致為長方六面體構成的微波空間、設置于所述長方六面體的至少一個面上的開孔部、以及能夠改變所述開孔部的阻抗的阻抗可變單元，改變微波空間壁面開孔部的阻抗能夠使在微波空間內產生的駐波分布的波節(jié)或波腹直線移動。
又，本發(fā)明的微波裝置設置開孔部及與其連接的阻抗可變單元，借助于此可以在微波空間內產生微波的多重傳播或各種駐波分布。
具有多種激勵模式的微波空間的情況下，配設多個開孔部，使與各激勵模式相應流向微波空間壁面的高頻電流分別獨立分開流動。于是，由于各開孔部的阻抗變化，能夠在微波空間只產生所希望的單一的激勵模式。
本發(fā)明的高頻加熱裝置由容納被加熱物體的微波空間、發(fā)生向所述微波空間輻射的微波的高頻發(fā)生手段、以及依據所述被加熱物體的加熱信息控制具備所述微波空間的阻抗可變單元與所述高頻發(fā)生手段，對被加熱物體進行感應加熱的控制手段構成。利用這種結構，能夠控制開孔部的阻抗值或高頻發(fā)生手段發(fā)生的微波的能量，能夠對被加熱物體的特定區(qū)域進行選擇性加熱，或促進整個被加熱物體均勻加熱。
本發(fā)明的高頻加熱裝置還具備使被加熱物體在微波空間內轉動的手段。能夠控制阻抗可變單元以控制微波空間內的駐波分布，同時控制載物臺驅動手段，以控制容納于微波空間內的被加熱物體的轉動，進一步促進整個被加熱物體的均勻加熱。
又，本發(fā)明的高頻加熱裝置對阻抗可變元件進行控制，以此可以使微波空間內的駐波分布隨時間變動。因此即使是對旋轉困難的被加熱物體也能夠促進加熱均勻化。
又，本發(fā)明的高頻加熱裝置對被加熱物體自動控制最佳加熱分布，提高加熱的方便性。
又，本發(fā)明的高頻加熱裝置能夠加大阻抗可變單元的阻抗改變速度。其結果是，能夠促進微波空間內的微波的散射，促進被加熱物體的上下方向的加熱均勻化。
還有，本發(fā)明的高頻加熱裝置，使用者可以選擇作為被加熱物體的加熱方法的解凍、再加熱、烤爐烹飪、保溫中的某一種。因此，對于高頻加熱裝置難于檢測的被固定位置的信息(例如被加熱物體的種類、被加熱物體的形狀、被加熱物體的個數、以及作為被加熱物體的加熱方法的解凍、再加熱、烤爐加熱、保溫中選擇輸入的至少一種輸入信息)，控制手段依據使用者選擇輸入的所希望的加熱信息，將其大致區(qū)別為有選擇地加熱被加熱物體的特定區(qū)域的信息和對整個被加熱物體進行加熱的信息加以認識。
亦即，作為被加熱物體的種類，以被加熱物體的含水率作為一個標準，例如對于含水率相對于60％以上的被加熱物體的種類，控制手段將其看作要進行總體加熱的被加熱物體，對阻抗可變單元進行控制。而被加熱物體是扁平形狀的情況下，看作總體加熱。在被加熱物體有多個的情況下，看作總體加熱。還有，在作為被加熱物體的加熱方法的解凍的情況下使其他輸入信息優(yōu)先，看作總體加熱。
借助于此，可以實現使用者所喜歡的加熱。
在本發(fā)明的高頻加熱裝置中，加熱信息是在對被加熱物體進行加熱時從高頻加熱裝置或被加熱物體得到的物理信息。
為了得到這些物理信息，裝置具備與該物理信息對應的檢測裝置。而從高頻加熱裝置得到的物理信息是微波空間或阻抗可變單元內的電磁場強度信號，從被加熱物體得到的物理信息是例如被加熱物體的重量、被加熱物體現在的溫度、被加熱物體產生的氣體的濃度中選擇出的至少一個物理信息。
而且上述物理信息被使用為決定控制手段在被加熱物體加熱時執(zhí)行的控制內容用的信息。
亦即微波空間或阻抗可變單元內的電磁場強度信息是溫度檢測困難的被加熱物體的加熱控制或防止在沒有被加熱物體的狀態(tài)下空燒等情況發(fā)生的加熱控制信息。又，被加熱物體的重量信息是檢測被加熱物體的干燥程度，判斷加熱的控制或加熱結束的信息。還有，被加熱物體的溫度信息是依據被加熱物體現在的溫度，控制開孔部的阻抗值的變化或控制高頻發(fā)生手段提供的微波功率的變化用的信息或對被加熱物體的加熱結束的檢測信息。而被加熱物體產生的氣體的濃度信息是，例如所產生的是水蒸氣的情況下，根據達到規(guī)定的蒸汽量判定加熱結束的信息。
根據上面所述的各種加熱信息，阻抗可變單元、載物臺驅動手段及高頻發(fā)生手段中的至少一種利用來自控制手段的信號自動控制或由手動輸入信號直接手動控制，能夠有選擇地將被加熱物體加熱到所希望的加熱狀態(tài)或進行總體加熱。
上述結果表明，采用本發(fā)明能夠解決發(fā)生火花的問題，同時能夠提供結構緊湊而且控制性能良好的阻抗可變單元與使用這種單元的微波裝置及高頻加熱裝置，能夠使在微波空間內部產生的駐波分布在實際上連續(xù)可變，同時能夠對被加熱物體進行有選擇地加熱或均勻加熱。
附圖概述

圖1是本發(fā)明第1實施例的阻抗可變單元的外觀結構圖。
圖2是圖1的阻抗可變單元的微波傳播圖。
圖3是本發(fā)明的阻抗可變單元使用的非金屬材料構成的可動構件的微波作用特性圖。
圖4是圖2的一實施形態(tài)的波導部的開放端的電壓反射系數的相位值特性圖。
圖5是圖2的一實施形態(tài)的波導部的開放端的電壓反射系數的相位值與可動構件的旋轉支持角度的關系特性圖。
圖6是圖1的微波檢測手段檢測出的信號的特性圖。
圖7是本發(fā)明第2實施例的阻抗可變單元的剖面結構圖。
圖8是本發(fā)明第3實施例的阻抗可變單元。
圖8(A)是其剖面結構圖。
圖8(B)是表示從開放端看到的波導部的傳播模式的模式圖。
圖9是本發(fā)明第4實施例的阻抗可變單元。
圖9(A)是第1控制例的結構圖。
圖9(B)是第2控制例的結構圖。
圖10是本發(fā)明第5實施例的微波裝置的結構圖。
圖11是對圖10的阻抗可變單元進行控制時在微波裝置內產生的電場的分布特性圖。
圖11(A)將可動構件支持于90度時的電場分布。
圖11(B)將可動構件支持于0度時的電場分布。
圖12是本發(fā)明第6實施例的微波裝置的剖面結構圖。
圖13是本發(fā)明第7實施例的高頻加熱裝置的外觀圖。
圖14是圖13的要部剖面結構圖。
圖15是圖13的操作部的放大結構圖。
