CN102124814B - 高频加热装置及高频加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明的高频加热装置具有：多个高频功率产生单元(101a、101b、101c)，其放射多种高频功率；以及控制部(150)，其对多个高频功率产生单元(101a、101b、101c)设定由多个高频功率产生单元(101a、101b、101c)放射的高频功率的各种频率的组合，多个高频功率产生单元(101a、101b、101c)中的逆流功率检测部(108a、108b、108c)独立检测反射功率和通过功率，控制部(150)根据检测到的反射功率以及通过功率的相位和振幅，确定在加热被加热物时使多个高频功率产生单元(101a、101b、101c)产生的多种高频功率的组合。

Description

高频加热装置及高频加热方法

技术领域

本发明涉及具有多个高频功率产生单元的高频加热装置及高频加热方法，该高频功率产生单元具有由半导体元件构成的高频功率产生部。

背景技术

过去的高频加热装置的高频功率产生部通常由被称为磁控管的真空管构成。

近年来，在推进采用氮化镓(GaN)等半导体元件的高频加热装置的开发，以取代该磁控管。这种高频加热装置能够实现小型低成本的结构，而且容易控制频率。专利文献1公开了如下技术，控制从多个放射部放射的高频功率的相位差及频率，使逆流功率达到最小，并在最佳状态下将被加热物加热。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-269793号公报

但是，根据前述过去的结构，在所设定的范围内独立改变最佳的高频功率的条件，必须对全部条件的组合检测逆流功率，导致在用户将被加热物放置在加热室内后从按下使用开始按钮到确定最佳加热条件前花费时间。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种高频加热装置，能够提高高频功率的照射效率，同时缩短确定最佳加热条件所花费的时间。并且，本发明的目的在于提供一种高频加热方法，能够提高高频功率的照射效率，同时缩短确定最佳加热条件所花费的时间。

为了解决上述问题，本发明的高频加热装置具有：加热室，用于收纳被加热物；多个高频功率产生单元，向所述加热室内放射高频功率；以及控制部，控制所述多个高频功率产生单元，所述多个高频功率产生单元分别具有：高频功率产生部，产生由所述控制部设定的频率的高频功率；放射部，将由所述高频功率产生部产生的高频功率放射到所述加热室内；以及逆流功率检测部，检测从所述加热室内向所述放射部入射的逆流功率，所述逆流功率检测部根据由所述控制部对各个所述高频功率产生部设定的各种频率，分别独立检测从一个所述高频功率产生单元的放射部放射的高频功率的一部分进行反射，并输入该一个所述高频功率产生单元的放射部时的反射而形成的逆流功率，以及从另一个所述高频功率产生单元的放射部放射的高频功率的一部分输入所述一个所述高频功率产生单元的放射部时的穿过而形成的逆流功率，所述控制部对各个所述高频功率产生部依次设定多个组合的各种频率，并根据对所设定的各种频率的每个组合而检测到的、所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时对所述多个高频功率产生单元各自的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合，所述多个高频功率产生单元分别向所述加热室内放射所确定的各种频率的高频功率，由此加热所述被加热物。

由此，能够在非常短的时间内确定使各个高频功率产生部产生的照射效率良好的频率的组合。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部依次对所述多个高频功率产生单元中的多个所述高频功率产生部设定能够设定的各种频率的全部组合中的一部分组合，针对所设定的所述一部分组合中的每种组合，计算由所述逆流功率检测部检测到的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，在使用计算结果依次设定所述能够设定的各种频率的全部组合中的其它组合时，针对该其它组合中的每种组合，推算由所述逆流功率检测部检测的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，根据所述一部分组合中的每种组合的计算结果和所述其它组合中的每种组合的推算结果，将在加热所述被加热物时对多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合确定为所述全部组合中的任意一种组合。

由此，不需对使各个高频功率产生部产生的频率的能够设定的全部组合进行实测，通过计算即可求出设定该能够设定的全部组合时的照射效率。即，由于能够根据最低限度的实测值来推算能够设定的频率的组合的剩余照射效率，所以能够在短时间内确定能够获得最佳照射效率的频率的组合。例如，控制部能够在短时间内将能够设定的频率的全部组合中、由多个高频功率产生单元分别检测到的反射而形成的逆流功率与穿过而形成的逆流功率之合计为最小的频率的组合，确定为加热被加热物时的频率的组合。

在优选的实施方式中也可以是，所述逆流功率检测部具有正交检波部，该正交检波部向控制部输出同相检波信号和正交检波信号，这些信号是通过使用由所述高频功率产生部产生的高频功率对向所述放射部入射的所述逆流功率进行正交检波而得到的，所述控制部使用所述同相检波信号和所述正交检波信号，计算所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位。

由此，控制部能够准确计算向各个高频功率产生单元入射时的、反射而形成的逆流功率的振幅及相位和穿过而形成的逆流功率的振幅及相位。

在优选的实施方式中也可以是，所述多个高频功率产生单元分别还具有高频功率放大部，将由所述高频功率产生部产生的高频功率放大，而且该放大的增益是可变的，所述控制部设定所述高频功率放大部的放大增益。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部将所述高频功率放大部的各个放大增益设定如下：在一个所述高频功率产生单元的逆流功率检测部检测来自另一个所述高频功率产生单元的所述穿过而形成的逆流功率时，将该一个所述高频功率产生单元的高频功率产生部的频率设定为与该另一个所述高频功率产生单元的高频功率产生部的频率相同的频率，而且使该一个所述高频功率产生单元的所述反射而形成的逆流功率的振幅，比来自该另一个所述高频功率产生单元的所述穿过而形成的逆流功率的振幅小。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部将所述高频功率放大部的各个放大增益设定如下：在一个所述高频功率产生单元的逆流功率检测部检测所述反射而形成的逆流功率时，使来自另一个所述高频功率产生单元的所述穿过而形成的逆流功率的振幅，比该一个所述高频功率产生单元的所述反射而形成的逆流功率的振幅小。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部在确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合时，执行下述至少一种处理，即在针对所述被加热物的加热处理之前执行预搜索处理，在针对所述被加热物的加热处理中执行再搜索处理，在执行所述预搜索处理或者所述再搜索处理时，将所述多个高频功率产生单元各自的所述高频功率放大部的各个放大增益设定为，使从所述多个高频功率产生单元各自的所述放射部放射的高频功率成为比在加热处理时从该放射部放射的高频功率小的值。

由此，能够防止在逆流功率入射时的高频加热装置的损坏，尤其防止包括半导体元件的高频功率放大部的损坏。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部在确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合时，在针对所述被加热物的加热处理之前执行预搜索处理。

由此，能够在最佳的加热条件下加热被加热物。

在优选的实施方式中也可以是，所述控制部在确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合时，在针对所述被加热物的加热处理中执行再搜索处理，并对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定通过所述再搜索处理而确定的新的各种频率的组合。

由此，当在加热处理中被加热物的温度和形状发生变化的情况下，也能够始终在最佳的加热条件下进行加热。

在优选的实施方式中也可以是，所述逆流功率检测部在针对所述被加热物的加热处理中检测所述逆流功率，在由所述多个高频功率产生单元的多个所述逆流功率检测部中的至少一个逆流功率检测部检测的所述逆流功率超过预定的阈值的情况下，所述控制部执行所述再搜索处理。

在优选的实施方式中也可以是，所述高频加热装置还具有产生所设定的频率的检波用的高频功率的至少一个检波功率产生部，所述控制部对所述至少一个检波功率产生部分别设定，与对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率不同的频率即检波用的频率，所述逆流功率检测部具有正交检波部，该正交检波部向控制部输出同相检波信号和正交检波信号，这些信号是通过使用由所述至少一个检波功率产生部产生的所述检波用的高频功率对向所述放射部入射的所述逆流功率进行正交检波而得到的，所述控制部使用所述同相检波信号和所述正交检波信号，计算所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位。

由此，能够提高反射而形成的逆流功率及穿过而形成的逆流功率的检测精度，进而能够在最佳的加热条件下加热被加热物。

在优选的实施方式中也可以是，所述至少一个检波功率产生部分别与所述多个高频功率产生单元一对一对应。

本发明的高频加热方法利用从多个高频功率产生单元放射的高频功率加热被收纳在加热室中的被加热物，该高频加热方法包括：设定步骤，设定从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的各种频率；第1检测步骤，根据对所述多个高频功率产生单元分别设定的各种频率，检测从一个所述高频功率产生单元放射的高频功率的一部分进行反射，并向该一个所述高频功率产生单元输入时的反射而形成的逆流功率的振幅及相位，以及从另一个所述高频功率产生单元放射的高频功率的一部分向所述高频功率产生单元输入时的穿过而形成的逆流功率的振幅及相位；变更步骤，变更设定从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的频率；第2检测步骤，根据在所述变更步骤设定的频率，检测所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位；确定步骤，根据在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的各种频率的组合；以及加热步骤，从所述多个高频功率产生单元分别放射所确定的各种频率的组合的高频功率，由此加热所述被加热物。

在优选的实施方式中也可以是，所述确定步骤还包括：推算步骤，使用在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，对作为从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的各种频率而能够设定的各种频率的全部组合的每种组合，计算并推算所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位；以及组合确定步骤，根据在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位、以及在所述推算步骤推算的所述反射而形成的逆流功率的振幅及相位和所述穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时从所述多个高频功率产生单元分别放射的多种高频功率的各种频率的组合。

