CN108076552B - 在固态加热设备中建立rf激励信号参数 - Google Patents

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Abstract

在固态加热系统中，一旦具有特定负载特性的负载已放置到加热腔中，处理单元就产生指示构成参数值组合的激励信号频率和一个或多个相移的控制信号。多个微波生成模块产生由所述频率和所述相移表征的RF激励信号。多个微波能量辐射器将对应于从所述微波生成模块接收的RF激励信号的电磁能辐射到所述加热腔中。功率检测电路进行反射RF功率测量，且所述处理单元基于所述测量确定反射功率指示。针对所述参数值的不同组合重复所述过程，且确定可接受的参数值组合并将其存储在所述加热系统的存储器中。可以类似方式确定并存储具有不同负载特性的其它负载的可接受的参数值组合。

Description

在固态加热设备中建立RF激励信号参数
技术领域
本文中所描述的主题的实施例大体上涉及用于使用射频(RF)能量对负载进行加热的设备和方法。
背景技术
多年来，磁控管已普遍用于微波炉中以出于加热食物、饮料或其它物品的目的而生成微波能量。磁控管基本上由具有围绕它的外缘间隔开的多个圆柱形腔的圆形腔室、构建到腔室中心中的阴极和被配置成生成磁场的磁体构成。当并入到微波系统中时，阴极耦合到直流(DC)电源，所述直流电源被配置成将高电压电势提供到阴极。磁场和圆柱形腔在腔内产生电子，从而在腔中诱发谐振、高频射频(RF)场，且场的一部分可经由探针从腔中引出。耦合到探针的波导将RF能量引入负载。举例来说，在微波炉中，负载可以是加热腔，且加热腔的阻抗可能受到加热腔内的物体的影响。
尽管磁控管在微波和其它应用中很好地起作用，但是它们并不是没有其自身的缺点。举例来说，磁控管通常需要非常高的电压来操作。另外，磁控管在延长的操作周期内可能易于发生输出功率降低。因此，包括磁控管的系统的性能可能随时间推移而降低。此外，磁控管往往是对振动敏感的笨重且沉重的组件，因此使得它们在便携式应用中的使用并不合乎希望。
近来，已经提议利用固态硬件产生RF信号从而辐射到加热腔中的微波加热设备。固态微波加热设备所需的功率可能显著小于基于磁控管的系统所需的功率。另外，固态微波加热设备的性能不会随时间推移而降低。此外，固态硬件的实施方式使得RF信号特性能够在整个烹饪操作期间改变。因此，开发者寻求可提高烹饪操作的质量的RF信号控制方法和设备。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种在包括被配置成包含负载的腔的固态加热设备中建立射频(RF)激励信号参数的方法，所述方法包括：
将多个所述RF激励信号参数设定成参数值组合，其中所述多个RF激励信号参数包括至少一个激励信号频率和至少一个相移；
由所述加热设备将多个RF激励信号提供到紧接于所述腔的多个微波能量辐射器，其中所述多个RF激励信号具有根据所述参数值组合限定的信号特性；
在提供所述多个RF激励信号的同时，由所述系统的至少一个功率检测电路测量反射RF功率；
基于所述测量的反射RF功率确定反射功率指示；
存储所述反射功率指示以产生对应于所述参数值组合的已存储反射功率指示；
针对多个不同参数值组合多次重复所述设定、提供、测量、确定和存储过程以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于不同RF信号参数值组合；
基于所述多个已存储反射功率指示识别可接受的RF信号参数值组合；以及
将所述可接受的RF信号参数值组合存储在所述加热设备的存储器中。
在一个或多个实施例中，所述系统包括各自被配置成产生N个RF激励信号中的一个的N个微波生成模块、各自通过N个传输线中的一个耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端的N个微波能量辐射器，以及多个功率检测电路，其中N是大于一的整数；
测量所述反射功率包括所述多个功率检测电路中的每一个测量沿所述N个传输线中的一个的反射功率，从而产生多个反射功率测量；且
确定所述反射功率指示包括通过对所述多个反射功率测量应用数学函数来确定所述反射功率指示。
在一个或多个实施例中，确定所述反射功率指示包括确定选自以下各项的值：反射功率测量、多个反射功率测量的平均值、回波损耗测量，以及多个回波损耗测量的平均值。
在一个或多个实施例中，针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所有所述多个RF激励信号参数设定成默认值；且
所述重复过程包括：
选择所述多个RF激励信号参数中的一个，将针对所述一个RF激励信号参数检验多个参数值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重复设定成不同值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数中的未选择的那些设定成所述默认值，
确定所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个的对应于可接受的RF反射功率的可接受的值；
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重新设定成所述可接受的值，以及
重复所述选择、重复设定和重新设定过程，直到已经选择并检验了所有所述RF激励信号参数为止。
在一个或多个实施例中，针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所有所述多个RF激励信号参数设定成默认值；且
所述重复过程包括：
选择所述多个RF激励信号参数中的一个，将针对所述一个RF激励信号参数检验多个参数值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重复设定成不同值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数中的未选择的那些设定成所述默认值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重新设定成默认值，以及
重复所述选择、重复设定和重新设定过程，直到已经选择并检验了所有所述RF激励信号参数为止。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
在所述设定过程的第一迭代之前，从可能的参数值组合识别多个参数值组合；以及
选择所述多个参数值组合中的一个，
且其中
针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所述多个RF激励信号参数设定成所述参数值组合中的所述选择的一个中所限定的值；且
所述重复过程包括：
将所述多个RF激励信号参数重复设定成所述多个参数值组合中的不同参数值组合中所限定的值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数设定成所述多个参数值组合中的所述不同参数值组合中所限定的所述值。
在一个或多个实施例中，识别所述多个组合包括：
将所述多个组合识别成包括可能的参数值组合的百分比。
在一个或多个实施例中，识别所述多个组合包括：
将所述多个组合识别成包括随机或伪随机选自可能的参数值组合的多个组合。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
还沿所述传输路径进行多个正向功率测量，
其中确定所述反射功率指示包括基于所述反射RF功率测量和所述正向功率测量确定所述反射功率指示。
在一个或多个实施例中，识别所述可接受的组合包括：
将所述可接受的组合识别为对应于所述多个已存储反射功率指示中的指示最低反射功率或回波损耗或者下降到预定阈值以下的反射功率或回波损耗的任何一个的RF信号参数值组合。
