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浅谈微波炉的工作原理及应用
作者：马冠胜
来源：《读写算》2014年第35期
【摘要】微波炉是一种新兴的烹调灶具，很多人都在使用。但是人们多数并不知道微波炉的工作原理，也不清楚使用微波炉的时候需要注意哪些问题。本文介绍了微波炉的工作原理，以及微波炉使用的注意事项，最后还讲述了微波炉的一些使用技巧。
【关键词】微波炉微波加热震荡
随着社会科技水平的提高，人们生活水平的提升，微波炉已经越来越多的走进人们的家庭。那么微波炉的工作原理是什么？它又有哪些用途呢？今天，我们就一起来讨论下这个问题。
1 微波炉的工作原理
微波炉是一种现代化的电子烹调灶具，主要通过发射微波来使里面的食物加热。
微波炉由电源，磁控管，控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000V
高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。
微波是一种电磁波。微波是指波长为0.001m～1m的无线电波，其对应的频率为
30000MHz到300MHz。为了不干扰雷达和其他通信系统，微波炉的工作频率多选用915MHz 或2450MHz。当微波碰到金属会发生反射，因此金属不会吸收或传导微波；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但能透过，而且能量也会被吸收。微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极性分子的这种运动以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。由于微波炉烹饪时，热量是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。
需要注意的：微波炉只能蒸煮，不能烤。别说烤鸭了，就是烤白薯、烤馒头也不行。馒头被加热了，外皮也软了，而且常常是外皮没烤焦，馒头芯先烤焦了。为什么呢？烤白薯是靠热辐射来加热，热辐射主要靠红外线的辐射传播。热辐射的特点是不经过任何媒价物而直接传递，此外是由表及里。烤白薯时，外面先热，里边后热；外皮烤焦了，里边也烤熟了。但是微波炉内不是这样，微波炉内不产生热能，也不发生热传递，没有红外线。它是靠微波作为传递能量的媒介通过使食物内水分子摩擦生热来升温的，这种加热的方式可以使食物的内部和外表
电磁场与微波技术 080904 （一级学科：电子科学与技术） 本学科是电子科学与技术一级学科下属的二级学科，是1990年由国务院学位办批准的博士学位授予点，同时承担接收博士后研究人员的任务，2003年被批准为国防科工委委级重点学科点。本学科专业内容涉及电磁场理论、微波毫米波技术及其应用，主要领域包括电磁波的产生、传播、辐射、散射的理论和技术，微波和毫米波电路系统的理论、分析、仿真、设计及应用，以及环境电磁学、光电子学、电磁兼容等交叉学科内容。多年来在多种军事和国民经济应用的推动下，本学科在天线理论与技术、电磁散射与逆散射、电磁隐身技术、微波毫米波理论与技术、光电子技术、电磁兼容、计算电磁学与电磁仿真技术、微波毫米波系统工程与集成应用等方面的研究形成了鲜明的特色，取得了显著成果。其主要研究方向有： 1.计算电磁学及其应用：设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法；研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术：研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取；研究低相噪频率源技术，微波/毫米波单片集成电路设计，基于微机械（MEMS）的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用：研究电磁散射和逆散射算法，军事装备目标特性测试技术，隐身目标测试技术，目标散射中心三维成像技术；研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术：设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统；研究微波/毫米波测试技术；研究天线设计理论与技术。 一、培养目标 掌握坚实的电磁场与微波技术以及相应学科的基础理论，具有系统的专门知识，熟练应用计算机，掌握相应的实验技术，掌握一门外国语，学风端正，具备独立从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力，能胜任科研、生产单位和高等院校的研究、开发、教学或管理等工作。 二、课程设置
