FR2798549A1 - ANTENNA FOR MICROWAVE OVEN - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne le domaine des antennes pour four à micro-ondes.C'est une antenne comportant un axe (1) conducteur, une surface émettrice (2) conductrice liée à une extrémité de l'axe (1), une jonction diélectrique (3) liant l'axe (1) et la surface émettrice (2) de manière à établir une discontinuité électrique entre l'axe (1) et la surface émettrice (2), la surface émettrice (2) ne présentant pas une symétrie de révolution autour de la direction moyenne (DELTAM) de l'axe (1).L'antenne est notamment utilisée dans les fours à micro-ondes de cuisson domestique.The invention relates to the field of microwave oven antennas. It is an antenna comprising a conductive shaft (1), a conductive emitting surface (2) linked to one end of the shaft (1), a dielectric junction (3) connecting the axis (1) and the emitting surface (2) so as to establish an electrical discontinuity between the axis (1) and the emitting surface (2), the emitting surface (2) not exhibiting symmetry of revolution around the mean direction (DELTAM) of the axis (1). The antenna is used in particular in microwave ovens for domestic cooking.
Description
L'invention concerne le domaine des antennes pour four à micro-The invention relates to the field of antennas for microwave oven.
ondes, notamment pour four à micro-ondes de cuisson domestiques. Des micro-ondes sont envoyées dans la cavité de four pour réaliser une opération de chauffage. Cette opération de chauffage peut constituer un simple réchauffage d'aliment ou bien une cuisson d'aliment. En régime permanent, les micro-ondes forment un réseau d'ondes stationnaires dans la cavité de four. Ce réseau d'ondes stationnaires présente des points chauds waves, in particular for household microwave ovens. Microwaves are sent into the oven cavity to perform a heating operation. This heating operation can constitute a simple reheating of food or else a cooking of food. In steady state, the microwaves form a network of standing waves in the oven cavity. This standing wave network has hot spots
et des points froids.and cold spots.
L'aliment, qu'il doive être cuit ou simplement réchauffé, doit l'être le plus uniformément possible. La distribution des micro-ondes dans la cavité de four doit donc être homogénéisée de façon à atténuer les points chauds et les points froids existant dans cette cavité. Dans toute la suite du texte, sauf mention contraire, on parlera indifféremment d'ondes ou de micro-ondes. Selon un art antérieur, il existe une antenne entièrement métallique placée en sortie de guide d'onde qui envoie les micro-ondes dans la cavité. Mais la répartition obtenue des micro-ondes manque d'homogénéité. Afin de remédier à ce manque d'homogénéité, la cavité comporte également un plateau tournant pour aliment lequel permet Food, whether it should be cooked or simply reheated, should be cooked as evenly as possible. The distribution of microwaves in the oven cavity must therefore be homogenized so as to attenuate the hot spots and cold spots existing in this cavity. Throughout the rest of the text, unless otherwise stated, we will speak indifferently of waves or microwaves. According to a prior art, there is an entirely metallic antenna placed at the outlet of the waveguide which sends the microwaves into the cavity. However, the distribution obtained from microwaves lacks homogeneity. In order to remedy this lack of homogeneity, the cavity also includes a turntable for food which allows
d'aboutir à un chauffage assez homogène de l'aliment. to achieve fairly uniform heating of the food.
L'invention se propose d'aboutir à un chauffage homogène de The invention proposes to achieve a homogeneous heating of
l'aliment, sans recourir à la présence d'un plateau tournant dans la cavité. the food, without resorting to the presence of a turntable in the cavity.
Pour cela, I'invention propose une antenne permettant d'homogénéiser la For this, the invention proposes an antenna making it possible to homogenize the
répartition des micro-ondes dans la cavité. distribution of microwaves in the cavity.
Selon l'invention, il est prévu une antenne comportant un axe conducteur et une surface émettrice conductrice liée à une extrémité de l'axe, caractérisé en ce que l'antenne comporte une jonction diélectrique liant l'axe et la surface émettrice de manière à établir une discontinuité électrique entre l'axe et la surface émettrice et en ce que la surface émettrice ne présente pas une symétrie de révolution autour de la direction According to the invention, there is provided an antenna comprising a conductive axis and a conductive emitting surface linked to one end of the axis, characterized in that the antenna comprises a dielectric junction connecting the axis and the emitting surface so as to establish an electrical discontinuity between the axis and the emitting surface and in that the emitting surface does not have a symmetry of revolution around the direction
moyenne de l'axe.axis average.
Selon l'invention, il est encore prévu un four à micro-ondes comportant un émetteur de micro-ondes, une cavité de cuisson, un guide d'onde reliant l'émetteur à la cavité, une antenne selon l'invention, caractérisé en ce que l'axe est partiellement situé dans le guide d'onde, la surface émettrice est située dans la cavité et est mobile en rotation autour de l'axe, la surface émettrice ne présentant pas une symétrie de révolution autour de la direction moyenne de l'axe afin de perturber les ondes According to the invention, there is also provided a microwave oven comprising a microwave transmitter, a cooking cavity, a waveguide connecting the transmitter to the cavity, an antenna according to the invention, characterized in that the axis is partially located in the waveguide, the emitting surface is located in the cavity and is movable in rotation around the axis, the emitting surface not having a symmetry of revolution around the mean direction of the axis in order to disturb the waves
stationnaires pouvant exister dans la cavité. which may exist in the cavity.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et The invention will be better understood and other features and
avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins advantages will become apparent from the following description and the drawings
o10 joints, donnés à titre d'exemples, o: - la figure 1A représente schématiquement une vue en perspective d'une réalisation préférentielle d'une antenne selon l'invention; - la figure 1 B représente schématiquement une vue en coupe selon l'axe AA de la figure 1A; - la figure 2A représente schématiquement une vue de face d'une réalisation préférentielle d'un four à micro-ondes selon l'invention; - la figure 2B représente schématiquement un détail agrandi de la figure 2A; - les figures 3A à 3D représentent schématiquement une vue de dessus respectivement d'une première, d'une deuxième, d'une troisième, et d'une quatrième réalisation préférentielle de la surface émettrice d'une o10 seals, given as examples, o: - Figure 1A schematically shows a perspective view of a preferred embodiment of an antenna according to the invention; - Figure 1B schematically shows a sectional view along the axis AA of Figure 1A; - Figure 2A schematically shows a front view of a preferred embodiment of a microwave oven according to the invention; - Figure 2B schematically shows an enlarged detail of Figure 2A; - Figures 3A to 3D schematically represent a top view respectively of a first, a second, a third, and a fourth preferred embodiment of the emitting surface of a
antenne selon l'invention.antenna according to the invention.
