發(fā)送時(shí)刻是指由發(fā)送時(shí)間和非發(fā)送時(shí)間構(gòu)成的脈沖驅(qū)動(dòng)的發(fā)送微波中，從非發(fā)送時(shí)間切換到發(fā)送時(shí)間之時(shí)(時(shí)刻)。圖中，同一標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠郑÷詫?duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]在圖3中，圖3(a) (b) (C)的縱軸表示微波發(fā)送部I的通/斷，橫軸表示時(shí)間。即，圖3(a) (b) (C)指出微波發(fā)送部I的發(fā)送時(shí)刻。自上而下，圖3(a)示出微波發(fā)送部Ia的輸出，是表示微波發(fā)送部Ia的發(fā)送微波波形的示意圖。圖3(b)示出微波發(fā)送部Ib的輸出，是表示微波發(fā)送部Ib的發(fā)送微波波形的示意圖。圖3(c)示出微波發(fā)送部Ic的輸出，是表示微波發(fā)送部Ic的發(fā)送微波波形的示意圖。最下面的圖3(p)是表示材料12附近的發(fā)送微波的合成波的功率通量密度的示意圖。圖3(p)的縱軸表示發(fā)送微波的合成波的功率通量密度，橫軸表不時(shí)間。
[0020]如圖3(a) (b) (C)所示，各個(gè)微波發(fā)送部I (微波發(fā)送部la、微波發(fā)送部lb、微波發(fā)送部Ic)輸出的脈沖波的發(fā)送時(shí)刻逐個(gè)錯(cuò)開1/3周期(依次延遲)，從而反復(fù)地將電磁波發(fā)送給材料12 (被照射體12)。換言之，多個(gè)微波發(fā)送部I分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。而且，相鄰的微波發(fā)送部I彼此的不同發(fā)送時(shí)刻之間的時(shí)間可以說(shuō)是與規(guī)定的發(fā)送占空比相對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間。實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))中，也可以在電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))內(nèi)形成控制電路30，利用控制電路30來(lái)對(duì)多個(gè)電磁波發(fā)送部I (各電磁波發(fā)送部I)進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。即，控制電路30使各個(gè)微波發(fā)送部I (各微波發(fā)送部I)的發(fā)送時(shí)刻依次延遲與規(guī)定的發(fā)送占空比相對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間?？刂齐娐?0的詳細(xì)情況將在后文中闡述。
[0021]規(guī)定的發(fā)送占空比的定義為1/(分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的對(duì)象的微波發(fā)送部I的數(shù)量)。從而，在圖1?圖3所示的微波發(fā)送部I中，各自在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的對(duì)象為微波發(fā)送部la、微波發(fā)送部lb、微波發(fā)送部Ic這3個(gè)，因此規(guī)定的發(fā)送占空比為1/3。由此，各微波發(fā)送部I將以規(guī)定的發(fā)送占空比反復(fù)進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的電磁波照射到被照射體12(材料12)上，從而使材料12附近的功率通量密度如圖3的最下部即圖3(p)所示那樣，得到與照射連續(xù)波的微波情況相同的功率通量密度。
[0022]在微波加熱爐(微波冶煉爐)中，當(dāng)要提高材料12 (焦點(diǎn)部4)的功率通量密度時(shí)，通過(guò)使微波發(fā)送部I的數(shù)量增加3的倍數(shù)，并同樣使其每隔1/3周期錯(cuò)開照射電磁波，能夠得到相當(dāng)于連續(xù)波的高功率通量密度。例如，在圖1所示的微波加熱爐(電磁波發(fā)送系統(tǒng))的微波發(fā)送部I中，只要沿著加熱爐3的圓周方向，按照?qǐng)D1的#1、#2、#3，然后再是#1、#2、#3……的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送即可。該發(fā)送時(shí)刻是圖3(a) (b) (c)的縱軸所示的導(dǎo)通狀態(tài)下的時(shí)間。
[0023]另外，當(dāng)各微波發(fā)送部I到材料12的光程長(zhǎng)不同時(shí)，或者系統(tǒng)內(nèi)存在通過(guò)相位差時(shí)，使用例如專利文獻(xiàn)3所記載的元件電場(chǎng)矢量法，對(duì)各發(fā)送微波11的相位誤差或通過(guò)相位誤差進(jìn)行測(cè)定和檢測(cè)并進(jìn)行校正，使相位在材料部(焦點(diǎn)部4)實(shí)現(xiàn)匹配，從而能夠在材料12附近得到與連貫的連續(xù)波的微波照射同樣的功率通量密度。另外，也可以對(duì)從各微波發(fā)送部I輸出的發(fā)送微波11的相位和振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，以自由地形成發(fā)送微波束的形狀。