格兰仕微波炉的结构特点及原理常见故障及故障检修 微波炉作为现代厨房电器的新宠，越来越普及地走进干家万户。微波炉以其加热速度快，省电且无污染等特点，确实给人们的生活带来方便。目前市场上微波产品很多，但格兰仕微波炉一直是一枝独秀。 一、格兰仕微波炉型号的识别 二、微波炉结构特点和工作原理 微波炉主要由炉腔、炉门和控制电路等几部分组成。 3．控制电路：控制电路如图1所示，又分为低压电路，控制电路和高压电路三部分。 高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路，主要包括：磁控管、高压电容器c、高压变压器T、高压二极管D。磁控管是微波炉的心脏，微波能就是由它产生并发射出来的。它的工作需要很高的脉动直流阳极电压和约3～4V的灯丝电压。由高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工作电压。 高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为低压，电路(也包括了控制电路)主要包括：保险管Fu、热断路器保护开关sw6、sw7、联锁开关swl～sw3、照明灯、定时器及功率分配器开关sw4、sw5、转盘电机M3和风扇电机M2等。 转盘电机与风扇电机为同步电机，即微波炉工作时转盘电机转动并带动玻璃转盘，风扇电机也同步转动，对磁控管及其它主要部件进行冷却。 三、并非微波炉故障的判别 对于微波炉在使用过程中出现的一些现象，有的用户因为对微波炉不太了解，常容易误认为微波炉出了故障。 1．跳闸 微波炉整机的功耗大，整个启动过程要比一般家电时间长，所以启动时的耗电为微波炉输入功率的5～6倍。微波炉的启动电流高时可达7A，工作电流在5A左右。而有的家庭配备的保护闸容量有限或敏感度过高，常因微波炉启动时的电流冲击而出现跳闸，因此最好应配备l0A以上的保护闸。另外，在使用微波炉加热食品时，最好不要同时打开电饭锅之类的大功率用电器具。 2．感觉声音大 微波炉工作时的声音主要来自风扇，而风痢转速的高低和声音的大小成正比。格兰仕微波炉采用高转速风扇电机，以提高对主机的冷却效果，延长磁控管及主机的使用寿命。由此可见，工作时只要声音平稳，没有杂音就是正常的。 3．机械式程控器微波炉工作时有间断的响声 微波炉的火力调整是通过继电器的间断工作来控制的，使磁控管有规则的间断工作，从而达到减小火力的目的。高火则是连续地产生高压，所以微波炉在高火以上的火力位置工作时，会出现有规律的声响，这也是一种正常现象。 4．微波炉工作时有漏风、漏光 根据微波具有的直线性和遇金属的折返性以及在均匀缝隙和均匀网孔的屏蔽特点，在微波炉生产过程中，门和腔体的结全缝隙，并不是控制得越小越好，而只要间隙在规定围，门四周的缝隙越均匀越好。这能使微波在腔体得到绝对的屏蔽。鉴于以上因素，由于冷却风扇的风压，有少量的风和光从结构缝中泄出是完全正常的。 四、常见故障的排除。 1．启动“三无”(无灯亮、无声音、无微波发射) 这一种现象往往是由多种原因造成的。首先检查电源插头与插座是否接触不良，如不是电源问题则检查下列几项容。(1)8A保险丝是否熔断，如是则调换新保险丝；(2)监控开关断不开，造成短路；(3)联锁开关未闭合或门钩断损而不能接触到联锁开关；(4)变压器初、次级