La figure 1A représente schématiquement une vue en perspective d'une réalisation préférentielle d'une antenne selon l'invention. La figure lB représente schématiquement une vue en coupe selon l'axe AA de la figure 1A. L'axe MAA est représenté en traits pointillés. Les différents éléments représentés sur les figures 1A et lB ne sont pas tous forcément à la même échelle, ceci restant vrai pour les figures 2A à 3D. L'antenne comporte un axe 1 auquel est liée une surface émettrice 2 par l'intermédiaire d'une jonction 3. La jonction 3 ne comporte pas de hachures sur la figure 1 B pour une meilleure lisibilité de la figure. L'axe 1 est liée à la surface émettrice 2, par la jonction 3, au niveau de l'extrémité 11 de l'axe 1. L'axe 1 et la surface émettrice 2 sont en matériau conducteur. Le matériau conducteur est préférentiellement très conducteur, du type métallique, de manière à minimiser les pertes d'énergie dans l'antenne. Le métal considéré est par exemple du cuivre ou du laiton. Le caractère très conducteur du matériau est plus critique pour l'axe 1 que pour la surface émettrice 2 car celle-ci est généralement une pièce de forme plus surfacique que l'axe 1. La jonction 3 est en matériau diélectrique. La jonction 3 lie la surface émettrice 2 à l'axe 1 de manière à établir une discontinuité électrique entre l'axe 1 et la surface émettrice 2. La surface émettrice 2 ne présente pas une symétrie de révolution autour de la direction moyenne AM de l'axe 1. La droite AM est représentée en traits mixtes. La surface émettrice 2 comporte par exemple io une fente 4 qui brise sa symétrie de révolution même lorsque la forme de la FIG. 1A schematically represents a perspective view of a preferred embodiment of an antenna according to the invention. FIG. 1B schematically represents a sectional view along the axis AA of FIG. 1A. The MAA axis is shown in dotted lines. The different elements represented in FIGS. 1A and 1B are not necessarily all on the same scale, this remaining true for FIGS. 2A to 3D. The antenna has an axis 1 to which an emitting surface 2 is linked by means of a junction 3. The junction 3 does not have hatching in FIG. 1B for better readability of the figure. The axis 1 is linked to the emitting surface 2, by the junction 3, at the end 11 of the axis 1. The axis 1 and the emitting surface 2 are made of conductive material. The conductive material is preferably very conductive, of the metallic type, so as to minimize the energy losses in the antenna. The metal considered is for example copper or brass. The highly conductive nature of the material is more critical for the axis 1 than for the emitting surface 2 because the latter is generally a part with a more surface shape than the axis 1. The junction 3 is made of dielectric material. The junction 3 links the emitting surface 2 to the axis 1 so as to establish an electrical discontinuity between the axis 1 and the emitting surface 2. The emitting surface 2 does not have a symmetry of revolution around the mean direction AM of l axis 1. The straight line AM is shown in phantom. The emitting surface 2 comprises for example io a slot 4 which breaks its symmetry of revolution even when the shape of the
surface émettrice 2 est par exemple celle d'un disque ou d'une couronne. emitting surface 2 is for example that of a disc or a crown.
L'axe 1 de l'antenne est partiellement situé dans le guide d'onde du four comme expliqué au niveau de la figure 2A. La fonction de l'antenne est d'émettre les micro-ondes dans la cavité de four. L'antenne a une fonction de réception / émission des micro-ondes. En effet, la partie de l'axe 1 située dans le guide d'onde reçoit l'énergie présente dans le guide d'onde tandis que la partie de l'axe 1 située dans la cavité rayonne, dans la cavité The axis 1 of the antenna is partially located in the waveguide of the oven as explained in FIG. 2A. The function of the antenna is to emit microwaves into the oven cavity. The antenna has a microwave reception / emission function. Indeed, the part of axis 1 located in the waveguide receives the energy present in the waveguide while the part of axis 1 located in the cavity radiates, in the cavity
du four, l'énergie reçue par la partie de l'axe 1 située dans le guide d'onde. from the oven, the energy received by the part of axis 1 located in the waveguide.
La partie de l'axe 1 située dans la cavité est celle qui est en contact avec la jonction diélectrique 3, au niveau de l'extrémité 11. La surface émettrice 2 joue ensuite le rôle de guide d'onde annexe pour l'énergie rayonnée par la partie de l'axe 1 située dans la cavité de four. La fente 4 peut alors rerayonner l'énergie véhiculée dans le guide d'onde annexe constitué par la surface émettrice 2 ainsi que par la paroi de la cavité en regard de la surface émettrice 2. La surface émettrice 2 n'émet pas à proprement parler, ce n'est que la fente rayonnante 4 que comprend la surface émettrice 2, qui émet. Une partie de l'énergie ainsi véhiculée est émise vers le reste de la cavité au niveau des bords extérieurs 21 de la surface émettrice 2. Une forme et une taille adéquate de l'axe 1, de la surface émettrice 2, de la jonction diélectrique 3 qui sont adaptés à la cavité de four, permettent The part of the axis 1 located in the cavity is that which is in contact with the dielectric junction 3, at the level of the end 11. The emitting surface 2 then plays the role of additional waveguide for the radiated energy by the part of axis 1 located in the oven cavity. The slot 4 can then re-radiate the energy conveyed in the annex waveguide formed by the emitting surface 2 as well as by the wall of the cavity opposite the emitting surface 2. The emitting surface 2 does not emit strictly speaking , it is only the radiating slot 4 that comprises the emitting surface 2, which emits. Part of the energy thus conveyed is emitted to the rest of the cavity at the outer edges 21 of the emitting surface 2. An appropriate shape and size of the axis 1, of the emitting surface 2, of the dielectric junction 3 which are adapted to the oven cavity, allow
d'obtenir une répartition homogène des micro-ondes dans la cavité de four. to obtain a homogeneous distribution of microwaves in the oven cavity.
