CN111432514A - 一种模块化周期加载微波加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块化周期加载微波加热设备，包括若干馈入模块、加载模块、平板模块和侧板模块。通过加载模块上设置的加载体构成二维阵列结构，在通道中在工作频率附近实现宽带带阻特性，从而实现不同馈入传输线之间的隔离，使我们能够通过调配器匹配每根馈入传输线大大提高加热效率。通过沿Z方向设置沿X方向依次错开的多排馈入传输线，实现横向加热的均匀性。在一定的工作频率，这些模块可作为标准件采用开模铸造方式低成本批量生产，拼接组装出各种规格的微波加热设备。本发明可以实现功能多样、性价比高的微波加热设备，大规模地用于各种加热，特别是低湿度低吸收材料的高温高效率加热中。

Description

一种模块化周期加载微波加热设备

技术领域

本发明涉及低成本均匀微波加热领域，具体地说，涉及一种模块化周期加载微波加热设备。

背景技术

微波能加热可以用于代替各种传统加热方式。微波加热设备利用微波能加热各种非金属材料，包括但不限于木材、粮食、种子、药材、调料、乳制品等。在微波化学领域，微波能被用于加快各种化学反应。微波能还被用于纳米材料、人造金刚石等各种新材料的生产。

传统加热，由于热量通过被加热材料外部向其内部传导，属于表面加热，其中的被加热材料内外温度不均匀。微波能加热，由于微波与被加热材料之间的相互作用导致被加热材料中极性分子的阻尼振动产生热量，属于体加热，其中的被加热材料内外同时加热。因此，微波能加热可以实现更均匀的加热。

但是在加热腔之类的任何空腔内，电磁波将以该空腔的各种固有模式以共振的驻波形式存在，导致空间某些固定位置处的电场的幅值为最大，另一些固定位置处电场的幅值又很小。这些电场集中处之间的距离为微波的工作波长的一半左右。因此，在2450MHz的典型微波能应用频率，被加热材料在62毫米左右的尺度上很不均匀。

普通的微波炉的加热腔的尺寸是工作波长的3～5倍。工业微波加热设备中的大型加热腔的尺寸是工作波长的20～300倍。在这些加热腔中在一定工作频率可以激励起来的谐振模式数为几个到几百个。为数众多的谐振模式的任意叠加可能在加热腔的某些位置产生远大于其它位置的电场强度，严重破坏加热的均匀性。为了解决微波能加热的均匀性问题，国际国内的技术人员进行了不懈的努力。人们试图通过增加微波馈口数目，改变馈口形状，改变微波馈口在加热腔外表面上的位置，或者改变微波馈口中电场的极化方向，或者同时改变上述四个变量，从而改善加热的均匀性。但是，到目前为止，由于微波加热均匀性问题的高度复杂性，整个微波界在该领域的理论工作非常欠缺，三维电磁仿真模拟也因为计算量巨大而难以完成。因此微波炉，特别是大型微波加热设备中加热的均匀性问题一直没有得到很好的解决。

出于成本上的考虑，价格昂贵的大功率固态源仅在某些高附加值的微波加热设备中得到了小批量、尝试性的应用，微波能应用中的主要微波源仍然是磁控管。目前，在2450MHz频率，输出功率在1kW左右的单只磁控管及其电源的市场价格在一千元左右，而功率为10kW的同频段单只磁控管的市场价格在5万元左右。在915MHz，单只磁控管的典型输出功率为75kW，整套能源系统的市场价格在100万元左右。因此，从单位功率成本方面来看，小型磁控管占有明显优势。

但是，大型微波加热设备一般需要几十到几百个1kW功率的小型磁控管。多个磁控管应用到大型微波加热设备除了前述的均匀性差的问题之外，还存在加热效率低的问题。由于各磁控管之间的微波是独立不相干的，在某一磁控管向加热设备的馈入口处，其它所有的磁控管产生的能量都可能通过加热设备的加热腔和该馈入口向该磁控管“反灌”。这些能量不仅没有被充分利用，而且可能严重影响该磁控管的工作状态，甚至烧毁该磁控管。微波加热的低能量效率和磁控管的损坏是目前普通微波能应用设备中除加热均匀性差之外的另一个突出问题。在低损耗、低湿度材料的加热方面，这个问题更加突出。