圖16A～D為對應于圖15的各種操作的示例。
圖17是表示圖13的高頻加熱裝置的控制內容的流程圖。
圖18是利用圖13的高頻加熱裝置加熱模擬負載時的加熱分布圖。
圖19表示圖13的高頻加熱裝置的第1控制內容。
圖20表示圖13的高頻加熱裝置的第2控制內容。
圖21表示圖13的高頻加熱裝置的第3控制內容。
圖22表示圖13的高頻加熱裝置的第4控制內容。
圖23是本發(fā)明第8實施例的高頻加熱裝置的外觀結構圖。
圖24是圖23的要部剖面結構圖。
圖25是圖23的操作部的放大結構圖。
圖26是表示圖23的高頻加熱裝置的控制內容的流程圖。
圖27是使用圖23的加熱裝置對模擬負載進行加熱時的加熱分布圖。
圖28是表示在使用圖23的高頻加熱裝置時水負載的上下溫度與阻抗可變單元的改變速度的關系的溫度特性圖。
本發(fā)明的最佳實施方式第1實施例下面參照附圖對本發(fā)明的實施例加以說明。
圖1是表示本發(fā)明第1實施例的阻抗可變單元的外觀結構圖。在圖1中，阻抗可變單元10以由金屬材料構成的矩形的波導部11為主體，該波導部11的一端形成將微波引向波導部11用的矩形的開放端12，一邊的波導部11的終端13為了使傳播到波導部11內的微波反射，以金屬構件封閉。在波導部11內有由非金屬材料構成的板狀結構的可動構件14。在該可動構件14的兩端設置可動構件14旋轉用的旋轉軸15、16，該旋轉軸15、16插入設置于波導部11壁面的孔，由該孔支持旋轉軸旋轉。旋轉軸16與驅動可動構件14旋轉的步進電動機17的輸出軸連接組裝。
可動構件14以能夠耐受200℃以上的高溫，在微波頻帶具有低介質損耗特性的樹脂材料或無機材料等非金屬材料為基體材料，將該基體材料分別成形或燒結成形為規(guī)定的板厚構成。而且該可動構件14在配設時與波導部11的終端13保持規(guī)定的間隙。
微波檢測手段18是檢測波導部11內的電磁場強度用的檢測手段，使同軸電纜的中心導體通過設置于波導部11的壁面的孔延伸到波導部11內作為天線。檢波電路19是用于對微波檢測手段18檢測出的微波信號進行檢波的手段，使用檢波二極管20、芯片電容器21等各種元件以平面電路構成。微波檢測手段18的中心導體的一端連接于微帶線路圖案22。微波檢測手段19檢測出的微波信號經檢波電路19利用導線23作為電壓信號輸出。阻抗可變單元10用安裝法蘭24安裝于微波設備上。步進電動機17由支持板25支持。
下面利用圖2對波導部11內微波傳播流與可動構件14的作用加以說明。
圖2的波導部11采取傳播TE10模式的結構，顯示出與H面(矩形波導部的矩形的長軸面)平行的剖面結構。還有，可動構件14與波導部11的壁面之間的間隙在圖示時省略。
在圖2中從開放端12向波導部11入射的微波在波導部11內的傳播在微波工學中借助于兩個平面波的合成進行說明。圖2表示出該平面波的行進方向。在波導部11內的微波26一邊在波導部11的E面(矩形導波管的矩形的短軸面)反射一邊向終端13的方向傳播。該微波26射入可動構件14時的入射角度θ1由開放端12的寬度尺寸W1決定。傳播模式為TE10，寬度尺寸W1為80mm，傳播的微波的頻率為2450MHz的情況下，入射角θ1約為40.1度。
射入以非金屬材料構成的可動構件14的微波在可動構件14的表面分為反射波27與透射波28。將這時的反射波27稱為一次反射。而透射波28在可動構件14內傳播，在可動構件14的另一邊的表面再度分為反射波29與透射波30。反射波29在可動構件14內部傳播，在一表面再度分為反射波31與透射波32。這時的透射波32稱為二次反射。
另一方面，透過可動構件14的透射波30在波導部11的終端13及波導部11的E面反射，再度射入可動構件14。然后在可動構件14表面分為反射波33與透射波34。透射波34在可動構件14內部傳播，在一表面分為反射波(未圖示)與透射波35。這時的透射波35稱為透射后反射。
還有，下面的說明中使用的結構尺寸，從開放端12到可動構件14的中心的長度記為L1，從可動構件14的中心到終端13的長度記為L2，可動構件14的板厚記為t。
下面對上述反射波與透射波所具有的微波能量加以說明。為了簡化說明，忽略非金屬材料構成的可動構件14的介質損失特性引起的微波損失，假設自由空間的介電常數為1，可動構件14使用的微波的頻帶的有效介電常數為ε?？蓜訕嫾?4的層面的電壓反射系數Γ表示為式1。θ2為透射波的透射角度。
式1Γ={sin(θ2-θ1)}/{sin(θ2+θ1)}θ2=sin-1(sinθ1/ε1/2)又，入射波的能量記為P(瓦)，一次反射波的能量記為P1，二次反射波的能量記為P2，透射后的反射波的能量記為P3，則各種波所具有的微波能量可以表達如式2。
式2P1=PΓ2P2=PΓ2(1-Γ2)2(1+Γ4+Γ8+…)P3=P(1-Γ2)4(1+Γ2+Γ4+…)(1+Γ4+Γ8+…)利用上述式2對各反射波的能量進行計算，其結果示于圖3。圖3表示入射角度θ1為40.1度的情況。有效介電常數為1的情況相當于不存在可動構件14的情況，只產生透射后的反射。由于設置可動構件14，產生一次反射，又，如果加大可動構件14的有效介電常數ε，則具有一次反射的微波的能量增加，透射后反射的微波能量減少。還有，根據圖3可以了解到，在入射角度為40.1度的情況下，選擇有效介電常數為約8.5可以使一次反射與透射后反射分別具有的微波能量相等。
下面對圖4加以說明。圖4表示本發(fā)明的阻抗可變單元的特性，表示在該開放端的電壓反射系數的相位值特性。還有，阻抗可變單元的結構如下所述。開放端的形狀為，開放端長軸W180mm，短軸30mm，L2為20mm。又，可動構件14的介電常數為12.3，板厚t為6.2mm，板部的寬度尺寸與長度尺寸分別為28mm與78mm。
圖4表示在具有上述結構的阻抗可變單元中開放端12的電壓反射系數S11的相位值與L1的尺寸變化的關系特性。又，可動構件14的旋轉角度θ如圖2所示，以可動構件14與終端13平行時為基準，是圖2中所示的方向的角度的表達。亦即θ為0度表示可動構件14處于圖2所示的狀態(tài)，θ為90度是可動構件14與終端面垂直的狀態(tài)。