Pour aboutir à cette homogénéisation, le caractère diélectrique de la jonction 3 est essentiel. L'absence de symétrie de révolution de la surface émettrice 2 autour de l'axe 1 de rotation de l'antenne permet à l'antenne de perturber de manière adéquate la répartition des micro-ondes dans la cavité To achieve this homogenization, the dielectric nature of junction 3 is essential. The absence of symmetry of revolution of the emitting surface 2 around the axis 1 of rotation of the antenna allows the antenna to adequately disturb the distribution of microwaves in the cavity
de four lorsque l'antenne est en rotation autour de son axe 1. oven when the antenna is rotating around its axis 1.
L'axe 1 est de préférence centré par rapport à la surface émettrice 2, comme sur les figures 1A et lB. Si l'axe 1 est décentré, c'est-à-dire si I'axe 1 est plus près d'un endroit particulier de la périphérie 21 que des autres, la fente 4 sera de préférence située entre cet endroit et l'axe 1 de manière à conserver une efficacité maximale à la fente 4 en terme de The axis 1 is preferably centered relative to the emitting surface 2, as in FIGS. 1A and 1B. If the axis 1 is off-center, that is to say if the axis 1 is closer to a particular place of the periphery 21 than of the others, the slot 4 will preferably be located between this place and the axis 1 so as to maintain maximum efficiency at the slot 4 in terms of
quantité d'énergie rerayonnée.amount of energy returned.
La surface émettrice 2 est préférentiellement sensiblement plane. The emitting surface 2 is preferably substantially planar.
o10 L'angle (c que fait l'axe 1 avec le plan moyen de la surface émettrice 2 est de préférence sensiblement égal à un angle droit. Si l'angle oc n'est pas un angle droit, la fente 4 sera de préférence située du côté de la surface émettrice 2 qui fait l'angle le plus grand avec l'axe 1. Si la surface émettrice 2 n'est pas plane, si par exemple elle est de forme courbe, il est préférable que l'axe 1 ne soit pas du côté de la concavité de la forme courbe de manière à éviter un risque d'arc électrique entre la surface émettrice 2 et les o10 The angle (c which axis 1 makes with the mean plane of the emitting surface 2 is preferably substantially equal to a right angle. If the angle oc is not a right angle, the slot 4 will preferably be located on the side of the emitting surface 2 which makes the greatest angle with the axis 1. If the emitting surface 2 is not planar, if for example it is of curved shape, it is preferable that the axis 1 is not on the side of the concavity of the curved shape so as to avoid a risk of electric arc between the emitting surface 2 and the
parois de l'antenne lors du fonctionnement de l'antenne dans le four. antenna walls when the antenna is operating in the oven.
La surface émettrice 2 a préférentiellement une forme arrondie. The emitting surface 2 preferably has a rounded shape.
La surface émettrice 2, que ce soit sur ses bords ou sur sa surface, ne présente alors pas d'angle, de coin ou de pointe qui risquerait d'être à la source de phénomènes d'arc électrique. La surface émettrice 2 a avantageusement soit une forme de couronne comme sur les figures 1A et 1B, soit une forme de disque si l'assemblage mécanique des trois pièces que sont l'axe 1, la surface émettrice 2 et la jonction 3 ne nécessite pas la présence d'un trou dans la surface émettrice 2. Cette forme en couronne ou en disque présente une symétrie de révolution autour de l'axe 1. Elle permet une répartition régulière des ondes émises au niveau des bords 21 du disque 2 ou de la couronne 2 tandis que la répartition, dans la cavité de four, des ondes émises au niveau de la fente 4, varie au rythme de la vitesse de rotation de l'antenne dans le four. La superposition de ces deux types d'onde dans la cavité, les ondes émises au niveau des bords 21 de la surface émettrice 2 et celles émises par la fente 4, doit aboutir à une répartition sensiblement homogène de l'énergie moyenne dans le temps The emitting surface 2, either on its edges or on its surface, then does not present any angle, corner or point which would risk being the source of electric arc phenomena. The emitting surface 2 advantageously has either a crown shape as in FIGS. 1A and 1B, or a disc shape if the mechanical assembly of the three parts that are the axis 1, the emitting surface 2 and the junction 3 does not require the presence of a hole in the emitting surface 2. This crown or disc shape has a symmetry of revolution around the axis 1. It allows a regular distribution of the waves emitted at the edges 21 of the disc 2 or of the ring 2 while the distribution, in the oven cavity, of the waves emitted at the level of the slot 4, varies at the rate of the speed of rotation of the antenna in the oven. The superposition of these two types of wave in the cavity, the waves emitted at the edges 21 of the emitting surface 2 and those emitted by the slot 4, must lead to a substantially homogeneous distribution of the average energy over time
dans la cavité de four.in the oven cavity.
L'axe 1 est préférentiellement situé tout entier d'un même côté de Axis 1 is preferably entirely located on the same side of
la surface émettrice 2. L'axe 1 ne traverse alors pas la surface émettrice 2. the emitting surface 2. The axis 1 then does not cross the emitting surface 2.