一、选择题（共10题，每小题2分，共20分） （选择题答案务必填写在下表中！！！） 1．以下_____传输线的主模不是横电磁波。 A.同轴线 B. 双导体 C.带状线 D . 矩形波导 2．微波传输线反射系数的取值范围是_____。 A.[0 1] B . [-1 1] C.[0 +∞] D. [-∞ +∞] 3．对无耗传输线，_____下，终端反射系数l Γ=1。 A.行波状态 B .纯驻波状态 C.行驻波状态 D.故障状态 4．使用/4λ阻抗变换器实现终端匹配的前提是，终端负载必须为_____。 A.容性阻抗 B.感性阻抗 C .纯电阻 D. 复数阻抗 5．以下_____选项不是Smith 阻抗圆图的组成部分。 A. 归一化电阻圆 B. 归一化电抗圆 C.反射系数圆 D . 驻波比圆图 6．截面尺寸为(/2)a b b a ?<的矩形波导，10TE 波在其中传播的条件为_____。(注：0λ为工作波长) A. 00a λ<< B. 022b a λ<< C . 02a a λ<< D. 02a λ> 7．在任何微波电路中都可以被测量的物理量是_____。 A ．阻抗 B ．导纳 C ．驻波比 D ．反射系数 8．微波网络分析中，某端口等效电压()U z 的归一化形式为_____。 电子科技大学中山学院考试试卷 课程名称: 微波技术与天线 试卷类型： B 卷 2015 —2016 学年第 1 学期 期末 考试 考试方式： 闭卷 拟题人： 王桓 日期：2015.12.22 审 题 人： 学 院： 电子信息学院 班 级： 学 号： 姓 名： 提示：考试作弊将取消该课程在校期间的所有补考资格，作结业处理，不能正常毕业和授位，请诚信应考。
微波炉工作原理 普通的微波炉能将电源插座输出的220V电压提升到3,000V以上，在一两分钟内安全地烹饪好食物。而且，我们还能通过透明的炉门观看食物烹饪过程。 微波炉的关键部件是磁控管（magnetron）。这个名字听起来像是某部科幻电影中的军事装备——这种先进真空管所产生的微波确实威力巨大，足够用于军用雷达（这也是研制磁控管的最初目的）。 微波炉不是用火焰或线圈产生的热量从外部加热食物，而是让微波穿透食物，水分子存在于大多数食物中。水分子的“两端”分别带有正电荷和负电荷。电场会使水分子的正电荷端指向同一个方向。微波电场的正、负极方向每秒钟转换49亿次，水分子也不停地随之转换方向。随着水分子不断转向，彼此发生碰撞，相互摩擦进而产生热量。陶瓷和玻璃容器中不含水分，因而不会发热，但变热的食物会通过热传导使它们变热。 变压器、二极管和电容器将民用电从220V提升到3,000V以上，通过导线将高压电送往磁控管。磁控管产生微波，微波由天线送出，经由波导管（waveguide）进入炉腔，炉腔的金
属腔壁不断反射微波。旋转的玻璃托盘会让食物均匀受热。一些型号的微波炉中没有玻璃托盘，但波导管端部有一个旋转小叶片，它能将微波完全散布开。 高压电被传送到阴极灯丝。灯丝变热后便会发射出电子，这些电子被外围带正电的阳极板吸引。一些大磁铁块施加的磁场使向外流动的电子云旋转。在旋转的过程中，电子云形成轮辐
状，从阳极板之间的每一个空腔中穿过。移动着的电子云“轮辐”将负电荷传递给空腔，此后负电荷又会在下一个“轮辐”到达之前流出空腔。负电荷的反复增减在空腔内产生出2.45千兆赫兹的振荡电磁场。磁控管上的天线以这一频率发生谐振，从其顶部尖端发射出微波——这和无线电传输天线的原理几乎一模一样。 微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其他各种炉灶的热效率无法与它相比。
工业微波技术原理及其主要特点 地点:微朗科技微波实验室 单位:株洲市微朗科技有限公司 时间:2008-07-10 声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究. 微波加热主要特点： 1、加热迅速 微波加热与传统的加热方式不同，不需热传导过程，它是使被加热物料本身成为加热体，因此即使是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到加热温度。 2、均匀 无论物体各部位形状如何，它是使物料表里表里同时均匀渗透电磁波而产生热能，不受物体形状限制，所以加热更均匀，不会出现外焦内生的现象 3、节能高效 由于含有水份的物质极易吸收微波而发热，因此，除少量的传输损耗外几乎无其它损耗。微波加热与远红外加热相比，节约能源1/3以上。 4、防霉杀菌，不破坏物料营养成分 微波加热具有热力效应和生物效应，因此，能在较低温度下杀死霉菌和细菌；传统加热方式加热时间较长，造成营养成分损失较大，而微波加热迅速，能最大限度地保存物料的活