本发明能够提供一种高频加热装置及高频加热方法，能够提高高频功率的照射效率，同时缩短确定最佳加热条件所花费的时间。

附图说明

图1是表示第1实施方式的高频加热装置的基本结构的框图。

图2是表示第1实施方式的高频加热装置的基本控制步骤的流程图。

图3是表示第1实施方式的高频功率产生单元的结构的框图。

图4是表示检测第1实施方式的高频加热装置的反射功率的控制步骤的流程图。

图5是表示检测第1实施方式的高频加热装置的通过功率的第1控制步骤的流程图。

图6是表示第1实施方式的高频加热装置的通过(through)功率检测的第2控制步骤的流程图。

图7是表示第1实施方式的高频加热装置的预搜索处理的控制步骤的流程图。

图8是各种频率的各高频功率产生单元的反射功率及各个频率功率产生单元之间的通过功率的振幅及相位的矩阵的一例。

图9是用于说明利用了矢量合成的照射损耗的计算的图。

图10是表示第1实施方式的高频加热装置的再搜索处理的控制步骤的流程图。

图11是表示第2实施方式的高频加热装置的基本结构的框图。

图12是表示第2实施方式的高频功率产生单元的结构的框图。

图13是高频加热装置的外观图。

具体实施方式

(第1实施方式)

下面，参照附图说明本发明的第1实施方式。

图1是表示本发明的高频加热装置的结构的框图。

高频加热装置100具有第1高频功率产生单元101a、第2高频功率产生单元101b、第3高频功率产生单元101c、和控制部150。另外，下面有时把第1高频功率产生单元101a、第2高频功率产生单元101b、第3高频功率产生单元101c分别记述为高频功率产生单元101a、高频功率产生单元101b、高频功率产生单元101c。另外，高频加热装置100还具有收纳被加热物的加热室。

高频功率产生单元101a、101b、101c分别具有高频功率产生部102a、102b、102c、高频功率放大部103a、103b、103c、放射部105a、105b、105c、逆流功率检测部108a、108b、108c、以及分配部107a、107b、107c。逆流功率检测部108a、108b、108c分别包括方向性结合部104a、104b、104c和正交检波部106a、106b、106c。

各个高频功率产生部102a、102b、102c、各个分配部107a、107b、107c、各个高频功率放大部103a、103b、103c、各个方向性结合部104a、104b、104c、以及各个放射部105a、105b、105c，按照这种顺序串联连接。各个正交检波部106a、106b、106c与对应的分配部107a、107b、107c以及对应的方向性结合部104a、104b、104c连接。

各个高频功率产生部102a、102b、102c是频率可变的功率产生部，产生利用从控制部150输出的频率控制信号111a、111b、111c表示的频率的高频功率。

由各个高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率经由对应的分配部107a、107b、107c，输入到对应的高频功率放大部103a、103b、103c。输入到各个高频功率放大部103a、103b、103c的高频功率被放大为适合于对象物的加热处理的功率，并经由对应的方向性结合部104a、104b、104c，从对应的放射部105a、105b、105c照射对象物。

各个分配部107a、107b、107c将从对应的高频功率产生部102a、102b、102c输入的高频功率，分配为输入到对应的高频功率放大部103a、103b、103c的高频功率、和输入到对应的正交检波部106a、106b、106c的高频功率。

各个方向性结合部104a、104b、104c对来自对应的放射部105a、105b、105c的逆流功率进行分波，并输出给对应的正交检波部106a、106b、106c。

各个正交检波部106a、106b、106c使用由对应的分配部107a、107b、107c分配的、由对应的高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的一部分，对从对应的方向性结合部104a、104b、104c输入的、来自对应的放射部105a、105b、105c的逆流功率的分波功率进行正交检波，由此生成对应的同相检波信号113a、113b、113c及对应的正交检波信号114a、114b、114c，将所生成的对应的同相检波信号113a、113b、113c及对应的正交检波信号114a、114b、114c分别输出给控制部150。

控制部150使用从各个高频功率产生单元101a、101b、101c的正交检波部106a、106b、106c输入的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，检测来自各个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c的逆流功率的振幅和相位。振幅能够根据同相检波信号113a、113b、113c与正交检波信号114a、114b、114c平方平均而算出，相位能够从将正交检波信号114a、114b、114c除以同相检波信号113a、113b、113c得到的值的正切(tan^-1)而算出。

另外，控制部150与高频功率产生部102a、102b、102c以及高频功率放大部103a、103b、103c分别连接。控制部150向各个高频功率产生部102a、102b、102c输出独立的频率控制信号111a、111b、111c，向各个高频功率放大部103a、103b、103c输出独立的放大增益控制信号112a、112b、112c。

各个高频功率产生部102a、102b、102c根据从控制部150输入的独立的频率控制信号111a、111b、111c来改变频率。各个高频功率放大部103a、103b、103c根据从控制部150输入的独立的放大增益控制信号112a、112b、112c来改变放大增益。

图2是表示图1所示的高频加热装置100的基本控制步骤的流程图。图1所示的高频加热装置100在控制部150中进行以下处理。

首先，控制部150独立检测各个高频功率产生单元101a、101b、101c中的每种频率的反射功率及通过功率(步骤S201)。具体地讲，控制部150控制(设定)高频功率产生部102a、102b、102c的各种频率以及高频功率放大部103a、103b、103c的放大增益。通过控制频率及放大增益，获取从正交检波部106a、106b、106c分别输出的逆流功率的检波输出信号(同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c)，由此独立地检测高频功率产生单元101a、101b、101c中的反射功率的振幅和相位以及通过功率的振幅和相位。换言之，控制部150依次更新频率控制信号111a、111b、111c，由此使高频功率产生部102a、102b、102c依次产生多种频率。即，高频功率产生部102a、102b、102c在时间上切换频率，并生成高频功率。并且，在每当变更频率时，检测实际放射高频功率时的、各个高频功率产生单元101a、101b、101c中的反射功率及通过功率的振幅和相位。另外，关于反射功率及通过功率的详细的检测方法，将后面进行说明。

其中，“反射功率”是指从一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c放射的高频功率的一部分进行反射，并输入到该一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c时的反射而形成的逆流功率。“通过功率”是指从另一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c放射的高频功率的一部分、输入一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c时的穿过而形成的逆流功率。

另外，反射功率及通过功率只是根据放射高频功率的放射部105a、105b、105c、与接收高频功率的放射部105a、105b、105c的相互关系而规定的，关于所放射的高频功率通过什么路径，没有影响。即，例如从第2高频功率产生单元101b向第1高频功率产生单元101a的通过功率，包括从第2高频功率产生单元101b通过放射部105b放射的高频功率中直接到达放射部105a的高频功率、在加热室及被加热物反射后到达放射部105a的高频功率、以及透射被加热物后到达放射部105a的高频功率等。

以后，将“反射功率”和“反射而形成的逆流功率”、“通过功率”和“穿过而形成的逆流功率”视为表示相同的功率来进行说明。

然后，根据所检测的每种频率的反射功率和通过功率的振幅及相位，确定照射效率达到最佳的频率的组合(步骤S202)。具体地讲，根据对各个高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率及通过功率进行了实测的振幅信息或者相位信息，计算并确定照射效率最高的各个高频功率产生单元101a、101b、101c的频率的值和放大增益。

换言之，在独立检测每种频率的反射功率和通过功率的处理(步骤S201)中，依次对多个高频功率产生单元101a、101b、101c中的多个高频功率产生部102a、102b、102c设定能够设定的频率的全部组合中的一部分组合，针对所设定的一部分组合中的每种组合，计算所检测的反射功率的振幅及相位和通过功率的振幅及相位。并且，在确定照射效率达到最佳的频率的组合的处理(步骤S202)中，在使用步骤S201的计算结果依次设定能够设定的频率的全部组合中的其它组合时，推算针对该其它组合中的每种组合而检测的反射功率的振幅及相位和通过功率的振幅及相位。另外，在步骤S202，根据在步骤S201计算的一部分组合中的每种组合的计算结果和其它组合中的每种组合的推算结果，将在加热被加热物时使多个高频功率产生部102a、102b、102c产生的多种高频功率的频率的组合，确定为全部组合中的任意一种组合。

并且，在步骤S202，也确定对多个高频功率放大部103a、103b、103c设定的放大增益的组合。

另外，关于基于振幅和相位的频率的确定方法将在后面进行说明。

然后，为了达到所确定的各种频率及放大增益，设定各个高频功率产生单元101a、101b、101c的高频功率产生部102a、102b、102c及高频功率放大部103a、103b、103c的各种频率及放大增益，并执行加热处理(步骤S203)。

如上所述，本实施方式的高频加热装置100具有：加热室，用于收纳被加热物；多个高频功率产生单元101a、101b、101c，向加热室内放射多种高频功率；以及控制部150，对多个高频功率产生单元101a、101b、101c设定由多个高频功率产生单元101a、101b、101c放射的多种高频功率的频率的组合，多个高频功率产生单元101a、101b、101c分别具有：高频功率产生部，产生由控制部150设定的频率的高频功率；放射部，将由高频功率产生部产生的高频功率放射到加热室内；以及逆流功率检测部，检测从放射部放射的高频功率的一部分、即从加热室向放射部入射的逆流功率，逆流功率检测部根据由控制部150对各个高频功率产生部设定的频率，检测从一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部放射的高频功率的一部分进行反射，并输入到该一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部时的反射而形成的逆流功率，以及从另一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部放射的高频功率的一部分输入到一个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部时的穿过而形成的逆流功率，控制部150依次对各个高频功率产生部102a、102b、102c设定多种频率，针对所设定的每种频率，计算由各个逆流功率检测部检测的、反射而形成的逆流功率的振幅及相位和穿过而形成的逆流功率的振幅及相位，根据计算结果，确定在加热被加热物时使多个高频功率产生单元101a、101b、101c中的多个高频功率产生部102a、102b、102c产生的多种高频功率的频率的组合，多个高频功率产生单元101a、101b、101c向加热室内放射所确定的频率的组合的多种高频功率，由此加热被加热物。