在圖4中假設采取箭頭36所示的、即L1=20mm的結構，則可以認為能夠使波導部11的開放端12的電壓反射系數S11的相位值在大約±180度到大約0度的范圍改變。又，假設采取箭頭37所示的、即L1=35mm的結構，θ=45度時開放端12的電壓反射系數S11的相位值取大約0度，使可動構件14旋轉，可以認為借助于此能夠使開放端12存在電感性分量(相位值范圍為+180～約+150度)與電容性分量(相位值范圍為-180度～約-115度)。
而構成具備箭頭36所示的特性的阻抗可變單元能夠使開放端的電壓反射系數的相位值為±180度，能夠使開放端的阻抗為0，使開放端與金屬壁面具有相同的作用。因此易于與不使用阻抗可變單元的情況進行特性比較。又，利用使開放端的電壓反射系數的相位值在包含0度和±180度的范圍內可變的阻抗可變單元結構，能夠使開放端的電壓反射系數的相位值能夠改變的幅度最大化，容易確認隨著阻抗的改變而發(fā)生的全部作用，同時能夠有效地大范圍地實現其作用。
另一方面，利用構成具備如箭頭37所示的特性的阻抗可變單元的方法，使可動構件14旋轉，能夠在開放端形成電感性分量和電容性分量的阻抗。
下面對圖5加以說明。圖5表示在具備圖4的箭頭36所示的特性的阻抗可變單元中，開放端的電壓反射系數S11的相位值與可動構件14的旋轉支持角度的關系特性。
可動構件14的支持角度由步進電動機17以每一步9度的旋轉改變?？蓜訕嫾?4的旋轉支持角度如圖所示。
根據圖5的特性，在可動構件14的支持角度為0度左右或180度左右的情況下，開放端12的微波的入射波與反射波的相位差為180度，開放端12起著相當于金屬壁面的作用。另一方面，在可動構件14的支持角度為90度左右的情況下，開放端12的入射波與反射波的相位差大約為0。這樣改變可動構件14的支持角度，可以改變開放端12的阻抗，能夠改變開放端12的微波的入射波與反射波的相位差。該相位差的變化能夠使安裝本單元的下述微波裝置的微波空間內的微波的駐波分布改變。而且在下述高頻加熱裝置中利用入射波與反射波的相位差能夠進行控制以改變被加熱物體的加熱區(qū)域。而且利用所述改變相位差的控制，能夠在對被加熱物體進行高頻加熱時指定使用者希望加熱的區(qū)域。又，利用使可動構件旋轉的簡單的結構，能夠在微波加熱時不產生火花地迅速改變駐波分布，能夠在進行加熱的過程中進行極其細致的加熱控制。
下面對圖6加以說明。圖6表示微波檢測手段18的檢測信號與可動構件14的旋轉角度的關系特性例。
利用該特性可以判斷可動構件14的支持角度。與微波檢測手段18最接近的支持角度-45度，波導部11的壁面與可動構件14構成的間隙中存在的微波的電場強度最大，顯示出圖6所示的特性。亦即使可動構件14旋轉一周時微波檢測手段18檢測出的信號在可動構件14的支持角度為-45度左右達到最大值，反之也可以判定支持角度。
又，以波導部內的微波信號為依據的旋轉的可動構件14的支持角度的判定可以監(jiān)視包含旋轉的可動構件14的整個阻抗可變單元的特性的變化，能夠判定是否有異常，同時可以不要使用其他用途專用的角度檢測手段，可以避免成本上升，不需要附加檢測手段的可靠性保證。
第2實施例下面利用圖7對本發(fā)明的阻抗可變單元的第2實施例加以說明。第2實施例與第1實施例的不同點在于，可動構件與波導部的終端面的間隔可以改變、可以移動。
在圖7中本單元包含波導部38、波導部38的終端面39、波導部38的開放端40、可動構件41、使可動構件41相對于終端面大致平行地移動的電動機42、使可動構件41移動的可動軸43、微波檢測手段44、以及阻抗可變單元安裝用的法蘭45。又，可動軸43與電動機42的輸出軸通過齒輪結合。
上述結構中，在可動構件以非金屬材料構成的情況下最好是構成可動構件41的材料采用介電常數大的材料。例如圖3所示，介電常數選擇100，可以使在可動構件41表面一次反射所具有的微波能量達到70％以上。還有，在這種情況下為了使對波導部38內的微波傳播的影響減小到最小，可動軸43最好是使用介電常數小于4的電介質材料。
又，阻抗可變單元的開放端的開口形狀做得小，使引向波導部內部的微波的能量減少的情況下，可以使用金屬材料制成的可動構件41。在這種情況下，對于在波導部38內傳播的微波來說，終端是可動構件41的表面。對于這樣的金屬材料構成的可動構件41，由于波導部38本來具有的終端面39的存在，波導部38是除了開放端40外都封閉的結構體，不需要采取防止微波泄漏的對策。
這樣的可動構件41與波導部38的終端面39的間隔可以改變、可以移動的結構，在波導部38的開放端40的阻抗限定于電感性分量的情況下采用簡易、緊湊的結構，是特別有效的手段。
第3實施例下面利用圖8對本發(fā)明的阻抗可變單元的第3實施例加以說明。第3實施例與第1實施例的不同點在于，采用使開放端的微波作用面積擴大的結構。
圖8A是本實施例的阻抗可變單元的結構剖面圖。圖8B是從開放端觀看時的波導部內的傳播模式圖。
在圖8中本單元包含波導部46、波導部46的開放端47、波導部46的終端48、以及旋轉驅動的可動構件49。波導部46的結構是，其開口的長軸尺寸W2取實施例的約2倍的尺寸，以TE20模式在波導部46內傳播。亦即如圖8B所示，從波導部47觀看波導部46內時，波導部46內產生50、51所示的電力線。
這樣把波導部開放端的形狀做得大，借助于此可以使本發(fā)明的阻抗可變單元能夠作用的區(qū)域擴大。因此在被加熱物體裝入下述高頻加熱裝置時對于外形更大、量更大的被加熱物體也能夠改變加熱分布。
還有，在波導部內傳播的模式在實用上以TEn0模式(n為正整數)最為有效。也就是說如果使用該模式，則可動構件在任何模式都可以采用相同的板厚，同時開放端的阻抗可以依據可動構件的旋轉支持角度改變?yōu)橐?guī)定的數值。