性和食品中的营养成份。 5、工艺先进，可连续生产 只要控制微波功率即可实现加热或终止。应用PLC人机界面可进行加热工艺过程规范的可编程自动化控制，它有完善的传送系统，可确保连续化生产，节省劳力。 6、安全无害 微波是控制在金属制成的加热室内工作，微波泄漏被有效抑制，不存在放射线危害及有害气体的排放，不产生余热和粉尘污染，极不污染实物也不污染环境。 微波加热原理： 波是频率从300MHz～300GMHz的电磁波，其方向和大小随时间作周期性变化。微波与物料直接作用，将超高频电磁波转化为热能的过程即为微波加热过程。水是强烈吸收微波的物质，物料中的水分子是极性分子，在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化，915MHz的微波可使水分子每秒运动18.3亿次，致使分子急剧磨擦、碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到微波加热目的 微波杀菌机理： 微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性，使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡；生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细菌结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。此外，决定细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸（RNA）和脱氧核糖酸（DNA），是由若干氢键紧密连接而成的卷曲形大分子。足够强的微波场可以导致氢键松驰、断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变，甚至断裂。
题目:简论微波谐振器件 姓名:陆昌佳学号20091120242 专业:通信工程 目录： 一、…………………………摘要 二、…………………………关键词 三、…………………………正文 1、微波元器件的简单介绍 2、微波元器件常见种类 3、矩形和圆柱形谐振腔基本参数的计算 4、参考书目
一、摘要：微波谐振器件是根据微波频率的特点从LC回路演变而来的,通过对微波谐振器件的研究,我们可以通过谐振器件各个参数更进一步的了解和认识其特点，从而更好的使用微波谐振器件、最大程度的发挥它在通信系统中的作用。以下我将对矩形谐振腔做简要计算分析，得到其谐振频率和品质因素f。和Q。，并将其和圆柱微波谐振腔的基本参数作比较，从而更进一步为通信事业服务. 二、关键词：谐振频率品质因素 三、微波元器件简单介绍：在低频电路中, 谐振回路是一种基本元 件, 它是由电感和电容串联或并联而成, 在振荡器中作为振荡回路，用以控制振荡器的频率; 在放大器中用作谐振回路; 在带通或带阻滤波器中作为选频元件等。在微波频率上, 也有上述功能的器件, 这就是微波谐振器件, 它的结构是根据微波频率的特点从LC回路演变而成的。微波谐振器一般有传输线型谐振器和非传输线谐振器两大类, 传输线型谐振器是一段由两端短路或开路的微波导行系统构成的, 如金属空腔谐振器、同轴线谐振器和微带谐振器等 四、常见谐振腔：
五、正文：谐振在通信系统中起着举足轻重的作用，以最简单的收音机为例，我们都知道收音机在接收电磁波信号时，只有谐收音机频率和空中的电磁波频率相等才能接收到音频信号即谐振。而谐振的直接决定因素在于谐振器件，对谐振器件的研究可从其基本参数谐振频率和品质因素入手。
第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？
（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？
微波技术在各领域的应用 发布来源：三乐微波发布时间：2014/5/30 8:57:00 一、微波原理 微波是指波长在1mm~1000mm、频率在300MHz-300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波和短波相比来说，要“微小”得多，所以称之为“微波”。 