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DE60313772T2 - Verbesserungen von rechteckigen hybrid-moden-heizapplikatoren - Google Patents

Verbesserungen von rechteckigen hybrid-moden-heizapplikatoren Download PDF

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DE60313772T2
DE60313772T2 DE60313772T DE60313772T DE60313772T2 DE 60313772 T2 DE60313772 T2 DE 60313772T2 DE 60313772 T DE60313772 T DE 60313772T DE 60313772 T DE60313772 T DE 60313772T DE 60313772 T2 DE60313772 T2 DE 60313772T2
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  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf das Gebiet der offenen Mikrowellenapplikatoren ab, um eine äußere Beladung zu erhitzen, ohne dabei zwingender Weise das offene Ende des Applikators zu berühren. Die Beladung wird in der Regel auf einer mikrowellendurchlässigen Fördereinrichtung gefördert, und unter der Fördereinrichtung ist eine Metallstruktur vorhanden, die sowohl als ein Teil des Gesamtmikrowellengehäuses als auch zum Verbessern der Aufheizgleichmäßigkeit der Beladung dient.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Dem Stand der Technik entsprechende Applikatoren dieser Bauart innerhalb des Gebietes dieser Erfindung sind in US-5,828,040 und in EP-A2-0,746,182 beschrieben (im Folgenden gemeinsam als PAT bezeichnet). Die besonderen Hybrid-Einmoden-Applikatoren dieses Standes der Technik lösen ein größeres Problem, welches schon bei einem früheren Stand der Technik bestand: das des ungleichmäßigen Erhitzens, was durch ein fleckiges und ziemlich unvorhersehbares Aufheizmuster mit heißen und kalten Stellen (hervorgerufen durch die Mehr-Moden-Funktionsweise) bewiesen wird, und das der übermäßigen Randüberhitzung von Beladungen mit hoher Durchlässigkeit, wie zum Beispiel typische feste Nahrungsgegenstände (verursacht durch starke horizontale elektrische Feldkomponenten, welche dann parallel zu den Haupträndern des Nahrungsgegenstands liegen).
  • Die besondere Bauart einer Hybridmode in dem Applikator, welche in PAT beschrieben wird, ist durch eine sehr geringe vertikal (z-) gerichtete Impedanz gekennzeichnet, welche zu geringen horizontalen (x; y) elektrischen Feldstärken führt, bezogen auf jene von senkrecht (in z-Richtung gerichteten) auftreffenden ebenen Wellen. Durch das Verwenden der Nomenklatur für elektromagnetische Hybridmoden, wie sie zum Beispiel in "Time-Harmonic Electromagnetic Fields" von Roger F. Harrington, McGram-Hill (1961), Seiten 152–155, definiert ist, wird bei der Wahl einer TEy-Hybridmode (die Einspeiserichtung bestimmt, ob die Mode zur TEy- oder zur TEx-Mode wird) die in y-Richtung gerichtete elektrische Feldkomponente in dem Applikator gleich Null, was noch vorteilhafter ist, weil dann keine Randüberhitzung von in y-Richtung gerichteten Beladungsrändern auftreten kann.
  • Die besondere Niedrigimpedanz-Applikatormode hat vorzugsweise ihren niedrigen horizontalen Index 1 in der Transportrichtung, weil dann der Mikrowellenverlust in dieser Richtung der Applikatoren minimiert wird. Dies führt zu minimaler Interaktion zwischen den Applikatoren (Übersprechen) entlang dieser Richtung, und reduziert die Komplexität der Mikrowellendrossel-Strukturen am Tunnelende. Durch den Beladungstransport in der y-Richtung wird das Aufheizmuster von jedem einzelnen Applikator durch das Bewegen von Beladungen gestreift. Dies wird durch das seitliche (in x-Richtung) Versetzen der aufeinanderfolgenden Applikatoren oder Applikatorreihen kompensiert.