第4實施例下面利用圖9對本發(fā)明的阻抗可變單元的第4實施例加以說明。第4實施例與上述第1實施例～第3實施例的不同點在于，波導部內設置多個旋轉可動構件。
圖9A、圖9B分別表示具備兩個旋轉可動構件的阻抗可變單元中的各旋轉可動構件的旋轉控制例。在圖9中本單元包含波導部52、波導部52的開放端53、波導部52的終端54、以及由相同的形狀構成的旋轉驅動的可動構件55、56。根據可動構件55、56使用的材料的介電常數與可動構件的板厚的規(guī)格，分別規(guī)定與開放端的距離L3、各可動構件之間的距離L4及與終端54的距離L5。而各可動構件55、56分別能夠獨立地進行旋轉控制。
上述結構中，在例如可動構件55與開放端53的間隔L3為20mm，各可動構件的間隔L4為40mm，可動構件56與終端面54的間隔L5為20mm，開放端的形狀為，寬度尺寸與高度尺寸分別為80mm與30mm，而各可動構件的形狀及規(guī)格與第1實施例相同的情況下的特性的例子將在下面加以說明。如圖9A所示只對可動構件56進行旋轉控制的情況下，可動構件56的旋轉支持角度θ取45度或135度，可以把具備兩個可動構件的阻抗可變單元52設定于諧振狀態(tài)。也就是說如圖9A所示只對可動構件56進行旋轉控制能夠把阻抗可變單元當作諧振元件或匹配元件使用。
第5實施例下面對使用本發(fā)明的阻抗可變單元的微波裝置進行說明。
圖10是本發(fā)明第5實施例的微波裝置的結構圖。在圖10中，使用阻抗可變單元的微波裝置具備微波空間100、傳輸向微波空間100供電的微波的導波管101、阻抗可變單元102、在導波管101上安裝作為高頻發(fā)生手段的磁控管的結合孔103、波導部104、以及可動構件105。
為了說明在微波裝置上安裝阻抗可變單元的效果，下面敘述實施評價內容。
微波空間100的寬度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H分別采用190mm、158mm及100mm。借助于此，微波空間100在沒有安裝阻抗可變單元102的情況下，在微波頻率為2450MHz頻帶該微波空間100內產生的磁場分布是，在寬度方向、深度方向、及高度方向產生的駐波的波峰數分別為2、2、0(將該駐波表示為<220>，下面還要使用這種表示方法)。又，阻抗可變單元102的波導部104的開放端的形狀取15mm(在圖10中的H1)×80mm，可動構件105，其介電常數取12.3，板的結構為13mm×78mm，板厚為6.2mm，在波導部104內的配設位置是，圖10中的L6=13mm，L7=16.5mm。
上述結構的微波裝置的電磁場分布用電子計算機解析的結果示于圖11。圖11A與圖11B分別為使可動構件105與波導部104的終端面垂直(θ=90度)及平行(θ=0度)的情況下的特性的例子。根據圖11所示的特性，使可動構件105設定于θ=0的情況下阻抗可變單元102開放端的阻抗大致為0，起著與金屬壁面大約相同的作用，電磁場分布是與初期相同的<220>。另一方面，如果如圖11A所示將可動構件105設置于θ=90度，使阻抗可變單元102的開放端的阻抗為非常大的值，則電磁場分布有很大的變化。而特別具有特征的是，由于開放端的阻抗取非常大的值，空間中央的電場強度變大。
也就是說，可以認為在微波空間安裝本發(fā)明的阻抗可變單元的情況下，使與空間內的微波作用的阻抗可變單元的開放端的阻抗改變，能夠改變微波空間內的駐波分布。而使用這樣的微波裝置的下述高頻加熱裝置能夠改變被加熱物體的加熱區(qū)域。
第6實施例下面對微波裝置的其他實施例進行說明。
圖12是表示本發(fā)明第6實施例的微波裝置的結構剖面圖。在圖12中，右側壁面106、左側壁面107、底部壁面108、深處一側壁面109及上部壁面110是形成微波空間111的金屬壁面。
在右側壁面106設置供電口112，在供電口112連接傳輸微波的導波管113。結合孔114設置于導波管113的一端，在該結合孔114插裝著高頻發(fā)生手段(未圖示)的輸出天線。
另一方面，在與右側壁面相對的左側壁面107及深處一側壁面109，通過各壁面的大致中央處分別形成大致為矩形的開孔部115、116。而各開孔部115、116的微波空間111的外側分別連接著具有上面所述功能的阻抗可變單元117、118。開孔部115、116配設的方向互不相同，開孔部115形成于水平方向上，而開孔部116形成于垂直方向上。
這樣在多個壁面設置配設方向不同的開孔部，使任一開孔部能夠截斷該高頻電流。上述高頻電流對應于微波空間111內傳輸的各種駐波通過裝置的壁面流動。而由于對多個開孔部的阻抗進行變化控制，從各壁面反射的微波流被改變，在微波裝置內形成各種各樣的駐波分布。使用這種單元的下述高頻加熱裝置對駐波的分布進行變化控制，可以更有效地對被加熱物體進行均勻加熱。
又如圖12所示，作為微波作用面的阻抗可變單元的開放端(即開孔部)與阻抗可變單元的終端面構成的角度形成大約90度，使得阻抗可變單元能夠在微波空間的壁面以扁平的狀態(tài)安裝。其結果是，本發(fā)明的阻抗可變單元在安裝于微波空間壁面時安裝所需要的空間可以減小。
第7實施例下面對使用本發(fā)明的阻抗可變單元的高頻加熱裝置進行說明。
圖13是本發(fā)明第7實施例的高頻加熱裝置的外觀圖，圖14是圖13的要部的結構剖面圖。
在圖13及圖14中微波空間200由用金屬材料構成的右側壁面201、左側壁面202、深處一側壁面203、上部壁面204、底部壁面205、及使被加熱物體出入微波空間200的開閉壁面、即上述開閉壁面206構成大致為長方體的形狀，所提供的微波實際上可以封閉于其內部。磁控管207是發(fā)生微波提供給微波空間200的高頻發(fā)生手段。導波管208將磁控管207發(fā)生的微波引向微波空間200。供電口209使微波空間200與導波管208實現微波耦合，同時使磁控管207發(fā)生的微波向微波空間200內輻射。
