(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基準信号発振器に接続された複数の位相同期回路を有して構成された複数出力を持つマイクロ波発振部と、
前記マイクロ波発振部のそれぞれの出力を増幅する複数の増幅部と、
前記増幅部からの出力が供給され、加熱室にマイクロ波を放射する複数の放射部と、
前記マイクロ波発振部を制御する制御部と、を備え、
前記放射部のそれぞれが複数のマイクロ波給電点を有し、前記増幅部からのそれぞれの出力が前記マイクロ波給電点のそれぞれに供給されるよう構成され、
前記放射部は前記加熱室の同一壁面に配設され、前記放射部および前記放射部のマイクロ波給電点は壁面の略中央を通る直線に対して線対称に配設されたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記マイクロ波発振部は、前記基準信号発振器から出力された発振信号の位相を可変する位相可変部を備え、それぞれの放射部における複数のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の位相を所定の位相差に設定して供給するよう構成された請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記マイクロ波発振部は、前記基準信号発振器から出力された発振信号の位相を可変する位相可変部を備え、それぞれの放射部における少なくとも２つの放射部から放射されるマイクロ波の位相差を可変するよう構成された請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部の中央点とそれぞれのマイクロ波給電点とを結ぶそれぞれの線の交差角度が９０度となり、それぞれのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差が、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において９０度となるよう構成されている請求項１または２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部の中央点とそれぞれのマイクロ波給電点とを結ぶそれぞれの線の交差角度が９０度であるとともに、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において、一方のマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相を基準とした時に、他方のマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相を９０度と−９０度とに切り替るよう構成した請求項１または２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部におけるそれぞれのマイクロ波給電点を結ぶ直線が当該放射部の中央点を通るように配設するとともに、前記少なくとも２つのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差が、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において１８０度となるよう構成した請求項１または２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記マイクロ波発振部の出力を制御する機能を有し、前記それぞれの放射部における複数のマイクロ波給電点における少なくとも１つのマイクロ波給電点に対してマイクロ波の給電を停止する制御を行うよう構成した請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
１つの基準信号発振器に接続された複数の位相同期回路を有して構成された複数出力を持つマイクロ波発振部と、
前記マイクロ波発振部のそれぞれの出力を増幅する複数の増幅部と、
前記増幅部からの出力が供給され、加熱室にマイクロ波を放射する複数の放射部と、
前記マイクロ波発振部を制御する制御部と、を備え、
前記放射部のそれぞれが複数のマイクロ波給電点を有し、前記増幅部からのそれぞれの出力が前記マイクロ波給電点のそれぞれに供給されるよう構成され、
前記複数の放射部は前記加熱室の対向する壁面に配設され、前記放射部は前記加熱室の対向する壁面において対向して配置されるとともに、前記放射部のマイクロ波給電点は前記加熱室の対向する壁面において対向して配置されたマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記複数の放射部は、それぞれの放射部の励振方向が加熱室の幅方向および奥行き方向に一致するように加熱室内に配設された請求項８に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
前記複数の放射部は、それぞれの放射部の励振方向が加熱室の幅方向および奥行き方向に一致するように加熱室内に配設するとともに、前記それぞれの放射部における前記複数のマイクロ波給電点へのそれぞれの励振方向のマイクロ波給電レベルを前記加熱室の幅方向寸法と奥行き寸法の比率に応じて供給するよう構成された請求項８に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数の放射部を備えたマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のマイクロ波加熱装置は、一般には直方体形状の加熱室を有して構成され、加熱室が一つあるいは複数の放射部を備えている。複数の放射部の構成としては、放射部を加熱室の上壁面と底壁面とに設け、専用のマイクロ波発生手段からのマイクロ波がそれぞれの放射部に供給される構成、および放射部を加熱室の側壁面に２つ設け、ひとつのマイクロ波発生手段からのマイクロ波が導波管を介して２つの放射部に供給される構成がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、複数の放射部を加熱室の壁面に分散して配置し、それぞれの放射部にマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段のうち少なくとも二つの壁面に配したマイクロ波発生手段を時分割動作させる構成がある（例えば、特許文献２）。【０００４】
このように、特許文献２に開示されたマイクロ波加熱装置においては、選択したマイクロ波発生手段を時分割動作させることにより、加熱室内空間でのマイクロ波干渉に伴って放射部が受信するマイクロ波によってその放射部に連結しているマイクロ波発生手段が破壊されることを防止しており、複数のマイクロ波発生手段を実質的に同時動作させることができる構成である。【０００５】
また、加熱室において直交関係にある壁面に配置した放射部は、加熱室とマイクロ波発生手段との結合を適当に選ぶことにより、互いの放射部から放射されるマイクロ波の干渉を抑制することができ、マイクロ波発生手段の同時発振が可能となる。【０００６】
従来のマイクロ波加熱装置においては、複数の放射部を備え、それぞれの放射部に供給するマイクロ波電力量をマイクロ波発生手段内に設けた位相器の制御により変更可能な構成である（例えば、特許文献３）。【０００７】
従来のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生手段は、半導体で構成された発振部と、発振部の出力を複数に分割する分配部と、分配された出力をそれぞれ増幅する複数の増幅部と、増幅部の出力を合成する合成部と、分配部と増幅部との間に位相器とを備えた構成である。従来のマイクロ波加熱装置において、合成部からの２つの出力に加熱室内にマイクロ波を放射する放射部がそれぞれ接続されている。【０００８】
位相器はダイオードのオンオフ特性によりマイクロ波の通過線路長を切り替える構成である。また、合成部は、９０度および１８０度ハイブリッドを用いて構成され、位相器を制御することにより、合成部からの２つの出力の電力比を変化させ、または２つの出力間の位相を同相あるいは逆相に変更している。【０００９】
また、従来のマイクロ波加熱装置においては、加熱室内の被加熱物に対する加熱の均一化を促進することを狙いとして、放射部から円偏波を放射させる構成がある（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に開示されたマイクロ波加熱装置は、円偏波放射をさせるために、加熱室の壁面に直交して穿孔を形成して、一対の開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０４−２３３１８８号公報
【特許文献２】特開昭５３−５４４５号公報
【特許文献３】特開昭５６−１３２７９３号公報
【特許文献４】特開２００２−０６１８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記の従来のマイクロ波加熱装置においては、放射部が１つあるいは複数配置された構成であり、放射部が放射機能に特化した構成であった。また、前記の従来のマイクロ波加熱装置においては、放射されるマイクロ波の偏波が直線偏波か円偏波のいずれかのマイクロ波を放射する構成であった。【００１２】
本発明は、前記の従来のマイクロ波加熱装置における課題を解決するものであり、マイクロ波を放射する放射部が直線偏波と円偏波の両方のマイクロ波を放射できる機能および電力合成機能が付加された新規な放射機能を有するとともに、放射部に供給するマイクロ波信号を最適制御することができるマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る第１の態様のマイクロ波加熱装置は、１つの基準信号発振器に接続された複数の位相同期回路を有して構成された複数出力を持つマイクロ波発振部と、
前記マイクロ波発振部のそれぞれの出力を増幅する複数の増幅部と、
前記増幅部からの出力が供給され、加熱室にマイクロ波を放射する複数の放射部と、
前記マイクロ波発振部を制御する制御部と、を備え、
前記放射部のそれぞれが複数のマイクロ波給電点を有し、前記増幅部からのそれぞれの出力が前記マイクロ波給電点のそれぞれに供給されるよう構成され、
前記放射部は前記加熱室の同一壁面に配設され、前記放射部および前記放射部のマイクロ波給電点は壁面の略中央を通る直線に対して線対称に配設されている。このように構成された本発明に係る第１の態様のマイクロ波加熱装置においては、各マイクロ波給電点に供給された同一周波数のマイクロ波を電力合成して加熱室内に放射させることができる。また、第１の態様のマイクロ波加熱装置は、比較的小さい電力量を発生させる増幅部を複数用いて、放射部の数を増やすことなく加熱室内に大電力を供給することができる。また、このように構成された本発明に係る第１の態様のマイクロ波加熱装置においては、放射部をひとつの壁面に集約することにより、放射部を保護するために放射部を覆う部材の配設が容易になるとともに、各放射部のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の信号およびその位相の制御を相互に関連づけて制御することができる。
【００１４】
本発明に係る第２の態様のマイクロ波加熱装置においては、特に第１の態様における前記マイクロ波発振部が、前記基準信号発振器から出力された発振信号の位相を可変する位相可変部（１２ａ〜１２ｄ）を備え、それぞれの放射部における複数のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の位相を所定の位相差に設定して供給するよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第２の態様のマイクロ波加熱装置は、各放射部において、マイクロ波給電点の位相差を持つマイクロ波信号の合成により生じるマイクロ波の放射形態を変化させることにより、被加熱物を所望の状態になるように加熱を促進させることができる。【００１５】
本発明に係る第３の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第１の態様における前記マイクロ波発振部は、前記基準信号発振器から出力された発振信号の位相を可変する位相可変部を備え、それぞれの放射部における少なくとも２つの放射部から放射されるマイクロ波の位相差を可変するよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第３の態様のマイクロ波加熱装置においては、それぞれの放射部から放射されるマイクロ波が加熱室内の空間で衝突する位置を変化させ、加熱室内のマイクロ波分布の分散化を図ることができ、被加熱物の加熱の均一化を促進させることができる。【００１６】
本発明に係る第４の態様のマイクロ波加熱装置においては、特に第１または第２の態様における前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部の中央点とそれぞれのマイクロ波給電点とを結ぶそれぞれの線の交差角度が９０度となり、それぞれのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差が、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において９０度となるよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第４の態様のマイクロ波加熱装置においては、各放射部におけるマイクロ波給電点に供給されたマイクロ波が電力合成されるとともに、放射部から円偏波を放射することができる。また、第４の態様のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波を加熱室内全体に分散することができ、効果的に被加熱物を加熱することができる。【００１７】
