张玉玲

（电子科技大学 物理电子学院，四川 成都 610054）

微波是指频率为300 MHz～300 GHz，波长在1 mm～1 m范围内的电磁波。由于微波广泛地用于工业、军事和医学等领域，为避免相互干扰，目前国际上规定用于工业领域的微波频率为915±25 MHz和2 450±50 MHz。微波灭菌是近年发展起来的一种新兴杀菌技术，是一种非电离辐射杀菌，因其穿透力强、杀菌时间短、能耗少、杀菌均匀、无污染等优点日益受到人们的重视[1]。

由于传统的热力杀菌技术会对被处理食品在色、香、味和营养成分等方面存在不同程度地破坏，因此研究者们对非热杀菌方法进行了大量探索。微波对微生物的作用表现为热效应和非热效应。所谓热效应是指生物物体吸收微波的能量后，体温升高从而发生各种生物功能的变化；非热效应是在电磁波作用下，生物体内不产生明显的升温，却可以产生强烈的生物响应，使生物体内发生各种生理、生化和功能的变化[2]。对微波热效应的研究已基本完善，而非热效应则是近些年来微波灭菌的主要研究热点。根据电穿孔理论，当外加电场达到106V/m及以上时，细菌的细胞膜便会产生破裂致其死亡[3]。所以关键问题就是如何获取细胞电击穿所需的高场强。

文中利用三维电磁仿真软件建立了一种利用微波非热效应实现快速灭菌的重入式谐振腔结构模型，仿真结果表明当输入功率在百瓦量级时就能在灭菌区域达到电穿孔所需高场强从而实现灭菌。

1 腔体设计

利用高场强的同轴腔结构在国内外航天领域已有研究应用[4]。……