開孔部210在左側壁面202形成大致為矩形的孔。阻抗可變單元211在與開孔部210空間位置相連的位置形成。阻抗可變單元211設置于微波空間200外側，采取在覆蓋開孔部210配設的由金屬材料構成的槽板212與左側壁面202形成的波導部213內部，設置作為可動構件的電介質板214的結構。波導部213具有規(guī)定的波導部縱深尺寸L8(未圖示)，同時具有與開孔部210的開孔尺寸H2大致相等的槽高尺寸L9。波導部213的終端利用槽板212封閉，實際上將微波封閉住。構成阻抗可變單元211的電介質板214采取旋轉驅動的結構，具備旋轉驅動手段(未圖示)。
又，操作部215設置于裝置主體前面，操作部215內配設選擇被加熱物體的加熱區(qū)域的加熱區(qū)域選擇輸入部216與顯示微波向被加熱物體流動的顯示手段217。其詳細情況將在下面敘述。
逆變器驅動電源部218驅動磁控管207?？刂剖侄?19對整個裝置的動作進行控制。微波檢測手段220將與波導部213內的微波耦合得到的信號射入控制手段219。紅外線溫度檢測手段221通過設置于上部壁面204的孔222檢測被加熱物體的表面溫度，將檢測出的信號輸入控制手段219。控制手段219根據從操作部215輸入的加熱信息、微波檢測手段220及紅外線溫度檢測手段221來的信號，對逆變器驅動電源部218的動作及對電介質板214進行旋轉驅動的旋轉驅動手段的動作進行控制。其結果是，高頻加熱裝置能夠以最合適的條件對放置于微波空間200內的被加熱物體進行微波加熱。
又，載物臺223用于放置被加熱物體。透視窗224配設于前面的開閉壁面206的大致中央處，具有能夠觀察微波空間200內部的沖孔。門閂開關225能夠判斷前面的開閉壁面206的開閉狀態(tài)。
圖15是圖13的操作部的結構放大圖，圖16A～圖16D是圖15的主要部分的控制內容的顯示例。下面根據上述各圖對本發(fā)明的特征性結構進行說明。操作部215配置著對被加熱物體進行加熱烹飪時使用者選擇輸入的各種輸入項目，包括“解凍”鍵226、再加熱用的“加熱”鍵227、以及“保溫”鍵228。這些輸入鍵用于對被加熱物體的感應加熱進行自動控制，根據各輸入信息，控制手段219依據預先決定阻抗可變單元的控制內容進行控制。
另一方面，在操作部215內配設選擇被加熱物體的加熱區(qū)域的加熱區(qū)域選擇輸入部216和顯示流向被加熱物體的微波流的顯示手段217作為依據使用者的意圖對被加熱物體進行感應加熱的輸入鍵。加熱區(qū)域選擇輸入部216包含有，在從裝置前面對被加熱物體進行觀察時選擇被加熱物體的左側作為加熱區(qū)域的加熱項目“左”鍵229、選擇中央作為加熱區(qū)域的加熱項目“中央”鍵230、選擇右側作為加熱區(qū)域的加熱項目“右”鍵231、以及對整個被加熱物體進行加熱的加熱項目“全體”鍵232。又，顯示手段217以箭頭表示在顯示手段中央配置被加熱物體的樣子233，同時顯示相對于被加熱物體微波傳播的樣子。也就是能夠以箭頭234～236顯示微波從左右及上方傳播的樣子。圖13～圖15所示的顯示手段表示選擇“中央”作為加熱項目的情況，表示微波的傳播的箭頭表示出上方236所示的情況。還有左右的虛線所示的箭頭234、235是用于說明顯示的內容的，在實際使用情況下不像圖16所示那樣顯示。而顯示于顯示手段217中央的被加熱物體的樣子233a～233d如圖16所示，與各加熱項目對應地改變其內容，使用者可以在視覺上確認所希望的加熱模式，使用上大大方便了。
也就是說，圖16A的圖案233a表示加熱咖啡和漢堡包，對咖啡加熱比對漢堡包加熱更多。圖16B的圖案233b表示對盛在扁平的小容器中的食品的情況，使微波集中于該食品的空間區(qū)域。圖16C的圖案233c表示裝入不同食品時加熱的情況，例如對右邊的漢堡包加熱比對左邊的蔬菜多。又，圖16D的圖案233d表示被加熱物體量多時使微波在總體上分散地進行加熱的情況，還有，對于上述圖案，可以利用按形狀選擇按鍵237的方法顯示不同的圖案。
還有，對于各加熱項目，電介質板214的旋轉支持角度的具體規(guī)定內容如下。也就是“左”表示支持角度為0度，“中央”表示支持角度為45度，“右”表示支持角度為90度，而“全體”表示以規(guī)定速度連續(xù)旋轉。
而利用顯示微波空間內的微波的流動的方法，使用者可以確認選擇的加熱項目的內容，同時可以認識加熱后的加熱狀態(tài)與選擇的加熱項目的一致性，因此可以得到使用方便的高頻加熱裝置。
下面利用圖17對具有上述結構的高頻加熱裝置的操作步驟與控制內容加以說明。在將被加熱物體裝入微波空間內之后，使用者決定對被加熱物體進行加熱的區(qū)域，選擇上述加熱項目之一(步驟S101)。接著在輸入加熱時間(用圖15的238～240指定)之后，按圖15所示的“起動”鍵241(步驟S102)開始對被加熱物體進行感應加熱。還有，鍵輸入判定(步驟S103)對“起動”鍵241被按過的情況進行確認，如果在“起動”鍵241之前按“取消”鍵242則返回(步驟S101)。
控制手段219根據從操作部215輸入的信息使作為電介質板214的驅動手段的步進電動機工作，以使電介質板214設定于所希望的支持角度或連續(xù)旋轉。在使電介質板214設定于規(guī)定的角度的情況下，使電介質板214步進旋轉，檢測出微波檢測手段220的信號達到最大值時的支持角度一45度(315度)的位置之后，將電介質板設定于所希望的支持角度(步驟S104)。接著逆變器驅動電源218開始其工作，從磁控管207產生微波(步驟S105)。
在加熱時的加熱信息取入步驟(步驟S106)對被加熱物體的加熱狀態(tài)進行監(jiān)視，加熱結束判定步驟(步驟S107)如果判定為“Yes”，就是判定加熱結束。然后逆變器驅動電源218停止工作，磁控管207截止(步驟S108)。然后使對電介質板214進行旋轉驅動控制的步進電動機停止通電，使被加熱物體的微波加熱結束(步驟S109)。