微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断的得到发展和应用，19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究，仅证实了麦克斯韦的一个预言—电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12.5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个语言—电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，有提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造除了第一台微波雷达，工作波长在10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行了探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不进系统研究了微波技术的传输理论，而且向着多方面的应用发展，并且一直在不断的完善，我国开始研究和利用微波技术实在20世界70年代初期，首先在连续波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。此后我国在微波领域迅速发展，80年代我公司生产出中国第一台微波炉，到目前为
微波技术与天线基础总复习题 一、填空题 1、微波是一般指频率从 至 范围内的电磁波，其相应的波长从 至 。并 划为 四个波段；从电子学和物理学的观点看，微波有 、 、 、 、 等 重要特点。 2、无耗传输线上的三种工作状态分别为： 、 、 。 3、传输线几个重要的参数： （1） 波阻抗： ；介质的固有波阻抗为 。 （2） 特性阻抗： ，或 ，Z 0=++ I U 其表达式为Z 0= ,是一个复数； 其倒数为传输线的 . （3） 输入阻抗（分布参数阻抗）： ,即Z in (d)= 。传输线输入阻抗的 特点是： a) b) c) d) （4） 传播常数： （5） 反射系数： （6） 驻波系数： （7） 无耗线在行波状态的条件是： ；工作在驻波状态的条件是： ；工作在行驻波状态的条件是： 。 （8） 无耗传输线的特性阻抗0Z = , 输入阻抗具有 周期性，传输 线上电压与电流反射系数关系 ，驻波比和放射系数关系 。 4、负载获得最大输出功率时，负载Z 0与源阻抗Z g 间关系： 。 5、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 。 6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 和 问题的一类曲线坐标 图，图上有两组坐标线，即归一化阻抗或导纳的 的等值线簇与反 射系数的 等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻 抗圆图或导纳圆图。阻抗圆图上的等值线分别标有 ， 而 和 ，并没有在圆图上表示出来。导纳圆图可 以通过对 旋转180°得到。阻抗圆图的实轴左半部和右半
部的刻度分别表示或和或。圆图上的电刻度表示，图上0~180°是表示。 7、Smith圆图与实轴右边的交点为点。Smith圆图实轴上的点代表点，左半轴上的点为电压波点，右半轴上的点为电压波点。在传输线上电源向负载方向移动时，对应在圆图上应旋转。 8、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施，阻抗匹配主要包括三个方面的问题，它们是：（1）；（2）；（3）。 9、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 10、矩形波导的的主模是模，导模传输条件是，其中截止频率为，TE10模矩形波导的等效阻抗为，矩形波导保证只传输主模的条件是。 11、矩形波导的管壁电流的特点是：（1）、（2）、（3）。 12、模式简并现象是指， 主模也称基模，其定义是。单模波导是指；多模传输是。 13、圆波导中的主模为，轴对称模为，低损耗模为。 微带线的特性阻抗随着w/h的增大而。相同尺寸的条件下，εr越大, 特性阻抗越 14、微波元器件按其变换性质可分为、、三大类。 15、将由不均匀性引起的传输特性的变化归结为等效。 16、任意具有两个端口的微波元件均可看做为。 17、[Z]矩阵中的各个阻抗参数必须使用法测量； [Y]矩阵中的各参数必须用法测量； 18、同一双端口网络的阻抗矩阵[Z]和导纳矩阵[Y]关系是。 19、多口网络[S]矩阵的性质：网络互易有，网络无耗有，网络对称时有 .
