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微波加热及应用知识（连载一） 微波技术最早应用于雷达，雷达是1939年发明的。从五十年代起，微波开始用于通信，也就是大家所熟知的微波地面中继通信。六十年代微波开始用于卫星通信。在国防建设中，微波技术起着十分重要的作用。用于通信、定位、电子对抗等，成为“人们的千里眼和顺风耳”。 在科学研究方面，微波高能粒子加速器和微波波谱仪是研究物质结构的重要工具。在生产斗争和科学实验范围内，人类总是不断发展的。从六十年代起微波技术又向着一个新的方向发展，这就是微波加热，干燥，灭菌以及微波侧量。目前这一新的应用已在国民经济各部门和人们日常生活中展现了独特的优越性和广阔的应用前景。 一、什么是微波 所谓“微波”是指波长很短的无线电波，或电磁波，通常微波波段包括分米波、厘米波和毫米波三个波段，也就是波长从1毫米到1米的电磁波，由于微波的频率很高，所以在某些扬合，微波也被称作超高频。大家都很熟悉·听收音机和看电视，它们就是广播电台和电视台利用电磁波即无线电波来声音和图像的。一般中波广播的频率为几百至1500KC（千赫兹）。短波广播的频率采用几兆赫兹至30兆赫兹，至于电视传送那就需要几十兆赫到几百兆赫的频率。 虽然各波段的频率不同，但它们在空气中的传播速度都近似等于光速，为30万公里/秒。频率f、波长λ，传送速度。之间的关系是：f=c/λ。随着无线电技术的不断发展，所使用的波长越来越短，即逐步由长波、中波、短波、超短波向微波以至光波发展，所谓的“激光”也是电磁波的一种。光是一种电磁波，它是频率极高、波长极短的电磁波。至于不可见光---红外线，紫外线、X射线也是也是一种电磁波，示于图1-1：
对于微波加热，各国通常采用专用频率·这是为了便于微波器件和设备标准化，便于配套互换，另一方面为避免使用过多的频率产生对雷达和通讯的干扰，这些频率称作LSM频率即工业、科学与医学专用频率。见表1：
二、微波的传输。 由于在微波段其线长度和波长可以比拟，因此用来描述低频“电路”的概念和“电感”、“电容”集总元件的概念，在这里已不再适用，“电压”、“电流”的概念也失去确切的意义。在微波领域中，要用电磁场的概念来解释，微波是一种超高频电磁波，电磁波以交变的电场和磁场的相互感应的形式传输，也就是伴随着电能和磁能的相互转换而传输，这里采用功率、频率、阻抗、驻波作为基本量。 1、传输线 当频率提高到分米波段时，双根导线已不能适用，因为电磁场会沿着双导线向空间辐射，造成功率损耗。微波传输线分为同轴线和波导管同种，波导管又分为短形波导和圆波导。如图2-1所示。
在微波波段，小功率时一般采用同轴线传输，电磁场屏蔽于内外导体之间，随着频率增加或波长减小，同轴线传输功率受到限制，在厘米波波段大功率传输被波导管所代替，即使在分米波段，由于利用微波加热物品，需要一定尺寸的传输线，因之也采用波导传输。微波加热常用波导尺寸为:对于915兆赫采用: BJ—8 a=292.10毫米 b=146.05毫米 和BJ-9 a=247.65毫米 b=123.82起米 对于2450兆赫，一般采用：BJ-22 a=109.22毫米 b=54.61毫米 2、场分布和高频电流分布 微波是一种电磁波沿同轴线或波导传输，电磁波必定服从一定的场分布，即电力线和磁力线必定服从一定的结构，构成一定的波型或模式（mode），否则微波就不能传输。 在同轴线中通常传输的是TEM波。在短形波导中可以传输横电波（TE波）和横磁波(TM波)如图2-2所示:。
矩形波导中传输的许多波形中最简单最有用的波形是TE10波其结构如图2-3所示。
微波在波导内传输，在波导内壁表面也会感应出交变电流，大小和方向与磁场改变有关，对于TE10波表面电流分市如图2----4所示。
根据以上道理，微波加热开槽(用以加料、通风排湿）只要不切断电流线，就不会影响微波传输和产生微波辐射。开槽波导加热、驻波测量和通风槽都是根据这个道理设计的。 3、波的传输条件 对于一定尺寸的波导，不是任意波长的电磁波和任意波型都能传输的。其传输条件为，λ<λc。即工作波长λ必须小于临界波长λc, 临界波长只与波导的形状和尺寸有关。 （待续） |
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