從S106到S107的加熱狀態(tài)監(jiān)視和以其為依據的結束判定的內容，可以依據從操作部215輸入的加熱時間信息和微波檢測手段220的檢測信號或紅外線溫度檢測手段221的檢測信號，將每一時刻的信息與結束判定基準加以對照或比較執(zhí)行。
還有，加熱信息不限定于上述信息，例如也可以依據檢測被加熱物體所產生的氣體或水蒸氣的傳感器信息。
下面對這樣的高頻加熱裝置的具體實施形態(tài)的加熱分布的測定例加以說明。微波空間200寬度310mm，縱深310mm，高度215mm，主激勵模式為<332>。又，裝入的加熱對象使用積水樹脂株式會社制造的アドヘア合成漿糊(聚乙烯醇13.7％～14％的水溶液)。這種アドヘア合成漿糊在溫度為0度～45度的范圍內是無色的，在溫度為45度以上時是白色混濁的。
圖18表示使用200克上述アドヘア合成漿糊時的加熱分布。裝入アドヘア合成漿糊的容器的底面積為100mm2。
表示出微波輸出為500W、進行40秒鐘的加熱之后的加熱分布，在圖18中白色的區(qū)域是加熱過的區(qū)域。改變電介質板214的支持角度可以改變白色區(qū)域即加熱區(qū)域。對于配設于上述操作部215的選擇加熱區(qū)域用的加熱項目，電介質板214的旋轉支持角度0度對應于“左”鍵229，45度對應于“中央”鍵230，90度對應于“右”鍵231。
這樣備有以微波空間內的中央部為加熱區(qū)域的“中央”加熱項目和以周邊部為加熱區(qū)域的“左”“右”加熱項目，可以提供能夠自由地指定各種形狀的被加熱物體或盛在盤中的被加熱物體的中央部及周邊部為加熱區(qū)域，能夠進行適應被加熱物體的最合適的為使用者喜歡的加熱的高頻加熱裝置。
而且如所周知，アドヘア合成漿糊的介質損耗比水大，而滲透深度小。“中央”加熱項目在裝入圖18所示的アドヘア漿糊的情況下顯示出中央部的加熱不充分的圖示數據，而對于通常的食品，使用“中央”加熱項目能夠實現中央加熱。
下面利用圖19～圖22對控制手段219的更具體的控制內容進行說明。
圖19是“全體”加熱項目的控制例，控制手段219對磁控管207的微波輸出和阻抗可變單元的電介質板214的旋轉速度進行控制。也就是控制手段219以使微波分散于整個微波空間為目的，對電介質板214的旋轉速度與微波輸出進行連動控制。在微波輸出大的情況下使電介質板214每分鐘旋轉100次，在微波輸出小的情況下使其每分鐘旋轉10次。其切換時刻根據從被加熱物體得到的加熱信息或微波檢測手段的信號進行切換控制。
圖20是“解凍”菜單的烹飪控制例，控制手段219使電介質板214以每分鐘旋轉100次恒速旋轉，使微波空間內的駐波分布經常有大的變化，防止發(fā)生局部加熱。另一方面，微波輸出最初大，后來下降。
圖21是以使用者的意圖為依據的加熱控制例，控制手段219把電介質板214規(guī)定于與輸入的選擇加熱區(qū)域對應的角度。而且對該角度規(guī)定，以規(guī)定的支持角度為中心經過支持角度前后振動，可以使被加熱物體的放置場所有寬余，使用更加方便。
圖22是“中央”加熱項目中以被加熱物體受到加熱的溫度信息為依據的自動加熱的控制例，一旦被加熱物體的溫度達到規(guī)定的溫度，就使微波輸出減小，同時使電介質板214每分鐘旋轉10次，完成最后的加熱。
第8實施例下面對本發(fā)明第8實施例的高頻加熱裝置進行說明。第8實施例與第7實施例基本不同之處在于，附加使裝入微波空間的被加熱物體旋轉的手段。
圖23是本發(fā)明第8實施例的高頻加熱裝置的外觀圖，圖24是圖23的要部的結構剖面圖。圖25是圖23的操作部的放大圖，圖26是表示圖23的控制內容的流程圖。
在圖中與第7實施例相同的構件或相同功能的構件使用相同的編號，其說明省略。
在圖23及圖24中載物臺243放置被加熱物體。支持臺244支持載物臺243。作為載物臺驅動手段245的電動機通過支持臺244對載物臺243進行旋轉驅動。重量檢測手段246通過支持臺244檢測出載物臺243上放置的被加熱物體的重量，將檢測信號輸入控制手段247。形成平面形狀的發(fā)熱體248、249分別連接組裝于微波裝置250的上部壁面204和底部壁面205。加熱信息從操作部251輸入。氣體檢測手段252檢測被加熱物體產生的水蒸氣的量。又，供電口209及開孔部210采取用耐熱性無機材料板253、254分別覆蓋的結構。
圖25所示的操作部251與第7實施例不同的結構是，在顯示部255附加來自被加熱物體下方的微波流256、設置手動控制載物臺243的旋轉的操作鍵257、以及附加烤爐(oven)加熱輸入鍵258。
下面利用圖26對具有上述結構的高頻加熱裝置的操作步驟和控制內容進行說明。在將被加熱物體放置于微波空間內之后，使用者決定對該被加熱物體進行加熱的加熱區(qū)域，選擇上述加熱項目中的一個(步驟S201)。接著輸入加熱時間(在圖25的238～240指定)之后，按如圖25所示的“起動”鍵241(步驟S202)，開始對被加熱物體進行感應加熱。而鍵輸入判定步驟(步驟S203)用于對按過“起動”鍵241的事情進行確認，如果先于“起動”鍵241按下“取消”鍵242，則返回步驟S201。
控制手段247在剛開始加熱后就取入重量檢測手段246的檢測信號(步驟S204)。其后根據從操作部251輸入的加熱信息與重量信號使作為電介質板214的旋轉驅動手段的步進電動機工作，使電介質板214設定于所希望的支持角度，或使其連續(xù)旋轉。在將電介質板214設定于所希望的角度的情況下，使電介質板步進旋轉，在檢測出微波檢測手段220的信號達到最大值的支持角度一45度(315度)的位置之后，將電介質板設定于所希望的支持角度(步驟S205)。其后，在控制手段247向載物臺驅動手段245輸送控制信號，控制載物臺驅動手段的動作之后(步驟S206)，使逆變器驅動電源218開始工作，使磁控管207產生微波(步驟S207)。
