再看下微波波导效应
先看微波
微波技术应用简介
一、微波能加热技术的发展概况
微波技术是二十世纪五十年代发展起来的一门新技术。把微波作为一种能量来进行加热、干燥、治疗、杀虫、灭菌等，已有三十年的历史。
工业上的应用，首先在食品加工方面取得成功，家用微波炉的出现进一步扩大了微波加热技术的应用领域。现在，微波加热作为一项全新技术受到各界的重视。
我单位是国内较早开展微波应用研究单位之一，并在一些重大项目上取得进展。目前在我国食品、保健品、饮品、啤酒、中医药、生物肥料、木材、纸张、彩印、化工、陶瓷、建材、橡胶以及医疗等行业得到应用，并取得了较好的经济效益。微波技术要结合各行业的特点进行应用或技术改造。随着应用领域的日益扩大，发展前景是广阔的。
目前国内外的一些新的应用领域主要有以下几个方面：
1-1、食品、保健品工业
民以食为天，食品工业正以前所未有的速度崛起，利用微波可对食品、保健品进行灭菌、脱水、烘干、膨化、调味、脱腥、解冻、催陈和保鲜处理。目前已用于奶粉、壮骨粉、洋参丸、豆粉、月饼、糕点、方便面、牛肉干、肉脯、肉条、肉松、鱼干片、鱼松、贝类、盐水鸭、解冻鱼肉禽蛋、酱菜、土豆片、腰果、花生、瓜子、大豆、白酒、黄酒、啤酒、牛奶、口服液等的生产中。
1-2、木材加工
用915MHz、40KW微波干燥机对2-10公分厚的木板进行烘干，干燥速度快、木材不开裂、变形小、同时可杀死木材内部的卵虫和幼虫，中高档家具、地板、包装材料用途木料的处理最为合适。微波对竹木复合板和拼板交接的固化处理也很理想。
1-3、杀虫灭菌
应用微波加热技术能在较低的湿度下灭菌杀虫，若用微波处理食品和物料，在50-80度时就能起到杀虫灭菌作用。此领域有：大米、谷物、豆类、烟叶处理、竹材、木料、纸张、食品、药品等。
1-4、橡胶工业
（1）用2450MHz-5-15kw微波加热设备作为一次加热，升温到硫化温度后热风保温，可硫化普通胶条或带金属骨架密封胶条。
（2）采用微波加热器，对大型轮胎进行预热，加热均匀、整个硫化时间可缩短三分之一左右。
1-5、陶瓷工业
（1）微波在陶瓷工业的预烘干可大大缩短陶瓷的预干燥时间，同时不影响陶瓷烧制的成品率。
（2）陶瓷烧结是微波能应用的新天地。
1-6、原煤脱硫
（1）原煤中的硫以黄铁矿形式出现，黄铁矿比煤有更高的损耗角正切，因此能使黄铁矿得到选择性加热与气体发生反映，生成硫化物释放出来。而煤不受影响。
（2）微波酸碱法脱硫。
1-7、烟道脱硫
利用微波能技术还能进行烟道的二氧化硫及氧化氮的还原处理，此技术比现有的烟道处理技术成本大大节约，也非常便于操作实现。
1-8、微波等高离子体技术
半导体生产工艺中已经采用微波等离子体技术，可进行蚀刻、溅射、气相沉积、氧化硅片；可用于金属、合金、非金属的表面处理；可用于陶瓷的高温烧结；可用于等离子体光谱分析，可检测十几种元素，另外还用于分解有毒化合物。
1-9、微波生物效应
微波生物效应有热效应和非热效应。热效应在医疗方面可进行微波理疗、配合放疗和化疗，可进行透热治癌。另外还可以利用微波加热血浆、解冻冷藏器官，还可设计微波刀，特点是手术中的止血快、邮血量少。
二、微波加热原理及特点
2-1 什么是微波
微波与无线电波、电视信号、雷达通讯、红外线、可见光等一样，都属于电磁波，只是波长和不相同。
微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波（波长1米-1毫米），通常用于电视、广播、通讯技术中，而近代应用中又将它扩展出另一个分支，即把微波作为一种能量，在工农业上进行加热、干燥；在化学工业中进行催化促进化学反应；激发等离子体等。家用微波炉的使用也日趋广泛。
表（一）列出了各种电磁波的不同用途
由于电磁波的应用极为广泛和普遍，为避免相互干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体的规定，我国目前用于工业加热的频率为915兆赫和2450兆赫。
2-2 微波加热原理
介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向。在高频电磁作用下，这些取向按交变电磁场的变化而变化，这一过程致使分子的运动和相互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内的热动能，使介质温度不断升高，这就是微波加热的基本原理。
由此可见微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热，对于导电的金属材料，电波不能透入内部而被反射，金属材料不能吸收微波。
介质材料，因其介质电常数εr和介质损耗角正切值tgδ不同，在微波电磁场作用下效果也不一样。
由极性分子所组成的物质，能较好的吸收微波，能被微波加热的水分子是极性分子，是吸收微波最好的介质，所以含水的介质材料必定吸收微波。