一般工业微波加热设备，特别是工业用大型微波加热设备的体积都比较大，其制造需要采用大型加工设备。因此，目前工业微波加热设备制造成本一般都很高，进一步限制了微波能在各工业行业的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化周期加载微波加热设备。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种模块化周期加载微波加热设备，包括至少一个馈入模块和至少一个加载模块；所述馈入模块包括至少一条馈入传输线和至少一张馈入平板；所述馈入传输线穿过所述馈入平板；所述加载模块包括至少一张加载平板，沿X方向和沿Z 方向布置的至少3列，至少3排加载体；所述加载体只在Y方向或在-Y方向与所述加载平板接触；所有的所述馈入平板、加载平板和加载体的材料都为金属。根据应用的不同，所述加载体可以多达100列～10000排。

一般来讲，所述馈入传输线为矩形波导,其中的工作模式为TE10模式,所述矩形波导中的微波的电场方向与X方向平行。这种设计，保证了馈入所述模块化周期加载微波加热设备中的微波电场在各馈口附近在X方向的均匀分布。这种安排是实现所述模块化周期加载微波加热设备的整体均匀加热的关键之一。

所述馈入传输线也可以为同轴线或其它类型的传输线，但在加热均匀性方面，矩形波导是馈入传输线的较佳选择。

在某些情况下，比如当一个微波源的功率太大，我们希望适当降低馈入传输线的馈口处的功率密度时，在至少一张所述馈入平板和所述馈入传输线之间设置有一只功分器；所述功分器为两路功分器或多路功分器。所述功分器的路数越多，馈口处的功率密度越小，同时一根馈入传输线输入的微波在XZ平面上的有效加热面积也越大。

为了在所述模块化周期加载微波加热设备的工作频率附近实现较宽带宽的阻带，防止微波在所述模块化周期加载微波加热设备中传播，在X方向和在Z 方向相邻的所述加载体的轴线之间的间距为工作波长的0.15～0.35倍。同时，所述加载体在Y方向的高度为工作波长的0.15～0.35倍。

所述加载体为轴线平行Y方向的横截面为圆形或正多边形的柱体；所述正多边形的边的数目大于等于3。其中，以圆柱体和正方形柱体为最佳。

同时，在所述加载体的底端附近在加载平板内可以设置有凹槽；所述凹槽 4B环绕所述加载体。进一步地，在所述加载体的顶端还可以设置加载头；所述加载头在Y方向的投影包括与之连接的所述加载体在Y方向的投影；所述加载头的材料为金属。

所述模块化周期加载微波加热设备还可以包括至少一个平板模；所述平板模块为一张一定厚度的矩形金属板。

为了构建隧道式微波加热炉，所述模块化周期加载微波加热设备还包括位于 X方向和-X方向的至少两张侧板模块；所述侧板模块在Y方向或在-Y方向与所述馈入模块，或者加载模块，或者平板模连接。若干所述馈入模块、加载模块、平板模和侧板模块相互拼接，构成上下左右封闭的隧道式微波加热设备。

有时，我们在馈入模块上也设置加载体，从而可以增加所述模块化周期加载微波加热设备的通道的高度：在所述馈入模块还包括至少20个加载体；所述加载体只在Y方向或在-Y方向与所述馈入平板接触。

为了便于实现隧道式微波加热炉，在所述模块化周期加载微波加热设备中还设置有通道，在所述通道中设置有被加热材料。

当我们采用多个馈入模块向该加热设备馈入微波能量时，沿Z方向依次布置的多排馈入模块之间需要在X方向依次错开相同距离。这种安排使得相邻馈入模块的馈入传输线之间的互耦由于二维加载体的带阻效应而明显降低。较低的互耦使得各馈入传输线可以独立地通过调配器得到调配，从而大大提高各微波源中微波的加热效率。

为了保证通道中每根馈入传输线附近的微波场被限制在该馈口附近而且在X 方向尽量均匀，所述通道在Y方向上的高度小于工作波长的0.5倍。因为在更高的通道中会激励起高次模并破坏微波场在通道中的均匀性。

一般微波加热设备，特别是工业用大型微波加热设备的体积都比较大，需要采用大型加工设备加工，其加工成本很高。为了降低加工难度，降低加工成本，本发明的加热设备可以拆成许多模块分别加工后组装。这些模块主要包括：馈入模块、加载模块、平板模和侧板模块。其中馈入模块和平板模一般置于上方位置；加载模块一般置于下方位置；侧板模块一般置于左边和右边。所有模块之间可以利用定位销钉定位拼接，再利用若干连接螺杆拉紧构成一台完整的模块化周期加载微波加热设备。