在一个或多个实施例中，识别所述可接受的组合进一步包括：
针对多个紧接参数值组合重复所述设定、提供、测量和确定过程以产生多个额外反射功率指示；以及
将所述可接受的组合改变成所述紧接组合中的对应于较低额外反射功率指示的所选择的一个。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
确定所述负载的特性，且
其中存储所述RF信号参数值组合包括将所述组合存储在使所述组合与所述负载的所述特性相关的表中。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
针对具有多个不同特性的多个负载重复所述设定、提供、测量、确定、存储、重复、识别和存储过程。
根据本发明的第二方面，提供一种包括被配置成包含负载的腔的固态加热系统，所述系统包括：
处理单元，其被配置成产生指示激励信号频率的一个或多个第一控制信号且产生指示一个或多个相移的一个或多个第二控制信号，其中所述激励信号频率和所述一个或多个相移构成参数值组合；
至少一个射频(RF)信号生成器，其各自被配置成接收所述第一控制信号中的一个且产生由所述激励信号频率表征的第一RF激励信号；
多个微波生成模块，其各自被配置成接收所述第二控制信号中的一个、接收所述第一RF激励信号且产生多个第二RF激励信号中的一个，其中所述第二RF激励信号中的每一个由相移以及所述接收的第一RF激励信号的所述激励信号频率表征，所述相移如果存在的话在所述第二控制信号中的所述接收的一个中被指示；
多个微波能量辐射器，其各自耦合到所述微波生成模块中的一个的输出端且被配置成接收所述第二RF激励信号中的一个，且作为响应将对应于所述第二RF激励信号中的所述接收的一个的电磁能辐射到所述腔中；
多个传输路径，其将所述多个微波生成模块电耦合到所述多个微波能量辐射器；以及
一个或多个功率检测电路，其各自被配置成沿所述多个传输路径的传输路径进行反射RF功率测量，同时将所述第二RF激励信号提供到所述多个微波能量辐射器，且
其中所述处理单元进一步被配置成
基于所述反射RF功率测量确定反射功率指示，
存储所述反射功率指示以产生对应于所述参数值组合的已存储反射功率指示，
针对多个不同参数值组合多次重复提供所述第一和第二控制信号以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于所述参数值的不同组合，
基于所述多个已存储反射功率指示识别可接受的参数值组合，以及
将所述可接受的参数值组合存储在所述加热设备的存储器中。
在一个或多个实施例中，所述系统包括：N个微波生成模块，其各自被配置成接收N个第一RF激励信号中的一个且产生N个第二RF激励信号中的一个；和N个微波能量辐射器，其各自耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端；
所述RF激励信号参数组合包括至少一个相移；且
所述多个微波生成模块通过在将所述N个第二RF激励信号提供到所述N个微波能量辐射器之前对所述N个第一RF激励信号应用所述相移而产生所述多个第二RF激励信号，所述相移如果存在的话在所述第二控制信号中被指示。
在一个或多个实施例中，所述系统包括：一个RF信号生成器；N个微波生成模块，其各自具有耦合到所述RF信号生成器的N个输出端中的一个的输入端且被配置成产生N个第二RF激励信号中的一个；和N个微波能量辐射器，其各自耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端；
所述RF激励信号参数组合包括一个激励信号频率和至少一个相移；且
所述多个微波生成模块通过在将所述N个第二RF激励信号提供到所述N个微波能量辐射器之前对所述N个第一RF激励信号应用所述相移而产生所述多个第二RF激励信号，所述相移如果存在的话在所述第二控制信号中被指示。
在一个或多个实施例中，所述系统包括各自被配置成产生N个第二RF激励信号中的一个的N个微波生成模块、各自通过N个传输线中的一个耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端的N个微波能量辐射器，以及多个功率检测电路，其中N是大于一的整数，
其中所述多个功率检测电路各自被配置成产生反射功率测量；且
其中所述处理单元被配置成通过对从所述多个功率检测电路中的每一个接收的所述多个反射功率测量应用数学函数来确定所述反射功率指示。
在一个或多个实施例中，所述一个或多个功率检测电路还被配置成沿所述传输路径进行多个正向功率测量；且
所述处理单元被配置成基于所述反射RF功率测量和所述正向功率测量确定所述反射功率指示。
在一个或多个实施例中，所述处理单元进一步被配置成：
确定所述负载的特性，以及
通过将所述RF信号参数值组合存储在所述存储器中的使所述组合与所述负载的所述特性相关的表中来存储所述组合。
在一个或多个实施例中，所述处理单元进一步被配置成：
针对具有多个不同特性的多个负载重复所述确定、存储、重复、识别和存储过程。
本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。
附图说明
可结合以下图式考虑，通过参考具体实施方式和权利要求书导出主题的较完整理解，图式中相同的附图标号遍及各图指代相似元件。
图1是根据例子实施例的耦合到外部计算机的固态加热系统的透视图；
图2是根据例子实施例的固态加热设备的简化框图；
图3是根据例子实施例的操作固态加热设备以确定可接受的激励信号参数的方法的流程图；
图4是根据另一例子实施例的操作固态加热设备以确定可接受的激励信号参数的方法的流程图；
图5是根据又一例子实施例的操作固态加热设备以确定可接受的激励信号参数的方法的流程图；且
图6是根据实施例的进行固态加热操作的方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅为说明性的，且并不希望限制主题的实施例或此类实施例的应用和使用。本文中所使用的词语“示例性”和“例子”意味着“充当例子、实例或说明”。本文中描述为示例性或例子的任何实施方案未必应被解释为比其它实施方案优选或有利。此外，不希望受先前技术领域、背景技术或以下详细描述中呈现的任何所表达或暗示的理论的限定。
本文中所描述的主题的实施例涉及固态加热设备，所述固态加热设备可并入独立式器具或其它系统，且还涉及针对具有多种负载特性的负载表征和操作此类固态加热设备的方法。如下文更详细地描述，实施例包括用于进行以下事项的方法：确定射频(RF)激励信号(即，辐射到加热腔中的RF信号)的参数，从而产生对具有各种负载特性的负载进行加热操作期间的可接受的反射功率和/或回波损耗。另外，实施例包括被配置成根据所确定的RF激励信号参数产生RF激励信号的固态加热设备。
大体而言，术语“加热”意味着使负载(例如，食物负载或其它类型的负载)的温度升高到较高的温度。如本文中所使用，术语“加热”更广泛地意味着一种过程，借助所述过程通过将RF功率提供到负载而提高所述负载的热能或温度。因此，在各种实施例中，“加热操作”可被定义为将RF能量提供到具有任何初始温度的负载以便使所述负载的温度升高到高于初始温度的任何最终温度。也就是说，本文中所描述的“加热操作”和“固态加热系统或设备”可替换的是可被称为“热提高操作”和“热提高系统或设备”。
图1是根据例子实施例的固态加热系统100的透视图。固态加热系统100包括：加热腔110；控制面板120；一个或多个微波能量辐射器131、132、133、134、135、136；一个或多个RF信号源(例如，图2的RF信号生成器240)；一个或多个功率检测电路(例如，功率检测电路260到262，图2)；和处理单元(例如，处理单元280，图2)。加热腔110由顶部、底部、侧部和背部腔壁111、112、113、114、115的内表面以及门116的内表面限定。在门116关闭的情况下，加热腔110限定封闭的空气腔。如本文中所使用，术语“空气腔”可意味着包含空气或其它气体的封闭区域(例如，加热腔110)。