De cette manière, l'énergie est globalement rayonnée perpendiculairement à l'axe 1 de l'antenne pour être véhiculée entre la paroi de la cavité de four et la surface émettrice 2, avant d'être partiellement rerayonnée par la fente 4. Si l'extrémité 11 de l'axe I débouche de l'autre côté de la surface émettrice 2, une partie importante de l'énergie rayonnée par l'axe 1 l'est dans le prolongement de l'axe 1 et non perpendiculairement à l'axe 1. Un tel caractère directionnel de l'antenne rend plus difficile l'homogénéisation de la In this way, the energy is generally radiated perpendicular to the axis 1 of the antenna to be conveyed between the wall of the oven cavity and the emitting surface 2, before being partially re-radiated by the slot 4. If the end 11 of axis I opens on the other side of the emitting surface 2, a significant part of the energy radiated by axis 1 is in the extension of axis 1 and not perpendicular to the axis 1. Such a directional character of the antenna makes it more difficult to homogenize the
répartition des ondes dans la cavité de four. wave distribution in the oven cavity.
De manière préférentielle, le caractère dissymétrique de la surface émettrice 2 est assurée par la présence d'une fente rayonnante 4 laquelle est avantageusement rectangulaire. Lorsque l'antenne est en rotation dans la cavité de four, la fente rayonnante 4 répartit l'énergie moyenne dans le temps dans la cavité de four, c'est-à-dire répartit dans la cavité de four l'énergie moyenne sur une période de temps donnée Preferably, the asymmetrical nature of the emitting surface 2 is ensured by the presence of a radiating slot 4 which is advantageously rectangular. When the antenna is rotating in the oven cavity, the radiating slot 4 distributes the average energy over time in the oven cavity, that is to say distributes in the oven cavity the average energy over a given time period
correspondant par exemple à la période de rotation l'antenne lorsque celle- corresponding for example to the antenna rotation period when this
ci tourne à vitesse constante.it rotates at constant speed.
La figure 2A représente schématiquement une vue de face d'une réalisation préférentielle d'un four à micro-ondes selon l'invention. La figure 2B représente schématiquement un détail agrandi de la figure 2A. Le four à micro-ondes décrit sur les figures 2A et 2B est un four à micro-ondes de cuisson domestique pour aliment. Mais ce four peut aussi avoir d'autres applications comme expliqué ultérieurement. Le four comporte un émetteur 5 FIG. 2A schematically represents a front view of a preferred embodiment of a microwave oven according to the invention. Figure 2B schematically shows an enlarged detail of Figure 2A. The microwave oven described in FIGS. 2A and 2B is a domestic cooking microwave oven for food. However, this oven can also have other applications as explained later. The oven has a transmitter 5
de micro-ondes, avantageusement un magnétron 5. L'émetteur 5 de micro- microwave, preferably a magnetron 5. The transmitter 5 of micro-
ondes qui sera dans la suite considéré comme étant un magnétron, émet des micro-ondes dans un guide 6 d'onde. La direction de propagation de l'énergie véhiculée par les ondes est indiquée sur toute la figure 2A par des flèches en trait plein. Le four comporte une antenne selon l'invention, avec son axe 1, sa surface émettrice 2 et sa jonction 3. L'axe 1 est préférentiellement distant du bout du guide d'onde 6 situé du côté opposé à celui du magnétron 5, d'une distance valant sensiblement le huitième de la longueur d'onde moyenne des micro-ondes dans le guide d'onde 6, afin qu'un maximum d'énergie puisse être reçu dans le guide d'onde 6 puis réémis dans la cavité 7 par l'antenne. Avantageusement, la longueur de la partie de l'axe 1 située hors du guide d'onde 6 est supérieure ou sensiblement égale à la longueur de la partie de l'axe I située dans le guide d'onde 6. De cette manière, la plupart de l'énergie reçue par l'antenne dans le guide d'onde 6 est rayonnée par l'antenne dans la cavité 7. L'optimum est atteint pour l'égalité des longueurs des parties de l'axe, auquel cas presque toute l'énergie reçue par l'antenne est ensuite rayonnée par elle dans la cavité 7. Une fente 4 rayonnante est représentée dans la surface émettrice 2, mais d'autres éléments perturbateurs des ondes régnant dans la cavité de four, comme des ailettes par exemple, peuvent être envisagés. Si cet 0 élément perturbateur n'existait pas, il s'établirait au bout d'un moment un régime d'ondes stationnaires présentant des points chaudes et des points froids, ce que l'antenne selon l'invention se propose d'éviter. Le four possède une cavité 7 dans laquelle est située l'antenne à l'exclusion d'une partie de son axe 1 se trouvant dans le guide d'onde 6. Le guide d'onde annexe 60 mentionné antérieurement est l'espace situé entre la surface émettrice 2 et la paroi 70 de la cavité 7 qui est en regard de la surface émettrice 2. La fente 4 rayonnante apparaît alors comme un " trou " dans ce guide d'onde annexe 60, trou qui rerayonne une partie de l'énergie se trouvant dans le guide d'onde annexe 60. La paroi 70 est avantageusement la paroi inférieure de la cavité 7. L'axe 1 est de préférence perpendiculaire à la paroi 70 de manière à permettre une répartition plus homogène des ondes rayonnées par l'antenne. L'axe 1 est de préférence perpendiculaire à la direction X de la longueur du guide d'onde 6 reliant le magnétron 5 à la cavité 7. Les directions X et Y correspondent respectivement à l'horizontale waves which will hereinafter be considered as a magnetron, emits microwaves in a waveguide 6. The direction of propagation of the energy carried by the waves is indicated throughout FIG. 2A by arrows in solid line. The oven comprises an antenna according to the invention, with its axis 1, its emitting surface 2 and its junction 3. The axis 1 is preferably distant from the end of the waveguide 6 situated on the side opposite to that of the magnetron 5, d '' a distance substantially equal to the eighth of the average wavelength of the microwaves in the waveguide 6, so that a maximum of energy can be received in the waveguide 6 and then re-emitted in the cavity 7 through the antenna. Advantageously, the length of the part of the axis 1 situated outside the waveguide 6 is greater than or substantially equal to the length of the part of the axis I situated in the waveguide 6. In this way, the most of the energy received by the antenna in the waveguide 6 is radiated by the antenna in the cavity 7. The optimum is reached for the equality of the lengths of the parts of the axis, in which case almost all the energy received by the antenna is then radiated by it into the cavity 7. A radiating slot 4 is represented in the emitting surface 2, but other elements disturbing the waves prevailing in the oven cavity, such as fins for example , can be considered. If this 0 disturbing element did not exist, it would establish after a while a standing wave regime having hot spots and cold spots, which the antenna according to the invention proposes to avoid. The oven has a cavity 7 in which the antenna is located, excluding part of its axis 1 located in the waveguide 6. The annexed waveguide 60 mentioned previously is the space between the emitting surface 2 and the wall 70 of the cavity 7 which is opposite the emitting surface 2. The radiating slot 4 then appears as a "hole" in this annexed waveguide 60, a hole which radiates part of the energy found in the annex waveguide 60. The wall 70 is advantageously the bottom wall of the cavity 7. The axis 1 is preferably perpendicular to the wall 70 so as to allow a more homogeneous distribution of the waves radiated by l 'antenna. The axis 1 is preferably perpendicular to the direction X of the length of the waveguide 6 connecting the magnetron 5 to the cavity 7. The directions X and Y correspond respectively to the horizontal
et à la verticale sur les figures 2A et 2B. and vertically in Figures 2A and 2B.