本发明提供了一种模块化周期加载微波加热设备。该加热设备由若干模块拼接而成。在一定的工作频率，这些模块可作为标准件批量生产。根据应用的不同，我们可以方便地选择不同数目的上述模块，构成不同宽度和不同长度的模块化周期加载微波加热设备。这些标准件的尺寸比设备尺寸小得多，既可以通过数控铣床加工完成，也可以采用开模铸造的方式进一步大大降低制造成本。

附图说明

图1为本发明和实施例1的俯视示意图。

图2为图1的AA方向剖视图。

图3为实施例2的俯视示意图。

图4为图3的AA方向剖视图。

图5为实施例3的俯视示意图。

图6为图5的AA方向剖视图。

图7为实施例4的俯视示意图。

图8为图7的AA方向剖视图。

图9为实施例5的俯视示意图。

图10为图9的AA方向剖视图。

图11为实施例6的俯视示意图。

图12为图11的AA方向剖视图。

图13为实施例7的俯视示意图。

图14为图13的AA方向剖视图。

图15为实施例8的俯视示意图。

图16为图15的AA方向剖视图。

图17为实施例9的俯视示意图。

图18为图17的AA方向剖视图。

图19是实施例9的四个侧面的能量泄漏系数(dB)。

图20为实施例10的俯视示意图。

图21为图20的AA方向剖视图。

图22是实施例10的四个侧面的能量泄漏系数(dB)。

图23为实施例11的俯视示意图。

图24为图23的AA方向剖视图。

图25是实施例11的四个侧面的能量泄漏系数(dB)。

附图标记说明

附图中标号对应名称：1-馈入模块，11-馈入传输线，12-馈入平板，13-功分器，2-加载模块，21-加载平板，22-加载体，23-加载头，24-凹槽，3- 平板模块，4-侧板模块，5-通道，6-被加热材料。

本说明书中部分名词(参见图1～2)规定如下：

水平面，即任意与XZ平面平行的平面。

上方，即Y方向，也就是与水平面垂直向上的方向。

下方，即-Y方向，也就是与水平面垂直向下的方向。

左方向，指X方向。

右方向，指-X方向。

加载体的底端，也就是该加载体的与盖板或底板连接的一端。

加载体的顶端，也就是该加载体的远离其顶端的一端。

工作波长，该微波加热设备的微波源的工作频率对应的空气中的波长。

排：沿X方向排列的具有相同Z方向位置的多个目标构成一排。

列：沿Z方向排列的具有相同X方向位置的多个目标构成一列。

馈口：任意馈入传输线11与任意金属平板的交界面。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示。

一种模块化周期加载微波加热设备，包括5排共25个位于上方的标准尺寸的馈入模块1和7排8列共56个位于下方的标准尺寸的加载模块2；所述馈入模块1包括一条馈入传输线11和一张馈入平板12；所述馈入传输线11穿过所述馈入平板12；所述加载模块2包括一张加载平板21，沿X方向和沿Z方向的 7列，7排加载体22；所述加载体22只在-Y方向与所述加载平板21接触；所有的所述加载平板21、加载体22和所述馈入平板12的材料都为金属。所述所有的标准尺寸的馈入模块1的结构都相同。所述所有的标准尺寸的加载模块2的结构也都相同。

所述模块化周期加载微波加热设备还包括位于沿Z方向第1排和第7排，每排共8张标准尺寸的平板模块3，还有位于第2排两侧的2张标准尺寸的平板模块3，共计18张标准尺寸的平面板模块3。这些标准尺寸的平板模块3的尺寸相同。同时，还包括位于左侧和右侧的4种不同尺寸共8张非标准尺寸的平板模块3。

所述模块化周期加载微波加热设备还包括位于X方向和-X方向的14张标准尺寸的侧板模块4；所述侧板模块4在Y方向与所述平板模块3连接，在-Y方向与所述加载模块2连接。所有的标准尺寸的侧板模块4的尺寸都相同。若干所述馈入模块1、加载模块2、平板模块3和侧板模块4相互拼接，构成上下左右封闭的隧道式微波加热设备。