  • Die besondere Niedrigimpedanz-TEy-Mode neigt zum Erzeugen einer eingeschlossenen Oberflächenwellen-Mode (eine sogenannte "Longitudinal Section Magnetic", LSM, Mode) in dem Bereich der Unterseite der Beladungen und in dem Bereich der unteren Metallstruktur des Tunnels. Selbst wenn diese Moden zu einem günstigen Aufheizen von unten in typischen Nahrungsmitteln mit einer Höhe von etwa 15 mm oder mehr führen, ist es ein Problem, wenn mehrere versetzte Applikatoren verwendet werden, dass ein wesentlicher Teil des Aufheizmusters von den in x-Richtung gerichteten stehenden ISM-Wellen zwischen den Seitenwänden des Tunnelofens bestimmt, wird und nicht nur von den Feldern der einzelnen Applikatoren.
  • Wenn die besondere TEy-Mode verwendet wird, kann sowohl eine Tendenz zum Ausbreiten der Applikatorfelder in x-Richtung, als auch eine Tendenz zum Übersprechen zwischen den Applikatoren auftreten (z.B. ungewünschter Energieaustausch zwischen benachbarten Applikatoren, entweder durch direkte Kopplung oder durch LSM-Moden-Kopplung durch den Beladungsbereich hindurch). Keine der vorstehend aufgeführten Patentschriften, entsprechend als PAT bezeichnet, bieten jegliche Abhilfe gegen diese Mängel.
  • In diesen Schriften sind die vorteilhaften Ausführungen Einspeiseschlitze in der Oberseite der Applikatorseitenwände, und der Applikator weist die TEy11- oder die TEy21-Moden auf. Dennoch gibt es Fälle, in denen größere Applikatoröffnungen bevorzugt werden, um eine geringere Energieflussdichte in den Beladungen zu erhalten, ohne die Ausgangsleistung jedes Mikrowellengenerators (Magnetron) reduzieren zu müssen. Um Applikatoren mit höheren Moden, wie z.B. TEy31 oder TEy51, erfolgreich auslegen zu können, sind andere Mittel zur Mikrowelleneinspeisung erforderlich.
  • Wenn die Tunnelhöhe groß ist, gibt es eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Mikrowellenverlusts durch die Tunnelenden an die Umgebung. Für feste Tunnelhöhen kann man dann verschiedene Drosseltypen des Standes der Technik verwenden, wie zu Beispiel Verzögerungsleitungen, Lambda-Viertel-Drosseln, sowie Drosseln, welche mit Modenanpassung arbeiten. Absorbierende Medien können ebenso verwendet werden. Solche Drosseln oder Absorber werden üblicherweise nur auf den horizontalen Oberflächen (oben und unten) der Tunnelöffnungen angebracht, können aber auch an den vertikalen Seitenwänden in der Tunnelöffnung und im Drosselbereich verwendet werden. Wenn jedoch die Tunnelhöhe variabel zu sein hat, wird es sehr schwierig, an den vertikalen Wänden Drosselanordnungen nach dem bisherigen Stand der Technik einzusetzen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung, wie sie vom behandelten Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 definiert ist, zielt auf die Probleme der in x-Richtung gerichteten LSM-Wellen, des Ausbreitens der Applikatormoden bei hohen Tunnelhöhen und des Drosselns an vertikalen Tunnelwänden, mittels eines besonderen Aufbaus des offenen Applikators ab, welcher durch das Verwenden von zwei sich komplementierenden TEy-Moden charakterisiert ist, anstelle von nur einer, wie es in vorstehend mit Verweisen versehenen Patenten (PAT) beschrieben ist. Die Mode, welche die Hauptenergie an die Beladung liefert, ist eine Niedrigimpedanz-TEym1-Mode, wie sie in PAT beschrieben wird, aber die vorteilhafte Ausführung ist jetzt mit ungeradem m (=3 oder 5) versehen, und die andere Mode, welche gleichzeitig angeregt wird, hat den einzigen Zweck des Bereitstellens eines entgegengerichteten magnetischen Feldes in der y-Richtung, an der vertikalen in y-Richtung gerichteten Applikatorwandöffnung. Der Effekt dieser Modeninteraktion ist, dass sich die Hauptmode viel ungestörter und eingeschränkter zur Bela dung hin ausbreitet. Dieses Verwenden der zwei sich komplementierenden Applikatormoden ist die erste und eine hauptsächliche Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • Unter typischen Umständen wird zusätzlich das Aufheizmuster in der y-Richtung verlängert, was ebenso vorteilhaft ist. Um dies unter Verwendung der TEy31-Mode für die Hauptenergieübertragung