第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。
射频与微波技术原理及应用培训教材 华东师范大学微波研究所 一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。 电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。 由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时，有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。 二、传输线理论 传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基
础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法 低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。 射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U、电流I转化为频率f、功率P、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。 由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”。具体内容包括： (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线； (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络； (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解 传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。 以传输TEM模的均匀传输线作为模型，如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ)，其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点，向波源方向为正方向。 图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路，有
论文题目：微波加热技术综述 姓名：许琦 学号：20087315 专业：食品科学与工程 班级：0 8 级 指导老师：吴伟老师 日期：2011年6月9日
微波加热技术综述 20087315 08食品科学与工程1班许琦 摘要：本文介绍了微波加热的基本原理、特点，以及在食品加工中的应用。并指出了微波加热技术中亟待解决的问题。 关键词：微波加热；原理；特点；应用 Abstract : The paper introduced basic principles, characteristics and application in food processing of microwave heating.The issues of microwave heating technology that need to be resolved are pointed out. Key words : microwave heating;principles;characteristics; applications 微波技术首先应用于通信、广播、电视技术中。在这些领域里，微波作为一种信息或信息的载体被利用。在微波通信工程的数十年应用中，发现始终伴随有一种会引起微波能损耗、需要设法防止和消除的有害因素——热效应。直到六十年代末，微波能终于被作为一种能源来加以利用，进行加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等。工业项目上首创是在食品工业方面，而家用微波炉的出现更进一步扩大了微波加热技术的应用领域。现在，微波加热作为一项新技术已受到各学科领域的高度重视和应用开发[1]。 微波加热的的基本原理 微波是指波长为0.001~1m频率在300 MHz~300GHz之间的电磁波。当处于微波场中的物质含有微波吸收介质时[1]，物质能吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温，达到自身加热的目的。这种加热方式称为微波加热。 微波加热是一种全新的热能技术，与传统加热不同，微波加热不需要外部热源，而是向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其偶极子（一端带正电，另一端带负电的分子[2]）运动，使之相互碰撞、摩擦而生热[1]。传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料内部，热量总是由表及里传递进行加热物料，物料中不可避免地存在温度梯度，故加热的物料不均匀，致使物料
摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.
微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设