所述加载体22都是轴线平行Y方向的圆柱体。

在X方向和在Z方向相邻的所述加载体22的轴线之间的间距为工作波长的 0.15～0.35倍。同时，所述加载体22在Y方向的高度为工作波长的0.15～0.35 倍。

所述馈入传输线11都为矩形波导，其中的工作模式为TE10模式。所述矩形波导中的微波的电场方向与X方向平行。

在所述模块化周期加载微波加热设备中设置有通道5，在所述通道5中设置有被加热材料6。

如图1所示，我们采用了多个馈入模块1向该加热设备馈入微波能量。每根馈入传输线11都是矩形波导，其宽边沿Z方向，窄边沿X方向，窄边尺寸是宽边尺寸的2倍。每个标准尺寸的馈入模块1和标准尺寸的加载模块2的在水平面上的边长是所述矩形波导窄边的5倍。沿Z方向依次布置的5排馈入模块1之间在X方向依次错开与矩形波导窄边尺寸相同的距离。这种安排使得在任意方向相邻馈入模块1的馈入传输线11之间的互耦由于二维加载体22的带阻效应而明显降低。较低的互耦使得各馈入传输线11可以独立地通过调配器得到调配，大大提高各微波源中微波的利用效率。这种安排同时保证了被加热材料6在通道5 中沿Z方向运动时，处于不同X方向位置的被加热材料6都被来自第一排至第7 排的一根馈入传输线11馈入的微波加热，加热的均匀性在X方向得到保证。同时，由于被加热材料6沿Z方向运动，位于同样X位置但不同Z方向位置的被加热材料6也都被来自第一排至第7排的同一根馈入传输线11馈入的微波加热，加热的均匀性在Z方向也得到保证。因此，本加热设备在XZ平面内的加热的均匀性得到明显改善。

为了保证在通道5中在每根馈入传输线11附近的微波场被限制在该馈口附近而且在XZ平面内尽量均匀，所述通道5在Y方向上的高度小于工作波长的0.5 倍。

实施例2

如图3和图4所示。

实施例2为一种馈入模块1。所述馈入模块1包括一条馈入传输线11和一张馈入平板12；所述馈入传输线11穿过所述馈入平板12；所述馈入传输线11 为矩形波导；其中的工作模式为TE10模式。所述矩形波导中的微波的电场方向与X方向平行。

实施例3

如图5和图6所示。

实施例3与实施例2的区别仅在于，我们在馈入模块1的馈入平板12的下方设置了7排7列加载体22；所述加载体22只在Y方向与所述馈入平板12接触。馈入传输线11穿过所述馈入平板12，其下端与所述加载体22的下端齐平。为了防止加载体22对所述馈入传输线11的下端附近的微波场产生干扰，在所述馈入传输线11附近的3排3列共9个加载体22被除去。所以，本馈入模块1上只布置有40个加载体22。

实施例4

如图7和图8所示。

实施例4为一种加载模块2，所述加载模块2包括一张加载平板21，沿X方向和沿Z方向的7列，7排加载体22；所述加载体22只在-Y方向与所述加载平板21接触；所有的所述加载平板21、加载体22和所述馈入平板12的材料都为金属。

所述加载体22为轴线平行Y方向的圆柱体。

在X方向和在Z方向相邻的所述加载体22的轴线之间的间距为工作波长的 0.15～0.35倍。同时，所述加载体22在Y方向的高度为工作波长的0.15～0.35 倍。

在每个所述加载体22的底端附近在加载平板21内设置有一个凹槽24；所述凹槽24环绕所述加载体22布置，其形状为空心圆管状。

在每个所述加载体22的顶端设置有一个加载头23；所述加载头23在Y方向的投影包括与之连接的所述加载体22在Y方向的投影；所述加载头23的材料为金属，其形状为金属圆管。该金属圆管的内直径与所述圆柱加载体22的外直径相同。

实施例5

如图9和图10所示。

实施例5与实施例4的区别仅在于，没有设置任何凹槽24。

实施例6

如图11和如图12所示。

实施例6与实施例4的区别仅在于，没有设置任何加载头23。

实施例7

如图13和14所示。

实施例7与实施例4的区别仅在于，没有设置任何加载头23，也没有设置任何凹槽24。

实施例8

如图15和图16所示。

一种模块化周期加载微波加热设备，包括一个馈入模块1和一个加载模块2；所述馈入模块1包括一条馈入传输线11和一张馈入平板12；所述馈入传输线11 为矩形波导；在所述矩形波导馈入传输线11和所述馈入平板12之间设置了一只二路E面波导功分器。

所述加载模块2包括一张加载平板21，沿X方向和沿Z方向的7列，8排加载体22；所述加载体22只在-Y方向与所述加载平板21接触；所有的所述加载平板21、加载体22和所述馈入平板12的材料都为金属。