本発明に係る第５の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第１または第２の態様における前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部の中央点とそれぞれのマイクロ波給電点とを結ぶそれぞれの線の交差角度が９０度であるとともに、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において、一方のマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相を基準とした時に、他方のマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相を９０度と−９０度とに切り替るよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第５の態様のマイクロ波加熱装置においては、円偏波の放射における旋回方向を切替え選択することができる。また、第５の態様のマイクロ波加熱装置は、旋回方向を被加熱物の種類、量、加熱進行状態に応じて変化させることにより、被加熱物の加熱の均一化を促進させることができる。【００１８】
本発明に係る第６の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第１または第２の態様における前記それぞれの放射部における少なくとも２つのマイクロ波給電点は、当該放射部におけるそれぞれのマイクロ波給電点を結ぶ直線が当該放射部の中央点を通るように配設するとともに、前記少なくとも２つのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差が、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において１８０度となるよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第６の態様のマイクロ波加熱装置においては、放射部から垂直偏波を放射することができる。また、第６の態様のマイクロ波加熱装置は、各放射部においてマイクロ波給電点に供給された２つのマイクロ波電力を合成して放射することができる。【００１９】
本発明に係る第７の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第１の態様における前記制御部は、前記マイクロ波発振部の出力を制御する機能を有し、前記それぞれの放射部における複数のマイクロ波給電点における少なくとも１つのマイクロ波給電点に対してマイクロ波の給電を停止する制御を行うよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第７の態様のマイクロ波加熱装置においては、円偏波放射および垂直偏波放射のいずれかを発生させることが可能となり、被加熱物の加熱を所望の状態に加熱することができる。例えば、ひとつの放射部において、放射部の中央点とそれぞれのマイクロ波給電点とを結ぶそれぞれの線の交差角度が９０度となるよう配置し、各マイクロ波給電点に位相差が９０度となるマイクロ波電力を供給することにより、円偏波放射を発生させることができる。また、いずれか一方のマイクロ波給電点に対してマイクロ波の供給を停止した場合には、垂直偏波放射を発生させることができる。【００２１】
本発明に係る第８の態様のマイクロ波加熱装置は、
１つの基準信号発振器に接続された複数の位相同期回路を有して構成された複数出力を持つマイクロ波発振部と、
前記マイクロ波発振部のそれぞれの出力を増幅する複数の増幅部と、
前記増幅部からの出力が供給され、加熱室にマイクロ波を放射する複数の放射部と、
前記マイクロ波発振部を制御する制御部と、を備え、
前記放射部のそれぞれが複数のマイクロ波給電点を有し、前記増幅部からのそれぞれの出力が前記マイクロ波給電点のそれぞれに供給されるよう構成され、
前記複数の放射部は前記加熱室の対向する壁面に配設され、前記放射部は前記加熱室の対向する壁面において対向して配置されるとともに、前記放射部のマイクロ波給電点は前記加熱室の対向する壁面において対向して配置されてもよい。このように構成された本発明に係る第８の態様のマイクロ波加熱装置においては、各放射部から放射されるマイクロ波を確実に空間衝突させることができ、放射部間の位相差を変化させてマイクロ波分布を確実に変化させることができる。
【００２２】
本発明に係る第９の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第８の態様における前記複数の放射部は、それぞれの放射部の励振方向が加熱室の幅方向および奥行き方向に一致するように加熱室内に配設してもよい。このように構成された本発明に係る第９の態様のマイクロ波加熱装置は、放射部の励振方向を加熱室の壁面方向に規定し、加熱室内でのマイクロ波伝搬方向を明確することができる。この結果、第９の態様のマイクロ波加熱装置においては、被加熱物の良好な加熱促進に対応した各マイクロ波給電点間あるいは各放射部間の位相制御を行うことができる。
【００２３】
本発明に係る第１０の態様のマイクロ波加熱装置において、特に第８の態様における前記複数の放射部は、それぞれの放射部の励振方向が加熱室の幅方向および奥行き方向に一致するように加熱室内に配設するとともに、前記それぞれの放射部における前記複数のマイクロ波給電点へのそれぞれの励振方向のマイクロ波給電レベルを前記加熱室の幅方向寸法と奥行き寸法の比率に応じて供給するよう構成してもよい。このように構成された本発明に係る第１０の態様のマイクロ波加熱装置は、加熱室の形状に合わせて加熱室内でのマイクロ波の分散を促進させることができる。例えば、幅広い加熱室においては幅方向励振に対応するマイクロ波給電点に大きいマイクロ波電力を供給することにより、円偏波放射時に加熱室の幅方向が大きい楕円旋回とし、加熱室内の電波の分散を促進させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のマイクロ波加熱装置においては、放射部における各マイクロ波給電点に供給するマイクロ波の位相と電力を制御して、直線偏波と円偏波の両方のマイクロ波を放射する機能を有し、さらに電力合成機能を付加して、被加熱物の加熱促進を図ることができるマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室内部を示す斜視図
【図２】実施の形態１のマイクロ波加熱装置の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部を示す平面図
【図４】実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部による第１の放射形態を説明する図
【図５】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部による第２の放射形態を説明する図
【図６】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部による第３の放射形態を説明する図
【図７】本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室内部を示す斜視図
【図８】実施の形態２のマイクロ波加熱装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部を示す平面図
【図１０】実施の形態２のマイクロ波加熱装置における放射部による第４の放射形態を説明する図
【図１１】実施の形態２のマイクロ波加熱装置における放射部による第５の放射形態を説明する図
【図１２】本発明に係る実施の形態３のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室内部を示す斜視図
【図１３】本発明に係る実施の形態４のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部を示す平面図
【図１４】実施の形態４のマイクロ波加熱装置における放射部による第６の放射形態を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のマイクロ波加熱装置に係る実施の形態として電子レンジについて、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明のマイクロ波加熱装置は、以下の実施の形態に記載した電子レンジの構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想及び当技術分野における技術常識に基づいて構成されるマイクロ波加熱装置を含むものである。
【００２７】
《実施の形態１》
図１は、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室１００内部を示す斜視図である。図１においては、加熱室１００内部の一部を切り欠いており、加熱室１００を開閉するための開閉扉は省略されている。図２は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置の構成を示すブロック図である。図３は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部２０，２１を示す平面図である。
【００２８】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する略直方体構造からなる加熱室１００を有しており、加熱室１００内部に収納された被加熱物を複数の放射部２０，２１からのマイクロ波により加熱処理するよう構成されている。加熱室１００は金属材料からなる左壁面１０１、右壁面１０２、底壁面１０３、上壁面１０４、奥壁面１０５、および被加熱物を収納するために開閉する開閉扉（図示なし）から構成されている。開閉扉が閉じられた加熱室１００においては、底壁面１０３に設けられた放射部２０，２１から放射されたマイクロ波が加熱室１００内部に閉じ込められるよう構成されている。
【００２９】
図２に示すように、マイクロ波発生手段であるマイクロ波発生部１０は、マイクロ波発振部１０ａ、このマイクロ波発振部１０ａからの４つの出力がマイクロ波伝送路１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ（以下の説明においては、１４ａ〜１４ｄと記し、他の複数有する構成要素においても同様に省略して記す）を介して導かれる初段増幅部１５ａ〜１５ｄ、初段増幅部１５ａ〜１５ｄのそれぞれの出力をさらに増幅する主増幅部１６ａ〜１６ｄ、および主増幅部１６ａ〜１６ｄの出力を出力部１９ａ〜１９ｄに導くマイクロ波伝送路１７ａ〜１７ｄに挿入した電力検出部１８ａ〜１８ｄで構成されている。マイクロ波発生部１０における初段増幅部１５ａ〜１５ｄ、および主増幅部１６ａ〜１６ｄは、それぞれが半導体素子を用いて構成されている。
【００３０】
マイクロ波発生部１０のマイクロ波発振部１０ａは、基準信号発振器である水晶発振器１１、水晶発振器１１からの４つの出力のそれぞれに配設した位相可変部１２ａ〜１２ｂ、および位相可変部１２ａ〜１２ｂの出力が入力される位相同期回路１３ａ〜１３ｄを備えている。実施の形態１において用いられている基準信号発振器である水晶発振器１１は、例えば１０ＭＨｚの基準周波数を発生する。
【００３１】
水晶発振器１１および位相同期回路１３ａ〜１３ｄは、周波数負帰還回路により構成されており、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）としての回路技術を適用したＰＬＬ周波数シンセサイザで構成されている。このＰＬＬ周波数シンセサイザは、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）、分周値が外部からの制御信号によって可変制御される分周器、位相比較器、ループフィルタ及び入力基準信号を発生する水晶発振器１１で構成されている。分周器の分周値を制御することにより、基準信号を出力する水晶発振器１１の周波数値を逓倍した周波数を発生させて、マイクロ波発振部１０ａは、所定の発振周波数を出力することができる。
【００３２】
位相比較器は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の出力周波数を分周器で分周した周波数の値と水晶発振器１１から得られる入力基準信号である周波数とを比較する。この両者の値が異なる場合、位相比較器は誤差信号パルスを出力する。ループフィルタは、ローパスフィルタで構成されており、位相比較器が発生した誤差信号パルスを直流電圧に変換し、この直流電圧が電圧制御発振器（ＶＣＯ）に印加されて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の発振周波数が可変制御される。このように、外部からの制御信号によって決定された周波数が形成されるように、基準信号発振器である水晶発振器１１および位相同期回路１３ａ〜１３ｄで構成された周波数負帰還回路が動作する。
【００３３】
本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発振部１０ａは、前記の周波数負帰還回路に位相可変部１２ａ〜１２ｂが付加された構成である。マイクロ波発振部１０ａの複数の出力は、周波数に関しては外部からの制御信号に基づき同一の周波数に制御されており、各出力端子における他の出力端子に対する相対的な位相差は、位相可変部１２ａ〜１２ｂの動作条件によって決定される。
【００３４】
位相可変部１２ａ〜１２ｄは、水晶発振器１１の出力をそれぞれの位相同期回路１３ａ〜１３ｄに伝送する信号線に可変容量ダイオードを並列配設した構成としている。
【００３５】
図３に示すように、加熱室１００を構成する底壁面１０３には、マイクロ波を加熱室１００内に放射供給する複数（実施の形態１においては２個）の放射部（２０，２１）が配置されている。実施の形態１における２個の放射部（第１の放射部２０，第２の放射部２１）は、底壁面１０３の略中心点（Ｃ０）を通る、装置の前後方向の中心線（図３において符号Ｙで示す線）に対して線対称となる位置に配置されている。
【００３６】
第１の放射部２０は、２つのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂを有しており、マイクロ波発生部１０からの各出力がそれぞれのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，に導かれている。同様に、第２の放射部２１は、２つのマイクロ波給電点２１ａ，２１ｂを有しており、マイクロ波発生部１０の各出力がそれぞれのマイクロ波給電点２１ａ，２１ｂに導かれている。第１の放射部２０のマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ、および第２の放射部２１のマイクロ波給電点２１ａ，２１ｂは、底壁面１０３の前述の中心軸Ｙに対して線対称となる位置に配置されている。
