Одним из основных компонентов всех установок СВЧ диэлектрического нагрева является источник СВЧ-энергии, который преобразовывает энергию переменного или постоянного тока электрической сети в энергию СВЧ электромагнитных колебаний, вызывающих поляризацию обрабатываемого диэлектрика и, как следствие, достижение того или иного технологического эффекта (нагрев, сушка, плавление, отверждение, дефростация, полимеризация и др.). СВЧ электромагнитные колебания (СВЧ электромагнитные волны) от источника СВЧ-энергии по волноводу поступают в рабочую камеру установки СВЧ диэлектрического нагрева, в которой поглощаются обрабатываемым диэлектриком. Различают традиционное (тепловое) действие СВЧ-энергии на диэлектрик и нетрадиционное (нетепловое) действие на полимеры, при котором происходит модификация свойств полимерного материала, сырья или изделия (полисульфидной смолы, поликапроамидных нитей и волокон, эпоксидных компаудов) без существенного нагрева [1, 2].
Рабочие камеры различаются конструкциями, характеристиками и подразделяются на рабочие камеры с бегущей волной (КБВ), камеры лучевого типа (КЛТ) и камеры со стоячей волной (КСВ) [3–5].
В подавляющем большинстве установок СВЧ диэлектрического нагрева в качестве СВЧ-генератора применяют магнетроны – электровакуумные приборы [6]. Структурная схема источника СВЧ-энергии с магнетроном показана на рис. 1. Для получения высокого анодного напряжения магнетрона используется повышающий трансформатор и удвоитель напряжения, собранный на высоковольтном диоде и конденсаторе. При такой схеме, магнетрон работает лишь на одной полуволне питающего переменного напряжения, так как другая полуволна заряжает конденсатор удвоителя напряжения.
Показанная на рис. 1 схема получила широкое распространение благодаря простоте и невысокой стоимости. Однако источник СВЧ-энергии на магнетроне имеет недостатки:
– невозможность перестройки по частоте;
– работа только на одной полуволне питающего напряжения;
– невозможность плавной регулировки выходной СВЧ-мощности;