根据上述的高频加热装置100的结构，在实际改变高频功率产生部102a、102b、102c的频率来放射高频功率的情况下，能够根据由逆流功率检测部108a、108b、108c检测的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，检测(求出)各个高频功率产生部102a、102b、102c的每种频率的反射而形成的逆流功率的振幅及相位和穿过而形成的逆流功率的振幅及相位。使用这样得到的每种频率的反射而形成的逆流功率的振幅及相位和穿过而形成的逆流功率的振幅及相位的值，计算假设将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为任意的组合来进行动作时的照射损耗，并确定高频加热装置100整体的照射效率最好的各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的组合。即，不需对各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的全部组合进行实际测定，能够从最低限度的实测值通过计算求出最佳的照射效率，因而能够减少花费时间的实测。因此，能够缩短用户从起动高频加热装置的加热后到实际开始加热之前发现高效率的照射的准备时间。

另外，此处所说的照射效率表示从各个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c照射的高频功率中、由被加热物吸收的功率的比率，具体地讲，是由将从所照射的功率之总和减去照射损耗后的功率除以所照射的功率之总和而得到的值中得到的。并且，照射损耗表示从各个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c照射的高频功率中、通过反射又返回到进行照射的放射部105a、105b、105c的功率(反射功率)、以及被其它放射部105a、105b、105c吸收的功率(通过功率)。即，照射损耗表示未被被加热物吸收、而被任意一个放射部105a、105b、105c吸收的功率。关于照射损耗的具体求出方法将在后面进行说明。

图3是表示第1高频功率产生单元101a的具体结构的框图。在图3中，对具有与图1所示的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的标号，并省略说明。

第1高频功率产生单元101a具有高频功率产生部102a、高频功率放大部103a、方向性结合部104a、放射部105a、正交检波部106a及分配部107a。

高频功率产生部102a、分配部107a、高频功率放大部103a、方向性结合部104a及放射部105a按照这种顺序串联连接。正交检波部106a与分配部107a及方向性结合部104a连接。

高频功率产生部102a具有振荡部301、相位同步循环器302及放大部303。相位同步循环器302与控制部150连接。在此，在图3中将放大部303示出为一个功率放大器，但为了获得高输出而且大功率的输出功率，也可以设置多个功率放大器并且串联连接多段或并联合成而构成。

分配部107a将由高频功率产生部102a产生的高频功率分配为两部分，将分配为两部分中的一部分的高频功率输出给高频功率放大部103a，将另一部分的高频功率输出给正交检波部106a。分配部107a可以采用电阻分配器，也可以采用方向性结合器或复合耦合器中的某个。

高频功率放大部103a具有可变衰减器304和高频功率放大器305，可变衰减器304与控制部150连接。在此，在图3中只示出了一个高频功率放大器305，但为了获得高输出而且大功率的输出功率，也可以设置多个高频功率放大器305，并且串联连接多段或并联合成而构成。

另外，可变衰减器304的结构是公知的结构。例如，可以采用多位分段可变式衰减器或连续可变式衰减器。

多位分段可变式衰减器(例如三位分段可变式衰减器)在数字控制中使用，根据FET开关的导通/截止和路径切换的组合，分阶段地控制多个阶段的衰减量。衰减量是根据从外部输入的表示衰减量的控制信号而确定的。

另一方面，连续可变式衰减器在模拟电压控制中使用，例如公知的采用PIN接合二极管的连续可变式衰减器。通过改变PIN接合二极管的逆偏置电压，改变两极间的高频电阻值，并连续地改变衰减量。衰减量是根据从外部输入的表示衰减量的放大增益控制信号112a而确定的。

并且，也可以采用可变增益式放大器取代可变衰减器304。在这种情况下，放大增益是根据从外部输入的表示放大增益的控制信号而确定的。

方向性结合部104a构成为对从放射部105a逆流到高频功率放大部103a的逆向功率的一部分进行分波。并且，方向性结合部104a是公知的结构。方向性结合部104a可以采用方向性结合器，也可以采用循环器或复合耦合器。

正交检波部106a具有π/2移相器308、同相检波混合器306、正交检波混合器307、同相输出侧低通滤波器309及正交输出侧低通滤波器310，同相输出侧低通滤波器309及正交输出侧低通滤波器310分别与控制部150连接。

由振荡部301及相位同步循环器302产生的高频功率被输入到放大部303。由放大部303放大后的高频功率经由分配部107a、可变衰减器304输入到高频功率放大器305。由高频功率放大器305放大后的高频功率通过方向性结合部104a，从放射部105a进行照射。

由分配部107a分配后的高频功率的一部分被输入到正交检波部106a。被输入正交检波部106a的高频功率被输入到π/2移相器308，并输出相对于被输入的高频功率为同相的同相高频功率和使相位移位π/2后的正交高频功率，同相高频功率被输入到同相检波混合器306，正交高频功率被输入到正交检波混合器307。在此没有图示，为了优化正交检波部106a的检波特性，也可以在分配部107a与正交检波部106a之间设置高频功率放大器和固定衰减器甚至低通滤波器。

另一方面，由方向性结合部104a进行分波后的逆流分波功率被输入到正交检波部106a。被输入到正交检波部106a的逆流分波功率被分配为两部分，并分别输入到同相检波混合器306及正交检波混合器307。在此没有图示，为了优化正交检波部106a的检波特性，也可以在方向性结合部104a与正交检波部106a之间设置高频功率放大器和固定衰减器甚至低通滤波器。

同相检波混合器306针对将逆流分波功率与从π/2移相器308输入的同相高频功率进行积算而得到的检波即逆流分波功率，按照同相高频功率进行同步检波，并作为两个输入信号的相乘结果，将同步检波信号113a同相输出侧低通滤波器309输出给控制部150。同样，正交检波混合器307针对将逆流分波功率与从π/2移相器308输入的正交高频功率进行积算而得到的检波即逆流分波功率，按照正交高频功率进行同步检波，并作为两个输入信号的相乘结果，将正交检波信号114a通过正交输出侧低通滤波器310输出给控制部150。

同相输出侧低通滤波器309及正交输出侧低通滤波器310是为了抑制邻接波功率的干扰而设置的。因此，在加热处理中使用的预先设定的全部频率中，抑制相当于最小的任意两点的频率差的频率成分。

另外，图1中的第2高频功率产生单元101b以及第3高频功率产生单元101c也是相同的结构。即，高频功率产生部102a、102b、102c具有相同的结构，分配部107a、107b、107c具有相同的结构，高频功率放大部103a、103b、103c具有相同的结构，方向性结合部104a、104b、104c具有相同的结构，正交检波部106a、106b、106c具有相同的结构。并且，图1所示的高频加热装置100由三个高频功率产生单元构成，但高频加热装置100不限于图1所示的高频功率产生单元的数量。

<反射功率的检测方法>

下面，说明高频加热装置100的反射功率的检测方法。

图4是表示检测本实施方式的高频加热装置100的反射功率的控制步骤的流程图。

高频加热装置100的控制部150按照下述的控制步骤，进行各个高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的检测。

如图4所示，在各个高频功率产生单元101a、101b、101c以全部不同的频率进行动作的情况下、以及两个以上的高频功率产生单元以相同的频率进行动作的情况下，检测反射功率的控制的步骤是不同的。即，控制部150判定是否全部高频功率产生单元101a、101b、101c的频率不同(步骤S401)。

在各个高频功率产生单元101a、101b、101c以全部不同的频率进行动作的情况下(步骤S401：是)，控制部150获取来自各个高频功率产生单元101a、101b、101c的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，并检测各个高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅和相位(步骤S402)。

另外，当在各个正交检波部106a、106b、106c中进行正交检波的情况下，需要事前得知待检波的高频功率的频率。控制部150具有从各个高频功率产生单元101a、101b、101c放射的高频功率的频率的信息，以便设定各个高频功率产生部102a、102b、103c的频率。通过使用该频率信息，不仅能够使用各个正交检波部106a、106b、106c进行各个高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的正交检波，也能够进行来自其它高频功率产生单元的通过功率的正交检波。这样，通过使控制部105具有从各个高频功率产生单元101a、101b、101c放射的高频功率的频率的信息，能够获取反射功率的同相检波信号及正交检波信号，也能够检测反射功率的振幅和相位。另外，在获取通过功率的同相检波信号及正交检波信号时也是相同的。

另一方面，在高频功率产生单元101a、101b、101c的频率不是全部不同的情况下(步骤S401：否)，换言之，在全部高频功率产生单元101a、101b、101c中至少两者的频率相同的情况下，针对频率与其它高频功率产生单元不重复的高频功率产生单元、和频率与其它高频功率产生单元重复的至少两个高频功率产生单元，其步骤是不同的。

在两个以上的高频功率产生单元以相同频率进行动作的情况下(例如，第1高频功率产生单元101a以频率A进行动作，第2及第3高频功率产生单元101b、101c以频率B进行动作的情况)，控制部150针对频率与其它高频功率产生单元不重复的高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)，获取该高频功率产生单元的同相检波信号及正交检波信号，并检测该高频功率产生单元的反射功率的振幅和相位(步骤S403)。

另一方面，针对频率与其它高频功率产生单元重复的高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)，控制部150进行如下控制(步骤S404)：使除了将要检测反射功率的高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)之外的高频功率产生单元(例如第3高频功率产生单元101c)的输出功率，达到不会对将要检测反射功率的高频功率产生单元的反射功率的检测产生影响的水平。具体地讲，针对除了将要检测反射功率的高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)之外的高频功率产生单元(例如第3高频功率产生单元101c)的高频功率放大部(例如高频功率放大部103c)，将其放大增益设定为较低的值。换言之，对将要检测反射功率的高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)的高频功率放大部的放大增益设定如下：使从除了该高频功率产生单元之外的高频功率产生单元向该高频功率产生单元的通过功率的振幅，比该高频功率产生单元的反射功率的振幅小。