微波技术习题 思考题 1.1 什么是微波？微波有什么特点？ 1.2 试举出在日常生活中微波应用的例子。 1.3 微波波段是怎样划分的？ 1.4 简述微波技术未来的发展状况。 2.1何谓分布参数？何谓均匀无损耗传输线？ 2.2 传输线长度为10cm，当信号频率为9375MHz时，此传输线属长线还是短线？ 2.3传输线长度为10cm，当信号频率为150KHz时，此传输线属长线还是短线？ 2.4传输线特性阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义是什么？ 2.5什么是反射系数、驻波系数和行波系数？ 2.6传输线有哪几种工作状态？相应的条件是什么？有什么特点？ 3.1何谓矩形波导？矩形波导传输哪些模式？ 3.2何谓圆波导？圆波导传输哪些模式？？ 3.3矩形波导单模传输的条件是什么？ 3.4何谓带状线？带状线传输哪些模式？ 3.5何谓微带线？微带线传输哪些模式？ 3.6 何谓截止波长？何谓简并模？工作波长大于或小于截止波长，电磁波的特性有何不同？ 3.7 矩形波导TE10模的场分布有何特点？ 3.8何谓同轴线？传输哪些模式？ 3.9为什么波导具有高通滤波器的特性？ 3.10 TE波、TM波的特点是什么？ 3.11何谓波的色散？ 3.12任何定义波导的波阻抗？分别写出TE波、TM波波阻抗与TEM波波阻抗之间的关系式。 4.1为什么微波网络方法是研究微波电路的重要手段？ 4.2微波网络与低频网络相比有哪些异同？ 4.3网络参考面选择的要求有什么？
4.4表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系？ 4.5二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？ 4.6微波网络工作特性参量与网络参量有何关系？ 4.7常用的微波网络有哪些？对应的网络特性参量是什么？ 4.8微波网络的信号流图是什么？简要概述信号流图化简法则有哪些？ 5.1试述旋转式移相器的工作原理，并说明其特点。 5.2试分别叙述矩形波导中的接触式和抗流式接头的特点。 5.3试从物理概念上定性地说明：阶梯式阻抗变换器为何能使传输线得到较好的匹配。 5.4在矩形波导中，两个带有抗流槽的法兰盘是否可以对接使用? 5.5微波元件中的不连续性的作用和影响是什么? 5.6利用矩形波导可以构成什么性质的滤波器? 5.7试说明空腔谐振器具有多谐性，采用哪些措施可以使腔体工作于一种模式? 5.8欲用空腔谐振器测介质材料的相对介电常数，试简述其基本原理和方法。 6.1什么是双极晶体管和场效应晶体管？各有什么优缺点？ 6.2如何判断微波晶体管放大器的稳定性？ 6.3设计小信号微波晶体管放大器依据的主要技术指标有哪些？ 6.4什么是单向化设计？单向化设计优点是什么？ 6.5什么是混频二极管的净变频损耗？如何降低这种损耗？ 6.6什么是混频二极管的寄生参量损耗？如何减小这种损耗？ 6.7 什么是负阻效应？ 6.8简述负阻型微波振荡器起振条件、平衡条件和稳定条件？
微波炉的工作原理： 微波炉的工作原理：1946年，斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会，他发现微波溶化了糖果。事实证明，微波辐射能引起食物内部的分子振动，从而产生热量。1947年，第一台微波炉问世。 顾名思义，微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，而且还很有"个性"，微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被吸收。微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm 深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其它各种炉灶的热效率无法与它相比。 而微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C一点都不损失。另外，微波还可以消毒杀菌。 使用微波炉时，应注意不要空"烧"，因为空"烧"时，微波的能量无法被吸收，这样很容易损坏磁控管。另外，人体组织是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打开炉门，提取食物。 使用微波炉的9个禁忌 1.忌用普通塑料容器：一是热的食物会使塑料容器变形，二是普通塑料会放出有毒物质，污染食物，危害人体健康。使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热， 2.忌用金属器皿：因为放入炉内的铁、铝、不锈钢、搪瓷等器皿，微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体又加热不熟食物。 3.忌使用封闭容器：加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内压力过高，易引起爆破事故。即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂、飞溅弄脏炉壁，或者溅出伤人。 4.忌超时加热：食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒。 5.忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热：因为在半熟的食品中细菌仍会生长，第二次再用微波炉加热时，由于时间短，不可能将细菌全杀死。冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻，然后再加热为熟食。 6.忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类：因为肉类在微波炉中解冻后，实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁殖的，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死。已用微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟。 7.