【００３７】
第１の放射部２０および第２の放射部２１は略円板形状を有するアンテナであり、それぞれの中央点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線（図３において符号Ｘで示す線）上にそれぞれ第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａが配置されている。各中央点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線Ｘに直交し、各中央点Ｃ１，Ｃ２を通る線（図３において、それぞれを符号Ｚ１，Ｚ２で示す線）上に第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂがそれぞれ配置されている。それぞれのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂおよび２１ａ，２１ｂは、インピーダンス整合を図るために、それぞれの放射部２０，２１の中央点Ｃ１，Ｃ２から所定距離を離して配置されている。
【００３８】
上記のように、第１の放射部２０において、第１のマイクロ波給電点２０ａと中央点Ｃ１とを結ぶ線Ｘと、第２のマイクロ波給電点２０ｂと中央点Ｃ１とを結ぶ線Ｚ１の交差角度θは９０度になるように配置されている。同様に、第２の放射部２１において、第１のマイクロ波給電点２１ａと中央点Ｃ２とを結ぶ線Ｘと、第２のマイクロ波給電点２１ｂと中央点Ｃ２とを結ぶ線Ｚ２の交差角度θは９０度になるように配置されている。
【００３９】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、初段増幅部１５ａ〜１５ｄおよび主増幅部１６ａ〜１６ｄは、低誘電損失材料により構成された誘電体基板の片面に形成した導電体パターンにて構成された回路を有し、その回路に設けた各増幅部の増幅素子である半導体素子を良好に動作させるべく各半導体素子の入力側と出力側のそれぞれに整合回路が設けられている。
【００４０】
マイクロ波発振部１０ａの出力から初段増幅部１５ａ〜１５ｄまでのマイクロ波伝送路１４ａ〜１４ｄは、同軸ケーブルで構成されている。また、主増幅部１６ａ〜１６ｄから出力部１９ａ〜１９ｄまでのマイクロ波伝送路１７ａ〜１７ｄは、誘電体基板の片面に設けた導電体パターンによって特性インピーダンスが略５０Ωの伝送回路にて形成されている。
【００４１】
マイクロ波伝送路１４ａ〜１４ｄが同軸ケーブルにより構成されているため、マイクロ波発振部１０ａと増幅部（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）とを別々の位置に配置することが可能となる利便性を有する。位相可変部１２ａ〜１２ｄは、信号線と接地面との間に可変容量ダイオードを組込んだ回路構成としている。可変容量ダイオードに印加する電圧を変えることにより、基準周波数の位相が遅延される。このため、位相遅延された基準周波数がそれぞれの位相同期回路１３ａ〜１３ｄに入力されている。
【００４２】
基準周波数の伝送経路に位相可変部１２ａ〜１２ｄを組み込むことにより、小さい電力レベルと低い周波数環境下で使用できる可変容量ダイオードを使用できるとともに、マイクロ波発振部１０ａのマイクロ波出力信号の位相変化を大きく設定することが可能となる。
【００４３】
マイクロ波発生部１０の位相同期回路１３ａ〜１３ｄは、例えば１０ＭＨｚの基準周波数を発生する基準信号発振器である水晶発振器１１に対して、０．５ＭＨｚの分周性能を有する比較周波数を分周器で形成している。そして、後続の増幅部に入力させるマイクロ波信号の周波数は、２４００．０ＭＨｚ〜２５００．０ＭＨｚとしている。
【００４４】
マイクロ波信号の周波数が２４５０．０ＭＨｚの場合、そのマイクロ波の位相を３６０度変化させるように位相可変部１２ａ〜１２ｄにおける位相可変量を制御している。この位相可変部１２ａ〜１２ｄを制御することにより、マイクロ波発生部１０の出力部１９ａ〜１９ｄの位相を制御することができる。即ち、第１の放射部２０のマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ、および第２の放射部２１のマイクロ波給電点２１ａ，２１ｂの位相遅れを、最大で３６０度遅延させることができる。
【００４５】
電力検出部１８ａ〜１８ｄは、マイクロ波発生部１０から加熱室１００側に伝送するマイクロ波電力（以下、マイクロ波供給量）および加熱室１００からマイクロ波発生部１０側に伝送するいわゆる反射波の電力（以下、マイクロ波反射量）を検出する。なお、電力検出部１８ａ〜１８ｄとしては、少なくともマイクロ波反射量を検出する構成でもよい。電力検出部１８ａ〜１８ｄにおいては、電力結合度を、例えば約４０ｄＢとし、マイクロ波伝送路１７ａ〜１７ｄを伝送するマイクロ波供給量、および／またはマイクロ波反射量の約１／１００００の電力量を抽出する。
【００４６】
このように抽出された電力信号は、検波ダイオード（図示なし）によりそれぞれ整流化され、コンデンサ（図示なし）で平滑処理されて、その平滑処理された信号が制御部２２に入力されている。
【００４７】
制御部２２は、使用者が直接入力する被加熱物の加熱条件（図２における矢印Ｑ）、それぞれの電力検出部１８ａ〜１８ｄからの検出情報（図２における矢印Ｐ）、および加熱中に被加熱物の加熱状態を検知する各種センサーから得られる加熱情報（図２における矢印Ｒ）に基づいて、マイクロ波発生部１０の構成要素である位相同期回路１３ａ〜１３ｄを制御して、マイクロ波発振部１０ａの発振周波数および発振出力が制御され、位相可変部１２ａ〜１２ｄを制御して、発振信号の位相遅延量が制御される。この結果、加熱室１００内に収納された被加熱物は、使用者が設定した加熱条件（Ｑ）、加熱中の被加熱物の加熱状態を示す加熱情報（Ｒ）、或いは電力検出部１８ａ〜１８ｄからの検出情報（Ｐ）に基づいて最適に加熱される。
【００４８】
なお、実施の形態１のマイクロ波加熱装置において、マイクロ波発生部１０には半導体素子において発生した熱を放熱させるための放熱手段、例えば冷却フィン（図示なし）が設けられている。また、加熱室１００内には、底壁面１０３に設けた放射部２０，２１を覆うとともに被加熱物を収納載置するための、低誘電損失材料で形成された載置板２５が設けられている。
【００４９】
［放射形態］
次に、上記のように構成された実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部２０，２１の放射形態とその動作について説明する。
【００５０】
［第１の放射形態の説明］
図４は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部２０，２１による一放射形態を説明する図であり、第１の放射形態を示している。
【００５１】
図４に示す第１の放射形態においては、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａの給電位相に対して、第２のマイクロ波給電点２０ｂの給電位相が９０度遅れて給電されている。同様に、第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａの給電位相に対して、第２のマイクロ波給電点２１ｂの給電位相が９０度遅れて給電されている。なお、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａの給電位相と、第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａの給電位相は同相である。
【００５２】
ここで、位相の９０度遅れとは、マイクロ波加熱装置が利用する周波数帯域の中央の周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）における特性値として表現する。
【００５３】
上記のように、マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂを各放射部２０，２１における所定位置に配設して、それぞれのマイクロ波給電点２０ａと２０ｂ、および２１ａと２１ｂへ供給するマイクロ波の位相差を９０度とする第１の放射形態を採ることにより、それぞれの放射部２０，２１は、円偏波のマイクロ波を放射する。
【００５４】
第１の放射形態における円偏波発生のメカニズムについて、図４を用いて説明する。
時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）を９０度とすると、この時の第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａの給電位相から９０度遅れているため、０度である。
【００５５】
したがって、時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａからのマイクロ波により反対向きのマイクロ波電界（図４において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。このとき、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）が０度であるため、マイクロ波電界の大きさはゼロである。
【００５６】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４においては、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂのマイクロ波により同じ向きのマイクロ波電界（図４において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。このとき、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相が１８０度であるため、マイクロ波電界の大きさはゼロである。
【００５７】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相は２７０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図４において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００５８】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相は３６０度（０度）となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は２７０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４におけるマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図４において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００５９】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０と同じように、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａのマイクロ波により反対向きのマイクロ波電界（図４において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００６０】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図４における最下部分に示すように、第１の放射部２０においてはマイクロ波電界が右旋回となる円偏波を発生し、第２の放射部２１においてはマイクロ波電界が左旋回となる円偏波を発生する。
【００６１】
［第２の放射形態の説明］
図５は、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部２０，２１による第２の放射形態を説明する図である。
【００６２】
図５に示す第２の放射形態においては、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａの給電位相に対して、第１の放射部２０の第２のマイクロ波給電点２０ｂおよび第２の放射部２１の第２のマイクロ波給電点２１ｂの給電位相が９０度遅れて給電されており、且つ第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａの給電位相が１８０度遅れて給電されている。
【００６３】
ここで、位相の９０度遅れ、および１８０度遅れとは、マイクロ波加熱装置が利用する周波数帯域の中央の周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）における特性値として表現する。
【００６４】
第２の放射形態の場合においても、マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂの配置構成と、それぞれのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂへ供給するマイクロ波の位相差を９０度とすることにより、放射部２０，２１は円偏波放射を行う。
【００６５】
第２の放射形態における円偏波発生のメカニズムについて、図５を用いて説明する。
時間ｔ＝ｔ０において、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）を９０度とすると、この時の第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は、第１のマイクロ波給電点２０ａの給電位相から９０度遅れているため０度であり、第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は−９０度（２７０度）である。
【００６６】
したがって、時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａのマイクロ波により同じ向きのマイクロ波電界（図５において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。このとき、第２のマイクロ波給電点２０ｂ、２１ｂに給電されるマイクロ波の位相が０度であるため、マイクロ波電界は生じない。