根据实施例，微波能量辐射器131到136中的每一个被布置成紧接于腔室壁111到115或紧接于门116。此外，微波能量辐射器131到136中的每一个从微波发电模块(例如，模块250到252，图2)接收微波信号。如稍后将更详细地论述，每个微波信号的特征在于激励信号频率和相移，且微波能量辐射器131到136将所接收的微波信号辐射到加热腔110中。
在一个实施例中，外部计算机180可以通信方式耦合到固态加热系统100以便控制系统100的各种操作方面，以及从系统100接收指示所感测或测量的变量信息和/或其它信息。举例来说，这种装备可在实验室或工厂环境中实施以在使得系统100可供消费者使用之前对所述系统100进行配置。在这种实施例中，外部计算机180的处理单元(未示出)在概念上可被认为是固态加热系统100的处理单元(例如，处理单元280，图2)的一部分。
如稍后将更详细地描述，系统配置过程可包括鉴于多个不同的负载情况(即，置于加热腔110内的负载的特性)确定系统100的微波发电模块将提供到微波能量辐射器131到136的RF信号的合乎希望的相位、频率和/或其它特性。更具体地说，对于多种负载类型、状态和重量中的每一个，鉴于特定负载的特性，外部计算机180可控制系统100产生具有多个不同相位和/或频率特性的RF信号，可从系统100接收指示反射功率和/或回波损耗的信号，且可确定产生可接受的或最佳的反射功率或回波损耗的激励信号参数(例如，相位和/或频率组合)。举例来说，此类确定可由外部计算机180内的处理单元(未示出)作出。一旦确定，外部计算机180就可使系统100存储激励信号参数信息(例如，存储在存储器288中，图2)，所述激励信号参数信息与负载类型、状态和重量相关且在后续加热操作期间可由系统100存取。鉴于有关此类后续加热操作期间的负载特性的信息，这使得系统100能够稍后生成RF信号，从而可能会再次产生可接受的反射功率和/或回波损耗。在其它实施例中，外部计算机180的功能在系统100内可完全独立。另外，在一些实施例中，系统100可进行上述控制、监测和评估过程以确定每个加热操作期间(例如，包括在已经将系统100提供到终端消费者之后)的可接受的反射功率和/或回波损耗，而不是进行这些过程作为系统配置活动或除此之外。
在固态加热系统100的操作期间，用户(未示出)可将负载(例如，食物、液体和/或其它类型的负载)放置到加热腔110中，且任选地可经由控制面板120或经由外部计算机180提供指定负载特性的输入。举例来说，指定的特性可包括负载的大致重量。另外，指定的负载特性可指示形成负载的材料(例如，有骨肉或去骨肉、面包、液体等)。更进一步，指定的特性可指示负载的状态(例如，冷冻或解冻、大致温度、液态或固态等)。在替代实施例中，负载特性可以某种其它方式获得，例如通过扫描负载包装上的条形码和检索对应于条形码的负载信息，从负载上或嵌入在负载内的射频识别(RFID)标记接收RFID信号和检索对应于RFID的负载信息，接收负载重量的指示(例如，从重量传感器290，图2)，和/或测量负载的大致温度(例如，使用温度和/或红外(IR)传感器290，图2)。无论哪种方式，如稍后将更详细地描述，关于此类负载特性的信息使得处理单元(例如，处理单元280，图2)或外部计算机180能够存取或轻易地确定提供到微波能量辐射器131到136的RF激励信号的频率和/或相位设定，以便在加热操作期间实现可接受的反射功率和/或回波损耗。可替换的是，负载特性可能不会在开始加热操作之前键入或接收。
在将负载放置到加热腔110中之后且为了开始表征和/或加热操作，用户可经由控制面板120或外部计算机180提供“启动”输入。作为响应，系统100内的控制器(例如，处理单元280，图2)或外部计算机180内的处理单元致使微波发电模块(例如，模块250到252，图2)中的每一个将具有给定频率和相位的RF信号提供到多个微波能量辐射器131到136中的每一个。微波能量辐射器131到136响应性地将电磁能辐射到加热腔110中。
当RF能量被供应到负载时，系统100测量反射功率和/或回波损耗，且将所述信息提供到系统100内的处理单元和/或提供到外部计算机180。更具体地说，一个或多个功率检测电路(例如，功率检测电路260到262，图2)连续或定期测量沿着微波发电模块与每个微波能量辐射器131到136之间的一些或全部传输路径的反射功率(且也可能是正向功率)。系统100接着可重复地更改提供到微波能量辐射器的RF信号中的一些或全部的激励信号参数(例如，频率和/或相移)且可确定和存储多个反射功率和/或回波损耗测量。这些反射功率和/或回波损耗测量可存储在系统100和/或外部计算机180内。系统100或外部计算机180接着可确定激励信号参数组合(例如，频率和/或相移组合)，从而产生理想的(例如，最佳的)和/或可接受的(例如，阈值以下)反射功率和/或回波损耗。指示理想的和/或可接受的激励信号参数组合的信息接着可存储在系统100内以供在后续加热操作期间在相同或相似负载情况下使用。
在加热操作期间，供应到负载的电磁能提高所述负载的热能(即，电磁能使所述负载升温)。因此，负载情况(例如，负载的阻抗)随负载的热能提高而改变。阻抗变化更改了负载对RF能量的吸收，且因此更改了反射功率的量值。根据实施例，上述迭代过程可在加热过程中以各种间隔重复或针对不同温度下的类似负载进行重复。举例来说，对于给定负载类型和重量，可针对多种负载状态中的每一个确定多个可接受的激励参数组合并将其存储在系统100内。如本文中所使用，“负载类型”可包括负载的一种或多种材料和/或物理特性，例如形成负载的材料(例如，有骨牛肉、去骨鸡肉、面包、肉汤、批萨饼、黄油、预包装食品等)、负载形状或处理状态(例如，未处理、方块、切碎等)和负载中的单位的数量(例如，3份面包卷、4份鸡大腿、2份预包装冷冻食品等)以及其它材料和/或物理特性。负载重量可关于已知固态或液态度量单位(例如，盎司、磅、液态盎司等)而限定。“负载状态”可指示负载的可变特性，例如负载温度、物质状态等。
如所示出，图1的固态加热系统100体现为独立式、台式类型的器具。可替换的是，固态加热系统的组件可并入到其它类型的系统或器具中。举例来说，固态加热系统100的组件和功能可并入到另一类型的器具(例如，冰箱/冷冻机器具、烘炉、便携式设备等)中。本领域的技术人员基于本文中的描述将理解，固态加热系统的实施例可并入到具有除图1中所示出的配置之外的配置的系统或器具中。因此，固态加热系统在特定类型的器具中的上述实施方式并不意味着仅将创造性主题的使用限制为所示出和描述类型的系统。
此外，尽管固态加热系统100被示出其组件相对于彼此处于特定相对取向，但是应理解各种组件也可以不同方式取向。另外，各种组件的物理配置可不同。举例来说，控制面板120可具有更多、更少或不同的用户接口元件，和/或用户接口元件可以不同方式布置。另外，尽管图1中示出基本上立方形加热腔110，但是应理解，在其它实施例中加热腔可具有不同形状(例如，圆柱形等)。此外，固态加热系统100可包括图1中未明确描绘的额外组件(例如，风扇、静止或旋转板、托盘、电线等)。
图2是根据例子实施例的固态加热系统200(例如，固态加热系统100，图1)的简化框图。在实施例中，固态加热系统200包括加热腔210、用户接口220、N个微波能量辐射器230到232(例如，N可以是2到10的任意整数或更大)、RF信号生成器240、N个微波生成模块250到252、N个功率检测电路260到262、处理单元280、电源和偏置电路286和存储器288。另外，在一些实施例中，固态加热系统200可包括温度传感器、红外(IR)传感器和/或重量传感器290，尽管这些传感器组件中的一些或全部可排除在外。应理解，图2是出于解释和易于描述的目的的固态加热系统200的简化表示，且其实际实施例可包括其它装置和组件以提供额外功能和特征，和/或固态加热系统200可以是大型电力系统的一部分。