所述加载体22为轴线平行Y方向的圆柱体。

在X方向和在Z方向相邻的所述加载体22的轴线之间的间距为工作波长的 0.15～0.35倍。同时，所述加载体22在Y方向的高度为工作波长的0.15～0.35 倍。

所述馈入传输线11为矩形波导；其中的工作模式为TE10模式。所述矩形波导中的微波的电场方向与X方向平行。

为了便于实现隧道式微波加热炉，在所述模块化周期加载微波加热设备中设置有通道5，在所述通道5中设置有被加热材料6。

该模块化周期加载微波加热设备没有设置任何侧板模块4。所述馈入模块1 可以通过悬挂装置固定在所述加载模块2的上方。这种结构使本设备可以用来对一些板状被加热材料6进行局部加热。该板状材料在X方向和Z方向上的尺寸可以远远大于所述加载模块2在同方向上的尺寸。一种可行的方案是，首先将被加热材料6置于馈入模块1和加载模块2之间的通道5内，让被加热材料6的被加热区域位于馈入传输线11的正下方，开启微波源并通过馈入传输线11向被加热材料6传送微波能量。加热过程完成后，关掉微波源并将被加热材料6移除。

没有设置任何侧板模块4时，为了将微波能通过前后左右四个方向的侧面向外的泄漏降低到一定标准之下，馈入模块1和加载模块2在XZ平面上的尺寸需要相应加大，加载体22之间的间距保持不变，但加载体22的数目需要加大。比如将加载体的数目增加到21排21或更多。

实施例9

如图17～图19所示。

实施例9与实施例8的区别仅在于，没有设置任何被加热材料6，在每个所述加载体22的底端附近在加载平板21内设置有一个凹槽24；所述凹槽24为环绕所述加载体22的空心圆管。

具体结构尺寸为：加载体22为直径15.39毫米，长度为21.82毫米的金属柱。相邻金属柱的轴线在X方向和在Z方向的距离为37.5毫米。通道5的高度为20毫米。凹槽24的内直径与加载体22的直径一致，环状凹槽24在径向的宽度为4.51毫米，其深度为12.94毫米。

图19是三维模拟计算得到的实施例9的四个侧面的能量泄漏系数(dB)随频率的变化曲线。在模拟计算中，微波能量自矩形波导馈入传输线11馈入通道5 中。通道5的四个侧面都设置成匹配边界条件。从馈入传输线11通过通道5到达任意一个侧面的所有微波将被完全吸收。能量泄漏系数曲线将给出在一定频率范围内，有多少从馈入传输线11进入通道5的微波功率可以传播到侧面并被吸收。

从图19可以看出，在2.1GHz～3.1GHz频带内，进入通道5的微波只有约1％的能量才能沿通道传播到其侧面。但是，在上述频段之外的许多频率点，大部分能量将可以通过通道5到达其侧面。

实施例10

如图20～图22所示。

实施例10与实施例9的结构基本相同，其区别仅在于：没有设置任何凹槽 24。在通道5中设置了被加热材料6。

具体的参数为：加载体22为直径10.04毫米，长度为19.25毫米的金属柱，相邻金属柱的轴线在X方向和在Z方向的距离为24.51毫米。通道5的高度为 20毫米。被加热材料6的介电常数为9，在Y方向的厚度为5毫米，其上表面距离通道5的上表面的间距为5毫米。

图22是三维模拟计算得到的实施例10的四个侧面的能量泄漏系数(dB)随频率的变化曲线。从图22可以看出，在2.3GHz～2.65GHz带宽外的许多频率点，大部分能量将可以通多通道5到达侧面。但是在2.3GHz～2.65GHz频带内，进入通道5的微波只有约4％的能量才能沿5传播。大部分微波能量将集中在馈口附近并加热被加热材料6，或沿馈入传输线11反射。如果在馈入传输线11中设置调配器，可以让微波能量几乎全部被用于加热被加热材料6。在计算中没有考虑被加热材料6的吸收效应。但是考虑了该吸收效应后，四个侧面的能量泄漏系数将由于微波能被吸收而进一步降低。

实施例11

如图23～图25所示。

实施例11与实施例10相似，其主要区别在于，在馈入模块1的馈入平板 12的下方设置了7排7列加载体22；所述加载体22只在Y方向与所述馈入平板 12接触。馈入传输线11穿过所述馈入平板12，其下端与所述加载体22的下端齐平。为了防止加载体22对所述馈入传输线11的下端附近的微波场的干扰，在所述馈入传输线11附近的3排3列共9个加载体22被除去。所以，本馈入模块1上只布置有40个加载体22。