【００６７】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ１８０度，３６０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４において、マイクロ波電界（図５において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。このとき、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相が１８０度，３６０度であるため、マイクロ波電界は生じない。
【００６８】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ２７０度、９０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０に示すマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図５において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００６９】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ３６０度，１８０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相はそれぞれ２７０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４に示すマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図５において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００７０】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０と同じように、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａのマイクロ波により同じ向きのマイクロ波電界（図５において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００７１】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図５における最下部分に示すように、第１の放射部２０および第２の放射部２１において、マイクロ波電界が右旋回となる同じ円偏波を発生する。
【００７２】
［第３の放射形態の説明］
図６は、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における放射部２０，２１による第３の放射形態を説明する図である。
【００７３】
図６に示す第３の放射形態においては、各放射部２０，２１の第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに供給するマイクロ波電力量を第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに供給するマイクロ波電力量よりも多くしている。
【００７４】
各マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂに対する給電位相に関しては、図４に示した第１の放射形態と同じである。即ち、各放射部２０，２１において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａの給電位相に対して、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂの給電位相が９０度遅れて給電されている。
【００７５】
第３の放射形態の場合においても、マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂの配置構成と、それぞれのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂへ供給するマイクロ波の位相差を９０度とすることにより、放射部２０，２１は、旋回形状が楕円形状である円偏波放射を行う。
【００７６】
第３の放射形態における楕円形状の円偏波発生のメカニズムについて、図６を用いて説明する。
時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）を９０度とすると、この時の第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａの給電位相から９０度遅れているため０度である。
【００７７】
給電に伴って生じるマイクロ波電界の大きさは、供給するマイクロ波電力量に比例するため、第３の放射形態においては第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａからのマイクロ波によるマイクロ波電界の方が、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂからのマイクロ波によるマイクロ波電界より大きい。したがって、図６においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａにより励振されたマイクロ波電界を示す矢印を、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂにより励振されたマイクロ波電界を示す矢印より長く示す。
【００７８】
時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａからのマイクロ波により反対向きのマイクロ波電界（図６において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００７９】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４においては、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂのマイクロ波により同じ向きのマイクロ波電界（図６において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００８０】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａに給電されるマイクロ波の位相は２７０度になり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０に示すマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図６において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００８１】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、第１のマイクロ波給電点２０ａ．２１ａに給電されるマイクロ波の位相は３６０度（０度）となり、第２のマイクロ波給電点２０ｂ，２１ｂに給電されるマイクロ波の位相は２７０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４に示すマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図６において矢印２０Ｂ，２１Ｂで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００８２】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０と同じように、第１のマイクロ波給電点２０ａ，２１ａのマイクロ波により反対向きのマイクロ波電界（図６において矢印２０Ａ，２１Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【００８３】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図６における最下部分に示すように、第１の放射部２０においてマイクロ波電界が右旋回となる楕円形状の円偏波を発生し、第２の放射部２１においてはマイクロ波電界が左旋回となる楕円形状の円偏波を発生する。
【００８４】
以上に説明した実施の形態１のマイクロ波加熱装置において、第１の放射部２０における２つのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂが直交配置された構成により、各マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂに供給されたマイクロ波が電力合成されて加熱室内に放射されている。また、第２の放射部２１における２つのマイクロ波給電点２１ａ，２１ｂが直交配置された構成により、各マイクロ波給電点２１ａ，２１ｂに供給されたマイクロ波が電力合成されて加熱室内に放射されている。
【００８５】
したがって、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置に示す構成によれば、比較的小さい電力量を発生させるマイクロ波発生手段を複数設けて、それぞれの放射部に複数のマイクロ波給電点を設けることにより、放射部の数を増やすことなく、加熱室内に大電力を供給することが可能な構成となる。
【００８６】
また、放射部に設けた直交配置の２つのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差を９０度に制御することにより、放射部から円偏波のマイクロ波放射パターンを発生させることができる。
【００８７】
放射部に設けた直交配置の２つのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差において、一方のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の位相を基準（０度）としたとき、他方のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の位相を９０度または−９０度（若しくは−９０度または−２７０度）に変化させることにより、円偏波の旋回方向を変えることができる。
【００８８】
本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置に示す構成によれば、放射部から放射するマイクロ波を加熱室全体に分散させるとともに、様々なマイクロ波放射パターン形成する放射形態を切替ることにより、加熱室内でのマイクロ波分布を所望の状態に変化させて被加熱物の加熱促進を図ることができる。
【００８９】
上記のように、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、複数の放射部が加熱室の同一壁面（例えば、底壁面）に配設されており、その壁面において複数の放射部およびそのマイクロ波給電点が、当該壁面の略中央を通る中心線（図３の中心軸Ｙ)に対して線対称となるよう配設したものである。このように構成された実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、放射部がひとつの壁面に集約されているため、放射部を保護するために放射部を覆う部材の配設が容易になるとともに、各放射部のマイクロ波給電点に供給するマイクロ波の信号およびその位相の制御を相互に関連づけて容易に制御することができる。
【００９０】
なお、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における第１の放射形態（図４参照）において、第１の放射部２０においては第１のマイクロ波給電点２０ａの給電位相に対して第２のマイクロ波給電点２０ｂの給電位相を９０度遅らせ、第２の放射部２１においては第１のマイクロ波給電点２１ａの給電位相に対して第２のマイクロ波給電点２１ｂの給電位相を９０度遅らせるとともに、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａと第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａとの間の位相差を任意に変化させてもよい。
【００９１】
このように、２つの放射部２０，２１から放射されるマイクロ波の位相差を可変させることにより、それぞれの放射部２０，２１から放射されるマイクロ波が加熱室内の空間で衝突する位置を変化させることができる。この結果、加熱室内のマイクロ波分布の分散化を図ることが可能となり、被加熱物の加熱の均一化を促進させることができる。
【００９２】
［加熱動作］
以上のように構成された実施の形態１のマイクロ波加熱装置における被加熱物に対する加熱動作について説明する。
【００９３】
まず、開閉扉を開き加熱室１００内の載置板２５上に被加熱物を配置して、開閉扉を閉じて加熱室１００を密閉する。使用者は当該被加熱物の加熱条件をマイクロ波加熱装置に設けられている操作部（図示なし）により入力し、加熱開始キーを押す。加熱開始キーが押されることにより加熱開始信号が形成され、制御部２２に入力される。加熱開始信号が入力された制御部２２は制御信号をマイクロ波発生部１０に出力し、マイクロ波発生部１０は動作を開始する。このとき、制御部２２は、被加熱物の加熱条件Ｑなどの各種情報に基づきマイクロ波発生部１０を駆動制御する。また、制御部２２は、マイクロ波加熱装置に設けられている駆動電源（図示なし）を動作させて、発振部１１、初段増幅部１５ａ〜１５ｄおよび主増幅部１６ａ〜１６ｄなどに電力を供給する。
【００９４】
マイクロ波発生部１０が動作を開始する時、位相可変部１２ａ〜１２ｄは、初期条件として、第１の放射部２０の第１のマイクロ波給電点２０ａおよび第２の放射部２１の第１のマイクロ波給電点２１ａに対応する位相可変部１２ａおよび位相可変部１２ｃの位相遅延量（相対位相）を０度とする。また、第１の放射部２０の第２のマイクロ波給電点２０ｂおよび第２の放射部２１の第２のマイクロ波給電点２１ｂに対応する位相可変部１２ｂおよび１２ｄの位相遅延量（相対位相）を９０度とする。