加熱時對被加熱物體的狀態(tài)進行監(jiān)視(步驟S208)，加熱結束判定步驟(步驟S209)一旦判定為“Yes”，就判定加熱結束，逆變器驅動電源部218使工作結束，使磁控管207截止(步驟S210)。其后載物臺驅動手段停止控制，使載物臺停止(步驟S211)。對電介質板214進行旋轉驅動控制的步進電動機停止其通電，結束對被加熱物體的微波加熱(步驟S212)。
從步驟S208到步驟S209的加熱狀態(tài)的監(jiān)視和以其為依據的結束判定的內容，依據從操作部251輸入的加熱時間信息和微波檢測手段220的檢測信號或氣體檢測手段252的檢測信號，將每一時刻的信息與結束判定基準加以對照或比較執(zhí)行。
還有，加熱信息不限定于上述信息，例如也可以依據在第7實施例說明的被加熱物體的溫度信息。
下面對這樣的具有使被加熱物體旋轉的功能的高頻加熱裝置的具體實施形態(tài)的加熱分布加以說明。微波空間250寬度300mm，縱深320mm，高度215mm，激勵模式為<332>和<412>。還配設能夠斷開在與激勵模式<332>對應的金屬壁面上感應的高頻電流的流動的開孔部210。又，載物臺243的、從微波裝置250的底部壁面起的高度取約27mm。加熱對象使用上述アドヘア合成漿糊。
圖27表示使用200克上述アドヘア合成漿糊的加熱分布。裝入アドヘア合成漿糊的容器的底面積為100mm2。
圖中表示出微波輸出為500W、進行60秒鐘的加熱之后的加熱分布，白色的區(qū)域是加熱過的區(qū)域。加熱項目選擇“全體”鍵232，電介質板214的旋轉速度選擇每分鐘15轉。圖27(a)的加熱分布表示載物臺243停止的情況，圖27(b)的加熱分布表示載物臺243以每分鐘6轉的轉速旋轉的情況。
第8實施例的具體的實施形態(tài)的微波空間250利用上述結構加大開孔部210的阻抗，一旦該阻抗加大，激勵模式<332>就崩潰，激勵模式<412>就加強。該激勵模式<412>是將微波集中于微波空間250的載物臺的中央部的激勵模式。
只使電介質板214連續(xù)旋轉，在微波空間250內能夠使<332>、<332>的崩潰、<412>、<412>的崩潰及全部激勵模式的崩潰分別發(fā)生。由此能產生圖27(A)所示的加熱分布。另一方面，如果使載物臺243的旋轉與電介質板214的連續(xù)旋轉重疊，則能夠如圖27(b)所示對被加熱物體的整個周邊進行加熱。
這樣將使電介質板214支持于規(guī)定的角度的或使其連續(xù)旋轉與載物臺停止旋轉或連續(xù)旋轉作各種組合，可以對被加熱物體進行同心狀加熱，或只對周邊進行加熱，或者還可以使被加熱物體整體均勻加熱。其結果是，能夠提供大大方便了的高頻加熱裝置。
又，在具有載物臺驅動裝置的高頻加熱裝置中，利用使載物臺的旋轉停止，只使電介質板214連續(xù)旋轉的控制方法，可以對被加熱物體的中央部進行與對周邊部一樣強的加熱。因此對于微波滲透深度小的食品、例如漢堡包和燉、蒸等加熱烹飪有效。
另一方面，關于使載物臺243重疊旋轉的控制方法將在下面對更有效的控制方法加以說明。圖28表示以電介質板214的旋轉速度作為參數，以500W的微波輸出功率在1分30秒的時間內對初始溫度為7±2℃的200cc水進行加熱后200cc水的上下方向上的溫度差。裝200cc水的容器使用相當于杯子的直徑72mm的圓筒容器。
根據圖28的特性，可以認為一旦將電介質板214的旋轉速度加大就能夠促進加熱的均勻化。這樣使電介質板214高速旋轉的控制方法能夠促進微波空間內的上下方向的微波分散，對于高度相對于底面較高的加熱物體的均勻加熱是有效的。也就是說具有上述特性的高頻加熱裝置在加熱牛奶、酒、咖啡等的情況下能夠進行最合適的加熱。
工業(yè)應用性如上所述，本發(fā)明的阻抗可變單元是，在微波傳輸通道或微波諧振器等的微波電路中通過設置于形成微波傳播邊界的壁面的開孔，作用于主回路的微波，對該微波的傳播特性的變化進行控制的、結構簡單而且具有高控制性能的阻抗可變單元。而利用在主電路并設本發(fā)明的阻抗可變單元的結構，可以使采用這種單元的裝置具有良好的組裝性能和充分的裝載自由度。又，在使用本發(fā)明的阻抗可變單元的加熱烹飪用的裝置的情況下，對被加熱物體進行總體加熱或有選擇地進行區(qū)域加熱等能夠得到選擇自由度，能夠實現范圍大的烹飪。
權利要求
1．一種阻抗可變單元，其特征在于，具備以一端作為終端而另一端開放的波導部、設置于所述波導部內的可動構件、以及驅動所述可動構件的可動構件驅動手段，對所述可動構件進行驅動控制，改變所述波導部的開放端的阻抗。
2．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述波導部取波導部內的傳播模式為TEn0(n為正整數)。
3．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述可動構件以規(guī)定與所述波導部的終端面的間隔的旋轉軸為中心旋轉。
4．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述可動構件采取改變與所述波導部的終端面的間隔進行驅動的結構。
5．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述可動構件以非金屬材料構成。
6．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，采用所述波導部開放端的電壓反射系數的相位值包含±180度的值的結構。
7．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，采用所述波導部開放端的電壓反射系數的相位值包含0度的值的結構。
8．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述波導部開放端的電壓反射系數的相位值的變化范圍的大致中央的值取±180度的值。