忌油炸食品：因高温油会发生飞溅导致火灾。如万一不慎引起炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开门降温。 8.忌将微炉置于卧室，同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅。 9.忌长时间在微波炉前工作：开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少在1米之外。 如何清除微波炉顽垢 微波炉用过后若不随即擦拭，很容易在内部结成油垢，所以只好用特别的招数除垢：将一个装有热水的容器放入微波炉内热两三分钟，让微波炉内充满蒸气，这样可使顽垢因饱含水分而变得松软，容易去除。 清洁时，用中性清洁剂的稀释水先擦一遍，再分别用清水洗过的抹布和干抹布作最后的清洁，如果仍不能将顽垢除掉，可以利用塑料卡片之类来刮除，千万不能用金属片刮，以免伤及内部。最后，别忘了将微波炉门打开，让内部彻底风干。 16、电磁炉必须配用铁制、不锈钢或搪瓷平底锅。电磁灶不能使用诸如玻璃、铝、铜等非铁磁性物质的锅具容器加热食品（这些非铁磁性物质是不会升温的）。且使用的铁制、不锈钢或搪瓷锅具底部直径不得小于12cm，底部凹凸不得大于2mm。（部分双层复合底锅不适用于电磁炉，购置时应注意。）
微波干燥法：是通过微波加热原理使物料内部水分加热蒸发得到干燥效果的一种干燥方式。如果物料的初始含水率很高，物料内部的压力非常快地升高，则水分可能在压力梯度的作用下从物料中排除。微波干燥过程中，温度梯度、传热和蒸汽压迁移方向均一致，从而大大改善了干燥过程中的水分迁移条件，当然要优于常规干燥。同时由于压力迁移动力的存在，使微波干燥具有由内向外的干燥特点。即对物料整体而言，将是物料内层首先干燥，这就克服了在常规干燥中因物料外层微波干燥原理： 原理 微波是一种波长极短的电磁波，波长在1mm到1m之间，其相应频率在300GHz至300MHz之间。为了防止微波对无线电通信、广播和雷达的干扰，国际上规定用于微波加热和微波干燥的频率有四段，分别为：L段，频率为890～940MHz，中心波长330mm；S段，频率为2400～2500MHz，中心波长为122mm；C段，频率为5725～5875MHz，中心波长为52mm；K段，频率为22000～22250MHz，中心波长8mm。家用微波炉中仅用L段和S段。 微波是在电真空器件或半导体器件上通以直流电或50Hz的交流电，利用电子在磁场中作特殊运动来获得的。这种运动可以简单的这样来解释一下：介质从电结构看，一类分子叫无极分子电介质，另一类叫有极分子电介质。在一般情况下，它们都呈无规则排列，如果把它们置于交变的电场之中，这些介质的极性分子取向也随着电场的极性变化而变化，这就叫做极化。外加电场越强，极化作用也就越强，外加电场极性变化得越快，极化得也越快，分子的热运动和相邻分子之间的摩擦作用也就越剧烈。在此过程中即完成了电磁能向热能的转换，当被加热物质放在微波场中时，其极性分子随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动、摩擦，产生的热量足以使物料在很短的时间内达到热干的目的。 微波是指波长在lmm一lm，也即频率在300--300000 MHz之间的电磁波。微波干燥利用磁场方向的高频转变，使极性分子产生运动和摩擦，从而产生热量。其原理如图1所示。和传统干燥方式不同，微波干燥时物体本身成为发热体，并且热传导方向与水分扩散方向相同。 微波陶瓷干燥设备编辑 定义 常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽干燥等都是利用热传导的原理，将热量从被加热物外部传导入内部，逐步的使物体中心温度升高，称之为外部加热。要使中心部位达到所需的温度需要一定的时间，导热性较差的物体所需时间就更长。而微波能的干燥特点，微波能可
非统考专业介绍：电磁场与微波技术 一、专业介绍 电磁场与微波技术隶属于电子科学与技术一级学科。 1、研究方向 目前，各大院校与电磁场与微波技术专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以西安电子科技大学为例，该专业研究方向有： 01电磁兼容、电磁逆问题、计算微波与计算电磁学 04计算电磁学、智能天线、射频识别 07宽带天线、电磁散射与隐身技术 08卫星通信、无线通信、智能天线、信号处理 09天线理论与工程及测量、新型天线 10电磁散射与微波成像 11天线CAD、工程与测量 13移动卫星通信天线 14天线理论与工程 16电磁散射与隐身技术 17电磁兼容、微波测量、信号完整性分析 20移动通信中的相控阵、共形相控阵天线技术 21计算微波与计算电磁学、微波通信、天线工程、电磁兼容 22电阻抗成像、电磁兼容、非线性电磁学 23天线工程与CAD、微波射频识别技术、微波电路与器件 24电磁场、微波技术与天线电磁兼容 25天线测量技术与伺服控制 26天线理论与工程技术 27天线近远场测试技术及应用、无线网络通讯技术 28天线工程及数值计算 29微波电路与微波工程 30近场辐射及散射测量理论与技术 31微波系统和器件设计、电磁场数值计算 32电磁新材料、计算电磁学、电磁兼容 33计算电磁学、电磁兼容、人工合成新材料 34计算电磁学 35电磁隐身技术、天线理论与工程 36宽带小型化天线及电磁场数值计算 37射频识别、多天线技术 38天线和微波器件的宽带设计、小型化设计 2、培养目标 本专业培养德、智、体全面发展，在电磁信号（高频、微波、光波等）的产生、交换、发射、传输、传播、散射及接收等有关的理论与技术和信息（图像、语音、数据等）的获取、处理及传输的理论与技术两大方面具有坚实的理论基础和实验技能，了解本学科发展前沿和动态，具有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次人才。 3、专业特色