【００９５】
制御部２２は、駆動電源を動作させてマイクロ波発振部１０ａを構成する水晶発振器１１、位相可変部１２ａ〜１２ｂおよび位相同期回路１３ａ〜１３ｄに電力および制御信号を供給する。この時、水晶発振器１１が、例えば１０ＭＨｚの基準周波数で発振し、位相同期回路１３ａ〜１３ｄの出力周波数が、例えば２４００ＭＨｚとなるよう設定する信号が供給されて、マイクロ波発振部１０ａの発振が開始する。
【００９６】
また、マイクロ波発振部１０ａが発振を開始するとき、制御部２２は駆動電源を制御して、初段増幅部１５ａ〜１５ｄを動作させ、次に主増幅部１６ａ〜１６ｄを動作させる。その結果、それぞれのマイクロ波伝送路において所定のマイクロ波電力信号が形成される。
【００９７】
それぞれのマイクロ波電力信号は並列動作する初段増幅部１５ａ〜１５ｄ、主増幅部１６ａ〜１６ｄ、および電力検知部１８ａ〜１８ｄを経てそれぞれの出力部１９ａ〜１９ｄから出力される。出力部１９ａ〜１９ｄから出力されたマイクロ波電力信号は、放射部２０，２１のそれぞれのマイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａおよび２１ｂに伝送され、加熱室１００内にマイクロ波が放射される。
【００９８】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の本格加熱動作の開始の前段階において、各主増幅部１６ａ〜１６ｄが定格出力の１／１０相当のマイクロ波電力、例えば５０Ｗ未満、具体的には２０Ｗのマイクロ波電力を出力するよう構成されている。
【００９９】
加熱室１００内に供給されたマイクロ波電力が被加熱物において１００％吸収されると、加熱室１００からマイクロ波発生部１０側に伝送する反射電力は発生しない。しかし、被加熱物の種類、形状、量により被加熱物を含む加熱室１００の電気的特性が決定されるため、供給されたマイクロ波電力の全てが被加熱物に吸収されることはなく、マイクロ波発生部１０の出力インピーダンスと加熱室１００のインピーダンスとに基づいて、加熱室１００からマイクロ波発生部１０側に伝送される反射電力が生じる。
【０１００】
電力検出部１８ａ〜１８ｄは、マイクロ波伝送路１７ａ〜１７ｄにおいて加熱室１００から少なくともマイクロ波発生部１０側に伝送する反射電力と結合し、その反射電力量（マイクロ波反射量）に比例した検出信号を出力する。その検出信号が入力された制御部２２は、各電力検出部１８ａ〜１８ｄから出力された検出信号の総和を演算する。
【０１０１】
この演算は、マイクロ波加熱装置において使用する周波数帯域内のすべての周波数（ピッチは、例えば１ＭＨｚ）に対して実行する。この演算の結果に基づき、反射電力に相当する信号の総和が周波数に対して極小値となる周波数を抽出し、さらに複数の極小値を有する極小値群の中から最小値を示した周波数を被加熱物の加熱を実行する際の発振周波数として選択（周波数選択動作）する。
【０１０２】
被加熱物に対する本格加熱動作開始前の段階において前記の周波数選択動作が行われており、この周波数選択動作において、制御部２２は、マイクロ波発振部１０ａの発振周波数を初期の２４００ＭＨｚから１ＭＨｚピッチ（例えば、１０ミリ秒で１ＭＨｚの可変速度）で周波数可変範囲の上限である２５００ＭＨｚまで増分させる。この周波数可変の中で得られた、反射電力に相当する信号の総和が極小を示した周波数と、その周波数における反射電力に相当する信号が記憶される。
【０１０３】
制御部２２は、反射電力に相当する信号の総和が極小値を示した周波数群において、反射電力に相当する信号が最も小さい値のときの周波数を最適発振周波数として選定する。また、制御部２２は、マイクロ波発振部１０ａを選定された最適発振周波数で発振するよう制御するとともに、マイクロ波発生部１０が設定された加熱条件Ｑに対応した出力となるよう制御する。
【０１０４】
入力された加熱条件Ｑが定格出力にて被加熱物を加熱動作するという条件であれば、マイクロ波発生部１０は、被加熱物に対する本格加熱動作時において、例えば各主増幅部１６ａ〜１６ｄのそれぞれが２００Ｗ〜３００Ｗのマイクロ波電力を出力する。各主増幅部１６ａ〜１６ｄの出力は、放射部２０，２１の各マイクロ波給電点２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂに伝送され加熱室１００内に放射される。
【０１０５】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置において、被加熱物の加熱の進捗状態を監視するために設けた被加熱物の表面温度を検出する赤外線検知部の検知信号、あるいは電力検知部１８ａ〜１８ｄがそれぞれ検知する反射電力量の検知信号に基づいて、位相可変部１２ａ〜１２ｄの位相遅延量を可変制御して被加熱物を所望の加熱状態に仕上げていく。位相可変部１２ａ〜１２ｄの位相遅延量の組合せは、例えば実施の形態１において説明した第１の放射形態から第３の放射形態を組合せて、被加熱物の加熱条件Ｑ、検出情報Ｐおよび加熱情報Ｒに応じて適宜選択して用いることができる。
【０１０６】
また、実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては２つの放射部２０，２１を底壁面における装置の前後方向の中心線（図３において符号Ｙで示す線）に対して線対称の位置に配置した構成について説明したが、装置の左右方向の中心線（図３において符号Ｘで示す線）に対して線対称の位置に配置することも可能である。
【０１０７】
さらに、２つの放射部２０，２１間の相対位相を可変するよう構成して、前述の第１の放射形態から第３の放射形態を適宜組合せて、被加熱物に対する加熱動作を行うことも可能である。
また、実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては２つの放射部２０，２１を用いた例について説明したが、マイクロ波加熱装置の仕様などに応じて２つ以上の放射部を設けた構成でも適用可能である。
【０１０８】
《実施の形態２》
次に、本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置について添付の図７から図１１を参照して説明する。実施の形態２のマイクロ波加熱装置において前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と異なる点は、各放射部が３つのマイクロ波給電点を有する点であり、その他の点は実施の形態１のマイクロ波加熱装置と同じである。したがって、実施の形態２の説明において前述の実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、その説明は実施の形態１における説明を適用する。
【０１０９】
図７は、実施の形態２のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室１００内部を示す斜視図である。図７においては、加熱室１００内部の一部（載置板２５）を切り欠いており、加熱室１００を開閉するための開閉扉は省略されている。図８は、実施の形態２のマイクロ波加熱装置の構成を示すブロック図である。図９は、実施の形態２のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部６１，６２を示す平面図である。
【０１１０】
図７に示すように、実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、金属材料からなる左壁面１０１、右壁面１０２、底壁面１０３、上壁面１０４、奥壁面１０５、および被加熱物を収納するために開閉する開閉扉（図示なし）から構成された加熱室１００において、底壁面１０３に２つの放射部６１，６２が設けられている。
【０１１１】
図８に示すように、マイクロ波発生手段であるマイクロ波発生部５０は、マイクロ波発振部５０ａ、このマイクロ波発振部５０ａからの６つの出力がマイクロ波伝送路５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆ（以下の説明においては、５４ａ〜５４ｆと記し、他の複数有する構成要素においても同様に省略して記す）を介して導かれる初段増幅部５５ａ〜５５ｆ、初段増幅部５５ａ〜５５ｆのそれぞれの出力をさらに増幅する主増幅部５６ａ〜５６ｆ、および主増幅部５６ａ〜５６ｆの出力を出力部５９ａ〜５９ｆに導くマイクロ波伝送路５７ａ〜５７ｆに挿入した電力検出部５８ａ〜５８ｆで構成されている。マイクロ波発生部５０における初段増幅部５５ａ〜５５ｆ、および主増幅部５６ａ〜５６ｆは、それぞれが半導体素子を用いて構成されている。
【０１１２】
マイクロ波発生部５０のマイクロ波発振部５０ａは、基準信号発振器である水晶発振器５１、水晶発振器５１からの６つの出力のそれぞれに配設した位相可変部５２ａ〜５２ｆ、および位相可変部５２ａ〜５２ｆの出力が入力される位相同期回路５３ａ〜５３ｆを備えている。実施の形態２において用いられている基準信号発振器である水晶発振器１１は、例えば１０ＭＨｚの基準周波数を発生する。
なお、実施の形態２における位相同期回路５３ａ〜５３ｆ、およびその周辺に係る構成および動作については、前述の実施の形態１において説明した構成および動作と同じであるため、実施の形態２においては省略する。
【０１１３】
図９に示すように、加熱室１００を構成する底壁面１０３には、マイクロ波を加熱室１００内に放射供給する複数（実施の形態２においては２個）の放射部６１，６２が配置されている。実施の形態２における２個の放射部（第１の放射部６１，第２の放射部６２）は、底壁面１０３の略中心点（Ｃ０）を通る、装置の前後方向の中心線（図９において符号Ｙで示す線）に対して線対称となる位置に配置されている。
【０１１４】
第１の放射部６１は３つのマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃを有しており、マイクロ波発生部５０からの各出力がそれぞれのマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃに導かれている。同様に、第２の放射部６２は３つのマイクロ波給電点６２ａ，６２ｂ，６２ｃを有しており、マイクロ波発生部５０からの各出力がそれぞれのマイクロ波給電点６２ａ，６２ｂ，６２ｃに導かれている。これらのマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃおよび６２ａ，６２ｂ，６２ｃは底壁面１０３の略中心点を通る、装置の前後方向の中心線（図９において符号Ｙで示す線）に対して線対称となる位置に配置されている。
【０１１５】
第１の放射部６１および第２の放射部６２は略円形形状を有するアンテナであり、それぞれの中央点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線（図９において符号Ｘで示す線）上にそれぞれ第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａおよび第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃが配置されている。各中央点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線Ｘに直交し、それぞれの中央点Ｃ１，Ｃ２を通る線（図９において、それぞれを符号Ｚ１，Ｚ２で示す線）上に第２のマイクロ波給電点６１ｂ，６２ｂがそれぞれ配置されている。
【０１１６】
それぞれのマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃおよび６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、インピーダンス整合を図るために、それぞれの放射部６１，６２の中央点Ｃ１，Ｃ２から所定距離を離して配置されている。
【０１１７】
上記のように、第１の放射部６１において、第１のマイクロ波給電点６１ａと第３のマイクロ波給電点６１ｃと中央点Ｃ１とを結ぶ線Ｘと、第２のマイクロ波給電点６１ｂと中央点Ｃ１とを結ぶ線Ｚ１の交差角度θが９０度になるように配置されている。同様に、第２の放射部６２において、第１のマイクロ波給電点６２ａと第３のマイクロ波給電点６２ｃと中央点Ｃ２とを結ぶ線Ｘと、第２のマイクロ波給電点６２ｂと中央点Ｃ２とを結ぶ線Ｚ２の交差角度θが９０度になるように配置されている。
【０１１８】
実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては、初段増幅部５５ａ〜５５ｆおよび主増幅部５６ａ〜５６ｆは、低誘電損失材料により構成された誘電体基板の片面に形成した導電体パターンにて構成された回路を有し、その回路に設けた各増幅部の増幅素子である半導体素子を良好に動作させるべく各半導体素子の入力側と出力側にそれぞれ整合回路が設けられている。
【０１１９】
マイクロ波発振部５０ａの出力から初段増幅部５５ａ〜５５ｆまでのマイクロ波伝送路５４ａ〜５４ｆは、同軸ケーブルで構成されている。また、主増幅部５６ａ〜５６ｆから出力部５９ａ〜５９ｆまでのマイクロ波伝送路５７ａ〜５７ｆは、誘電体基板の片面に設けた導電体パターンによって特性インピーダンスが略５０Ωの伝送回路にて形成されている。
【０１２０】
位相可変部５２ａ〜５２ｆは、信号線と接地面との間に可変容量ダイオードを組込んだ回路構成としている。可変容量ダイオードに印加する電圧を変えることにより、基準周波数の位相が遅延される。このため、位相遅延された基準周波数がそれぞれの位相同期回路５３ａ〜５３ｆに入力されている。
【０１２１】
基準周波数の伝送経路に位相可変部５２ａ〜５２ｆを組み込むことにより、小さい電力レベルと低い周波数環境下で使用できる可変容量ダイオードを使用できるとともに、マイクロ波発振部５０ａのマイクロ波出力信号の位相変化を大きく設定することが可能となる。
【０１２２】
マイクロ波発生部５０の位相同期回路５３ａ〜５３ｆは、例えば１０ＭＨｚの基準周波数を発生する基準信号発振器である水晶発振器１１に対して、０．５ＭＨｚの分周性能を有する比較周波数を分周器で形成している。そして、後続の増幅部に入力させるマイクロ波信号の周波数は、２４００．０ＭＨｚ〜２５００．０ＭＨｚとしている。
【０１２３】