9．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，具備檢測所述可動構件的位置的位置檢測手段。
10．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，具備檢測所述波導部內的電磁場強度的微波檢測手段。
11．根據權利要求10所述的阻抗可變單元，其特征在于，根據所述微波檢測手段的信號判定可動構件的旋轉角度或位置。
12．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，具備驅動所述可動構件的步進電動機。
13．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，所述波導部的終端面與開放端面構成的角度大致為90度。
14．根據權利要求1所述的阻抗可變單元，其特征在于，旋轉驅動的所述可動構件在波導部內配設多個。
15．一種微波裝置，其特征在于，具備(a)能夠把所提供的微波實際上封閉住的微波空間、(b)設置于形成所述微波空間的邊界壁面的開孔部、以及(c)具有以一端為終端，另一端為開放端的波導部、設置于所述波導部內的可動構件、以及驅動所述可動構件的可動構件驅動手段，對所述可動構件進行移動控制，改變所述波導部的開放部的阻抗的阻抗可變單元。
16．根據權利要求15所述的微波裝置，其特征在于，所述微波空間大致為長方六面體。
17．根據權利要求15或16所述的微波裝置，其特征在于，所述開孔部配設得能夠截斷向形成微波裝置的金屬壁面流動的高頻電流的流動。
18．根據權利要求15或16所述的微波裝置，其特征在于，設置多個所述開孔部，各開孔部的長軸配設在各不相同的方向上。
19．根據權利要求17所述的微波裝置，其特征在于，設置多個所述開孔部，各開孔部的長軸配設在各不相同的方向上。
20．一種高頻加熱裝置，其特征在于，具備(A)微波裝置，包含(a)能夠把所提供的微波實際上封閉住的微波裝置、(b)設置于形成所述微波裝置的邊界壁面的開孔部、(c)以一端為終端，另一端為開放端的波導部、設置于所述波導部內的可動構件、驅動所述可動構件的可動構件驅動手段、和(d)對所述可動構件進行移動控制，改變所述波導部的開放部的阻抗的阻抗可變單元、(B)高頻發(fā)生手段、以及(C)依據被加熱物體的加熱信息控制所述阻抗可變單元與所述高頻發(fā)生手段，對所述被加熱物體進行感應加熱的控制手段。
21．根據權利要求20所述的高頻加熱裝置，其特征在于，具備放置所述被加熱物體的載物臺與驅動所述載物臺旋轉的載物臺驅動手段。
22．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述微波空間大致為長方六面體。
23．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述開孔部配設得能夠截斷向形成微波空間的金屬壁面流動的高頻電流的流動。
24．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，設置多個所述開孔部，各開孔部的長軸配設在各不相同的方向上。
25．根據權利要求22所述的高頻加熱裝置，其特征在于，設置多個所述開孔部，各開孔部的長軸配設在各不相同的方向上。
26．根據權利要求23所述的高頻加熱裝置，其特征在于，設置多個所述開孔部，各開孔部的長軸配設在各不相同的方向上。
27．根據權利要求21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述控制手段具有能夠根據被加熱物體的加熱信息在使載物臺驅動手段停止的狀態(tài)下對阻抗可變單元進行控制的結構。
28．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述控制手段具有能夠根據被加熱物體的加熱信息對所述可動構件的位置、所述阻抗可變單元的阻抗改變速度進行控制的結構。
29．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述加熱信息是使用者進行選擇后輸入的信息。
30．根據權利要求29所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述進行選擇后輸入的信息是解凍、再加熱、烤爐(oven)烹飪、保溫中的某一種。
31．根據權利要求28所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述加熱信息是在對被加熱物體進行加熱時從高頻加熱裝置或被加熱物體得到的物理信息。
32．根據權利要求20或21所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述加熱信息是在對被加熱物體進行加熱時從高頻加熱裝置或被加熱物體得到的物理信息。
33．根據權利要求32所述的高頻加熱裝置，其特征在于，所述物理信息是微波空間或阻抗可變單元內的電磁場強度信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及結構緊湊而且控制性能良好的阻抗可變單元與使用這種單元的微波裝置及高頻加熱裝置。本發(fā)明的阻抗可變單元(10)以金屬材料構成的矩形的波導部(11)為主體,具備一與微波空間內的微波相互作用的開放端(12)、以金屬構件封閉的終端(13)、由非金屬材料構成的可轉動的可動構件(14)、以及可動構件驅動手段(17),控制所述可動構件的旋轉角度和位置,可以改變所述開放端(12)的阻抗,對微波空間內的駐波分布的變化進行控制。
文檔編號H05B6/74GK1313021SQ99809551
公開日2001年9月12日 申請日期1999年7月7日 優(yōu)先權日1998年7月8日
發(fā)明者信江等隆, 福本明美, 阿波根明, 谷知子, 吉野浩二 申請人:松下電器產業(yè)株式會社