zu erreichen, wird auch die TEy11-Mode angeregt, und die Anregung ist sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung symmetrisch zum Deckenmittelpunkt des Applikators. Dies erfordert mindestens zwei parallele in y-Richtung gerichtete Anregungsschlitze. Solch eine Anregungsgeometrie beseitigt auch die Anregung von allen TEymn-Moden mit einem oder auch beiden geradzahligen Indizes m und n, was eine wichtige Funktion darstellt, da der Applikator in x-Richtung größer sein muss, um es zu ermöglichen, solch höhere Moden zu unterstützen. Eine besondere Bauart zur Einspeisung ist gemäß der Erfindung in Anspruch 1 definiert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Anregung in der genau gegensätzlichen Polarität der magnetischen Felder in den Schlitzen, indem einfach zwei parallele Schlitze in die breite (a) Seite gegenüber den schmalen (b) Seiten in einem TE10-Wellenleiter angebracht werden. Um für den Übergang zwischen dem TE10-Wellenleiter und dem Applikator auch eine gute Impedanzumsetzung zu erreichen, wird ein ziemlich großer Ständer aus Metall bei der TE10-Wellenleiter-Zentrallinie in einer Position zwischen den Schlitzen angebracht. Dies ist eine weitere Ausführung der Erfindung.
  • Beim Einsetzen der TEy51- oder von Hauptenergieübertragungsmoden höherer Ordnung kann die komplementäre Mode, wie vorstehend die TEy11-Mode, aber auch die TEy31-Mode sein. Für Moden noch höherer Ordnung als die der Hauptenergieübertragungsmoden sind mehrere Auswahlmöglichkeiten für die komplementäre Mode verfügbar. Allgemein gesagt, sollte die Hauptenergieübertragungsmode eine Teym1n-Mode sein, und die komplementäre Mode sollte eine Teym2n-Mode sein, wobei m1, m2 und n positive, gerade, ganze Zahlen sind und m2 und n beide kleiner oder gleich m1-2 sind. Jedoch wird es unter Verwendung von Moden höherer Ordnung zunehmend schwieriger, unerwünschte Moden zu beseitigen. Es werden dann Modenfilter in der Form von zwei oder mehreren in y-Richtung gerichteten Metallstäben oder –platten bevorzugt, welche sich über die gesamte Strecke zwischen den gegenüberliegenden Applikatorwänden erstrecken. Die Positionen dieser Stäbe können experimentell oder durch elekt romagnetische Modellbildung bestimmt werden. Das Ziel oder die Zielfunktion besteht dann darin, ein Aufheizmuster zu erhalten, welches hauptsächlich durch die in y-Richtung gerichteten, verlängerten heißen Zonen gleicher Starke m-1, unter dem Applikator gekennzeichnet ist, zusätzlich einer werteren, schwächeren, verlängerten heißen Zone direkt unter jeder in y-Richtung gerichteten Applikatorseitenwand. Dies ist eine weitere Ausführung der Erfindung.
  • Die Haupteigenschaft von unerwünschten LSM-Moden ist, dass eine in x-Richtung gerichtete Energieausbreitung erzeugt wird, und diese auch weiter seitwärts, weg (z.B. in die x-Richtung) von der Auskragung der Applikatoröffnung auf der Metallfläche aufrechterhalten wird. Die LSM-Mode oder Moden unterhalb der Beladung sind von in x-Richtung gerichteten Strömen in der Metallfläche unter dem Band und der Beladung abhängig. Deren unerwünschte Ausbreitung über die Applikatorauskragung hinaus kann somit reduziert werden, wenn der in x-Richtung gerichtete Strompfad in der Metallplatte gestört oder unterbrochen wird. Die bevorzugte Methode dafür ist, ein Wellblech zu verwenden (mit den Wellen in y-Richtung, z.B. in Richtung der Bandbewegung), oder Metallprofile anzubringen oder anzuschweißen, welche ein ähnliches Muster erzeugen. Man kann sagen, dass die Höhenstufen Veränderungen der in x-Richtung gerichteten Impedanz der LSM-Mode verursachen, so dass diese hauptsächlich zwischen benachbarten Höhenstufen reflektiert wird. Die Optimierung des Wellmusters der Metallplatte geschieht wiederum experimentell oder durch elektromagnetische Modellbildung. Die Zielfunktion ist, ein gutes Aufheizen von unten zu erhalten (z.B. eine LSM-Mode), aber das Ausbreiten in der x-Richtung von allen seitlich angebrachten Applikatoren zu minimieren. Der Gebrauch und die Optimierung dieser Riefen oder Ähnlichem ist eine weitere Ausführung der Erfindung.