Le four comporte aussi par exemple un plateau 8 supportant un aliment 9. Ceux-ci sont situés de manière à ce que l'énergie rayonnée par l'antenne soit au moins partiellement dirigée vers l'aliment 9. L'antenne selon l'invention est avantageusement située dans la partie basse de la cavité 7, chauffant l'aliment 9 de manière directe principalement par en dessous. Les réflexions des ondes sur les parois de la cavité 7 permettent également de chauffer l'aliment 9 par au-dessus. La cavité 7 comporte une paroi inférieure 70, une paroi supérieure 72 et des parois latérales 71. La cavité 7 peut également comporter avantageusement une antenne complémentaire 10, celle-la par exemple de type classique c'est-à-dire tout en métal, située dans la partie haute de la cavité 7 de manière à pouvoir éventuellement chauffer ou cuire l'aliment 9 de manière directe des deux côtés, par au-dessus et par en dessous. L'antenne complémentaire est alors The oven also includes for example a tray 8 supporting a food 9. These are located so that the energy radiated by the antenna is at least partially directed towards the food 9. The antenna according to the invention is advantageously located in the lower part of the cavity 7, heating the food 9 directly directly mainly from below. The reflections of the waves on the walls of the cavity 7 also make it possible to heat the food 9 from above. The cavity 7 has a lower wall 70, an upper wall 72 and side walls 71. The cavity 7 can also advantageously include a complementary antenna 10, this for example of the conventional type, that is to say all of metal, located in the upper part of the cavity 7 so as to be able to optionally heat or cook the food 9 directly from both sides, from above and from below. The additional antenna is then
préférentiellement située au niveau de la paroi supérieure 72 de la cavité 7. preferably located at the level of the upper wall 72 of the cavity 7.
L'antenne complémentaire 10 permet, le cas échéant, de réaliser une cuisson << deux niveaux ", c'est-à-dire une cuisson simultanée de deux aliments placés chacun sur un plateau de cuisson distinct; lorsqu'il n'y a qu'une seule antenne, I'un des aliments risque dans certaines conditions de masquer l'autre aliment. Cette antenne complémentaire 10 peut être alimentée par un autre magnétron, non représenté ici. En mode de fonctionnement, préférentiellement la vitesse de rotation est sensiblement constante et vaut quelques dizaines de tours par minute, avantageusement de l'ordre de trente tours par minute. Une vitesse de rotation de l'antenne trop faible peut aboutir à une homogénéisation insuffisante de la répartition des micro-ondes dans la cavité 7, tandis qu'une vitesse de rotation trop élevée peut finir par masquer la fente 4 et ainsi détériorer également l'homogénéisation de la répartition des micro-ondes dans la cavité 7. La rotation de l'antenne qui ne présente pas de symétrie de révolution autour de son axe 1, perturbe constamment au cours du temps les ondes situées dans la cavité 7 et homogénéise leur répartition dans la cavité 7 en perturbant l'établissement d'un régime d'ondes stationnaires dans la cavité, The complementary antenna 10 makes it possible, if necessary, to carry out “two-level” cooking, that is to say simultaneous cooking of two foods each placed on a separate cooking tray; when there is no only one antenna, one of the foods may hide the other food under certain conditions. This complementary antenna 10 can be powered by another magnetron, not shown here. In operating mode, preferably the speed of rotation is substantially constant and worth a few tens of revolutions per minute, advantageously of the order of thirty revolutions per minute.A too low rotational speed of the antenna can result in insufficient homogenization of the distribution of microwaves in cavity 7, while that a too high speed of rotation can end up masking the slot 4 and thus also deteriorate the homogenization of the distribution of the microwaves in the cavity 7. The rotation of the antenna which does not there is no symmetry of revolution about its axis 1, constantly disturbs over time the waves located in the cavity 7 and homogenizes their distribution in the cavity 7 by disturbing the establishment of a steady wave regime in the cavity,
lequel régime comporterait encore des points chauds et des points froids. which diet would still have hot spots and cold spots.
La figure 2B représente schématiquement un détail agrandi de la FIG. 2B schematically represents an enlarged detail of the
figure 2A, à savoir la région du four qui environne l'antenne selon l'invention. FIG. 2A, namely the region of the oven which surrounds the antenna according to the invention.