マイクロ波信号の周波数が２４５０．０ＭＨｚの場合、そのマイクロ波の位相を３６０度変化させるように位相可変部５２ａ〜５２ｆにおける位相可変量を制御している。この位相可変部５２ａ〜５２ｆを制御することにより、マイクロ波発生部５０の出力部５９ａ〜５９ｆの位相を制御することができる。即ち、第１の放射部６１のマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ、および第２の放射部６２のマイクロ波給電点６２ａ，６２ｂ，６２ｃの位相遅れを、最大で３６０度遅延させることができる。
【０１２４】
マイクロ波発生部１０の位相同期回路５３ａ〜５３ｆは、前述のようにＰＬＬ周波数センセサイザで構成されているため、電圧の印加によりマイクロ波信号を出力し、電圧の遮断によりマイクロ波信号の出力を停止させることができる。
【０１２５】
電力検出部５８ａ〜５８ｆは、マイクロ波発生部５０から加熱室１００側に伝送するマイクロ波電力（マイクロ波供給量）および加熱室１００からマイクロ波発生部５０側に伝送するいわゆる反射波の電力（マイクロ波反射量）を検出する。なお、電力検出部５８ａ〜５８ｆとしては、少なくともマイクロ波反射量を検出する構成でもよい。電力検出部５８ａ〜５８ｆにおいては、電力結合度を、例えば約４０ｄＢとし、マイクロ波伝送路５７ａ〜５７ｆを伝送するマイクロ波供給量、および／またはマイクロ波反射量の約１／１００００の電力量を抽出する。
【０１２６】
このように抽出された電力信号は、検波ダイオード（図示なし）でそれぞれ整流化され、コンデンサ（図示なし）で平滑処理されて、その平滑処理された信号が制御部６３に入力されている。
【０１２７】
制御部６３は、使用者が直接入力する被加熱物の加熱条件（図８における矢印Ｑ）、それぞれの電力検出部５８ａ〜５８ｆからの検出情報（図８における矢印Ｐ）、および加熱中に被加熱物の加熱状態を検知する各種センサーから得られる加熱情報（図８における矢印Ｒ）に基づいて、マイクロ波発生部５０の構成要素である位相同期回路５３ａ〜５３ｆを制御して、マイクロ波発振部１０ａの発振周波数および発振出力が制御され、位相可変部５２ａ〜５２ｆを制御して、発振信号の位相遅延量が制御される。この結果、加熱室１００内に収納された被加熱物は、使用者が設定した加熱条件（Ｑ）、加熱中の被加熱物の加熱状態を示す加熱情報（Ｒ）、或いは電力検出部５８ａ〜５８ｆからの検出情報（Ｐ）に基づいて最適に加熱される。
【０１２８】
なお、実施の形態２のマイクロ波加熱装置において、マイクロ波発生部５０には半導体素子において発生した熱を放熱させるための放熱手段、例えば冷却フィン（図示なし）が設けられている。また、加熱室１００内には、底壁面１０３に設けた放射部６１，６２を覆うとともに被加熱物を収納載置するための、低誘電損失材料で形成された載置板２５が設けられている。
【０１２９】
［放射形態］
次に、上記のように構成された実施の形態２のマイクロ波加熱装置における放射部６１，６２の放射形態とその動作について説明する。なお、実施の形態２における放射部６１，６２の放射形態においても、前述の実施の形態１と同様の配置構成となるようにマイクロ波給電点を配置し、それらのマイクロ波給電点にマイクロ波電力を給電するよう制御すれば、円偏波放射ができる。即ち、実施の形態２における放射部６１，６２においては、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃを対応する位相同期回路５３ｃ，５３ｆの制御によりマイクロ波給電を遮断すれば、前述の実施の形態１と同様の配置構成となり、前述の第１の放射形態から第３の放射形態のマイクロ波放射が可能となる。
【０１３０】
したがって、以下の説明においては、実施の形態２において新たに付加したマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃを用いた他の放射形態について説明する。
【０１３１】
［第４の放射形態の説明］
図１０は、実施の形態２のマイクロ波加熱装置における放射部６１，６２による第４の放射形態を説明する図である。
【０１３２】
図１０に示す第４の放射形態においては、各放射部６１，６２の第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａの給電位相に対して、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃの給電位相が１８０度遅れて給電されるよう設定されている。そして、第２のマイクロ波給電点６１ｂ，６２ｂへの給電は遮断されている。図１０においては、給電されているマイクロ波給電点（６１ａ，６１ｃ，６２ａ，６２ｃ）を黒丸で示し、給電されていないマイクロ波給電点（６１ｂ，６１ｂ）を白丸で示す。
【０１３３】
ここで、位相の１８０度遅れとは、マイクロ波加熱装置が利用する周波数帯域の中央の周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）における特性値として表現する。
【０１３４】
上記のように、マイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃが各放射部６１，６２において配置され、特定のマイクロ波給電点６１ａ，６１ｃ，６２ａ，６２ｃにマイクロ波を供給し、それぞれのマイクロ波給電点６１ａと６１ｃ、および６２ａと６２ｃに供給するマイクロ波の位相差を１８０度とする、後述する第４の放射形態を採ることにより、それぞれの放射部６１，６２において供給された２つのマイクロ波電力が電力合成されて、直線偏波のマイクロ波が放射される。
【０１３５】
第４の放射形態における電力合成と直線偏波発生のメカニズムについて、図１０を用いて説明する。
時間ｔ＝ｔ０において、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）を９０度とすると、この時の第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａの給電位相から１８０度遅れているため、−９０度（２７０度）である。
【０１３６】
したがって、第１の放射部６１のマイクロ波給電点６１ａ、および第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａのマイクロ波により時間ｔ＝ｔ０において反対向きのマイクロ波電界（図１０において矢印６１Ａ，６２Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【０１３７】
一方、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波による時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界は、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａのマイクロ波よりも位相が１８０度遅れているので、図１０において矢印６１Ｃ，６２Ｃで示すように、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されたマイクロ波によって生じるマイクロ波電界６１Ａ，６２Ａと同一方向に生じる。この結果、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａおよび第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波によって生じる二つのマイクロ波電界は合成される（６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ））。
【０１３８】
図１０において、マイクロ波電界６１（Ａ＋Ｃ）は２つのマイクロ波電界が合成されていることを示しており、即ちマイクロ波電界６１（Ａ＋Ｃ）＝（６１Ａ＋６１Ｃ）である。同様に、マイクロ波電界６２（Ａ＋Ｃ）は２つのマイクロ波電界が合成されていることを示しており、即ちマイクロ波電界６２（Ａ＋Ｃ）＝（６２Ａ＋６２Ｃ）である。
【０１３９】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となり、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４においては、マイクロ波電界は大きさがゼロである。
【０１４０】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されるマイクロ波の位相は２７０度となり、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図１０において太い矢印６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ）で示すマイクロ波電界）が生じて、電力合成される。
【０１４１】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されるマイクロ波の位相は３６０度（０度）となり、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４と同様にマイクロ波電界は大きさがゼロである。
【０１４２】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０と同じように、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａおよび第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波によって二つの合成されたマイクロ波電界（図１０において６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ）で示す合成されたマイクロ波電界）が生じる。
【０１４３】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図１０において最下部分に示すように、第１の放射部６１および第２の放射部６２のそれぞれにおいて、給電された２つのマイクロ波電力が電力合成された状態で直線偏波を発生する。
【０１４４】
なお、第１の放射部６１および第２の放射部６２において生じるそれぞれの直線偏波は、同時刻においてはマイクロ波電界の向きが反対となる。
【０１４５】
［第５の放射形態の説明］
図１１は、実施の形態２のマイクロ波加熱装置における放射部６１，６２による第５の放射形態を説明する図である。
【０１４６】
図１１に示す第５の放射形態においては、第１の放射部６１の第１のマイクロ波給電点６１ａの給電位相に対して、第１の放射部６１の第３のマイクロ波給電点６１ｃおよび第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａの給電位相が１８０度遅れて給電されており、第２の放射部６２の第３のマイクロ波給電点６２ｃの給電位相が同じ位相に設定されている。そして、第２のマイクロ波給電点６１ｂ，６２ｂへの給電は遮断されている。図１１においては、給電されているマイクロ波給電点（６１ａ，６１ｃ，６２ａ，６２ｃ）を黒丸で示し、給電されていないマイクロ波給電点（６１ｂ，６２ｂ）を白丸で示す。
【０１４７】
ここで、位相の１８０度遅れとは、マイクロ波加熱装置が利用する周波数帯域の中央の周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）における特性値として表現する。
【０１４８】
上記のように、マイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃが各放射部６１，６２において配置され、特定のマイクロ波給電点６１ａ，６１ｃ，６２ａ，６２ｃにマイクロ波を供給し、それぞれのマイクロ波給電点６１ａと６１ｃ、および６２ａと６２ｃに供給するマイクロ波の位相差を１８０度とする第５の放射形態を採ることにより、それぞれの放射部６１，６２において供給された２つのマイクロ波電力が電力合成されて、直線偏波のマイクロ波が放射される。
【０１４９】
第５の放射形態における電力合成と直線偏波発生のメカニズムについて、図１１を用いて説明する。
時間ｔ＝ｔ０において、第１の放射部６１の第１のマイクロ波給電点６１ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）を９０度とすると、第１の放射部６１の第３のマイクロ波給電点６１ｃおよび第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａに給電されるマイクロ波の位相（絶対位相）は、第１のマイクロ波給電点６１ａの給電位相から１８０度遅れているため、−９０度（２７０度）である。また、第２の放射部６２のマイクロ波給電点６２ｃの位相は９０度である。
【０１５０】
したがって、第１の放射部６１のマイクロ波給電点６１ａ、および第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａのマイクロ波により時間ｔ＝ｔ０において同じ向きのマイクロ波電界（図１１において矢印６１Ａ，６２Ａで示すマイクロ波電界）が生じる。
【０１５１】
一方、第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波による時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界は、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａのマイクロ波よりも位相が１８０度遅れているので、図１１において矢印６１Ｃ，６２Ｃで示すように、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａに給電されたマイクロ波によって生じるマイクロ波電界６１Ａ，６２Ａと同一方向に生じる。この結果、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａおよび第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波によって生じる二つのマイクロ波電界は合成される（６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ））。
【０１５２】