[0024]圖4是實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置及電磁波發(fā)送系統(tǒng)中使用了 APAA的微波加熱爐(微波冶煉爐)的微波發(fā)送部周邊的系統(tǒng)框圖。圖4中，微波發(fā)送部I (電磁波發(fā)送部I)的內(nèi)部設(shè)有初級(jí)高輸出放大器模塊21 (初級(jí)HPA(High Power Amplifier)模塊21)。分配電路22對(duì)來(lái)自初級(jí)HPA模塊21的微波和末級(jí)HPA模塊控制信號(hào)33進(jìn)行分配。末級(jí)高輸出放大器模塊23 (末級(jí)HPA (High Power Amplifier)模塊23、功率放大裝置23)在微波發(fā)送部I內(nèi)設(shè)有多個(gè)，且分別與分配電路22相連接。天線24發(fā)送微波，且分別與末級(jí)HPA模塊23相連接。移相器25和HPA26 (功率放大部26)內(nèi)置于初級(jí)HPA模塊21和末級(jí)HPA模塊23內(nèi)。圖中，同一標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，省略?duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]圖4中，控制電路30由CPU、FPGA等構(gòu)成。信號(hào)發(fā)生器34生成源振信號(hào)(ReferenceSignal) 27，并將源振信號(hào)27提供給初級(jí)HPA模塊21，所述源振信號(hào)27是照射到(發(fā)送給)被照射體12的電磁波的基礎(chǔ)。天線控制單元35對(duì)各微波發(fā)送部I統(tǒng)一進(jìn)行控制，向各微波發(fā)送部I的控制電路30發(fā)送微波發(fā)送部控制信號(hào)31?？刂齐娐?0基于微波發(fā)送部控制信號(hào)31，向初級(jí)HPA模塊21發(fā)送初級(jí)HPA模塊控制信號(hào)32。同樣地，控制電路30基于微波發(fā)送部控制信號(hào)31，經(jīng)由分配電路22向末級(jí)HPA模塊23發(fā)送末級(jí)HPA模塊控制信號(hào)33。圖中，同一標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，省略?duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]在實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置及電磁波發(fā)送系統(tǒng)中，如圖4所示，形成于各個(gè)微波發(fā)送部I (各微波發(fā)送部I)的控制電路30 (各控制電路30)分別接收來(lái)自天線控制單元35的微波發(fā)送部控制信號(hào)31。接收到微波發(fā)送部控制信號(hào)31的各控制電路30根據(jù)微波發(fā)送部控制信號(hào)31進(jìn)行動(dòng)作，以使各微波發(fā)送部I的發(fā)送時(shí)刻依次延遲與規(guī)定的發(fā)送占空比相應(yīng)的發(fā)送時(shí)間。
[0027]即，控制電路30發(fā)送初級(jí)HPA模塊控制信號(hào)32和末級(jí)HPA模塊控制信號(hào)33，以此來(lái)控制初級(jí)HPA模塊21和末級(jí)HPA模塊23。通過(guò)由各控制電路30進(jìn)行上述控制，能夠使各微波發(fā)送部I的發(fā)送時(shí)刻依次延遲與規(guī)定的發(fā)送占空比相對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間。從而，電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))中的控制電路不僅僅是指各控制電路30，控制電路除了包括各控制電路30之外，還可以包括天線控制單元35。當(dāng)然，也可以將天線控制單元35作為控制電路。
[0028]如上所述，實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))也可以用于例如圖1所示的微波加熱爐(微波冶煉爐)的焦點(diǎn)部4要求有高功率通量密度的發(fā)送微波11的情況。即，通過(guò)使多個(gè)進(jìn)行脈沖輸出的微波發(fā)送部I發(fā)送脈沖的發(fā)送時(shí)刻錯(cuò)開地切換微波發(fā)送部I來(lái)發(fā)送出發(fā)送微波11，能夠高效地向焦點(diǎn)部4附近照射連續(xù)波的發(fā)送微波11，并能夠控制提高功率通量密度。若用圖1所示的微波加熱爐(微波冶煉爐)的情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，則利用APAA的波束方向控制、波束形成、以及反射板2，能夠高效地向焦點(diǎn)部4附近照射連續(xù)波的發(fā)送微波11。
[0029]以上，說(shuō)明了實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))中分別在不同的發(fā)送時(shí)刻對(duì)多個(gè)微波發(fā)送部I進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的情況。對(duì)由多個(gè)微波發(fā)送部I構(gòu)成的組存在多組的情況進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖1所示的3個(gè)微波發(fā)送部I為一組，這樣的組存在多組，但所有微波發(fā)送部I都分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。即，這里說(shuō)明的實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))中，多個(gè)微波發(fā)送部I構(gòu)成的組存在多個(gè)，且只有同一組中的多個(gè)微波發(fā)送部I才分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。而且，通過(guò)使其它組的微波發(fā)送部I彼此的發(fā)送時(shí)刻相同，向被照射體12照射(發(fā)送)來(lái)自2個(gè)微波發(fā)送部I的電磁波(發(fā)送微波11)，從而能夠進(jìn)一步提高焦點(diǎn)部4附近的功率通量密度。