Sont représentées, une partie du guide d'onde 6 ainsi qu'une partie de la cavité 7. Toutes les valeurs numériques qui suivent concernent un exemple préférentiel de réalisation. La largeur Il du guide d'onde 6 vaut sensiblement 14mm. L'épaisseur e1 de la paroi inférieure 70 de la cavité 7 vaut sensiblement 1,6mm. La largeur 12 du guide d'onde annexe 60 vaut sensiblement 12mm. Le diamètre D de la surface émettrice 2 vaut sensiblement 110mm. IL est préférable d'éviter de prendre un diamètre D trop voisin de la longueur d'onde moyenne des micro-ondes dans l'air, ici environ 122mm, car l'efficacité de l'antenne est alors diminuée. L'épaisseur e2 de la surface émettrice vaut sensiblement lmm. La surface émettrice 2 représentée sur la figure 2B est en forme de couronne et la distance d2 dans la direction X entre l'intérieur de la couronne et l'axe 1 vaut sensiblement 8mm tandis que la distance d3 dans la direction Y entre l'intérieur de la couronne et l'axe 1 vaut sensiblement lmm. La distance d1 dans le sens de la direction Y entre l'axe 1 et la paroi du guide d'onde 6 vaut sensiblement 3mm. La longueur d'onde moyenne des micro-ondes dans le guide d'onde 6 valant environ 168mm, la distance d4 dans le sens de la direction Y entre l'axe 1 et le bout du guide d'onde 6 situé du côté opposé au magnétron 5 vaut environ 20mm, soit environ le huitième de la longueur d'onde moyenne des micro-ondes dans le guide d'onde 6. La longueur h2 de la partie de l'axe l0 1 située dans le guide d'onde 6 comme la longueur h1 de la partie de l'axe 1 située hors du guide d'onde 6 c'est-à-dire dans la cavité 7, valent chacune sensiblement 11mm. Les dimensions de la cavité 7 de cet exemple préférentiel sont sensiblement de 420mm dans la direction X, de 210mm Are shown, part of the waveguide 6 as well as part of the cavity 7. All the numerical values which follow relate to a preferred embodiment. The width Il of the waveguide 6 is substantially 14mm. The thickness e1 of the bottom wall 70 of the cavity 7 is substantially 1.6 mm. The width 12 of the annex waveguide 60 is substantially 12mm. The diameter D of the emitting surface 2 is substantially 110mm. It is preferable to avoid taking a diameter D too close to the average wavelength of microwaves in air, here around 122mm, because the efficiency of the antenna is then reduced. The thickness e2 of the emitting surface is substantially lmm. The emitting surface 2 shown in FIG. 2B is in the form of a crown and the distance d2 in the direction X between the interior of the crown and the axis 1 is substantially 8 mm while the distance d3 in the direction Y between the interior of the crown and the axis 1 is substantially lmm. The distance d1 in the direction of the direction Y between the axis 1 and the wall of the waveguide 6 is substantially 3mm. The average wavelength of the microwaves in the waveguide 6 being approximately 168mm, the distance d4 in the direction of the direction Y between the axis 1 and the end of the waveguide 6 located on the side opposite to the magnetron 5 is approximately 20mm, or approximately one-eighth of the average wavelength of microwaves in waveguide 6. The length h2 of the part of axis l0 1 located in waveguide 6 as the length h1 of the part of the axis 1 located outside the waveguide 6, that is to say in the cavity 7, are each substantially 11 mm. The dimensions of the cavity 7 in this preferred example are substantially 420mm in the X direction, 210mm
dans la direction Y et de 372mm dans la profondeur de la cavité 7, c'està- in the Y direction and 372mm in the depth of the cavity 7, that is
dire selon une direction perpendiculaire au plan des figures 2A et 2B. Avec des dimensions différentes pour la cavité 7, les dimensions de l'antenne elle-même et de son positionnement relatif dans le four seraient différentes, mais la forme générale de l'antenne et sa disposition générale resteraient say in a direction perpendicular to the plane of Figures 2A and 2B. With different dimensions for the cavity 7, the dimensions of the antenna itself and of its relative positioning in the oven would be different, but the general shape of the antenna and its general arrangement would remain
avantageusement similaires.advantageously similar.
L'antenne selon l'invention comporte une jonction diélectrique 3, laquelle permet une meilleure répartition des micro-ondes au niveau de l'antenne et partant, une meilleure homogénéisation de la répartition des micro-ondes dans la cavité 7. Si l'antenne était entièrement métallique comme dans l'art antérieur, les ondes seraient rayonnées surtout selon la direction X qui est la direction de la longueur du guide d'onde 6 reliant le magnétron 5 à la cavité 7. L'antenne est mobile en rotation autour de son axe 1. De préférence, les différentes parties de l'antenne sont immobiles les unes par rapport aux autres, et l'axe 1 tourne autour de lui-même entraînant la surface émettrice 2 dans sa rotation. L'axe 1 peut aussi être fixe par The antenna according to the invention comprises a dielectric junction 3, which allows a better distribution of the microwaves at the level of the antenna and therefore, a better homogenization of the distribution of the microwaves in the cavity 7. If the antenna was entirely metallic as in the prior art, the waves would be radiated especially in the direction X which is the direction of the length of the waveguide 6 connecting the magnetron 5 to the cavity 7. The antenna is movable in rotation around its axis 1. Preferably, the different parts of the antenna are stationary with respect to each other, and the axis 1 rotates around itself causing the emitting surface 2 to rotate. Axis 1 can also be fixed by
rapport au four tandis que le reste de l'antenne tourne autour de l'axe 1. relative to the oven while the rest of the antenna rotates around axis 1.
Dans ce dernier cas, I'axe 1 est par exemple creux et la surface émettrice 2 est alors liée à l'axe 1 par une jonction diélectrique 3 comportant une partie In the latter case, the axis 1 is for example hollow and the emitting surface 2 is then linked to the axis 1 by a dielectric junction 3 comprising a part
axiale mobile en rotation et située dans le creux de l'axe 1. axial mobile in rotation and located in the hollow of axis 1.