  • Die Feldeigenschaften von allen Teym1-Moden an den vertikalen, in y-Richtung gerichteten Seitenwänden sind ziemlich ähnlich. Eine Eigenschaft ist, dass in der Nähe der Tunnelseitenwände, außerhalb des Heizabschnitts des Mikrowellentunnels, horizontal gerichtete magnetische Felder vorherrschen. Es stellt einen effizienten Weg dar, diese Felder zu drosseln, und dadurch eine Reduzierung des Mikrowellenverlusts in den Tunnelöffnungen zu erreichen, in dem man einen sich horizontal erstreckenden Schlitz von einer viertel Wellenlänge in dem vorstehend angeführten Teil der Tunnelseite vorsieht. Da dieser Schlitz in einem ziemlich geringen Abstand zu der Applikatoröffnung angeord net sein kann, wird dieser auch bei Einrichtungen mit variabler Tunnelhöhe funktionieren. Dies ist ebenso eine weitere Ausführung der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Applikators gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 2 zeigt eine Vorderansicht des Applikators, welcher in der 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • Die 3 zeigt eine Ausführung der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 4 zeigt eine weitere Ausführung des Applikators gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In allen Figuren bezeichnen die folgenden Referenzen die verschiedenen Bauteile als:
  • 1
    Wellenleiter
    2
    Applikator-Einspeiseschlitze (Deckenschlitze)
    3
    Großer Ständer aus Metall
    4
    Applikator (Raum)
    5
    Applikator-Zwischenwand
    6
    In y-Richtung gerichtete Metallschienen, welche den Boden des Tunnelbereichs galvanisch berühren.
    7
    Förderband
    8
    Tunnel (Raum)
    9
    Abdeckung der Applikator-Einspeiseschlitze (mikrowellendurchlässig)
    10
    Modendrossel im Tunnel oben/unten
    11
    Horizontale Metallplatten
    12
    Tunnelseite (asymmetrisch)
    13
    Horizontale Metallschienen zum Filtern der Applikator-Moden
  • Die 1 und 2 zeigen entsprechend eine perspektivische und eine Ansicht von rechts eines Applikators 4 mit einem Förderband 7. Die Beladungen werden nicht gezeigt. Es gibt einen niedrigen TE 10 einspeisenden Wellenleiter 1 auf der Oberseite des Applikators, mit zwei Schlitzen 2 in den Applikator hinein. Es gibt einen Ständer aus Metall 3 im Bereich zwischen den Schlitzen; dieser kann entweder an der oberen oder der unteren Fläche des Wellenleiters befestigt werden. Es gibt eine vertikale Wand 5 zwischen den angrenzenden Applikatoren mit horizontalen Metallplatten 11 an den unteren Enden. An der Unterseite des Tunnelabschnitts 8 gibt es in y-Richtung gerichtete Metallschienen 6, welche die Unterseite des Tunnelabschnitts galvanisch berühren.
  • In 3 werden einige der gleichen Komponenten gezeigt, dazu die horizontale Seitendrossel 9 im Tunnelendabschnitt 10, die eine Anzahl von Rippen, die einen Drosselaufbau der Bauart erzeugen, welcher nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. 4 zeigt einen TEy51-Modenapplikator mit einer größeren x-Ausdehnung. Er weist ebenso die Metallplatten 13 auf, die sich über die gesamte y-Richtung zwischen den Applikatorwänden erstrecken.