在设定了除了将要检测反射功率的高频功率产生单元之外的高频功率产生单元的、高频功率放大部的放大增益之后，控制部150获取将要检测反射功率的高频功率产生单元的同相检波信号及正交检波信号，并检测该高频功率产生单元的反射功率的振幅和相位(步骤S405)。

控制部150针对频率与其它高频功率产生单元重复的全部高频功率产生单元执行以上动作。换言之，把频率与其它高频功率产生单元重复的全部高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)作为反射功率的检测对象，判定是否完成了上述的反射功率的检测(步骤S406)。在针对频率与其它高频功率产生单元重复的全部高频功率产生单元完成了反射功率的检测的情况下(步骤S406：是)，结束该反射功率的检测处理。另一方面，在频率与其它高频功率产生单元重复的高频功率产生单元中、即使有一个高频功率产生单元没有完成反射功率的检测的情况下(步骤S406：否)，把频率与其它高频功率产生单元重复的另一个高频功率产生单元(例如第3高频功率产生单元101c)作为检测对象(步骤S407)，返回上述的步骤S404，进行后续处理。

这样，控制部150检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅和相位。

如上所述，根据本实施方式的高频加热装置100的反射功率检测方法，在一个高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)的逆流功率检测部检测反射功率时，控制部150将高频功率放大部103a、103b、103c的放大增益设定如下：使来自另一个高频功率产生单元(例如第3高频功率产生单元101c)的通过功率的振幅，比该一个高频功率产生单元的反射功率的振幅小。

<通过功率的检测方法>

下面，说明高频加热装置100的通过功率的检测方法的一例。

图5是表示本实施方式的高频加热装置100的通过功率检测的第1控制步骤的流程图。

高频加热装置100的控制部150按照下述的控制步骤，进行各个高频功率产生单元101a、101b、101c相互间的通过功率的检测。

如图5所示，控制部150首先只使任意一个高频功率产生单元(例如，以频率A进行动作的第1高频功率产生单元101a)输出高频功率，而针对其它高频功率产生单元(例如，以任意的频率进行动作的第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的输出功率，将各个高频功率产生单元的高频功率放大部的放大增益设定为，使各个高频功率产生单元的反射功率的检测电平充分小(步骤S501)。

具体地讲，控制部150对除了该一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)之外的高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的高频功率放大部103b、103c指示例如-30dB，由此将可变衰减器304的衰减量设定为-30dB。由此，将除了该一个高频功率产生单元之外的高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的反射功率，降低到不会对从该一个高频功率产生单元向除了该一个高频功率产生单元之外的高频功率产生单元的通过功率(例如，从第1高频功率产生单元101a向第2高频功率产生单元101b的通过功率、以及从第1高频功率产生单元101a向第3高频功率产生单元101c的通过功率)的检测产生影响的电平。例如，通过将第2高频功率产生单元101b的衰减器151b的衰减量设定为-30dB，使第2高频功率产生单元101b的反射功率降低到、不会对从第1高频功率产生单元101a向第2高频功率产生单元101b的通过功率的检测产生影响的水平。

然后，控制部150将各个高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的高频功率产生部的频率设定如下(步骤S502)：使进行了减小高频功率的输出电平的控制的其它高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的频率、达到与输出高频功率的一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)相同的频率(例如频率A)。

然后，控制部150获取其它各个高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的同相检波信号及正交检波信号，检测从输出高频功率的一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)、向其它各个高频功率产生单元(例如第2及第3高频功率产生单元101b、101c)的通过功率(例如，从第1高频功率产生单元101a向第2高频功率产生单元101b的通过功率、以及从第1高频功率产生单元101a向第3高频功率产生单元101c的通过功率)的振幅和相位(步骤S503)。

控制部150判定是否针对全部高频功率产生单元101a、101b、101c完成了以上的动作(步骤S504)。换言之，判定是否检测了来自全部高频功率产生单元101a、101b、101c的通过功率。在已完成的情况下(步骤S504：是)，结束该通过功率的检测处理。

另一方面，在没有完成来自全部高频功率产生单元101a、101b、101c的通过功率的检测的情况下(步骤S504：否)，把来自另一个高频功率产生单元的通过功率作为检测对象(步骤S505)，返回上述的步骤S501，进行后续处理。

通过反复进行上述动作，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互的通过功率的振幅和相位。

如上所述，根据本实施方式的高频加热装置100的通过功率检测方法，在一个高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)的逆流功率检测部检测来自另一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)的通过功率时，控制部150将该一个高频功率产生单元的高频功率产生部的频率设定为与该另一个高频功率产生单元的高频功率产生部的频率相同的频率，而且将高频功率放大部103a、103b、103c的放大增益设定如下：使该一个高频功率产生单元的反射功率的振幅，比来自该另一个高频功率产生单元的通过功率的振幅小。

另外，通过功率的检测方法不限于上述步骤。下面，说明高频加热装置100的通过功率的检测方法的另一个示例。

图6是表示本实施方式的高频加热装置100的通过功率检测的第2控制步骤的流程图。

如图6所示，控制部150首先只使任意一个高频功率产生单元(例如，以频率A进行动作的第1高频功率产生单元101a)输出高频功率，并将高频功率放大部的放大增益设定为，使该高频功率产生单元的反射功率的检测电平充分小(步骤S601)。

然后，控制部150将一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)的高频功率产生部的频率控制(设定)如下(步骤S602)：使一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)的频率，达到与其它高频功率产生单元(例如，以频率B进行动作的第2高频功率产生单元101b、以及频率C进行动作的第3高频功率产生单元101c)中任意一个高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)进行动作的频率(例如频率B)相同的频率。

然后，控制部150获取进行了减小输出功率的控制的一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)的同相检波信号及正交检波信号，并检测从以相同频率进行动作的另一个高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b)、向进行了减小输出功率的控制的一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元301a)的通过功率的振幅和相位(步骤S603)。

控制部150判定是否针对除了一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)之外的全部高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b及第3高频功率产生单元101c)完成了以上的动作(步骤S604)。换言之，判定是否检测了从除了一个高频功率产生单元之外的全部高频功率产生单元、向该一个高频功率产生单元的通过功率。在判定为没有检测的情况下(步骤S604：否)，将该一个高频功率产生单元的频率设定为、与除了该一个高频功率产生单元之外的全部高频功率产生单元中的另一个高频功率产生单元的频率相同(步骤S605)，返回上述的步骤S602，进行后续处理。

通过反复进行上述动作，检测从全部其它高频功率产生单元(例如第2高频功率产生单元101b及第3高频功率产生单元101c)、向进行了减小输出功率的控制的一个高频功率产生单元(例如第1高频功率产生单元101a)的通过功率的振幅和相位。

在已检测从全部其它高频功率产生单元向该一个高频功率产生单元的通过功率的情况下(步骤S604：是)，判定是否完成了针对全部高频功率产生单元101a、101b、101c的通过功率的检测(步骤S606)。

在判定为没有完成的情况下(步骤S606：否)，把向另一个高频功率产生单元的通过功率作为检测对象(步骤S607)，返回上述的步骤S601，进行后续处理。具体地讲，只使后面的任意一个高频功率产生单元(例如，以频率B进行动作的第2高频功率产生单元101b)输出功率，并控制高频功率放大部的放大增益，使该高频功率产生单元的反射功率的检测电平充分小(步骤S601)，同样地检测全部高频功率产生单元之间的相互通过功率的振幅和相位(步骤S603)。

另一方面，在判定为已完成针对全部高频功率产生单元101a、101b、101c的通过功率的检测的情况下(步骤S606：是)，结束该通过功率的检测处理。由此，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的振幅和相位。

如上所述，基于第2控制步骤的通过功率的振幅和相位的检测方法，与基于第1控制步骤的通过功率的振幅和相位的检测方法相比，不同之处是依次更新将检测通过功率的高频功率产生单元的频率。

<预搜索处理>

下面，详细说明使用上述的反射功率的检测方法及通过功率的检测方法，确定在加热被加热物时使高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的频率的组合的处理。该处理相当于图2所示的各个步骤中的步骤S201及S202。

图7是表示本实施方式的高频加热装置100的、加热处理前的最佳加热条件的确定处理(预搜索处理)的控制步骤的流程图。

高频加热装置100的控制部150在加热处理之前按照下述的控制步骤进行预搜索处理。

如图7所示，首先将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定如下(步骤S701)：使各个高频功率产生单元101a、101b、101c的频率达到预先设定的预搜索用初始频率(例如，第1高频功率产生单元是频率A0，第2高频功率产生单元是频率B0，第3高频功率产生单元是频率C0)。

然后，按照前面叙述的反射功率检测的控制步骤，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅和相位(步骤S702)。

然后，判定在预搜索处理中是否针对预先设定的全部频率检测了反射功率的振幅及相位(步骤S703)。在没有针对全部频率检测反射功率的振幅及相位的情况下(步骤S703：否)，换言之，在还存在没有检测反射功率的振幅及相位的频率的情况下，设定各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率(步骤S704)。

具体地讲，在完成全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的检测后，将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定如下(步骤S704)：使各个高频功率产生单元101a、101b、101c的频率达到作为预搜索用而预先设定的下一个频率(例如，第1高频功率产生单元是频率A1，第2高频功率产生单元是频率B1，第3高频功率产生单元是频率C1)，同样地检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅及相位(步骤S702)。

通过反复进行上述动作，检测针对作为预搜索用而预先设定的全部频率的、全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅及相位。

在完成了针对作为预搜索用而预先设定的全部频率的、全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅及相位的检测的情况下(步骤S703：是)，然后按照前面叙述的通过功率检测的控制步骤，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的振幅和相位(步骤S705)。