L'antenne comporte de préférence au moins une fente 4 rayonnante de manière à perturber les ondes situées dans la cavité 7, qui sinon seraient en régime d'ondes stationnaires. Un régime d'ondes stationnaires présente des points chauds et des points froids correspondant à une répartition peu homogène des ondes dans la cavité 7. De préférence, la fente 4 rayonnante est allongée et la direction de la longueur de la fente 4 est sensiblement perpendiculaire à la droite reliant le centre de la fente 4 au The antenna preferably includes at least one radiating slot 4 so as to disturb the waves located in the cavity 7, which would otherwise be in the standing wave regime. A standing wave regime has hot spots and cold spots corresponding to an inhomogeneous distribution of the waves in the cavity 7. Preferably, the radiating slot 4 is elongated and the direction of the length of the slot 4 is substantially perpendicular to the right connecting the center of slot 4 to
centre de gravité de l'extrémité 11 de l'axe 1 liée à la surface émettrice 2. center of gravity of the end 11 of the axis 1 linked to the emitting surface 2.
Avantageusement, le périmètre de la fente 4 rayonnante est sensiblement égal à la longueur d'onde moyenne dans l'air des micro-ondes véhiculées par le guide d'onde 6. Tous les points de la périphérie de la fente 4 rayonnante sont préférentiellement éloignés du centre de gravité de l'extrémité 11 de l'axe 1 liée à la surface émettrice 2, d'une distance supérieure ou sensiblement égale au huitième de la longueur d'onde Advantageously, the perimeter of the radiating slot 4 is substantially equal to the average wavelength in the air of the microwaves carried by the wave guide 6. All the points of the periphery of the radiating slot 4 are preferably distant the center of gravity of the end 11 of the axis 1 linked to the emitting surface 2, by a distance greater than or substantially equal to one-eighth of the wavelength
moyenne dans l'air des micro-ondes véhiculées par le guide d'onde 6. mean in the air of the microwaves carried by the waveguide 6.
Les figures 3A à 3D représentent schématiquement une vue de dessus respectivement d'une première, d'une deuxième, d'une troisième, et d'une quatrième réalisation préférentielle de la surface émettrice d'une antenne selon l'invention. Les figures 3A à 3C présentent différentes surfaces émettrices 2 comportant différentes fentes 4 rayonnantes. La figure 3D, quant à elle, représente une surface émettrice 2 ne comportant pas de fente rayonnante mais plutôt une ailette 20 en guise d'élément perturbateur FIGS. 3A to 3D schematically represent a top view respectively of a first, a second, a third, and a fourth preferred embodiment of the emitting surface of an antenna according to the invention. FIGS. 3A to 3C show different emitting surfaces 2 comprising different radiating slots 4. FIG. 3D, for its part, represents an emitting surface 2 not comprising a radiating slot but rather a fin 20 as a disturbing element
des ondes situées dans la cavité 7. waves located in the cavity 7.
La figure 3A représente une surface émettrice 2 en forme de couronne de bord extérieur 21. L'extrémité 11 de l'axe 1 de l'antenne a un centre de gravité 10. La fente rayonnante 4 est de forme sensiblement rectangulaire allongée. Son périmètre p vaut la longueur d'onde moyenne dans l'air des micro-ondes situées dans la cavité 7 du four. Tous les points de la périphérie de la fente 4, c'est-à-dire tous les points situés le long du périmètre p sont à une distance supérieure ou égale à la distance b, laquelle est supérieure ou égale au huitième de la longueur d'onde moyenne dans l'air des micro-ondes situées dans la cavité 7 du four. La fente 4 a un centre 41 et une longueur selon la direction A1. La droite A1, représentée en traits pointillés, est perpendiculaire à la droite joignant le centre 41 au centre de gravité 10. Le rayonnement d'une telle fente est plus homogène que le rayonnement d'une fente dont la longueur serait parallèle à la droite joignant le centre 41 au centre de gravité 10. Cette fente de longueur parallèle au rayon de la surface émettrice 2 aurait un rayonnement d'intensité décroissante du centre de la surface émettrice 2 vers son bord 21, tandis que le rayonnement d'une fente coupant les rayons de la surface émettrice 2 comme sur la figure 3A est sensiblement constant sur toute la surface de la fente 4. Par ailleurs, la bande de matériau conducteur séparant le cercle intérieur 22 de la couronne de la périphérie de la fente 4 devrait être suffisamment large pour éviter un échauffement excessif à ce niveau: en pratique quelques millimètres suffisent. Selon un exemple numérique préférentiel, pour un diamètre D du cercle 21 valant environ 110mm, la o10 longueur Lf de la fente 4 vaut sensiblement 60mm tandis que sa largeur If FIG. 3A represents an emitting surface 2 in the form of an outer edge crown 21. The end 11 of the axis 1 of the antenna has a center of gravity 10. The radiating slot 4 is of substantially elongated rectangular shape. Its perimeter p is equal to the average wavelength in the air of the microwaves located in the cavity 7 of the oven. All the points of the periphery of the slot 4, that is to say all the points located along the perimeter p are at a distance greater than or equal to the distance b, which is greater than or equal to the eighth of the length d medium wave in the air of the microwaves located in the cavity 7 of the oven. The slot 4 has a center 41 and a length in the direction A1. The line A1, represented in dotted lines, is perpendicular to the line joining the center 41 to the center of gravity 10. The radiation of such a slot is more homogeneous than the radiation of a slot whose length would be parallel to the line joining the center 41 at the center of gravity 10. This slot of length parallel to the radius of the emitting surface 2 would have a radiation of decreasing intensity from the center of the emitting surface 2 towards its edge 21, while the radiation of a slit cutting the radii of the emitting surface 2 as in FIG. 3A is substantially constant over the entire surface of the slot 4. Furthermore, the strip of conductive material separating the inner circle 22 of the crown from the periphery of the slot 4 should be sufficiently wide to avoid excessive heating at this level: in practice a few millimeters are sufficient. According to a preferred numerical example, for a diameter D of the circle 21 being worth approximately 110mm, the o10 length Lf of the slot 4 is worth substantially 60mm while its width If
vaut sensiblement 1 Omm.worth approximately 1 Omm.
