小型低功率微波等離子炬以及柱形微波爐腔體仿真設(shè)計(jì).pdf

1、微波能是一種高頻電磁能，其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天、生活電器、科學(xué)研究等方面得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，一種利用微波能的微波點(diǎn)火器被大量研究應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中。該微波點(diǎn)火器取代傳統(tǒng)火花塞，可以達(dá)到節(jié)約能源、減少?gòu)U氣排放等目的。結(jié)合微波點(diǎn)火器的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和研究成果并分析其優(yōu)缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種小型低功率微波等離子炬裝置，該裝置能夠進(jìn)行頻率調(diào)諧而且在低功率激勵(lì)下能夠產(chǎn)生微波等離子炬點(diǎn)火；利用微波能加熱特點(diǎn)的微波爐是現(xiàn)今家庭廚房電器中

2、不可缺少的設(shè)備。相比傳統(tǒng)矩形微波爐，圓柱形腔體的空間利用率比較大。本文對(duì)圓柱形腔體微波爐模型進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)研究，旨在設(shè)計(jì)一種均勻性較好和空間利用率較高的圓柱形微波爐。本文設(shè)計(jì)主要分為以下兩個(gè)部分：
　　第一部分為小型低功率微波等離子炬裝置設(shè)計(jì)、加工及實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)典型的四分之一波長(zhǎng)同軸諧振腔進(jìn)行了模擬仿真，發(fā)現(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體直徑固定在2mm時(shí)的尖端電場(chǎng)比較小，因此采用外導(dǎo)體錐形漸變結(jié)構(gòu)來(lái)提高尖端電場(chǎng)。然后對(duì)諧振腔內(nèi)外導(dǎo)體尺寸、耦合結(jié)構(gòu)、開(kāi)口

3、大小、通氣孔位置以及調(diào)諧結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終確定模型后進(jìn)行了加工并測(cè)試了裝置的諧振頻率、S11參數(shù)和品質(zhì)因數(shù)。實(shí)物裝置的S11參數(shù)在2.4GHz—2.5GHz頻段內(nèi)都小于-12dB。而且隨著諧振頻率的升高，S11隨之減小，在2.5GHz頻點(diǎn)時(shí)達(dá)到最小值約-33dB，并且該頻段內(nèi)的腔體品質(zhì)因數(shù)在380左右。最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并在空氣中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，最終產(chǎn)生了微波等離子炬點(diǎn)火。
　　第二部分為圓柱形腔體的微波爐模型仿真設(shè)計(jì)。首先介紹