  • Der erste Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der Applikator selbst, der aus einem rechteckigen offenen Behälter besteht, welcher derartige Ausmaße aufweist, dass er zunächst eine TEy31-Mode mit langer vertikaler Wellenlänge steigern, und zweitens eine bedeutende, halbperiodische Amplitude der TEy11-Mode erzeugen kann. Als ein Beispiel erfüllen innere Abmaße von 194 × 308 mm in den xy-Richtungen und eine Höhe von 140 mm diese Merkmale bei einer Frequenz von 2450 MHz. In einem ersten Schritt, der durch bekannte analytische Methoden für Wellenleiter direkt berechnet werden kann, erhält man vertikale Wellenlängen von entsprechend ungefähr 480 und 132 mm. Die lange TEy31-Moden-Wellenlänge sieht zu bevorzugende Bedingungen gemäß PAT vor, was ebenso bedeutet, dass die Mode vom Brewster-Typ ist, so dass die Rückstrahlung durch die Beladung gering ist; die aperiodische Mode überträgt die maßgebliche Energie auf die Beladung. Die horizontalen Platten 11 schließen den Applikator nach unten nicht ab, aber die relative räumliche Phase der beiden Moden, in einem Bereich an und genau unterhalb der horizontalen Fläche des Applikatorendes, wird gegenphasig, so dass die magnetischen Felder (H) sich über weite Strecken auslöschen, wenn die relativen Amplituden der zwei Moden in diesem Bereich näherungsweise gleich sind. Das Ergebnis dessen ist, dass der Feldverlauf der TEy31-Mode durch das Ende der vertikalen Applikatorwand nicht sehr gestört wird, so dass er fortfährt, sich weiter gerade nach unten auszubreiten. Die Optimierung dieser Funktion und des Modenabgleichs kann heutzutage durch elektromagnetische Modellbildung durchgeführt werden, eher als durch langwierige Versuche, wenn die angestrebten Bedingungen des Feldverlaufs einmal bekannt sind.
  • Eine ziemlich ähnliche Optimierung kann mit der TEy51-Mode als Hauptenergieträger durchgeführt werden. Dies wird in 4 gezeigt, und die Applikatorabmaße betragen jetzt 325 × 305 × 140 mm. Da in einem größeren Hohlraum oder Applikator eine größere Anzahl von Moden angeregt werden kann, besteht nun die Notwendigkeit, die angeregte Mode so zu stabilisieren, dass sie weder verzerrt noch mit irgendeiner unerwünschten Mode gegengekoppelt wird. Diese Stabilisierung wird durch Metallplatten erreicht, wie in der Figur gezeigt wird. Die Optimierung kann natürlich durch Versuche erfolgen, aber eine heutzutage viel schnellere Methode ist, das elektromagnetische Modellieren einzusetzen. Die bisherige Kenntnis dessen, was Optimierung im Sinne des Feldverlaufes bedeutet, ist hilfreich bei der ziemlich schnellen und wirkungsvollen Durchführung der Arbeit.
  • Noch ein anderes Beispiel tritt ein, wobei die TEy71-Mode als der Hauptenergieübertragungsmode eingesetzt wird, und die Tey31-Mode als die komplementäre Mode eingesetzt wird. In diesem Fall findet man geeignete Applikatorabmaße von 436 × 306 mm in den xy-Richtungen und einer Höhe von 140 mm. Um unerwünschte Moden zu beseitigen, wird abermals bevorzugt, ein paar vertikale Platten am offenen Ende des Applikators einzubringen. Diese vertikalen Platten sollten eine Länge haben, welche sich auf die zwischen den inneren Wänden des Applikators belauft (in diesem Beispiel eine Länge von 306 mm). Die Höhe der Platten beträgt vorzugsweise ungefähr 30 mm. Die Platten sollten 136 mm von der inneren Wand in Längsrichtung, im Beispiel 164 mm wert auseinander, angebracht sein.