図１１において、マイクロ波電界６１（Ａ＋Ｃ）は２つのマイクロ波電界が合成されていることを示しており、即ちマイクロ波電界６１（Ａ＋Ｃ）＝（６１Ａ＋６１Ｃ）である。同様に、マイクロ波電界６２（Ａ＋Ｃ）は２つのマイクロ波電界が合成されていることを示しており、即ちマイクロ波電界６２（Ａ＋Ｃ）＝（６２Ａ＋６２Ｃ）である。
【０１５３】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、第１の放射部６１の第１のマイクロ波給電点６１ａおよび第２の放射部６２の第３のマイクロ波給電点６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となり、第１の放射部６１の第３のマイクロ波給電点６１ｃおよび第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａに給電されるマイクロ波の位相は０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４においては、マイクロ波電界は大きさがゼロである。
【０１５４】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、第１の放射部６１の第１のマイクロ波給電点６１ａおよび第２の放射部６２の第３のマイクロ波給電点６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は２７０度となり、第１の放射部６１の第３のマイクロ波給電点６１ｃおよび第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａに給電されるマイクロ波の位相は９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図１１において矢印６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ）で示すマイクロ波電界）が生じて、電力合成される。
【０１５５】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、第１の放射部６１の第１のマイクロ波給電点６１ａおよび第２の放射部６２の第３のマイクロ波給電点６２ｃに給電されるマイクロ波の位相は３６０度（０度）となり、第１の放射部６１の第３のマイクロ波給電点６１ｃおよび第２の放射部６２の第１のマイクロ波給電点６２ａに給電されるマイクロ波の位相は１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４と同様にマイクロ波電界は大きさがゼロである。
【０１５６】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４は、時間ｔ＝ｔ０と同じように、第１のマイクロ波給電点６１ａ，６２ａおよび第３のマイクロ波給電点６１ｃ，６２ｃに給電されたマイクロ波によって二つの合成されたマイクロ波電界（図１１において６１（Ａ＋Ｃ），６２（Ａ＋Ｃ）で示す合成されたマイクロ波電界）が生じる。
【０１５７】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図１１における最下部分に示すように、第１の放射部６１および第２の放射部６２のそれぞれにおいて、給電された２つのマイクロ波電力が電力合成された状態で直線偏波を発生する。
【０１５８】
なお、第１の放射部６１および第２の放射部６２において生じるそれぞれの直線偏波は、同時刻においてはマイクロ波電界の向きが同じとなる。
【０１５９】
以上に説明した実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、それぞれの放射部６１，６２の各マイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃにおいて、少なくとも１つのマイクロ波給電点に対してマイクロ波を給電しないよう制御することができるよう構成されている。このように構成された実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては、ひとつの放射部（６１または６２）において、円偏波放射と垂直偏波放射の選択が可能となり、被加熱物を加熱条件、および加熱状態などに応じて所望の状態で加熱することができる。
【０１６０】
また、各放射部（６１または６２）における２つのマイクロ波給電点（６１ａ，６１ｃまたは６２ａ，６２ｃ）は、それぞれのマイクロ波給電点を結ぶ直線が放射部（６１または６２）の中央点（Ｃ１またはＣ２）を通るように配設するとともに、それぞれのマイクロ波給電点に給電するマイクロ波の位相差を、使用するマイクロ波周波数帯域の中央周波数において１８０度に設定している。このように、マイクロ波給電点を各放射部に所定の位置に配置して所定の位相差を有するマイクロ波を供給することにより、マイクロ波給電点に供給された２つのマイクロ波電力が合成されて、各放射部から垂直偏波を放射することができる。
【０１６１】
［加熱動作］
以上のように構成された実施の形態２のマイクロ波加熱装置における被加熱物に対する加熱動作について説明する。
【０１６２】
実施の形態２のマイクロ波加熱装置の構成において、前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と相違する点は、それぞれの放射部６１，６２における各マイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃに対してマイクロ波の供給または停止の制御を行えるよう構成した点である。
【０１６３】
したがって、実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては、被加熱物の加熱開始前の段階において、使用者が設定した加熱条件に対応して、加熱開始前にマイクロ波を供給させる放射部６１，６２におけるマイクロ波給電点を選択することができる。マイクロ波給電点が選択された場合、その選択されたマイクロ波給電点による加熱条件の下で、被加熱物に対して最適な発振周波数を選択する周波数選択動作を行い、加熱時の発振周波数を決定する。このときの周波数選択動作における制御内容は前述の実施の形態１において説明した要領に準じるので、実施の形態２においてその説明は省略する。
【０１６４】
また、加熱進行中にマイクロ波発振部５０ａにおけるマイクロ波給電点の切替え制御を実行した場合には、最適な発振周波数が変動するため、切替え制御を行う都度、その条件の下で、最適な発振周波数の選択を行う周波数選択動作を行い、加熱時の最適な発振周波数を決定する。
【０１６５】
次に、加熱室１００内の被加熱物に対する加熱処理における一連の動作について説明する。
まず、開閉扉の開閉を行って、被加熱物を加熱室１００内に収納し、加熱室１００を密閉状態とする、使用者は当該被加熱物の加熱条件を操作部（図示なし）により入力し、加熱開始キーを押す。加熱開始キーが押されることにより加熱開始信号が形成され、制御部６３に入力される。加熱開始信号が入力された制御部６３は、制御信号をマイクロ波発生部５０に出力し、マイクロ波発生部５０は動作を開始する。このとき、制御部６３は、被加熱物の加熱条件Ｑなどの各種情報に基づいてマイクロ波発生部５０を駆動制御する。また、制御部６３は、マイクロ波加熱装置に設けられている駆動電源（図示なし）を動作させて、マイクロ波発振部５０ａ、初段増幅部５５ａ〜５５ｆおよび主増幅部５６ａ〜５６ｆなどに電力を供給する。
【０１６６】
制御部６３は、入力された加熱条件に基づいて、マイクロ波発振部５０ａの構成要素である位相可変部５２ａ〜５２ｆおよび位相同期回路５３ａ〜５３ｆを制御し、加熱開始時にマイクロ波を供給すべき放射部６１，６２のマイクロ波給電点６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃを選択して、選択されたマイクロ波給電点間の位相差を決定する。
【０１６７】
その後、加熱動作開始前の処理として、加熱時に用いる発振周波数を選択する周波数選択動作を行う。この周波数選択動作における制御内容は前述の実施の形態１において説明した要領に準じるので実施の形態２においてはその説明は省略する。
【０１６８】
実施の形態２のマイクロ波加熱装置において、制御部６３は、加熱時の発振周波数を決定した後、発振部５０ａの位相同期回路５３ａ〜５３ｆを制御して、決定した発振周波数で発振させる。以降、制御部６３が初段増幅部５５ａ〜５５ｆおよび主増幅部５６ａ〜５６ｆを動作させることにより、マイクロ波発生部５０は所望のマイクロ波給電点に所望の位相のマイクロ波を供給するとともに、それぞれの放射部６１，６２が所望の放射形態（円偏波あるいは直線偏波）のマイクロ波を加熱室１００内に放射するように制御される。
【０１６９】
このとき、マイクロ波給電点のそれぞれに供給されるマイクロ波電力は、２００Ｗから３００Ｗの電力値である。
【０１７０】
放射部６１，６２から放射されるマイクロ波の放射形態が、例えば実施の形態２における第４の放射形態（図１０参照）の場合、マイクロ波は左右の側壁面１０１，１０２が対向する方向に強く伝播し、ある時刻（図１０におけるｔ＝ｔ０＋Ｔ／２）において、互いの放射部６１，６２から放射するマイクロ波が加熱室１００の中央において衝突する。この結果、加熱室１００の略中央に配置された被加熱物はその略中央部分が強く加熱される。
【０１７１】
また、放射部６１，６２から放射されるマイクロ波の放射形態が、例えば実施の形態２の第５の放射形態（図１１参照）の場合、マイクロ波は左右の側壁面１０１，１０２が対向する方向に強く伝播し、ある時刻（図１１におけるｔ＝ｔ０）においては２つの放射部６１，６２から放射されるマイクロ波が左側壁面１０１の方向に揃い、また別の時刻（図１１におけるｔ＝ｔ０＋Ｔ／２）においては２つの放射部６１，６２から放射されるマイクロ波が右側壁面１０２の方向に揃う。この結果、加熱室１００の略中央を挟んで左右にそれぞれ配置された被加熱物は効果的に加熱される。
【０１７２】
被加熱物の表面温度を検出する検出手段からの検知信号、および／または設定された加熱条件における加熱時間情報などの条件が予め設定されている条件を満たして、放射部６１，６２の放射形態の再選択、あるいはマイクロ波給電点および位相差の再選択が必要と判断された場合には、その再選択に対して周波数の再選択を実行し、再選択された周波数にて被加熱物の加熱動作を継続してもよい。加熱動作においては、仕上がり温度或いは総加熱時間などの加熱条件を満たしたと判定されたときに加熱動作を終了する。
【０１７３】
なお、実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては２つの放射部６１，６２を用いた例について説明したが、マイクロ波加熱装置の仕様などに応じて２つ以上の放射部を設けた構成でも適用可能である。
【０１７４】
また、実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては、複数の放射部を加熱室の同一壁面に配設して、放射部をひとつの壁面に集約することにより、放射部を保護するために放射部を覆う部材の配設が容易になる。
【０１７５】
また、複数の放射部は、励振方向を加熱室の幅方向および奥行き方向に一致するように加熱室内に配設することにより、放射部の励振方向を加熱室の壁面方向に規定し、加熱室内でのマイクロ波伝搬方向を明確にすることができ、被加熱物の良好な加熱促進に対応した各マイクロ波給電点間あるいは各放射部間の位相制御を図ることができる。
【０１７６】
さらに、放射部におけるマイクロ波給電点への給電レベルを加熱室の幅方向寸法と奥行き寸法の比率に応じて変化させることにより、加熱室の形状に合わせて加熱室内でのマイクロ波の分散を促進させることが可能となる。
【０１７７】
例えば、幅広い加熱室においては幅方向励振に対応する給電点に大きいマイクロ波電力を供給することにより、円偏波放射時に加熱室の幅方向が大きい楕円旋回とし、加熱室内の電波の分散を促進させることができる。
【０１７８】
以上に説明した実施の形態２によれば、マイクロ波発振部５０の出力制御によるマイクロ波給電点の選択、および位相可変部制御による各マイクロ波給電点の間の位相差条件選択により、被加熱物の特定部分の加熱を促進させたり、被加熱物全体を所望の状態に加熱させたり、複数の被加熱物を同時加熱したりすることができる。
【０１７９】
なお、マイクロ波を遮断するマイクロ波給電点は、実施の形態２においては、１つの放射部に対して１つの場合について例示したが、特定の放射部におけるすべてのマイクロ波給電点に対してマイクロ波を遮断する選択も可能である。このように選択することにより、例えば一つの放射部からのみマイクロ波を放射させることにより、加熱室内に複数配置した被加熱物に対して選択的に加熱することが可能となる。
【０１８０】
また、放射部が２つ以上の複数のマイクロ波給電点を備えた構成の場合、各放射部において、マイクロ波を供給しないマイクロ波給電点の選択は、最小でゼロであり、最大ですべてのマイクロ波給電点である。
【０１８１】
上記のように、実施の形態２のマイクロ波加熱装置においては、マイクロ波給電点に供給するマイクロ波は、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部において形成されている。このため、実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、複数の放射部を備える装置をコンパクトに形成できるとともに、各放射部内での給電点間の位相差あるいは各放射部間の位相差を可変させることにより、放射部からの放射形態をさまざまな形態にすることが可能となる。このため、実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の種類、量、形状に応じた適切な加熱動作を促進させることができ、利便性の高い加熱装置となる。
【０１８２】
《実施の形態３》
次に、本発明に係る実施の形態３のマイクロ波加熱装置について添付の図１２を参照して説明する。実施の形態３のマイクロ波加熱装置において前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と異なる点は、加熱室内における放射部の配置位置であり、その他の点は実施の形態１のマイクロ波加熱装置と同じである。したがって、実施の形態３の説明において前述の実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、その説明は実施の形態１における説明を適用する。