在这里，加载体22为直径14.3毫米，长度为28.21毫米的金属柱。相邻金属柱的轴线在X方向和在Z方向的距离为29.98毫米。通道5的高度增加到40 毫米。被加热材料6的介电常数为9，厚度增加到10毫米，其上表面距离通道5 的上表面的间距为5毫米。

图25是三维模拟计算得到的实施例11的四个侧面的能量泄漏系数(dB)随频率的变化曲线。从图23可以看出，在2.2GHz～2.8GHz带宽外的许多频率点，大部分能量将可以通多通道5到达侧面。但是在2.2GHz～2.8GHz频带内，进入通道5的微波只有约4％的能量才能沿通道5传播。大部分微波能量将集中在馈口附近并加热被加热材料6，或沿馈入传输线11反射。如果在馈入传输线11中设置调配器，可以让几乎全部微波能量被用于加热被加热材料6。

与实施例10相比，分别在馈入模块1和加载模块2同时设置加载体22，设备的结构更复杂些。但是，通道5的高度增加了一倍，这种结构可以用于加热比较厚的被加热材料6。

以上给出了一种本发明的一些实施例。实际的实现方式远比这里列举的更丰富。该微波加热设备一般采用数控铣床加工完成。为了便于实现该微波加热设备，其某些部分的内部棱角需要倒角处理。这种倒角必须纳入建模计算中。每一种实现方式的具体设计都需要根据微波传输线理论、模式匹配理论等具体计算。本发明提供了一种模块化周期加载微波加热设备。这种模块化周期加载微波加热设备具有结构简单、加热均匀的优点。由于某一馈入传输线馈口附近的被加热材料的电介质参数(主要取决于材料的类型、湿度和温度)是确定的，不同馈入传输线之间有良好的隔离，我们可以调节调配器使各微波源输出的微波被全部吸收。因此，我们可以实现每个微波源的能量全部被用于加热被加热材料，显著提高加热设备的能量效率。该模块化周期加载微波加热设备可以根据不同用途采用一些标准模块拼接组装，所述标准模块还可通过开模铸造实现低成本制造。因此，本发明可以实现功能多样、成本低的微波加热设备，可以大规模地用于各种材料的加热、干燥，特别是低湿度低吸收材料的低成本、高温和高效率加热中。

Claims (10)

1.一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，包括至少一个馈入模块(1)和至少一个加载模块(2)；所述馈入模块(1)包括至少一条馈入传输线(11)和至少一张馈入平板(12)；所述馈入传输线(11)穿过所述馈入平板(12)；所述加载模块(2)包括至少一张加载平板(21)，沿X方向和沿Z方向布置的至少3列，至少3排加载体(22)；所述加载体(22)只在Y方向或在-Y方向与所述加载平板(21)接触；所有的所述加载平板(21)、加载体(22)和所述馈入平板(12)的材料都为金属；X、Y和Z方向构成直角坐标系。

2.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，所述馈入传输线(11)为矩形波导；所述矩形波导的工作模式为TE10模式；所述矩形波导中的微波的电场方向与X方向平行。

3.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，在至少一张所述馈入平板(12)和所述馈入传输线(11)之间设置有一只功分器(13)；所述功分器(13)为两路功分器或多路功分器。

4.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，所述加载体(22)为轴线平行Y方向的横截面为圆形或正多边形的柱体；所述正多边形的边数大于等于3。

5.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，在X方向和在Z方向相邻的所述加载体(22)的轴线之间的间距为工作波长的0.15～0.35倍。

6.根据权利要求1至5所述的任意一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，在所述加载体(22)的底端附近在加载平板(21)内设置有凹槽(24)；所述凹槽24环绕所述加载体(22)；或者在所述加载体(22)的顶端设置有加载头(23)；所述加载头(23)在Y方向的投影包括与之连接的所述加载体(22)在Y方向的投影；所述加载头(23)的材料为金属。

7.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，还包括至少一个平板模块(3)；所述平板模块(3)为一张一定厚度的矩形金属板。

8.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，其特征在于，还包括位于X方向和-X方向的至少两张侧板模块(4)；所述侧板模块(4)在Y方向或在-Y方向与所述馈入模块(1)，或者加载模块(2)，或者平板模块(3)连接。

9.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，所述馈入模块(1)还包括至少20个加载体(22)；所述加载体(22)只在Y方向或在-Y方向与所述馈入平板(12)接触。

10.根据权利要求1所述的一种模块化周期加载微波加热设备，在其中设置有通道(5)，在所述通道(5)中设置有被加热材料(6)。

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