然后，判定在预搜索处理中是否针对预先设定的全部频率检测了相互的通过功率的振幅及相位(步骤S706)。在没有针对全部频率检测通过功率的振幅及相位的情况下(步骤S706：否)，换言之，在还存在没有检测通过功率的振幅及相位的频率的情况下，设定各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率(步骤S707)。

具体地讲，在完成了全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的检测后，将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定如下(步骤S707)：使各个高频功率产生单元101a、101b、101c的频率达到作为预搜索用而预先设定的下一个频率，同样地检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的振幅和相位(步骤S705)。

通过反复进行上述动作，检测针对作为预搜索用而预先设定的全部频率的、全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的振幅和相位的检测。换言之，针对作为预搜索用而预先设定的全部频率，完成全部高频功率产生单元101a、101b、101c的通过功率的振幅和相位的检测。

另外，在实际加热使用的频率被确定为1MHz频段的情况下，也可以将预先作为预搜索用而设定的频率设定为例如2MHz频段和5MHz频段等，并间取实测的频率。间取的量能够使用实测值进行近似插补。

针对作为预搜索用而预先设定的全部频率，完成全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅和相位、以及全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的相互通过功率的振幅和相位的检测(步骤S706：是)，由此得到使用振幅和相位来表示各个频率时的各个高频功率产生单元的反射功率特性、以及各个高频功率产生单元之间的相互通过功率特性的矩阵。

另外，从预搜索处理开始一直到此的处理(步骤S701～步骤S707)，相当于在图2中独立地检测各个高频功率产生单元的每种频率的反射功率及通过功率的处理(步骤S201)。

然后，控制部150推算设定了能够设定的全部频率的组合时的、高频加热装置100的照射效率(步骤S708)。在此，说明在设定了能够设定的全部频率的组合时的、高频加热装置100的照射效率的推算方法。

图8是表示各个频率时的各个高频功率产生单元的反射功率及各个高频功率产生单元之间的通过功率的振幅及相位的矩阵的一例。

在把各个高频功率产生单元101a、101b、101c的放射部105a、105b、105c视为高频功率的输入输出端口时，该矩阵相当于通常使用的S参数，S参数用于表示放大器和滤波器等高频传输元件的各个端口的反射特性及各个端口之间的传输特性。以后，把前面叙述的矩阵称为(高频加热装置100的)S参数进行说明。

在此，使用图8说明利用所得到的S参数计算照射损耗的方法的事例。图8表示使用了三个高频功率产生单元的示例(例如，把高频功率产生单元101a、101b、101c分别定义为第1、2、3高频功率产生单元的事例)。在图8的示例中，将预搜索的频率频带设定为2400MHz～2500MHz，以1MHz间隔扫描该频率频带，并检测反射功率和通过功率的振幅M和相位θ。S参数的附带数字相同的数字的数组表示反射功率。例如，S11表示第1高频功率产生单元的反射功率。S参数的附带数字不同的数字的数组表示从最后数字的高频功率产生单元向最前数字的高频功率产生单元的通过功率。例如，S12表示从第2高频功率产生单元向第1高频功率产生单元的通过功率。如图8所示，通过扫描各个频率并进行正交检波，得到利用反射功率及通过功率的振幅M和相位θ表示的S参数。振幅M和相位θ的附带数字表示频率和S参数，例如，频率2402MHz的S31利用M_2402、31表示振幅、θ_2402、31表示相位。

各个高频功率产生单元101a、101b、101c的任意频率的组合时的照射损耗，能够使用利用所检测的振幅和相位表示的S参数进行计算。例如，高频功率产生单元101a的照射损耗能够利用对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率中的S11与S12与S13之和进行计算。在计算S参数之和时，在频率不同的情况下，能够计算为振幅成分之和，在频率相同的情况下，能够根据振幅成分与相位成分的矢量合成进行计算。其中，S参数之和的大小越小时，表示照射损耗越小。下面，将照射损耗视为与S参数之和的大小相同的意义来进行说明。

下面，把第1高频功率产生单元101a的反射功率S11的振幅设为M₁₁、相位设为θ₁₁，把从第2高频功率产生单元101b向第1高频功率产生单元101a的通过功率S12的振幅设为M₁₂、相位设为θ₁₂，把从第3高频功率产生单元101c向第1高频功率产生单元101a的通过功率S13的振幅设为M₁₃、相位设为θ₁₃，说明这种情况时的高频加热装置100整体的照射损耗的求出方法。

(i)对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率全部不同的情况

在对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率全部不同的情况下，第1高频功率产生单元101a的照射损耗|S11+S12+S13|利用下面的式1-1表示。

|S11+S12+S13|＝M₁₁+M₁₂+M₁₃……(式1-1)

第2高频功率产生单元101b的照射损耗|S21+S22+S23|以及第3高频功率产生单元101c的照射损耗|S31+S32+S33|，利用与式1-1相同的下面的式1-2及式1-3表示。

另外，把从第1高频功率产生单元101a向第2高频功率产生单元101b的通过功率S21的振幅设为M₂₁、相位设为θ₂₁，把第2高频功率产生单元101b的反射功率S22的振幅设为M₂₂、相位设为θ₂₂，把从第3高频功率产生单元101c向第2高频功率产生单元101b的通过功率S23的振幅设为M₂₃、相位设为θ₂₃。并且，把从第1高频功率产生单元101a向第3高频功率产生单元101c的通过功率S31的振幅设为M₃₁、相位设为θ₃₁，把从第2高频功率产生单元101b向第3高频功率产生单元101c的通过功率S32的振幅设为M₃₂、相位设为θ₃₂，把第3高频功率产生单元101c的反射功率S33的振幅设为M₃₃、相位设为θ₃₃。

|S21+S22+S23|＝M₂₁+M₂₂+M₂₃……(式1-2)

|S31+S32+S33|＝M₃₁+M₃₂+M₃₃……(式1-3)

利用这些式1-1～式1-3表示的全部高频功率产生单元101a、101b、101c的照射损耗之合计损耗，成为其频率的组合时的高频加热装置100整体的照射损耗。

(ii)对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率全部相同的情况

在对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率全部相同的情况下，第1高频功率产生单元101a的照射损耗|S11+S12+S13|利用下面的式2-1表示。

[数式1]

$|S11+S12+S13|=$

$\sqrt{{(M_{11}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{11}+M_{12}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{12}+M_{13}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{13})}^2+{(M_{11}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{11}+M_{12}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{12}+M_{13}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{13})}^2}$

……(式2-1)

第2高频功率产生单元101b的照射损耗|S21+S22+S23|以及第3高频功率产生单元101c的照射损耗|S31+S32+S33|，利用与式1-1相同的下面的式2-2及式2-3表示。

[数式2]

$|S21+S22+S23|=$

$\sqrt{{(M_{21}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{21}+M_{22}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{22}+M_{23}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{23})}^2+{(M_{21}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{21}+M_{22}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{22}+M_{23}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{23})}^2}$

……(式2-2)

[数式3]

$|S31+S32+S33|=$

$\sqrt{{(M_{31}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{31}+M_{32}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{32}+M_{33}\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_{33})}^2+{(M_{31}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{31}+M_{32}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{32}+M_{33}\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_{33})}^2}$

……(式2-3)

利用这些式2-1～式2-3表示的全部高频功率产生单元101a、101b、101c的照射损耗之合计损耗，成为其频率的组合时的高频加热装置100整体的照射损耗。

另外，根据图9所示的矢量合成来说明以上情况。

具体地讲，在IQ平面(同相-正交平面)上绘制向第1高频功率产生单元101a的通过功率S11、S12、S13，对它们进行矢量合成，由此计算第1高频功率产生单元101a的照射损耗SUM1。同样，计算其它高频功率产生单元的照射损耗(第2高频功率产生单元101b的照射损耗SUM2及第3高频功率产生单元101c的照射损耗SUM3)。并且，这些照射损耗的绝对值之合计成为高频加热装置100整体的照射损耗。

(iii)对各个高频功率产生单元101a、101b、101c设定的频率中的任意两个频率相同的情况

例如，在对第1高频功率产生单元101a设定的频率与对第2高频功率产生单元101b设定的频率相同、对第3高频功率产生单元101c设定的频率不同的情况下，第1高频功率产生单元101a的照射损耗|S11+S12+S13|利用下面的式3-1表示。

[数式4]

$|S11+S12+S13|=$

$\sqrt{{(M_{11}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{11}+M_{12}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{12})}^2+{(M_{11}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{11}+M_{12}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{12})}^2}+M_{13}$

……(式3-1)

第2高频功率产生单元101b的照射损耗|S21+S22+S23|以及第3高频功率产生单元101c的照射损耗|S31+S32+S33|，利用与式3-1相同的下面的式3-2及式3-3表示。

[数式5]

$|S21+S22+S23|=$

$\sqrt{{(M_{21}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{21}+M_{22}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{22})}^2+{(M_{21}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{21}+M_{22}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{22})}^2}+M_{23}$

……(式3-2)

[数式6]

$|S31+S32+S33|=$

$\sqrt{{(M_{31}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{31}+M_{32}\&CenterDot;\sin {\mathrm{\&theta;}}_{32})}^2+{(M_{31}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{31}+M_{32}\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_{32})}^2}+M_{33}$

……(式3-3)

利用这些式3-1～式3-3表示的全部高频功率产生单元101a、101b、101c的照射损耗之合计损耗，成为其频率时的高频加热装置100整体的照射损耗。即，频率相同的高频功率产生单元之间的通过功率能够通过矢量合成来表示，频率不同的高频功率产生单元之间的通过功率能够利用振幅合计来表示。