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Mikrowelleneinspeisung des Applikators. Die Applikatorabmaße der hier aufgeführten Beispiele zeigen an, dass die in x-Richtung gerichtete Wellenlänge ziemlich kurz ist 2 × (193/3) mm = 129 mm; 2 × (325/5) = 130 mm (die freie Raumwellenlänge betragt 122 mm). Gemäß der bekannten Modentheorie werden somit die vertikalen Modenimpedanzen sehr gering. Dieses Problem wird auch in PAT angesprochen, wobei beansprucht wird, dass nur eine vertikale Einspeiseebene in der Nähe der Oberseite einer Applikatorwand eine gute Impedanz vorsieht, welche mit den Bedingungen übereinstimmt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung erhält man durch Einsetzen einer Kombination aus parallelen Schlitzen 2 in dem TE 10 einspeisenden Wellenleiter 1 eine erste Impedanzreduzierung. Eine weitere Impedanzreduzierung erhält man durch Einsetzen eines ziemlich niedrigen Wellenleiters (z.B. ein kleines Abmaß b); gemäß der vorliegenden Erfindung sind 20 oder 25 mm derart typische Abmaße. In einer typischen Ausführung der Erfindung ist daher das breite Abmaß (a) (die Breite) des TE 10 Wellenleiters so wie im Standard WG340 zu wählen, z.B. ungefähr 86 mm, und das schmale Abmaß (b) (die Höhe) wird entsprechend dem vorstehenden so gewählt, um ungefähr 20–25 mm zu betragen. Zusätzlich könnte es im Hinblick auf eine Impedanzreduzierung und einen Impedanzabgleich notwendig sein, einen ziemlich großen Ständer aus Metall 3 in der Wellenleiter-Zentralachse zwischen den Schlitzen 2 einzubringen. Die typischen Abmaße eines solchen rechteckigen Ständers sind 12 × 20 mm an der Grundfläche, und eine Höhe von ungefähr 9–11 mm.
  • Es wird nötig sein, die Wellenlängenimpedanz zu erhöhen und ebenso geeigneten Wellenleiterübergang für den Mikrowellengenerator zu erzeugen, welcher in dem typischen Fall ein Magnetron ist. Dies wird mittels bekannter Methoden durchgeführt, um das Abmaß b des Wellenleiters zu vergrößern, möglicherweise in Kombination mit einem sogenannten „E-knee", welches dann einen vertikalen Wellenleiterabschnitt vorsieht, der die angestrebte Länge aufweist, und ebenso während des Betriebes das Magnetron gegen Aufheizen und Verschmutzung durch den Applikator schützt.
  • Der dritte Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Notwendigkeit des Reduzierens des Einflusses und der Ausbreitung von LSM-Moden, was durch die Hauptapplikatormode Teym1 erzeugt wird. Wie schon erwähnt, wird dies durch Herstellen von Riefen oder Einführen von Metallstäben am Tunnelboden erreicht. Eine elektrische Höhe von zwischen 10 und 20 mm zwischen dem Metallboden und der Unterseite der Beladungsgegenstände sieht, typischerweise bei 2450 MHz, die angestrebten Bedingungen für das Erhitzen von unten mittels LSM-Moden vor. Eine Riefenhöhe von 7 bis 10 mm wird dann, über die Auskragung eines jeden Applikators hinaus, das uner wünschte Ausbreiten in x-Richtung reduzieren. Die Metallplatten oder Riefen sollten typischerweise nicht mehr sein, als für diesen Einfluss nötig ist, da das angestrebte Erwärmen von unten ansonsten zu sehr geschwächt werden kann. Wie bei früheren Ausführungen kann elektromagnetische Modellbildung heutzutage die Optimierung dieser Funktion eher als durch langwierige Versuche durchführen, wenn die angestrebten Bedingungen der Feldstruktur einmal bekannt sind.
  • Der vierte Gegenstand der vorliegenden Erfindung, bezieht sich auf die Notwendigkeit des Reduzierens des Mikrowellenverlusts zwischen vornehrnlich an den Tunnelenden, unter der Bedingung von ziemlich großen Tunnelhöhen, welche durch Anwenden des ersten Gegenstandes dieser Erfindung erreicht werden kann. Durch Einsetzen einer bekannten Bauart einer so genannten Modendrossel, an den horizontalen oberen und untern Flächen der Tunnelenden (siehe 3), kann man mit einem derart kurzen Abschnitt, für Gesamttunnelhöhen von mehr als 130 mm, eine ziemlich effiziente Reduzierung erreichen.
  • Die vertikalen Tunnelwandströme an den Applikatoren, mit den hier eingesetzten besonderen Moden, weisen durch Einsetzen einer Drossel einer an sich bekannten Bauart, eine starke vertikale Komponente, weg vom Applikator, auf.