【０１８３】
図１２は、実施の形態３のマイクロ波加熱装置としての電子レンジにおける加熱室１００内部を示す斜視図である。図１２においては、加熱室１００内部の一部（載置板２５）を切り欠いており、加熱室１００を開閉するための開閉扉は省略されている。
【０１８４】
図１２に示すように、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、被加熱物を収納する略直方体構造を有する加熱室１００の構成壁面における対向する左壁面１０１と右壁面１０２のそれぞれの略中央に放射部８０，８１が配置されている。
【０１８５】
放射部８０，８１はそれぞれ複数（実施の形態３においては２つ）のマイクロ波給電点を有し、前述の実施の形態１において図２にて説明したマイクロ波発生部１０と同様の構成を有し、マイクロ波発生部１０の複数の出力がそれぞれのマイクロ波給電点に導かれている。
【０１８６】
放射部８０，８１の形状、および各放射部８０，８１におけるマイクロ波給電点の配置構成は、実施の形態１と同じである。実施の形態３のマイクロ波加熱装置において、各放射部８０，８１における２つのマイクロ波給電点は、加熱室１００の左右中央面に対して面対称に配置されている。
【０１８７】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置において、放射部を加熱室の対向壁面に対向して配設する構成とすることにより、各放射部から放射されるマイクロ波を確実に空間衝突させることができる。実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、対向配置の放射部間の位相差を変化させることにより、マイクロ波分布をより確実に変化させることが可能となる。
【０１８８】
また、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、放射部８０，８１を保護するために、低誘電損失材料で構成されたカバー８２，８３がそれぞれに設けられている。
【０１８９】
なお、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、一つの放射部８０または８１に設けるマイクロ波給電点の個数は３つ以上としてもよい。また、それぞれの放射部に配置するマイクロ波給電点の個数は、異なる数としてもよい。
【０１９０】
《実施の形態４》
次に、本発明に係る実施の形態４のマイクロ波加熱装置について添付の図１３および図１４を参照して説明する。実施の形態４のマイクロ波加熱装置において前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と異なる点は、放射部が４つのマイクロ波給電点を有する点であり、その他の点は実施の形態１のマイクロ波加熱装置と同じである。したがって、実施の形態４の説明において前述の実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、その説明は実施の形態１における説明を適用する。
【０１９１】
図１３は、実施の形態４のマイクロ波加熱装置における底壁面に配置された放射部を示す平面図である。実施の形態４のマイクロ波加熱装置においては、一つのマイクロ波放射部に対して４つのマイクロ波給電点が設けられている。
【０１９２】
実施の形態４のマイクロ波加熱装置における２個の放射部（第１の放射部９０，第２の放射部９１）は、底壁面１０３の略中心点（Ｃ０）を通る、装置の前後方向の中心線（図１３において符号Ｙで示す線）に対して線対称の位置に配置されている。
【０１９３】
第１の放射部９０は４つのマイクロ波給電点９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄを有しており、マイクロ波発生部からの各出力がそれぞれのマイクロ波給電点９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄに導かれている。同様に、第２の放射部９１は４つのマイクロ波給電点９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄを有しており、マイクロ波発生部からの各出力がそれぞれのマイクロ波給電点９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄに導かれている。
【０１９４】
実施の形態４のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部は、実施の形態１のマイクロ波発生部１０と基本的には同様の構成を有し、マイクロ波発振部の基準信号発振器からの８つの基準信号が出力されて、それぞれの基準信号が位相可変部に入力される。マイクロ波発振部においては位相可変部および位相同期回路で条件を満たすマイクロ波信号が形成されて出力される。マイクロ波発振部からのマイクロ波信号は、増幅部において増幅されて最適なマイクロ波電力となり、各マイクロ波給電点に供給される。このように、マイクロ波発生部においては、８つのマイクロ波増幅経路が形成されており、８つのマイクロ波給電点に最適なマイクロ波電力を供給すべく８つの出力部が設けられている。
【０１９５】
図１３に示すように、第１の放射部９０には、その中心Ｃ１に対して等距離で、かつ角度ピッチが９０度にて配置された４つのマイクロ波給電点９０a，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄが設けられている。同様に、第２の放射部９１には、その中心Ｃ２に対して等距離で、かつ角度ピッチが９０度にて配置された４つのマイクロ波給電点９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが設けられている。
【０１９６】
第１の放射部９０の中心Ｃ１を通る、装置の左右方向の中心線（図１３において符号Ｘで示す線）上に配置した第１のマイクロ波給電点９０ａおよび第３のマイクロ波給電点９０ｃの給電位相を同等としている。また、第１のマイクロ波給電点９０ａおよび第３のマイクロ波給電点９０ｃに対して直交配置した第２のマイクロ波給電点９０ｂおよび第４のマイクロ波給電点９０ｄの給電位相は、第１のマイクロ波給電点９０ａおよび第３のマイクロ波給電点９０ｃの給電位相に対して９０度位相が遅れて給電されるよう設定されている。
【０１９７】
ここで、位相の９０度遅れとは、マイクロ波加熱装置が利用する周波数帯域の中央の周波数（例えば２４５０ＭＨｚ）における特性値として表現する。
【０１９８】
上記のように、実施の形態４のマイクロ波加熱装置は、各放射部９０，９１においてマイクロ波給電点９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが配置され、それぞれのマイクロ波給電点９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄへ供給されるマイクロ波の位相制御を行うことにより、それぞれの放射部９０，９１において中心Ｃ１，Ｃ２を挟んで直線上に配置された第１のマイクロ波給電点９０ａ，９１ａおよび第３のマイクロ波給電点９０ｃ，９１ｃ、並びに、第２のマイクロ波給電点９０ｂ，９１ｂおよび第４のマイクロ波給電点９０ｄ，９１ｄから供給された２つのマイクロ波電力がそれぞれ電力合成される。
【０１９９】
また、実施の形態４のマイクロ波加熱装置においては、第１のマイクロ波給電点９０ａ，９１ａおよび第３のマイクロ波給電点９０ｃ，９１ｃに対して、第２のマイクロ波給電点９０ｂ，９１ｂおよび第４のマイクロ波給電点９０ｄ，９１ｄへ供給するマイクロ波の位相差を９０度遅らせる、後述する第６の放射形態を採ることにより、それぞれの放射部９０，９１は、二つのマイクロ波電力を電力合成した大きなマイクロ波電力を有する円偏波のマイクロ波を放射する構成となる。
【０２００】
［第６の放射形態の説明］
第６の放射形態における電力合成と円偏波発生のメカニズムについて、図１４を用いて説明する。図１４は、実施の形態４のマイクロ波加熱装置における放射部９０，９１による第６の放射形態を説明する図である。
時間ｔ＝ｔ０において、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃおよび９１ａ、９１ｃに給電される位相（絶対位相）を９０度とすると、マイクロ波給電点９０ｂ，９０ｄおよび９１ｂ，９１ｄに供給されるマイクロ波信号の位相（絶対位相）は、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃおよび９１ａ，９１ｃの給電位相から９０度遅れているため、０度である。
【０２０１】
したがって、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃ及び９１ａ，９１ｃのマイクロ波により時間ｔ＝ｔ０において反対向きのマイクロ波電界（図１４において太い矢印９０（Ａ＋Ｃ），９１（Ａ＋Ｃ）で示すマイクロ波電界）が生じる。
【０２０２】
なお、図１４において、マイクロ波電界を示す矢印９０（Ａ＋Ｃ）は、マイクロ波給電点９０ａにおけるマイクロ波電界を示す矢印９０Ａ、およびマイクロ波給電点９０ｃにおけるマイクロ波電界を示す矢印９０Ｃを加算した値であることを示す。また、図１４における他のマイクロ波電界を示す矢印９１（Ａ＋Ｃ），矢印９０（Ｂ＋Ｄ），９１（Ｂ＋Ｄ）においても、前記の矢印９０（Ａ＋Ｃ）と同様にそれぞれのマイクロ波電界を加算した値であることを示す。
【０２０３】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４（Ｔは一周期を示す）になると、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃおよび９１ａ，９１ｃに供給されるマイクロ波信号の位相は１８０度となり、マイクロ波給電点９０ｂ，９０ｄおよび９１ｂ，９１ｄに供給されるマイクロ波信号の位相は９０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４においては、マイクロ波電界（図１４において太い矢印９０（Ｂ＋Ｄ），９１（Ｂ＋Ｄ）で示すマイクロ波電界）が生じる。
【０２０４】
時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃおよび９１ａ，９１ｃに供給されるマイクロ波信号の位相は２７０度となり、マイクロ波給電点９０ｂ，９０ｄおよび９１ｂ，９１ｄに供給されるマイクロ波信号の位相は１８０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／２においては、時間ｔ＝ｔ０におけるマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図１４において太い矢印９０（Ａ＋Ｃ），９１（Ａ＋Ｃ）で示すマイクロ波電界）が生じる。
【０２０５】
時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、マイクロ波給電点９０ａ，９０ｃおよび９１ａ，９１ｃに供給されるマイクロ波信号の位相は３６０度（０度）となり、マイクロ波給電点９０ｂ，９０ｄおよび９１ｂ，９１ｄに供給されるマイクロ波信号の位相は２７０度となる。このため、時間ｔ＝ｔ０＋３Ｔ／４においては、時間ｔ＝ｔ０＋Ｔ／４に示すマイクロ波電界と反対向きのマイクロ波電界（図１４において太い矢印９０（Ｂ＋Ｄ），９１（Ｂ＋Ｄ）で示すマイクロ波電界）が生じる。
【０２０６】
時間ｔ＝ｔ０＋４Ｔ／４は、前述の時間ｔ＝ｔ０と同じであり、図１４において太い矢印９０（Ａ＋Ｃ），９１（Ａ＋Ｃ）で示すマイクロ波電界が生じる。
【０２０７】
上記のように時間変化するマイクロ波電界の動きを放射部面に重ねると、図１４における最下部分に示すように、第１の放射部９０においては右旋回、第２の放射部９１においては左旋回となった円偏波を発生する。
【０２０８】
この円偏波の電界ベクトルの大きさ（スカラー量）は、２つのマイクロ波給電点の合成により、前述の図４に示した実施の形態１における第１の放射形態と比べて、略２倍の大きさを有する円偏波を発生する。
【０２０９】
以上の各実施の形態において説明したように、単一の放射部において、複数のマイクロ波給電点を配設し、マイクロ波給電点間の位相差を制御することにより、放射部の放射分布の形態を円形あるいは楕円形、さらにはそれらの半径の大きさを異ならしめることが可能となる。本発明のマイクロ波加熱装置においては、これらの放射形態の変化を利用することにより、加熱室内のマイクロ波分布をさまざまな形態に可変制御することが可能となり、加熱室内に収納された被加熱物の均一加熱、或いは部分的に集中して加熱する集中加熱を容易、かつ確実に実現することができ、被加熱物を所望の状態に加熱することができる。
【０２１０】
本発明のマイクロ波加熱装置は、放射部による放射形態が直線偏波と円偏波の両用であり、放射部において電力合成機能を有しているため、さまざまな形状、種類、量を有する被加熱物を所望の状態に確実に加熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明のマイクロ波加熱装置は、電子レンジで代表されるような誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置であるプラズマ電源のマイクロ波電源などの用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０２１２】
１０  マイクロ波発生部
１０ａ  マイクロ波発振部
１１  基準信号発振器（水晶発振器）
１２ａ〜１２ｄ  位相可変部
１３ａ〜１３ｄ  位相同期回路
１４ａ〜１４ｄ，１７ａ〜１７ｄ  マイクロ波伝送路
１５ａ〜１５ｄ  初段増幅部
１６ａ〜１６ｄ  主増幅部
１８ａ〜１８ｄ  電力検出部
１９ａ〜１９ｄ  出力部
２０，２１  放射部
２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ  マイクロ波給電点
２２  制御部
１００  加熱室
１０１  左壁面
１０２  右壁面
１０３  底壁面
１０４  上壁面
１０５  奥壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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