控制部150在根据利用以上的式1-1～式1-3、式2-1～式2-3及式3-1～式3-3表示的照射损耗，推算设定了能够设定的全部频率的组合时的高频加热装置100的照射效率的处理(步骤S708)中，计算假设将高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为任意的组合使进行动作时的照射损耗，并根据所计算的照射损耗求出照射效率。

然后，确定高频加热装置100整体的照射效率最好的各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的组合(步骤S709)。

另外，推算设定了能够设定的全部频率的组合时的高频加热装置100的照射效率的处理(步骤S708)、以及确定高频加热装置100整体的照射效率最好的各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的组合的处理(步骤S709)，相当于在图2中确定照射效率最好的频率的组合的处理(步骤S202)。

然后，将高频功率产生单元101a、101b、101c的频率设定为所确定的频率的组合(步骤S710)。

另外，控制部150也可以确定高频功率产生单元101a、101b、101c的输出功率。例如，按照以下所述来进行输出功率的确定。

当在利用上述的方法确定频率的组合的处理(步骤S709)中确定频率后，从预先测定并存储的放大器的耐电压的频率特性中读出针对该频率的放大器的耐电压。在构成放大器的源极/漏极间电压的峰值电平由于逆流功率而上升的情况下，控制并确定输出功率使不会超过所读出的耐电压。

然后，分别控制高频功率产生部102a、102b、102c的频率以及高频功率放大部103a、103b、103c的放大增益，使达到所确定的频率及输出功率。

控制部150在按照以上所述确定使多个高频功率产生单元101a、101b、101c的多个高频功率产生部102a、102b、102c产生的多个高频功率的频率的组合时，在针对被加热物的加热处理之前，作为预搜索处理来执行。由此，能够在最佳的加热条件下加热被加热物。

并且，在本处理中，使用在设定频率下独立检测各个高频功率产生单元的反射功率及通过功率而得到的振幅和相位的结果，计算假设将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为任意的组合使其进行动作时的照射损耗，确定系统(高频加热装置100)整体的照射效率最好的各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的值。由此，与实测各个高频功率产生部102a、102b、102c的全部频率的组合时相比，如上述的示例所述，能够大幅缩短时间。因此，在用户按下高频加热装置100的使用开始按钮并实际进行本加热处理之前，能够在短时间内进行用于确定最佳的加热频率条件的预搜索处理。

例如，考察将2.4GHz～2.5GHz的频带划分为101点，并利用三个高频功率产生单元进行测定的情况。现在，为了测定频率1点需要约0.1毫秒，为了完成全部组合即101³次实测，需要约100秒。即，在实测各个高频功率产生单元的全部频率的组合的情况下，在用户开始加热之前需要约100秒的时间。

与此相对，根据本实施方式的结构，只针对2.4GHz～2.5GHz的频带的101点，实测各个高频功率产生单元的反射功率和通过功率的同相检波信号和正交检波信号，并计算振幅和相位，所以实测303点所花费的时间约30毫秒，能够获得每种频率时的反射而形成的逆流功率的振幅及相位和穿过而形成的逆流功率的振幅及相位。在得到利用这303点的振幅和相位表示的S参数后，通过比实测极其快速的控制部150的计算，确定能够实现最佳照射效率的各个高频功率产生单元的频率，作为用户的加热准备时间，能够充分实现通常被允许的1秒以下的加热准备时间。

换言之，控制部150依次对多个高频功率产生单元101a、101b、101c中的多个高频功率产生部102a、102b、102c设定能够设定的频率的全部组合中的一部分组合，针对所设定的一部分组合中的每种组合，计算由逆流功率检测部108a、108b、108c检测的反射功率的振幅及相位和通过功率的振幅及相位，在使用计算结果依次设定能够设定的频率的全部组合中的其它组合时，针对该其它组合中的每种组合，推算由逆流功率检测部108a、108b、108c检测的反射功率的振幅及相位和通过功率的振幅及相位，根据一部分组合中的每种组合的计算结果和其它组合中的每种组合的推算结果，将在加热被加热物时使多个高频功率产生部102a、102b、102c产生的多种高频功率的频率的组合确定为全部组合中的任意一种组合。

由此，不需实测能够对多个高频功率产生部102a、102b、102c设定的频率的全部组合(101³种组合)，只需实测一部分组合(最多303种组合)，即可确定能够实现最佳照射效率的频率的组合。

另外，在本实施方式中，说明了在检测全部反射功率的振幅和相位之后，检测全部通过功率的振幅和相位，但也可以在完成全部通过功率的振幅和相位的检测之后，检测全部反射功率的振幅和相位，还可以交替地检测反射功率的振幅和相位以及通过功率的振幅和相位。并且，在检测通过功率的振幅和相位时，能够对输出高频功率的高频功率产生单元同时检测反射功率的振幅和相位，因而也可以同时检测通过功率的振幅和相位以及反射功率的振幅和相位。

<再搜索处理>

下面，详细说明使用上述的反射功率的检测方法以及通过功率的检测方法，再次确定在被加热物的加热处理中使高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的频率的组合的处理。该处理相当于图2所示的各个步骤中的步骤S201及S202。即，在预搜索处理中，在加热被加热物之前执行相当于步骤S201及S202的处理，而在再搜索处理中，在被加热物的加热处理中执行相当于步骤S201及S202的处理，这一点不同。

图10是表示本实施方式的高频加热装置100的再搜索处理的控制步骤的流程图。

高频加热装置100的控制部150在加热处理中按照以下的控制步骤，进行再搜索处理。

如图10所示，首先按照前面叙述的反射功率检测的控制步骤以及通过功率检测的控制步骤，检测正在当前的加热处理中使用的频率及输出功率中的、各个高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率及通过功率的振幅和相位，计算系统整体的当前的照射效率(步骤S801)。

然后，将高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定如下：使高频功率产生单元101a、101b、101c的频率达到预先设定的再搜索用频率(步骤S802)，按照前面叙述的反射功率检测的控制步骤，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率的振幅和相位(步骤S803)。

然后，按照前面叙述的通过功率的控制步骤，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c之间的通过功率的振幅和相位(步骤S804)。

然后，判定在再搜索处理中是否针对预先设定的全部频率完成了检测(步骤S805)。在没有完成的情况下(步骤S805：否)，将使高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的频率的组合，设定为作为再搜索用而设定的下一个频率的组合(步骤S806)，反复执行上述步骤S803～S804。

通过反复执行上述步骤，针对预先设定的全部的再搜索用频率，检测全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率及通过功率的振幅和相位。

另外，从将各个高频功率产生单元101a、101b、101c的频率设定为再搜索频率后一直到此的处理(步骤S802～S806)，相当于在图2中独立检测各个高频功率产生单元的每种频率的反射功率和通过功率的处理(步骤S201)。

在针对全部的再搜索用频率完成了全部高频功率产生单元101a、101b、101c的反射功率及通过功率的振幅和相位的情况下(步骤S805：是)，按照在预搜索处理中说明的那样，根据反射功率及通过功率的振幅和相位的信息，通过计算来推算假设将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为任意的组合使进行动作时的照射损耗。即，推算照射效率(步骤S807)。另外，该推算照射效率的处理(步骤S807)的处理内容，与图7所示的推算照射效率的处理(步骤S708)相同。

然后，计算高频加热装置100整体的最佳照射效率的值(步骤S808)。

另外，推算设定了能够设定的全部频率的组合时的高频加热装置100的照射效率的处理(步骤S807)、以及计算最佳照射效率的值的处理(步骤S808)，相当于在图2中确定照射效率达到最佳的频率的组合的处理(步骤S202)。

并且，将通过再搜索而计算的最佳照射效率的值(在步骤S808计算的值)、与先前计算的当前照射效率的值(在步骤S801计算的值)进行比较。即，判定通过再搜索而计算的最佳照射效率的值是否比先前计算的当前照射效率高(步骤S809)。

在通过再搜索而计算的最佳照射效率的值是比先前计算的当前照射效率的值好的值的情况下(步骤S809：是)，将高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为，使其成为达到通过再搜索而计算的最佳照射效率的频率的组合(步骤S810)。另一方面，在先前计算的当前照射效率的值是比通过再搜索而计算的最佳照射效率的值好的值的情况下(步骤S809：否)，将高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为，使其成为执行再搜索之前的原来频率的组合(步骤S811)。

如上所述，本实施方式的高频加热装置100在确定使多个高频功率产生单元101a、101b、101c的多个高频功率产生部102a、102b、102c产生的多种高频功率的频率的组合时，在针对被加热物的加热处理中作为再搜索处理来执行，并对高频功率产生单元101a、101b、101c的多个高频功率产生部102a、102b、102c，设定通过再搜索处理而确定的新的频率的组合。

由此，本实施方式的高频加热装置100在最佳加热条件由于被加热物的温度和形状在加热处理中发生变化而变化的情况下，也能够通过再搜索处理使始终在最佳加热条件下进行加热。并且，当在步骤S807计算照射效率时，使用针对设定频率独立检测各个高频功率产生单元的反射功率及通过功率的振幅和相位而得到的结果，计算在假设将各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率设定为任意的组合来进行动作时的照射损耗，并在步骤S808确定照射效率最好的各个高频功率产生部102a、102b、102c的频率的组合。由此，与实测各个高频功率产生部102a、102b、102c的全部频率的组合时相比，如上述的示例所述，能够大幅缩短时间。因此，能够在短时间内进行再搜索处理，能够缩短包括由于被加热物的温度变化等而进行再设定所需要的时间在内的预热时间的延长，能够减轻用户对加热的等待时间。

另外，关于再搜索处理的开始的定时，在加热处理中始终或者定期地，将根据从各个高频功率产生单元101a、101b、101c获取同相检波信号113a、113b、113c和正交检波信号114a、114b、114c并检测到的反射功率的振幅和相位而计算的功率值、与预先设定的阈值进行比较，在至少一个以上的高频功率产生单元的反射功率的功率值超过该阈值的情况下，执行再搜索处理。