  • Das besondere technische Merkmal dieses vierten Gegenstandes liegt in der Länge und der Lage der Drossel; die Länge beträgt typischerweise 250 mm oder mehr (was möglich ist, weil die Länge der Modendrossel größer ist); die in y-Richtung gerichtete Anordnung der Drossel ist derart, dass sie genau hinter der letzten vertikalen in x-Richtung gerichteten Wand des letzten Applikators beginnt, und die in z-Richtung gerichtete Anordnung sich 20 bis 30 mm unterhalb der Öffnungsfläche der Applikatoren befindet.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausführungen beschränkt. Verschiedene Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente können eingesetzt werden. Deshalb sollten die vorstehenden Ausführungen nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs der Erfindung aufgefasst werden, welche durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (9)

  1. Rechteckiger Mikrowellenapplikator (4), der angeordnet ist, um bei einer vorgegebenen Frequenz zu arbeiten und der ein Mikrowellengehäuse umfasst, welches einen Hohlraum mit ersten (x) und zweiten (y) transversalen Abmessungen und einer Längsabmessung (z) in der Richtung der Ausbreitung der Mikrowellenenergie ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen so beschaffen sind, dass, bei einer vorgegebenen Frequenz, eine Hauptleistungsübertragungs-Mode TEym11 und eine komplementäre Mode TEym21 unterstützt werden, wobei m1, m2 positive ungerade ganze Zahlen sind und m2 kleiner oder gleich m1-2 ist, wobei der Applikator (4) zwei parallele Zuführungsschlitze (2) in einer obenliegenden Wand davon, welche das Mikrowellengehäuse mit einem TE10-Wellenleiter (1) verbindet und einen Ständer (3) aus Metall umfasst, der bei einer Wellenleiter-Zentrallinie zwischen den Schlitzen angeordnet ist
  2. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, der ferner Riffelungen oder Metallstäbe an dem Tunnelboden umfasst, um die Wirkung und die Ausbreitung der Längsschnitt-Magnetmoden (LSM), die durch den TEym11-Modus erzeugt werden zu reduzieren.
  3. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei eine Modendrossel an den waagerechten oberen und unteren Ebenen der Tunnelenden mittels eines sich waagerecht erstreckenden Schlitzes von einer viertel Wellenlänge erreicht wird, der in den vertikalen Seitenwänden in y-Richtung von der Tunnelseite vorgesehen ist, wobei die Modendrossel eingerichtet ist, um den Mikrowellenverlust in den Tunnelöffnungen zu reduzieren.
  4. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei die Hauptleistungsübertragungsmode eine TEy31-Mode ist und die komplementäre Mode eine TEy11-Mode ist
  5. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei die Hauptleistungsübertragungsmode eine TEy71-Mode ist und die komplementäre Mode eine TEy31-Mode ist
  6. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei die Breite des Wellenleiters (1) etwa 86 mm und die Höhe des Wellenleiters etwa 20–25 mm betragt
  7. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1 oder 6, wobei die waagerechten Abmessungen des Ständers aus Metall (3) 12 × 20 mm und die Höhe des Ständers etwa 9–11 mm beträgt
  8. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Abmessungen des Hohlraums 194 × 308 mm und die Längsabmessungen 140 mm betragen, damit der Applikator die Hauptleistungsübertragungsmode TEy31 und die komplementäre TEy11-Mode bei einer Betriebsfrequenz von 2450 MHz verstärkt.
  9. Mikrowellenapplikator nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Abmessungen des Hohlraums 306 × 436 mm und die Längsabmessungen 140 mm betragen, damit der Applikator die Hauptleistungsübertragungsmode TEy71 und die komplementäre TEy31-Mode bei einer Betriebsfrequenz von 2450 MHz verstärkt.
DE60313772T 2002-06-07 2003-06-10 Verbesserungen von rechteckigen hybrid-moden-heizapplikatoren Expired - Lifetime DE60313772T2 (de)

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DE60313772D1 DE60313772D1 (de) 2007-06-21
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EP (1) EP1512313B1 (de)
AT (1) ATE362299T1 (de)
AU (1) AU2003239002A1 (de)
DE (1) DE60313772T2 (de)
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WO (1) WO2003105534A1 (de)

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