被配置成包含待加热负载212的加热腔210(例如，腔110，图1)由底部、顶部和侧壁的内表面限定。根据实施例，腔210可被密封(例如，由门116，图1)以包含在加热操作期间引入到腔210中的电磁能。系统200可包括确保密封在加热操作期间完好无损的一个或多个联锁机构。如果联锁机构中的一个或多个指示密封被破坏，那么处理单元280可停止加热操作。
加热腔210和安放在加热腔210中的任何负载212(例如，食物、液体等)对由N个微波能量辐射器230到232辐射到腔210中的电磁能(或RF功率)呈现累积负载。更具体地说，腔210和负载212对系统呈现阻抗，所述阻抗在本文中被称为“腔输入阻抗”。腔输入阻抗在加热操作期间随负载212的温度增加而改变。
用户接口220可包括例如：控制面板(例如，控制面板120，图1)，所述控制面板使得用户能够将关于加热操作的参数(例如，待加热负载的特性、加热操作的持续时间等)的输入提供到系统；启动和取消按钮；机械控件(例如，门/抽屉打开把手)等。此外，用户接口220可被配置成提供指示加热操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数计时器、指示加热操作的进度或完成的可见标志和/或指示加热操作的完成的可听音)和其它信息。在一些实施例中，与系统200进行的通信也可使用数据端口222实施，所述数据端口222可被配置成在外部系统(例如，外部计算机180，图1)与系统200(例如，处理单元280)之间传达命令和其它信息。
处理单元280可包括一个或多个通用或专用处理器(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)、易失性和/或非易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、各种寄存器等)、一个或多个通信总线以及其它组件。根据实施例，处理单元280耦合到用户接口220、数据端口222(如果包括的话)、RF信号生成器240、微波发电模块250到252、功率检测电路260到262、电源和偏置电路286，以及传感器290(如果包括的话)。处理单元280被配置成接收指示经由用户接口220和/或端口222接收的输入的信号，经由传感器290(当包括时)接收指示温度和/或重量的信号，且在连接263到265上从功率检测电路260到262接收反射功率测量。另外，在一些实施例中，处理单元280可从功率检测电路260到262接收正向功率测量。基于从用户接口220、端口222和传感器290接收的输入信号，处理单元280确定激励信号参数组合，且将指示所确定的一个或多个激励信号参数的控制信号提供到RF信号生成器240和微波生成模块250到252。如本文中所使用，“激励信号”是由任何微波发电模块250到252在连接256到258上提供到微波能量辐射器230到232的RF信号。“激励信号参数”是激励信号的电特性，包括但不限于激励信号的频率、激励信号相对于激励信号的另一实例的相移、激励信号的功率电平、或激励信号的另一电特性。
举例来说，激励信号参数可以是频率或频率范围，所述RF信号生成器240应在所述频率或频率范围下将RF信号提供到微波发电模块250到252。在基于从用户接口220、端口222和/或传感器290接收的输入信号确定频率或频率范围后，处理单元280可将指示所确定的频率或频率范围的控制信号提供到RF信号生成器240。响应于所接收的控制信号，RF信号生成器240产生处于所指示的频率或在所指示的频率范围内的激励信号。根据实施例，RF信号生成器240可被配置成产生具有ISM(工业、科学和医疗)频带中的频率的振荡电信号，尽管系统也可被修改以支持在其它频带下的操作。在所示出的实施例中，仅示出单个RF信号生成器240。在替代实施例中，系统200可包括多个RF信号生成器(例如，N个RF信号生成器)，其中每个RF信号生成器从处理单元280接收控制信号。无论哪种方式，在各种实施例中，每个RF信号生成器240可被控制以产生不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号产生器240可产生在约2.0兆赫(MHz)到约200MHz范围内振荡的信号。一些合乎希望的频率范围可包括例如13.56MHz(+/-5％)、27.125MHz(+/-5％)、40.68MHz(+/-5％)和2.45吉兆赫(GHz)(+/-5％)。在一个特定实施例中，举例来说，RF信号发生器240可产生在约2.40GHz到约2.50GHz范围内振荡且处于约10分贝(dB)到约15dB范围内的功率电平的信号。可替换的是，振荡频率和/或功率电平可比上文给出的范围或值更低或更高。
除了激励信号频率之外，激励信号参数可以是待由微波发电模块250到252应用到从RF信号生成器240接收的激励信号的相移。在实施例中，每个微波发电模块250到252包括与放大器255(仅示出一个)串联耦合的可变移相器254(仅示出一个)。在基于从用户接口220、端口222和/或传感器290接收的输入信号确定微波生成模块250到252中的每一个的相移后，处理单元280可在连接282到284上将指示待由移相器254应用到从RF信号生成器240接收的RF信号的相移的控制信号提供到微波发电模块250到252中的每一个内的移相器254。响应于所接收的控制信号，移相器254将对应的相移应用到从RF信号生成器240接收的激励信号。
图2示出可变移相器254，所述可变移相器254具有耦合到RF信号生成器240的输入端和耦合到放大器255的输出端(即，移相器254耦合在生成器240与放大器255之间)。在替代实施例中，放大器255可耦合在RF信号生成器240与可变移相器254之间(即，放大器255的输入端可耦合到信号发生器240，而放大器255的输出端可耦合到移相器254的输入端)。无论哪种方式，每个微波发电模块250到252的输入端耦合到RF信号生成器240，而每个微波发电模块250到252的输出端通过传输线256到258耦合到微波能量辐射器230到232。
在所示出的串联配置中，可变移相器254被配置成从RF信号生成器240接收RF信号，且将对应于在连接282到284中的一个上从处理单元280接收的控制信号中所指示的相移的相移应用到信号。放大器255从可变移相器254接收所移相的RF信号(或未移位的信号，如果产生0度相移的话)，且放大RF信号以产生放大的和潜在移相的输出RF信号。每个放大器255可使用多种放大器拓扑结构中的任一种实施。举例来说，每个放大器255可包括以下各种实施例：单端放大器、双端放大器、推挽式放大器、杜赫放大器、开关模式功率放大器(SMPA)或另一类型的放大器。
每个功率放大器255可实施为单级或多级功率放大器(例如，包括驱动器放大器级和最终放大器级)。功率放大器255被配置成从可变移相器254(或从RF信号生成器240，如果串联配置颠倒的话)接收振荡信号，且使信号放大以在功率放大器255的输出端处产生功率显著较高的信号。举例来说，输出信号可具有在约100瓦特到约400瓦特或更大范围内的功率电平。
可使用由电源和偏置电路286提供到放大器255的每个级的栅极偏置电压和/或漏极供电电压来控制由功率放大器255应用的增益。更具体地说，电源和偏置电路286可根据从处理单元280接收的控制信号而将偏置电压和供电电压提供到每个RF放大器级。因此，根据另外的实施例，处理单元280可将控制信号提供到电源和偏置电路286，从而使电路286调节提供到微波发电模块250到252内的放大器255的栅极和/或漏极偏置电压。