由此，在由于被加热物的温度和形状在加热处理中发生变化，而使得反射功率及通过功率的大小变化的情况下，通过预先设定阈值，在超过该阈值时执行再搜索处理，能够始终在最佳加热条件下加热被加热物。

另外，在执行前面叙述的预搜索处理及再搜索处理时，为了防止由于搜索处理中的过大的反射功率和通过功率而造成的、高频加热装置尤其是包括半导体元件的放大器的故障，也可以将各个高频功率放大部103a、103b、103c的放大增益设定如下：使从各个高频功率产生单元101a、101b、101c输出的高频功率的值成为比正式加热时的高频功率的值小的值。

(第2实施方式)

下面，参照附图说明本发明的第2实施方式。

本实施方式与第1实施方式的不同之处在于，各个高频功率产生单元具有两个高频功率产生部来取代分配部。根据这种结构，通过适当设定两个高频功率产生部的频率，能够提高由逆流功率检测部检测的逆流功率的检测精度。

下面，以与第1实施方式的不同之处为中心进行说明。另外，在本实施方式的说明中，对具有与第1实施方式相同的功能的构成要素标注相同的参考符号，并省略说明。并且，对于与第1实施方式相同的作用也省略说明。

图11是表示本发明的第2实施方式的高频加热装置200的基本结构的框图。

高频加热装置200具有第1高频功率产生单元201a、第2高频功率产生单元201b、第3高频功率产生单元201c、控制部250。另外，下面有时把第1高频功率产生单元201a、第2高频功率产生单元201b、第3高频功率产生单元201c分别记述为高频功率产生单元201a、高频功率产生单元201b、高频功率产生单元201c。

高频功率产生单元201a、201b、201c与图1所示的高频功率产生单元101a、101b、101c相比，不具有分配部107a、107b、107c，但具有检波功率产生部109a、109b、109c。即，高频功率产生单元201a、201b、201c分别具有高频功率产生部102a、102b、102c、高频功率放大部103a、103b、103c、放射部105a、105b、105c、逆流功率检测部108a、108b、108c、检波功率产生部109a、109b、109c。逆流功率检测部108a、108b、108c分别包括方向性结合部104a、104b、104c和正交检波部106a、106b、106c。

高频功率产生部102a、102b、102c、高频功率放大部103a、103b、103c、方向性结合部104a、104b、104c以及放射部105a、105b、105c，按照这种顺序串联连接。正交检波部106a、106b、106c与检波功率产生部109a、109b、109c以及方向性结合部104a、104b、104c连接。

由高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率通过高频功率放大部103a、103b、103c，被放大为适合于对象物的加热处理的功率，再通过方向性结合部104a、104b、104c，从放射部105a、105b、105c放射到加热室内。

方向性结合部104a、104b、104c对来自放射部105a、105b、105c的逆流功率进行分波，并输出给正交检波部106a、106b、106c。

正交检波部106a、106b、106c使用由检波功率产生部109a、109b、109c产生的高频功率，对从方向性结合部104a、104b、104c输入的来自放射部105a、105b、105c的逆流功率的分波功率进行正交检波，并向控制部150分别输出同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c。即，在第1实施方式中，正交检波部106a、106b、106c使用由该正交检波部所属的高频功率产生单元的高频功率产生部产生的高频功率进行正交检波，而在第2实施方式中，使用由该正交检波部所属的高频功率产生单元的检波功率产生部产生的高频功率进行正交检波。另外，由检波功率产生部109a、109b、109c产生的高频功率相当于本发明的检波用的高频功率。

各个检波功率产生部109a、109b、109c是频率可变的功率产生部，用于产生利用从控制部250输出的检波频率控制信号115a、115b、115c设定的频率的高频功率。

控制部250使用从各个高频功率产生单元201a、201b、201c的正交检波部106a、106b、106c输入的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，检测来自各个高频功率产生单元201a、201b、201c的放射部105a、105b、105c的逆流功率的振幅和相位。振幅和相位的计算方法与第1实施方式相同。

该控制部250与图1所示的控制部150相比，还向各个检波功率产生部109a、109b、109c输出表示由该检波功率产生部109a、109b、109c产生的高频功率的频率的检波频率控制信号115a、115b、115c。具体地讲，控制部250与高频功率产生部102a、102b、102c、检波功率产生部109a、109b、109c及高频功率放大部103a、103b、103c分别连接。控制部250向各个高频功率产生单元201a、201b、201c的高频功率产生部102a、102b、102c输出独立的频率控制信号111a、111b、111c，向各个高频功率产生单元201a、201b、201c的检波功率产生部109a、109b、109c输出独立的检波频率控制信号115a、115b、115c，向各个高频功率产生单元201a、201b、201c的高频功率放大部103a、103b、103c输出独立的放大增益控制信号112a、112b、112c。

结果，各个高频功率产生单元201a、201b、201c的高频功率产生部102a、102b、102c，根据由控制部250输入的独立的频率控制信号111a、111b、111c来改变频率，各个高频功率产生单元201a、201b、201c的检波功率产生部109a、109b、109c，根据由控制部250输入的独立的检波频率控制信号115a、115b、115c来改变频率。并且，各个高频功率产生单元201a、201b、201c的高频功率放大部103a、103b、103c，根据由控制部250输入的独立的放大增益控制信号112a、112b、112c来改变放大增益。

图12是表示第1高频功率产生单元201a的具体结构的框图。在图12中，对具有与图3及图11所示的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的参考符号，并省略说明。

第1高频功率产生单元201a具有高频功率产生部102a、高频功率放大部103a、方向性结合部104a、放射部105a、正交检波部106a及检波功率产生部109a。高频功率产生部102a、高频功率放大部103a、方向性结合部104a以及放射部105a，按照这种顺序串联连接。正交检波部106a与检波功率产生部109a及方向性结合部104a连接。

高频功率产生部102a的具体结构与在第1实施方式中说明的图3所示的高频功率产生部102a相同。

高频功率放大部103a、方向性结合部104a以及正交检波部106a的具体结构，与在第1实施方式中说明的图3所示的高频功率放大部103a、方向性结合部104a以及正交检波部106a相同。

由振荡部301及相位同步循环器302产生的高频功率在放大部303被放大，再通过可变衰减器304输入高频功率放大器305。由高频功率放大器305放大后的高频功率经由方向性结合部104a，从放射部105a进行照射。

检波功率产生部109a具体地讲具有振荡部311、相位同步循环器312及放大部313，产生利用检波频率控制信号115a指示的频率的高频功率。另外，振荡部311的结构与振荡部301相同，相位同步循环器312的结构与相位同步循环器302相同，放大部313的结构与放大部303相同。

由振荡部311及相位同步循环器312产生的高频功率在放大部313被放大，并输入到正交检波部106a。关于正交检波部106a的具体结构，与在前面叙述的第1实施方式中说明的图3所示的正交检波部106a的结构相同。

根据这种结构，作为从正交检波部106a输出的同相检波信号113a及正交检波信号114a，分别输出具有由高频功率产生部102a产生的高频功率的频率与由检波功率产生部109a产生的高频功率的频率之差的频率成分的信号。例如，控制部250根据频率控制信号111a、111b、111c以及检波频率控制信号115a、115b、115c，将高频功率产生部102a及检波功率产生部109a的频率设定如下：使由高频功率产生部102a产生的高频功率的频率与由检波功率产生部109a产生的高频功率的频率之差为100kHz，在这种情况下，从正交检波部106a输出的同相检波信号113a及正交检波信号114a都是包括100kHz的频率成分的信号。

由此，由控制部250检测的逆流功率的振幅及相位，很难受到由同相检波混合器306及正交检波混合器307产生的DC偏置的变动的影响。换言之，通过控制部250的信号处理，能够降低被叠加在同相检波信号113a及正交检波信号114a上的DC偏置的变动的影响。因此，控制部250能够进一步提高使用同相检波信号113a及正交检波信号114a计算逆流功率的振幅及相位时的计算精度。

图11中的第2高频功率产生单元201b及第3高频功率产生单元201c也是相同的结构。并且，图11中的高频加热装置200利用三个高频功率产生单元构成，但高频功率产生单元的数量没有限定。

如上所述，本实施方式的高频加热装置200与第1实施方式的高频加热装置100相比，各个高频功率产生单元具有两个高频功率产生部来取代分配部，这一点不同。关于具体的动作，控制部250根据频率控制信号111a、111b、111c以及检波频率控制信号115a、115b、115c，将高频功率产生部102a、102b、102c及检波功率产生部109a、109b、109c的频率设定如下：使由各个高频功率产生单元201a、201b、201c的高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的频率、与由检波功率产生部109a、109b、109c产生的高频功率的频率之差始终是固定的频率。由此，作为从正交检波部106a、106b、106c输出的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，分别输出始终具有由高频功率产生部102a、102b、102c产生的高频功率的频率、与由检波功率产生部109a、109b、109c产生的高频功率的频率之差的频率成分的信号。

因此，作为从正交检波部106a、106b、106c输出的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，在第1实施方式中是输出DC(直流)信号，而在第2实施方式中是输出具有固定的频率成分的信号，仅此不同。因此，本实施方式的高频加热装置200基本上进行与第1实施方式的高频加热装置100相同的动作。

因此，在本实施方式的高频加热装置200中，能够与第1实施方式的高频加热装置100相同地、按照图2的流程图所示的控制步骤，在非常短的时间内确定各个高频功率产生单元的照射效率达到最大的设定频率。

