微波谐振腔和加热腔的设计方法

微波谐振腔和加热腔的设计方法
微波谐振腔和加热腔的设计方法
吴 群
哈尔滨工业大学电子与通信工程系
哈尔滨市西大直街92号工大主楼336信箱(150001)
Tel:0451-6413504 Email:qwu@public.hr.hl.cn
摘要
本文采用ANSOFT电磁场软件包，以TE103单模微波加热腔设计和微波炉磁控管设计为
例，论述了计算机仿真的应用。利用计算仿真可清晰地分析在不同加热材料时腔内的场
分布关系以及耦合窗尺寸的优化设计，根据计算仿真结果可以更加精确设计腔体尺寸、
加热材料最佳位置和耦合窗尺寸。
关键词：谐振腔 微波能 加热 仿真
引言
在进行微波能应用的加热器设计中，要解决微波谐振腔内能量均匀分布[1][2]以及三
维电磁场的预测[3]，从而实现最优化设计。ANSOFT电磁场软件包(Maxwell
Eminice)是适用于各种复杂电磁场问题的分析和计算的商业化电磁场仿真软件，其算法
是采用有限元法，即建立在变分原理及区域剖分和插值基础上，根据变分原理求得与微
分方程边值问题等价的变分问题（通常是泛函求极值问题），然后通过分区插值把泛函
求极值问题化为一组多元线性代数方程求解。求解的关键步骤是实体造型、网格划分、
有限元数值解和后处理等几部分。经数据处理后，可给出模拟结构的场分布图的投影显
示或动画显示以及有关场解的距离/量值图。它具有强大的分析功能，设计者可通过对整
件的剖析计算，