HFSS仿真微波炉玻璃盘匹配的文献综述
摘要：研究应用HFSS仿真微波炉电场分布说明玻璃盘对微波炉匹配的影响。对比微波炉有无玻璃盘以及更换玻璃盘进行仿真实验证明玻璃盘对微波炉的重要性。利用HFSS软件，分析输出功率和效率的规律。
关键词：微波炉；玻璃盘；匹配；HFSS仿真
引言：年来，随着计算机仿真软件HFSS在众多领域的应用，有些厂商已经开始考虑运用仿真技术设计微波炉，期望避免“设计-试制-校正”这种旧设计制造模式的弊端，提高设计水平。电磁场仿真应用于微波炉设计，主要为了改善阻抗匹配，或增加电磁场分布均匀性。在很多文献中已经提出过利用HFSS设计微波炉腔体结构或者耦合窗来研究微波炉的匹配性能，而没有对微波炉内体积不小的玻璃盘进行仿真研究其对微波炉的匹配影响。微波炉在设计生产过程中，会出现很多阻抗匹配不良引起的问题，任何引起匹配不良的因素都应该探究，需要通过实验验证，理论、仿真与实验紧密结合。
正文：1.微波场中介质吸收微波理论
微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热，微波加热的一个基本条件是物料本身要吸收微波。在微波加热中介质发热程度与微波频率、电场强度、介质自身的介电常数和介质损耗正切值等参数有关。频率为2458MHz，就会出现每秒24.58times;108次交变，分子间就会产生激烈的摩擦。在这一微观过程中，微波能量转化为介质内的热量，使介质温度呈现为宏观上的升高。
采用微波加热具有加热速度快、热量损失小、操作方便等特点，既可以缩短工艺时间、提高生产率、降低成本，又可以提高产品质量。
- 波导系统和耦合窗的耦合原理
微波能量是通过波导系统进入谐振腔的。波导尺寸不同，耦合窗的形状不同，波导的激励位置就不同。这一方面影响磁控管输出和微波炉腔体的阻抗匹配，另一方面会在谐振腔内引发不同的模式分布，而不同的模式分布又会造成不同的电磁场的强弱分布状态。一般在加载情况下反射要小，S11应靠近Polar图的坐标原点；而在空载时反射要相对较大，但不能过大，否则会引起磁控管输出部位和耦合窗附近打火。
- 玻璃盘对微波炉内电场分布的影响
转盘微波炉腔体内配有玻璃盘，玻璃盘位于腔体底部。在空载状态下，玻璃盘是在微波炉内的主要介质，会吸收一部分的微波，其对腔体内电场分布有一定的影响，那么影响程度是怎样的呢？下面将微波炉空载时，腔体内有无玻璃盘进行仿真对比研究。有玻璃盘时，驻波比在中心频率2.458GHz时为8左右，而无玻璃盘时达到了53左右，远大于有玻璃盘的驻波比，这是因为玻璃盘会吸收一部分微波使反射波减少所致。靠腔体底部的电场分布，有玻璃盘和无玻璃盘时腔体电场分布有很大的差异。将电场强度最大值调为1200V/m，可看出有玻璃盘的电场强度比无玻璃盘时大，这是驻波比减小，大部分能量馈入到腔体内的体现。有玻璃盘时，驻波比、腔体的电场分布与无玻璃盘时截然不同，这说明了玻璃盘对微波炉腔体内的电场分布影响较大，不容忽视。
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