在实施例中，每个放大器级被实施为功率晶体管，例如场效应晶体管(FET)，所述功率晶体管具有输入端子(例如，栅极或控制端子)和两个电流承载端子(例如，源极和漏极端子)。对于单级放大器，阻抗匹配电路(未示出)可耦合到单放大器级的输入端(例如，栅极)和/或耦合到单放大器级的输出端(例如，漏极端子)。对于两级放大器，在各种实施例中，阻抗匹配电路(未示出)可在驱动器级与最终放大器级之间耦合到驱动器放大器级的输入端(例如，栅极)，和/或耦合到最终放大器级的输出端(例如，漏极端子)。在实施例中，每个放大器级的功率晶体管包括侧向扩散的金属氧化物半导体FET(LDMOSFET)晶体管。然而，应注意，晶体管并不意欲受限于任何特定半导体技术，且在其它实施例中，每个晶体管可实现为氮化镓(GaN)晶体管、另一类型的MOSFET晶体管、双极结晶体管(BJT)，或利用另一半导体技术的晶体管。
由微波发电模块250到252产生的每个放大的和潜在移相的RF信号在传输路径256到258上提供到N个微波能量辐射器230到232中的一个。举例来说，传输路径256到258中的每一个可包括阻抗匹配网络和导体(例如，同轴电缆或其它类型的导体)。
根据实施例，功率检测电路260到262沿每个传输路径256到258耦合在每个微波发电模块250到252的输出端与每个微波能量辐射器230到232的输入端之间。每个功率检测电路260到262被配置成监测、测量或以其它方式检测沿传输路径256到258行进的所反射的信号(即，从N个微波能量辐射器230到232朝向微波生成模块250到252中的一个)的功率。根据另外的实施例，每个功率检测电路260到262还可被配置成监测、测量或以其它方式检测正向信号(即，从微波生成模块250到252中的一个朝向N个微波能量辐射器230到232中的一个)的功率。
功率检测电路260到262在连接263到265上将传达所反射的信号功率(且可能地正向信号功率)的量值的信号供应到处理单元280。处理单元280继而可根据所接收的测量计算出所反射的信号功率与正向信号功率和/或回波损耗的比值。如将在下文更详细地描述，处理单元280可修改RF激励信号参数以便鉴于具有特定负载特性的负载而找出产生可接受的或理想的反射功率和/或回波损耗的激励信号参数组合。
如上文所提及，固态加热系统200的一些实施例可包括可用于确定负载特性的温度传感器、IR传感器和/或重量传感器290。温度传感器和/或IR传感器可安放在使得能够在加热操作期间感测负载212的温度的位置。当提供到处理单元280时，温度信息使得处理单元280能够选择激励信号参数组合，以更改由RF信号生成器240供应的RF信号的功率(例如，通过控制由电源和偏置电路286提供的偏置和/或供电电压)，和/或确定应何时终止加热操作。重量传感器安放在负载212下方，且被配置成将负载212的重量的估计值提供到处理单元280。处理单元280可使用此信息例如以选择激励信号参数组合，从而确定由RF信号生成器240供应的RF信号的所希望的功率电平，和/或确定加热操作的大致持续时间。
根据实施例，系统200被配置成确定激励信号参数组合，从而产生具有已知的或所确定的负载特性的负载的可接受的反射功率和/或回波损耗。举例来说，在工厂中可在系统校准过程期间进行激励信号参数的确定。另外或可替换的是，在已将系统出售给消费者之后可“在现场”进行激励信号参数的确定。根据若干实施例，例如图3到5的上下文所覆盖的那些，具有特定负载特性的负载212放置在加热腔210内，且进行用微波能量辐射负载212以及测量所反射的功率的迭代过程，在此期间确定产生可接受的回波损耗的激励信号参数。
所测定的激励信号参数被存储(例如，存储在存储器288中)以供在后续加热操作期间使用。举例来说，在这种后续加热操作期间，已知的或所确定的负载特性可用作存取存储在系统内(例如，存储器288内，图2)的频率和/或相移信息的密钥。举例来说，存储在系统存储器中的多维表(在本文中被称为“激励表”)可指示多个负载类型、重量和状态(例如，负载温度)的可接受的频率和相移设定。这种激励表的未填充版本的例子在下文示出：
Figure BDA0001469171980000181
表1：激励表(未填充)
下文结合图3到5详细描述用于确定可接受的激励信号参数的过程的各种实施例，且那些过程用来填充激励表，例如上文所示出的激励表。每个激励表一旦被填充就可唯一地对应于单个系统(例如，对应于一个微波炉)，或可对应于具有同一系统配置的系统群(例如，对应于以相同方式制造的微波炉群)。一旦下文描述的方法实施例已经对具有各种特性的多个负载完成且激励表已经充分填充，激励表就可存储在系统存储器(例如，存储器288，图2)内以供在后续加热操作期间使用。
图3是根据例子实施例的操作固态加热系统(例如，系统100、200，图1、2)来确定可接受的激励信号参数的方法的流程图。在下文的描述中，对由处理单元(例如，处理单元280，图2)进行的过程进行多次参考。应理解，在其它实施例中，指示由处理单元进行的一些或全部过程可由外部计算机(例如，计算机180，图1)内的处理单元进行。另外，在下文描述的过程期间生成的数据可存储在系统(例如，存储在系统存储器288中，图2)内或存储在外部存储器(例如，外部计算机180的存储器，图1)内。
图3的方法可对各自具有具体初始负载特性的多个负载(例如，处于20华氏度(F)的一磅鸡肉、处于60华氏度的8盎司肉汤等)进行。对于每个不同负载，使用所述方法确定的激励信号参数组合接着可存储在激励表内的对应于初始负载特性的单元格(例如，上文的激励表中对应于处于20华氏度的鸡肉的标记有“x”的单元格，或对应于处于60华氏度的肉汤的标记有“y”的单元格)中，且可对具有其它初始负载特性的负载重复所述方法。
在任何情况下，所述方法可在框302中开始，此时负载(例如，负载212，图2)被放置到系统的加热腔(例如，加热腔210，图2)中，且加热腔被密封(例如，通过关闭门116，图1)。在一些实施例中，腔被视为当一个或多个安全联锁机构接合时被密封。
在框304中，可确定负载的一个或多个特性。举例来说，如先前所论述，负载特性可包括形成负载的材料(例如，肉、面包、液体)、负载状态(例如，冷冻或解冻、处于特定温度、液态或固态)、负载重量等。在一些实施例中，指示负载特性的信息可由用户经由系统的用户接口(例如，用户接口120、220，图1、2)或使用通过数据端口(例如，数据端口222，图2)与系统通信的外部计算机(例如，计算机180，图1)输入。在替代实施例中，可以某种其它方式获得负载特性，例如通过扫描负载包装上的条形码并检索(例如，从存储器288或从到外部网络的链路)对应于条形码的负载信息，从负载上或嵌入在负载内的RFID标记接收RFID信号并检索(例如，从存储器288或从到外部网络的链路)对应于RFID的负载信息，从传感器(例如，重量传感器290，图2)接收负载重量的指示，和/或测量负载的大致温度(例如，使用温度和/或IR传感器290，图2)。负载特性指示据以确定激励信号参数组合的单元格(例如，激励信号表中，如上文的表1)。
根据实施例，每个激励信号参数组合包括至少一个激励信号频率和至少一个相移。在更具体的实施例中，激励信号参数包括一个激励频率f和N个相移值p1…pN。在一个激励频率参数和N个相移参数的情况下，每个组合中的激励信号参数的数目等于N+1。激励频率f对应于由RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)生成的激励信号的频率，且每个相移值对应于由微波发电模块(例如，模块250到252，图2)内的N个可变移相器(例如，移相器254，图2)中的一个应用的相移。在一些实施例中，激励信号参数可包括超过一个激励频率(例如，当系统包括超过一个RF信号生成器时)，和/或激励信号参数可包括少于N个相移值。此外，由RF信号生成器产生的激励信号的功率和/或由放大器(例如，放大器255，图2)施加的增益可包括在激励信号参数组合中。在此类实施例中，激励信号参数的数目可小于或大于N+1。本文中所描述的实施例使用包括一个激励信号频率参数和N个相移参数的激励信号参数组合的例子。本发明主题的实施例意欲包括激励信号参数组合(及其确定方法)，所述激励信号参数组合包括更多、更少和不同激励信号参数。