La figure 3B représente une surface émettrice 2 comportant deux fentes 4 rayonnantes allongées du type de celle décrite à la figure 3A. Les longueurs de ces fentes 4 ont pour directions respectives les droites A1 et A2 représentées en traits pointillés. Les fentes 4 sont disposées de manière à ne pas être parallèles entre elles. Les directions A1 et A2 se coupent en faisant entre elles un angle de préférence aigu. A même vitesse de rotation, une antenne correspondant à la figure 3B rayonne moins d'énergie au niveau de sa périphérie, c'est-à-dire de son bord 21, qu'une antenne correspondant à la figure 3A. Dans le cas de la figure 3B, la plupart de FIG. 3B represents a transmitting surface 2 comprising two elongated radiating slots 4 of the type of that described in FIG. 3A. The lengths of these slots 4 have the respective directions the lines A1 and A2 shown in dotted lines. The slots 4 are arranged so as not to be parallel to each other. The directions A1 and A2 intersect, making between them an angle preferably acute. At the same speed of rotation, an antenna corresponding to FIG. 3B radiates less energy at its periphery, that is to say its edge 21, than an antenna corresponding to FIG. 3A. In the case of Figure 3B, most of
l'énergie est rayonnée vers le centre de la cavité 7. the energy is radiated towards the center of the cavity 7.
La figure 3C représente une surface émettrice 2 comportant une fente 4 rayonnante en forme de V à pointe 43 tronquée, les prolongements 42 des deux branches du V passant sensiblement par le centre de gravité 10 de la surface émettrice 2. Les contraintes concernant la distance b restent les mêmes que pour les figures 3A et 3B. L'angle que font entre elles les deux branches 42 du V permettent à la fente de laisser passer une gamme de fréquences de micro-ondes plus étendue que ce que permet une forme de fente rectangulaire, cependant la détermination des paramètres de la forme en V reste plus critique que celle correspondant à une forme rectangulaire. La figure 3D représente une surface émettrice comportant une ailette 20 en guise d'élément perturbateur des ondes situées dans la cavité de four. La présence de l'ailette 20 a la même fonction que la présence des fentes 4 rayonnantes sur les autres figures, à savoir briser la symétrie de révolution de la surface émettrice 2 autour de l'axe 1 et moduler l'intensité de l'énergie rayonnée par l'antenne vers la cavité de four. L'ailette 20 a une FIG. 3C represents an emitting surface 2 comprising a radiating slot 4 in the form of a V with a truncated tip 43, the extensions 42 of the two branches of the V passing substantially through the center of gravity 10 of the emitting surface 2. The constraints concerning the distance b remain the same as for Figures 3A and 3B. The angle that the two branches 42 of the V make between them allows the slit to pass a wider range of microwave frequencies than what a rectangular slit shape allows, however determining the parameters of the V shape remains more critical than that corresponding to a rectangular shape. FIG. 3D represents an emitting surface comprising a fin 20 as a disturbing element of the waves located in the oven cavity. The presence of the fin 20 has the same function as the presence of the radiating slots 4 in the other figures, namely breaking the symmetry of revolution of the emitting surface 2 around the axis 1 and modulating the intensity of the energy. radiated by the antenna towards the oven cavity. The fin 20 has a
efficacité d'homogénéisation moindre que celle d'une fente 4 rayonnante. homogenization efficiency lower than that of a radiant slot 4.
Le four à micro-ondes précédemment décrit s'applique de préférence à des fours de cuisson domestique, mais peut également The microwave oven previously described preferably applies to domestic cooking ovens, but can also
s'appliquer à tout autre type de four dans lequel une répartition de micro- apply to any other type of oven in which a distribution of micro-
ondes dans une cavité doit être homogénéisée, comme par exemple des fours industriels de chauffage ou de séchage. Les fours industriels de séchage peuvent concerner des domaines comme le séchage du bois, du textile ou du tabac ainsi que le séchage effectué dans les tunnels de sérigraphie. Dans le cas de l'application préférentielle à des fours de cuisson domestique, le four à micro-ondes concerne les fours purement micro-ondes aussi bien que les fours mixtes, c'est-à-dire les fours traditionnels ayant au o moins un mode de cuisson et/ou chauffage réalisé par micro-ondes. Dans un four de cuisson domestique, I'antenne selon l'invention peut également exister conjointement à un plateau tournant. Dans ce cas, I'antenne sera placée par exemple dans la partie supérieure de la cavité de four, tandis que le plateau tournant restera traditionnellement placé dans la partie inférieure de la cavité de four. Dans les modes de fonctionnement du four o le plateau tournant est arrêté, par exemple dans le cas de cuisson avec un waves in a cavity must be homogenized, such as industrial heating or drying ovens. Industrial drying ovens may relate to areas such as drying wood, textiles or tobacco as well as drying carried out in screen printing tunnels. In the case of the preferential application to domestic cooking ovens, the microwave oven relates to purely microwave ovens as well as combi ovens, i.e. traditional ovens having at least one cooking and / or heating mode carried out by microwave. In a domestic cooking oven, the antenna according to the invention can also exist in conjunction with a turntable. In this case, the antenna will be placed for example in the upper part of the oven cavity, while the turntable will traditionally remain placed in the lower part of the oven cavity. In the operating modes of the oven where the turntable is stopped, for example in the case of cooking with a
grand plat rectangulaire, I'homogénéisation de la répartition des micro- large rectangular dish, the homogenization of the distribution of micro-
ondes dans la cavité de four sera alors assurée par l'antenne selon l'invention. Il est de même possible d'envisager des modes faisant fonctionner simultanément un plateau tournant traditionnel avec une antenne selon l'invention, dans le but d'obtenir une homogénéisation waves in the oven cavity will then be provided by the antenna according to the invention. It is likewise possible to envisage modes making simultaneously operate a traditional turntable with an antenna according to the invention, in order to obtain a homogenization
optimale dans la cavité de four.optimal in the oven cavity.
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