另外，根据本实施方式的高频加热装置200，作为从正交检波部106a、106b、106c输出的同相检波信号113a、113b、113c及正交检波信号114a、114b、114c，输出具有固定的频率成分的信号。因此，很难受到由于振荡器的振荡频率的波动和外部噪声等而产生的DC偏置变动的影响，能够提高逆流功率的检测精度。因此，本实施方式的高频加热装置200与第1实施方式的高频加热装置100相比，能够进一步在最佳加热条件下加热被加热物。

以上，根据各个实施方式说明了本发明的高频加热装置，但本发明不限于这些实施方式。只要不脱离本发明的宗旨，对该实施方式进行本行业人员能够想到的各种变形而得到的发明、将不同实施方式中的构成要素进行组合而构建的发明，都包含在本发明的范围之内。

例如，在第2实施方式中，各个高频功率产生单元201a、201b、201c分别与各个检波功率产生部109a、109b、109c一对一对应，但也可以构成为具有与多个高频功率产生单元对应的一个检波功率产生部。

并且，高频加热装置不限于设定照射效率达到最好的频率的组合，也可以确定诸如能够在预期的状态下加热被加热物的频率的组合，并按照所确定的频率的组合来加热被加热物。例如，在被加热物是盒饭的情况下，也可以将诸如只加热米饭、不加热菜的频率的组合确定为最佳的频率组合。

这种高频加热装置能够适用于例如图13所示的微波炉，能够在短时间内检测最佳的加热条件，并加热被加热物。因此，用户的便利性提高。

并且，本发明不仅能够实现为装置，也能够实现为把该装置的处理单元设为步骤的方法。

产业上的可利用性

本发明能够在具有多个高频功率产生单元的高频加热装置中，在短时间内进行最佳加热条件的确定，因而能够用作微波炉等烹调家电等。

符号说明

100、200高频加热装置；101a、201a第1高频功率产生单元(高频功率产生单元)；101b、201b第2高频功率产生单元(高频功率产生单元)；101c、201c第3高频功率产生单元(高频功率产生单元)；102a、102b、102c高频功率产生部；103a、103b、103c高频功率放大部；104a、104b、104c方向性结合部；105a、105b、105c放射部；106a、106b、106c正交检波部；107a、107b、107c分配部；108a、108b、108c逆流功率检测部；109a、109b、109c检波功率产生部；111a、111b、111c频率控制信号；112a、112b、112c放大增益控制信号；113a、113b、113c同相检波信号；114a、114b、114c正交检波信号；115a、115b、115c检波频率控制信号；150、250控制部；301、311振荡部；302、312相位同步循环器；303、313放大部；304可变衰减器；305高频功率放大器；306同相检波混合器；307正交检波混合器；308π/2移相器；309同相输出侧低通滤波器；310正交输出侧低通滤波器。

Claims (14)

1.一种高频加热装置，具有：

加热室，用于收纳被加热物；

多个高频功率产生单元，向所述加热室内放射高频功率；以及

控制部，控制所述多个高频功率产生单元，

所述多个高频功率产生单元分别具有：高频功率产生部，产生由所述控制部设定的频率的高频功率；放射部，将由所述高频功率产生部产生的高频功率放射到所述加热室内；以及逆流功率检测部，检测从所述加热室内向所述放射部入射的逆流功率，

所述逆流功率检测部根据由所述控制部对各个所述高频功率产生部设定的各种频率，分别独立检测由从一个所述高频功率产生单元的放射部放射的高频功率的一部分进行反射，并输入到该一个所述高频功率产生单元的放射部的反射形成的逆流功率，以及由从另一个所述高频功率产生单元的放射部放射的高频功率的一部分输入到所述一个所述高频功率产生单元的放射部的穿过形成的逆流功率，

所述控制部对各个所述高频功率产生部依次设定多个组合的各种频率，

所述控制部根据对所设定的各种频率的每个组合而检测到的、由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时对所述多个高频功率产生单元各自的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合，

所述多个高频功率产生单元分别向所述加热室内放射所确定的各种频率的高频功率，由此加热所述被加热物。

2.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述控制部依次对所述多个高频功率产生单元中的多个所述高频功率产生部设定能够设定的各种频率的全部组合中的一部分组合，

所述控制部按所设定的所述一部分组合中的每种组合，计算由所述逆流功率检测部检测到的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，在使用计算结果依次设定所述能够设定的各种频率的全部组合中的其它组合时，按该其它组合中的每种组合，推算由所述逆流功率检测部检测的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，

所述控制部根据所述一部分组合中的每种组合的计算结果和所述其它组合中的每种组合的推算结果，将在加热所述被加热物时对多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合，确定为所述全部组合中的任意一种组合。

3.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述逆流功率检测部具有正交检波部，

该正交检波部向控制部输出同相检波信号和正交检波信号，该同相检波信号和正交检波信号是通过使用由所述高频功率产生部产生的高频功率对向所述放射部入射的所述逆流功率进行正交检波而得到的，

所述控制部使用所述同相检波信号和所述正交检波信号，计算由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位。

4.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述多个高频功率产生单元分别还具有高频功率放大部，将由所述高频功率产生部产生的高频功率放大，而且该放大的增益是可变的，

所述控制部还设定所述高频功率放大部的放大增益。

5.根据权利要求4所述的高频加热装置，其中，

在一个所述高频功率产生单元的逆流功率检测部检测来自另一个所述高频功率产生单元的由所述穿过形成的逆流功率时，

所述控制部将所述高频功率放大部的各个放大增益设定如下：

将该一个所述高频功率产生单元的高频功率产生部的频率设定为与该另一个所述高频功率产生单元的高频功率产生部的频率相同的频率，

而且使该一个所述高频功率产生单元的由所述反射形成的逆流功率的振幅，比来自该另一个所述高频功率产生单元的由所述穿过形成的逆流功率的振幅小。

6.根据权利要求4所述的高频加热装置，其中，

在一个所述高频功率产生单元的逆流功率检测部检测由所述反射形成的逆流功率时，

所述控制部将所述高频功率放大部的各个放大增益设定如下：

使来自另一个所述高频功率产生单元的由所述穿过形成的逆流功率的振幅，比该一个所述高频功率产生单元的由所述反射形成的逆流功率的振幅小。

7.根据权利要求4所述的高频加热装置，其中，

所述控制部执行以下处理中的至少一方，即在针对所述被加热物的加热处理之前将确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合作为预搜索处理来执行，在针对所述被加热物的加热处理中将确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合作为再搜索处理来执行，

所述控制部在执行所述预搜索处理或者所述再搜索处理时，将所述多个高频功率产生单元各自的所述高频功率放大部的各个放大增益设定为，使从所述多个高频功率产生单元各自的所述放射部放射的高频功率成为比在加热处理时从该放射部放射的高频功率小的值。

8.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述控制部在针对所述被加热物的加热处理之前，将确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合作为预搜索处理来执行。

9.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述控制部在针对所述被加热物的加热处理中，将确定对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率的组合作为再搜索处理来执行，

所述控制部对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部，设定通过所述再搜索处理而确定的新的各种频率的组合。

10.根据权利要求9所述的高频加热装置，其中，

所述逆流功率检测部在针对所述被加热物的加热处理中检测所述逆流功率，

在由所述多个高频功率产生单元的多个所述逆流功率检测部中的至少一个逆流功率检测部检测的所述逆流功率超过预定的阈值的情况下，所述控制部执行所述再搜索处理。

11.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，

所述高频加热装置还具有至少一个检波功率产生部，用于产生所设定的频率的检波用的高频功率，

所述控制部还对所述至少一个检波功率产生部分别设定检波用的频率，该检波用的频率是与对所述多个高频功率产生单元的多个所述高频功率产生部设定的各种频率不同的频率，

所述逆流功率检测部具有正交检波部，

该正交检波部向控制部输出同相检波信号和正交检波信号，该同相检波信号和正交检波信号通过使用由所述至少一个检波功率产生部产生的所述检波用的高频功率对向所述放射部入射的所述逆流功率进行正交检波而得到，

所述控制部使用所述同相检波信号和所述正交检波信号，计算由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位。

12.根据权利要求11所述的高频加热装置，其中，

所述至少一个检波功率产生部的每一个与所述多个高频功率产生单元的每一个一一对应。

13.一种高频加热方法，利用从多个高频功率产生单元放射的高频功率对被收纳在加热室中的被加热物进行加热，该高频加热方法包括：

设定步骤，设定从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的各种频率；

第1检测步骤，根据对所述多个高频功率产生单元分别设定的各种频率，检测由从一个所述高频功率产生单元放射的高频功率的一部分进行反射，并向该一个所述高频功率产生单元输入的反射形成的逆流功率的振幅及相位，以及由从另一个所述高频功率产生单元放射的高频功率的一部分向所述一个所述高频功率产生单元输入的穿过形成的逆流功率的振幅及相位；

变更步骤，对从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的频率进行变更并设定；

第2检测步骤，根据在所述变更步骤设定的频率，检测由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位；

确定步骤，根据在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时从所述多个高频单元分别放射的高频功率的各种频率的组合；以及

加热步骤，从所述多个高频功率产生单元分别放射所确定的各种频率的组合的高频功率，由此加热所述被加热物。

14.根据权利要求13所述的高频加热方法，其中，

所述确定步骤包括：

推算步骤，使用在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，按作为从所述多个高频功率产生单元分别放射的高频功率的各种频率而能够设定的各种频率的全部组合的每种组合，计算并推算由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位；以及

组合确定步骤，根据在所述第1检测步骤以及所述第2检测步骤检测的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位、以及在所述推算步骤推算的由所述反射形成的逆流功率的振幅及相位和由所述穿过形成的逆流功率的振幅及相位，确定在加热所述被加热物时从所述多个高频单元分别放射的多种高频功率的各种频率的组合。

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