在实施例中，每个激励信号参数可被限制为一定范围，且可具有所述范围内的任意多个离散值。举例来说，激励信号频率参数f在实施例中可被限制为约2.40GHz与2.50GHz之间的范围，且可具有相隔10兆赫兹(MHz)的多个离散值中的一个。这将产生11种可能的RF信号源频率设定。在这种例子中，激励信号频率可具有以下值(以GHz为单位)：2.40、2.41、2.42、2.43...2.48、2.49和2.50。作为另外的例子，相移参数中的每一个在实施例中可被限制为0度与360度之间的范围，且可具有相隔15度的多个离散值中的一个。在这种例子中，任何给定相移可具有以下值(以度为单位)：0、15、30、45...330、345和360。这将产生N个移相器中的每一个的25种可能的相位设定。出于解释的目的且非限制性地，下文在对过程的另外描述中将使用上文给定的范围和步长大小(值之间)。在其它实施例中可使用其它范围和/或步长大小。
为了开始激励信号参数确定过程，用户可经由控制面板(例如，控制面板120、220，图1、2)或经由外部计算机(例如，计算机180，图1)提供“启动”输入。作为响应，处理单元(例如，处理单元280，图2)通过在框306中将所有激励信号参数设定成默认值来初始化所述过程。举例来说，默认值可以是处于以下各项的值：每个可能的值范围的最低端、每个可能的值范围的最高端或每个范围内的某个中间值。出于解释的目的，假设默认值对应于处于每个范围的最低端的值。使用上文给定的例子频率和相移范围，默认激励信号频率参数f可以是2.40GHz，且N个相移参数p1…pN各自可例如是0度。
接着进行迭代过程以确定可接受的激励信号参数组合(即，产生可接受的(阈值以下)或理想的(最低)反射功率和/或回波损耗的激励信号参数)。根据实施例，迭代过程包括对(例如，N+1个)参数进行一次的外循环310，以及“扫过”任何当前正变化的参数的所有潜在参数值的内循环320。为了初始化外循环310，在框312中选择待扫过(针对循环310的第一迭代)的第一参数或待扫过(针对循环310的后续迭代)的下一参数。举例来说，待扫过的第一参数可以是激励信号频率，尽管待扫过的第一参数可替换的是可以是N个相移中的一个。
在框314中，且假设待扫过的第一参数是激励信号频率，且对于循环320的第一迭代，处理单元(例如，处理单元280，图2)通过将一个或多个控制信号发送到RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)来激活RF信号生成器，所述一个或多个控制信号指示RF信号生成器应产生具有等于在框306中设定的默认激励信号频率的频率的激励信号。另外，处理单元将控制信号(例如，在连接282到284上，图2)发送到微波发电模块中的每一个的可变移相器(例如，移相器254，图2)，所述控制信号指示可变移相器中的每一个应对从RF信号生成器接收的激励信号应用等于在框306中设定的默认相移的相移。响应于控制信号，RF信号生成器产生指定频率的激励信号，移相器使激励信号移相指定相移(当相移为非零时)，且放大器(例如，放大器255，图2)中的每一个使所接收的激励信号放大以将潜在移相的激励信号提供到微波能量辐射器(例如，微波能量辐射器230到232，图2)。换句话说，处理单元使微波发电模块(例如，模块250到252，图2)中的每一个将具有给定频率和相位的多个RF激励信号提供到多个微波能量辐射器中的每一个，其中多个RF激励信号具有根据所选择的RF激励信号参数值组合限定的信号特性。微波能量辐射器响应性地将电磁能辐射到加热腔(例如，腔110、210，图1、2)中，因此对负载供应RF能量。
在将多个RF激励信号提供到微波能量辐射器且将RF能量供应到负载(例如，负载212，图2)的同时，系统使用沿传输路径(例如，路径256到258，图2)设置在微波发电模块与微波能量辐射器之间的功率检测电路(例如，电路260到262，图2)测量至少所反射的RF功率。根据实施例，功率检测电路还可测量沿传输路径的正向功率。在任何情况下，每个功率检测电路将指示所测量的反射功率的量值(以及所测量的正向功率的量值，如果确定的话)的一个或多个信号发送到处理单元。
处理单元接着确定“反射功率指示”并将其存储在易失性表(在本文中被称为“反射功率指示表”)中。如本文中所使用，“反射功率指示”可包括表示反射功率量值、回波损耗量值的任何数据，用来计算反射功率或回波损耗的数据或者其它类似数据。“反射功率指示表”是以电子方式存储的表，反射功率指示存储在所述表中，其中所存储的反射功率指示可由激励参数值编索引。
在一些实施例中，反射功率指示表可包括结合生成每个反射功率指示收集的所有原始数据(即，从N个功率检测电路中的每一个接收的N个测量)。举例来说，反射功率指示表可以是N+1维表，其中每个维度对应于N+1个激励信号参数中的一个。表行与每个激励参数相关联，而表列与每个参数的每个可能的参数值相关联。因此，根据上述例子，在实施一个RF信号源和4个移相器的系统中，其中对于4个移相器中的每一个存在11种可能的RF信号源频率设定和25种可能的相位设定，反射功率指示表可包括11x254＝4,296,875个单元格，其中每个单元格与不同参数值组合相关联。
从时间角度来说，针对具有不同特性的多个负载检验大致43,000,000个参数组合中的每一个可能不可行。因此，如本文中所描述，用于确定可接受的激励信号参数组合的方法的实施例评估可能的组合的子集。也就是说，反射功率指示表内的每个单元格理论上可用来存储指示给定参数值组合的反射功率或回波损耗的量值的一个或多个值。举例来说，对于框314的第一迭代，且假设N＝4，当激励信号由频率f＝2.40GHz限定时，单元格可填充有反映反射功率或回波损耗的量值的反射功率指示，且移相器应用p1＝0度、p2＝0度、p3＝0度和p4＝0度的相移。
由于处理单元从N个功率检测电路中的每一个接收至少一个量值测量，因此处理单元可被配置成将与所有量值测量相关联的原始数据存储在反射功率指示表中。可替换的是，处理单元可将数学函数应用到同时从N个功率检测电路接收的测量，且可将是使用数学函数计算出的值的反射功率指示存储在反射功率指示表中。举例来说，处理单元可根据同时接收的N个反射功率测量的平均值计算并存储反射功率指示。可替换的是，在测量出正向功率的实施例中，处理单元可根据基于同时接收的反射和正向功率测量的N个回波损耗测量平均值计算并存储反射功率指示。其它数学函数可替换的是可应用来确定反射功率指示(例如，包括根据滑动临时窗口内得出的测量导出的值)。处理单元可根据反射功率指示存储原始或平均反射功率测量、原始或平均正向功率测量和/或根据反射和正向功率测量导出的回波损耗计算结果。举例来说，处理单元可根据由每个功率检测电路检测的反射与正向功率的比值的对数计算回波损耗。同样，处理单元可存储N个传输线中的每一个的回波损耗值，或可存储表示基于多个同时接收的反射和正向功率测量的多个回波损耗计算结果的数学平均值(或某种其它函数)的回波损耗值。在另一替代实施例中，系统可包括少于N个功率检测电路(例如，少至一个功率检测电路)，且系统可基于测量数(小于N个)确定反射功率指示。
根据实施例，在生成当前激励信号参数组合的反射功率指示之后，处理单元接着准备检验包括值被扫过的参数的下一值(例如，循环310的第一迭代期间的激励信号频率)的组合。在此之前，在框316中，确定是否已经检验(或“扫过”)了最后选择的参数(即，在框312中最后选择的参数)的所有参数值。如果没有，那么处理单元在框318中将参数设定成下一(未检验)值。举例来说，处理单元可使参数值增大或减小一定步长大小。举例来说，当检验的参数是激励信号频率且步长大小是10MHz时，处理单元可将激励信号频率从刚刚检验的值(例如，2.40GHz)改变成增大了步长大小的值(例如，2.40GHz+10MHz＝2.41GHz)。接着针对包括新参数值的激励信号参数组合重复框314和316。继续进行循环320的迭代，直到已检验在框312中最近所选择的参数的所有参数值(例如，已扫过最后选择的参数的所有潜在值)，且所得反射功率指示已存储在反射功率指示表中为止。