另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯等塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波，这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做微波密封材料。
在微波电场中，介质对微波的吸收及转换成热能的程度正比于微波的工作频率、电场强度的平方、介电常数和介质损耗正切值。
在实际加热过程中，存在一个穿透能力和加热深度问题，穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的能力，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并转化为热量，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离，以指数形式衰减。
穿透深度定义为：材料内部功率密度为表面能量密度的1/e或36.8%算起的深度，用D表示
从式中可以看出微波的加热深度比红外加热大得多，因为微波的波长比红外大得多。红外加热只是表面加热，微波是深入到介质内部加热。对同样的微波，915兆赫的加热深度比2450兆赫的大。
2-3 微波加热的特点
1、加热速度快
常规加热如火焰、热风、电热、蒸气等加热，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间，热传导率较差的物体所需的时间就长。
微波加热是使被加热物体本身成为发热物体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能在短时间内过到均匀加热。
这一特点可使热传导较差的物质在短时间内得加热干燥，能量的利用率得到提高，还可以使加热炉的尺寸比常规加热炉要小。
2、均匀加热
用外部加热方式，为提高加热速度，就需要升高外部温度，这样容易产生外层结“壳”而内层夹“生”现象。微波加热时物体各部位不论形状如何，通常都有能均匀渗透电磁波，以产生热量，因此介质材料加热的无效性大大改善。
微波加热与高频加热相比较，由于频率高不需要设计适合物体形状的电极，所以不论何种形状的物体都有能做到均匀加热，这一点对提高产品质量很有利。
3、节能高效
微波对不同物质有不同的作用，含有极性的物质容易吸收微波能量而发热。不含极性则很少吸收微波加热。微波加热时，被加热物料一般都是放在用金属制造的加热室内，加热室对电波来说是个封闭的空腔，微波不能外泄，只能被加热物体吸收，加热室内的空气与相应的容器都有不会发热，所以热效率极高，同时工场的环境温度也不会因此而升高，劳动生产环境明显改善。
4、易于控制
与常规加热方法比较，微波加热的控制只要操纵功率控制旋纽，即可瞬间达到升降、开停的目的。因为在加热时只对物体本身加热，炉体、炉腔内空气几乎不加热，因此热惯性极小，应用计算机控制，特别适宜于加热过程和加热工艺的规范和自动化控制。
5、清洁卫生
对食品、药品等加热干燥时，微波的生物效应能在较低的温度下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成分的加热杀菌方法，所以微波加热在食品工业中得到广泛的应用。
6、选择性加热
微波对不同介质特性的物料有不同的作用，这一点对干燥加工特性很有利。因为水分子对微波和吸收最好，的以含水量高的部位 ，吸收微波功率多于含水量较低的部位，这就是微波选择性加热的特点。 在烘干木材、纸张等产品时，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。
需注意，有些物质当温度愈高，吸收愈好，形成正反馈使这一部分的温度急剧上升，对这类物质进行微波时要注意制定合理的加热工艺。
7、安全无害
通常微波能是在金属制成的封闭的加热室内和波导管中工作，所以能量的泄漏极小，我公司制造的微波设备采用先进的设计，精良的加工，因此进出料口，观察窗、炉门等处的微波汇漏微乎其微，大大优于国家制定的安全标准。而且微波没有放射线危害及有害气体排放，是一种十分安全的加热技术。
http://www.kepu.net.cn/gb/technology/telecom/microwave/mrw401.html
4． 波导效应
PHS系统工作在微波段。我们知道微波波长短，绕射能力差，因此在可视直线情况下传播最好。另外，波长越短的无线电波，当遇到在物体时，在其表面发生镜面反射的可能也越大。当信号在两侧是规则楼房的街道中传播时，便是以反射方式进行，我们称之为“波导效应”。在PHS系统的RF规划中，我们也充分考虑到了这一特点。比如，将基站架设在十字路口处和靠近街道的位置，就是为了让信号能在周围空间更好地传播。另外，在一些规则的居民区，最好能在与楼房平行的方向上架设基站，目的也是为了让信号能在楼房之间的通道内较好的传播。
