微波加熱腔體的電磁分布研究與仿真分析.pdf

1、微波加熱技術是近些年來快速發(fā)展的一種新型加熱技術，與傳統(tǒng)加熱技術相比，它具有即時性、高效性、選擇性加熱、環(huán)保無危害等特點。為了能夠更好利用微波加熱技術，需要設計出功率密度高和場均勻性良好的微波加熱腔體，以及掌握微波加熱過程中腔體內電磁場分布情況。本文就腔體的電磁計算，以及使用仿真軟件對影響腔體場分布以及負載加熱效率的因素進行仿真分析，為設計腔體以及微波加熱應用提供參考。主要研究內容歸納如下：
　　首先，基于應用較為廣泛的時域有限差

2、分法(FDTD)為計算方法，采用兩種不同邊界條件PEC和PML計算矩形腔體內的電磁分布。求解結果表明PML邊界條件具有較小的反射，而PEC邊界條件具有較強反射，反射回來的電磁波與激勵源產生的電磁波相耦合。以PEC為邊界條件的對求解金屬制造腔體內電磁場分布比較適合。
　　其次，使用CST仿真軟件對影響多源微波加熱腔體場分布的因素進行仿真分析。仿真結果表明，多激勵源能夠改善腔體場分布的均勻性和功率密度，采用正交開口方向可以減弱激勵源間

3、的耦合，激勵源間的分布對腔體內場分布具有較大的影響，并對激勵源間的距離進行了優(yōu)化。
　　最后，針對負載介電特性對腔體場分布以及加熱效率的影響進行研究。加入負載后腔體內的電磁場分布發(fā)生較大的變化，不同負載影響也不同。介電常數(shù)變化對負載吸收微波能力影響不大，主要影響腔體內電場的分布，介電常數(shù)大的，腔體電場值較大。損耗正切超過一定范圍后，負載吸收微波能力隨著損耗正切增大而減小，它對腔體電場分布均勻性影響很小。負載吸收微波能力與微波頻率整