再次参考框316，当已检验最后选择的参数的所有参数值(例如，已检验所有频率且反射功率指示表已填充有反射功率指示)时，在框322中对是否已扫过所有参数作出另外的确定。更具体地说，举例来说，框322确定是否已扫过激励频率f和所有N个相移。
如果没有，那么在框324中，根据存储在易失性反射功率指示表中的结果确定最后选择(和刚刚扫过)的参数的可接受的值。根据各种实施例，“可接受的值”可以是产生最低回波损耗或反射功率的最后选择的参数的参数值、产生预定阈值以下的回波损耗的参数值(例如，-15dB)或产生预定阈值以下的反射功率的参数值(例如，-15dB)。一旦已经确定刚刚扫过的参数的可接受的值，处理单元就将刚刚扫过的参数重新设定成可接受的值。举例来说，假设刚刚扫过的参数是激励信号频率且处理单元确定2.47GHz激励频率产生最低回波损耗或最低反射功率，处理单元可针对所述方法的每个即将进行的迭代将激励信号频率参数设定成2.47GHz。可替换的是，处理单元可将所有测试频率的回波损耗或反射功率测量与上文提及的预定阈值进行比较，且可认为产生阈值以下的结果的任何频率是“可接受的”。处理单元接着可选择系统将在循环310的未来迭代期间使用的与预定阈值相比有利地是“可接受的值”的任意值(例如，小于预定阈值的任意值)。根据实施例，激励信号频率将在针对此负载的校准过程的持续时间内(即，在扫过了所有先前未扫过的参数时)保持设定成可接受的值(例如，在以上例子中为2.47GHz)。与所选择的可接受的反射功率指示相关联的激励频率值在下文中被称为fACC。
一旦已经将刚刚扫过的参数设定成对所述参数可接受的值，就进行外循环310的下一迭代。更具体地说，在框312中，选择下一参数用于检验。举例来说，当所检验的第一参数是激励频率f时，待检验的下一参数可以是N个相移值p1…pN中的一个。出于解释的目的，下文的描述假设选择用于检验的下一参数是待由N个移相器的第一移相器(例如，移相器254，图2)应用的相移p1。在所述过程中的此时，激励信号频率被设定成f＝fACC，且相移值被设定成p1＝0度(默认值)、p2＝0度(默认值)、p3＝0度(默认值)和p4＝0度(默认值)。由于已经在扫过激励信号频率的同时在f＝fACC下检验了0度p1相移，因此处理单元可在进行框314之前将p1设定成下一(未检验)值。举例来说，处理单元可使p1增大一定步长大小。举例来说，当用于检验相移的步长大小是15度时，处理单元可将p1的值从零度改变成增大了步长大小的值(例如，15度)。此时，激励信号频率被设定成f＝fACC，且相移值被设定成p1＝15度、p2＝0度(默认值)、p3＝0度(默认值)和p4＝0度(默认值)。如先前所指示，相移中的每一个的默认值也可以是除0度外的值。接着如上文所论述进行框314和316。
更具体地说，在框314中，且假设待扫过的下一参数是p1，处理单元(例如，处理单元280，图2)通过将一个或多个控制信号发送到RF信号生成器来激活RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)，所述一个或多个控制信号指示RF信号生成器应产生具有等于在框324中所设定的所选择的“可接受的”频率fACC的频率的激励信号。另外，处理单元将控制信号(例如，在连接282上，图2)发送到第一微波发电模块(例如，模块250，图2)的可变移相器(例如，移相器254，图2)，所述控制信号指示第一可变移相器应对从RF信号生成器接收的激励信号应用等于当前检验值(例如，15度相移)的相移。最后，处理单元将控制信号(例如，在连接283、284上，图2)发送到剩余微波发电模块中的每一个的可变移相器，所述控制信号指示剩余可变移相器中的每一个应对从RF信号生成器接收的激励信号应用等于在框306中所设定的默认相移(例如，0度相移，或无相移)的相移。响应于控制信号，RF信号生成器产生处于可接受的频率fACC的激励信号，移相器使激励信号移相指定相移(当相移为非零时)，且放大器(例如，放大器255，图2)中的每一个使激励信号放大以将潜在地移相的激励信号提供到微波能量辐射器(例如，微波能量辐射器230到232，图2)。
微波能量辐射器响应性地将电磁能辐射到加热腔(例如，腔110、210，图1、2)中。在RF能量被供应到负载(例如，负载212，图2)时，系统使用功率检测电路测量至少反射功率(且可能地正向功率)。如上文所描述，系统将反射功率、正向功率和/或回波损耗测量存储在易失性反射功率指示表的适当单元格中。
继续进行循环320的迭代，直到已检验了在框312中最近选择的参数的所有参数值(例如，p1)为止。举例来说，在使激励信号频率设定保持成fACC的同时以及在使相移p2、p3、p4中的每一个设定保持成默认值(例如，0度)的同时，进行反射功率(且可能正向功率)和/或回波损耗测量以获得所有p1值。
当已检验了最后选择的参数的所有参数值(例如，p1)(例如，已检验了所有p1相移且反射功率指示表已经填充了p1参数)时，在框322中再次作出是否已经扫过所有参数的确定。如果尚未检验，那么对存储在反射功率指示表中的值进行评估以识别产生最低或可接受的(例如，阈值以下)反射功率或回波损耗值的相移值，且所述值被选择作为p1的“可接受的”相移，下文中被称为p1ACC。
接着进行循环310的下一迭代，包括将已经检验的参数设定成对其“可接受的”值，选择下一未检验的参数，以及扫过所述参数的值。举例来说，当待扫过的下一参数是p2时，针对第一检验迭代p2，参数值可被设定成f＝fACC、p1＝p1ACC、p2＝15度、p3＝0度(默认值)和p4＝0度(默认值)。接着如上文所描述确定p2或p2ACC的可接受的值，且可接着检验下一未检验的参数(例如，p3)。对于检验p3的第一迭代，参数值可被设定成f＝fACC、p1＝P1ACC、p2＝p2ACC、p3＝15度和p4＝0度(默认值)。接着如上文所描述确定p3或p3ACC的可接受的值，且可接着检验下一未检验的参数(例如，p4)。对于检验p4的第一迭代，参数值可被设定成f＝fACC、p1＝P1ACC、p2＝p2ACC、p3＝P3ACC和p4＝15度。假设p4是最后扫过的参数(如在框322中确定)，接着在框326中如上文所描述结合框324的描述确定p4或p4ACC的可接受的值。此时，激励参数值CACC的“可接受的组合”已经被识别为包括所有“可接受的值”的组合，或者f＝fACC、p1＝p1ACC、p2＝p2ACC、p3＝P3ACC和p4＝P4ACC。换句话说，CACC＝{fACC，p1ACC，p2ACC，p3ACC，P4ACC}。在各种实施例中，上述过程的实施导致将可接受的组合识别为对应于多个已存储反射功率指示中的指示最低反射功率和/或最低回波损耗的任何一个的RF信号参数值组合。在其它实施例中，上述过程的实施例导致将可接受的组合识别为对应于多个已存储反射功率指示中的具有下降到预定阈值以下的反射功率和/或回波损耗的一个的RF信号参数值组合。
根据实施例，可在框330中进行额外检验以确定接近可接受的组合的任何组合(或“紧接组合”)是否可产生较低回波损耗或反射功率值。当进行框330时，在框326中所识别的可接受的组合可被认为是“初始可接受的组合”，而由框330的过程识别的组合可被认为是“最终可接受的组合”。在框330的上下文中的“接近”意味着一些或全部激励信号参数的参数值组合从根据上述方法确定的可接受的值改变成一个或两个较高和/或较低增值。换句话说，在反射功率指示表中，框314针对紧邻CACC的多个激励信号参数组合进行，或者从CACC移除一个单元格以便产生多个额外的反射功率指示。当紧接组合产生对应于比在框326中识别的组合低的回波损耗或反射功率的反射功率指示时，紧接组合可被认为是“优于”先前确定的组合，且可接受的组合可被改变成具有对应于较好的紧接组合的参数值。在替代实施例中，可不包括框330。