[0030]詳細(xì)而言，采用多個(gè)電磁波發(fā)送單元分別具有多個(gè)微波發(fā)送部I的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中，控制裝置30 (天線控制單元35)使每一個(gè)電磁波發(fā)送單元內(nèi)的各個(gè)微波發(fā)送部I的發(fā)送時(shí)刻都依次延遲與規(guī)定的發(fā)送占空比相對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間，并且使電磁波發(fā)送單元所具有的多個(gè)微波發(fā)送部中的任一個(gè)與其它電磁波發(fā)送單元所具有的多個(gè)微波發(fā)送部中的任一個(gè)在同一發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行動(dòng)作。這里，規(guī)定的發(fā)送占空比的定義也是1/(分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的對(duì)象的微波發(fā)送部I的數(shù)量)。
[0031]微波發(fā)送部I的排列方式按照如圖1所示的情況來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。這里的標(biāo)記僅僅涉及圖1中有明確記載的部分，是一種例示，省略了“#”標(biāo)記的微波發(fā)送部I不再作為對(duì)象進(jìn)行說(shuō)明。在圖1所示的配置的情況下，多個(gè)電磁波發(fā)送單元分別具有3個(gè)微波發(fā)送部I (微波發(fā)送部la、微波發(fā)送部lb、微波發(fā)送部Ic)。電磁波發(fā)送單元所具有的3個(gè)微波發(fā)送部I (例如圖1中從左到右依次為#1微波發(fā)送部1、#2微波發(fā)送部1、#3微波發(fā)送部I)中的任一個(gè)微波發(fā)送部與其它電磁波發(fā)送單元所具有的3個(gè)微波發(fā)送部I (例如圖1中從右到左依次為#3微波發(fā)送部1、#2微波發(fā)送部1、#1微波發(fā)送部I)中的任一個(gè)微波發(fā)送部在同一發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行動(dòng)作。
[0032]這種情況下，微波發(fā)送部I中分別在不同的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的對(duì)象在圖1中從左到右依次為#1微波發(fā)送部1、#2微波發(fā)送部1、#3微波發(fā)送部I這三個(gè)構(gòu)成一組，在圖1中從右到左依次為#3微波發(fā)送部1、#2微波發(fā)送部1、#1微波發(fā)送部I這三個(gè)構(gòu)成一組，各自的規(guī)定的發(fā)送占空比為1/3。
[0033]在上述那樣同一組的微波發(fā)送部I彼此的發(fā)送時(shí)刻互不相同(各不相同)，其它組的微波發(fā)送部I彼此的發(fā)送時(shí)刻相同，將來(lái)自2個(gè)微波發(fā)送部I的電磁波(發(fā)送微波11)照射(發(fā)送)到被照射體12的情況下，控制裝置30的基本動(dòng)作如下所示。S卩，控制裝置30 (天線控制單元35)控制各個(gè)電磁波發(fā)送單元內(nèi)的各個(gè)微波發(fā)送部I的相位，使得各個(gè)電磁波發(fā)送單元發(fā)送的電磁波的相位在被照射體12處達(dá)到一致?？刂蒲b置30 (天線控制單元35)控制各個(gè)電磁波發(fā)送單元內(nèi)的各個(gè)微波發(fā)送部I發(fā)送的電磁波的指向性，使得各個(gè)電磁波發(fā)送單元發(fā)送的電磁波向被照射體12聚焦。
[0034]另外，實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))只要根據(jù)脈沖長(zhǎng)度和發(fā)送占空比，由天線控制單元35和控制電路30以軟件或FPGA的方式控制微波發(fā)送部I的發(fā)送和切換的時(shí)刻即可。因此，實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))無(wú)需在通常的微波送電系統(tǒng)和APAA的硬件基礎(chǔ)上增加特殊的硬件，就能高效地向焦點(diǎn)部4附近照射連續(xù)波的發(fā)送微波11，并能夠控制提高功率通量密度。
[0035]另外，通常的APAA中，通過(guò)向各模塊輸入高電平(High)/低電平(Low)等控制信號(hào)，能夠立即(微秒以下)控制用于切換微波發(fā)送的各初級(jí)HPA模塊21及末級(jí)HPA模塊23的通/斷(0N/0FF)控制信號(hào)。因此，實(shí)施方式I所涉及的電磁波發(fā)送裝置(電磁波發(fā)送系統(tǒng))能夠在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)切換微波發(fā)送部I的脈沖波的發(fā)送時(shí)刻和各微波發(fā)送部I。
[0036]另外，在根據(jù)系統(tǒng)的要求而不需要在初級(jí)