在框332中，接着可将可接受的参数组合存储在先前提及的激励表(例如，上文的表1)中的与先前确定的负载特性相关联的单元格中。举例来说，可将使用所述方法确定的激励信号参数组合存储在激励表内的对应于初始负载特性的单元格(例如，上文的激励表中对应于处于20华氏度的一磅鸡肉的标记有“x”的单元格)中。
在框334中，可接着作出是否已检验了具有全部所希望的负载特性的负载的确定。举例来说，可能希望在多个温度(例如，上文的激励表中列出的温度，除了别的以外)下检验特定负载类型，和/或检验多种负载类型(例如，上文的激励表中列出的负载类型，除了别的以外)，和/或检验具有多个重量的特定类型的负载。当尚未检验所有负载时，可重复所述方法。更具体地说，在框302中，可从加热腔移除先前检验的负载，可将具有不同负载特性的负载置于加热腔中，且可如上文所论述重复所述方法。当已检验了所有负载时，那么在框336中，填充的激励表可存储在系统存储器(例如，存储器288，图2)中以供在后续加热操作期间使用(例如，如稍后结合图6所描述)。
图4是根据另一例子实施例的操作固态加热系统以确定可接受的激励信号参数的方法的流程图。图4的方法基本上类似于图3的方法，且相同的过程由图3和图4中的相同附图标号指示。上文相对于图3中所描绘的方法所论述的所有细节和实施例同样适用于图4，除非下文另外指明。
图4的方法与图3的方法的区别在于在外循环410结束时重新设定参数值的方式。如上文结合图3所描述，一旦已确定刚刚扫过的参数的可接受的值，处理单元就将刚刚扫过的参数设定成可接受的值，且进行循环310的下一迭代，从而将刚刚扫过的参数设定成所确定的可接受的值。相比而言，根据图4的方法，在框424(代替框324，图3)中，一旦已确定刚刚扫过的参数的可接受的值，系统就存储所确定的可接受的值作为可接受的激励参数值组合的一部分，且系统接着讲所有参数值重新设定成最初在框306中设定的默认值。在框312的下一迭代时，选择下一参数用于检验，并扫过下一选择的参数的值，同时另一参数保持设定成默认值。换句话说，在图4的实施例中，在针对任何给定参数进行的值扫过操作期间所有其它参数被设定成默认值。在外循环410的所有迭代结束时，在框426中将针对每个参数确定的可接受的值组合成所识别的可接受的激励参数值组合。
图5是根据又一例子实施例的操作固态加热系统以确定可接受的激励信号参数的方法的流程图。类似于图3和4中所描绘的方法，图5的方法利用易失性N+1维反射功率指示表的概念，处理单元将与各种激励信号参数组合相关联的反射功率指示存储在所述指示表中。并且，反射功率指示表可以是N+1维表，其中每个维度对应于N+1个激励信号参数中的一个。反射功率指示表内的每个单元格可用来存储给定参数值组合的反射功率指示(例如，指示反射功率或回波损耗的量值的一个或多个值)。在图3和4的方法中，只有反射功率指示表内的对应于已检验的参数组合的那些单元格填充有反射功率指示，且参数值的“可接受的组合”被选择为所填充的单元格中的一个的组合。更具体地说，针对首先检验的参数检验所有可能的值(例如，填充反射功率指示表的第一行)，接着针对第二检验的参数检验从首先检验的参数的可接受的值延伸的单元格向量，接着针对第三检验的参数，检验从第二检验的参数的可接受的值延伸的单元格向量，等等通过检验最后检验的参数。因此，如可想像，检验对应于穿过反射功率指示表的一系列连续单元格向量的激励信号参数组合。这意味着系统制止通过N+1维反射功率指示表的许多区域填充单元格。理论上，值得注意的是，较好或最佳参数值组合可落入未填充的区域内。与图3和4的方法相比，图5的方法包括识别和检验遍及N+1维反射功率指示表分散和/或任意分布的参数值组合。以此方式，可评估反射功率指示表的更多区域内的激励信号参数组合。
图5的方法在框302和304中通过以下方式开始：将负载放置到加热腔中，以及如上文结合图3的方法所描述确定负载特性。在框506中，接着识别多个参数组合，其中参数组合遍及N+1维反射功率指示表分散和/或任意分布。再次，为了有助于解释，使用例子，其中激励信号参数包括一个激励信号频率f和四个相移值p1、p2、p3、p4。换句话说，任何特定参数组合可表示为Cx＝{fx，p1x，p2x，p3x，p4x}。作为另外的例子，激励信号频率可具有选自包括(以GHz为单位)2.40、2.41、2.42、2.43...2.48、2.49和2.50(即，2.40与2.50GHz之间10MHz步长大小的任意值)的值的集合的任意值。此外，相移值中的每一个可选自包括(以度为单位)0、15、30、45...330、345和360(即，0与360度之间的15度步长大小的任意值)的值的集合。如先前所详细论述，这种实施例产生包括大致43,000,000个单元格的反射功率指示表，其中每个单元格对应于一个参数值组合。此例子并不意味着限制性的，这是因为其它实施方案可具有更多、更少或不同的参数，每个参数可涵盖可能值的不同范围，且可在参数值之间限定不同的步长大小。
在一个实施例中，所识别的多个参数组合可包括所有可能组合的百分比(例如，0.01％与10％之间，或处于某种其它范围内)，且更具体地说以所希望的密度贯穿N+1维反射功率指示表均匀分散的组合集合。举例来说，可识别对应于所有可能组合的0.1％百分比的组合，其中所识别的组合贯穿反射功率指示表均匀分布。在此例子中，将识别大致4300个单元格或贯穿反射功率指示表分散的参数组合以用于检验。在另一实施例中，所识别的多个参数组合可包括使用随机或伪随机单元格(或组合)选择过程确定的组合集合。举例来说，随机或伪随机值生成器可用来确定包括遍及反射功率指示表分散的单元格的单元格集合或参数组合。在其它实施例中，可使用更多复杂的单元格或组合选择算法。举例来说，单元格或组合选择算法可被配置成识别表的一个或多个区域中的密度比表的其它区域中所识别的单元格的密度高的单元格。举例来说，此类实施例可提高与某些参数值范围相关联的单元格(例如，更接近参数值范围的中心的参数值)将被选择用于检验的机率。
一旦已识别分散和/或任意分布的单元格或参数组合，就可根据循环510的迭代检验与所选择的单元格集合相关联的每个参数组合。更具体地说，在框512中，待检验的下一激励信号参数组合(与所识别的单元格相关联)选自在框506中识别的参数组合集合。接着在框514中检验参数组合，所述框514基本上类似于上文所详细论述的框314。如上文所论述，检验参数组合包括：处理单元(例如，处理单元280，图2)通过将一个或多个控制信号发送到RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)来激活RF信号生成器，所述一个或多个控制信号指示RF信号生成器应产生具有等于在框512中所选择的组合中指定的激励信号频率的频率的激励信号。另外，处理单元将控制信号(例如，在连接282到284上，图2)发送到微波发电模块中的每一个的可变移相器(例如，移相器254，图2)，所述控制信号指示可变移相器中的每一个应对从RF信号生成器接收的激励信号应用等于在框512中所选择的参数组合中指定的相移的相移。响应于控制信号，RF信号生成器产生指定频率的激励信号，移相器使激励信号移相指定相移(当相移为非零时)，且放大器(例如，放大器255，图2)中的每一个使所接收的激励信号放大以将潜在移相的激励信号提供到微波能量辐射器(例如，微波能量辐射器230到232，图2)。换句话说，处理单元使微波发电模块(例如，模块250到252，图2)中的每一个将具有所选择的组合中指定的频率和相位的RF信号提供到多个微波能量辐射器中的每一个。微波能量辐射器响应性地将电磁能辐射到加热腔(例如，腔110、210，图1、2)中。
在RF能量被供应到负载(例如，负载212，图2)时，系统使用沿传输路径(例如，路径256到258，图2)设置在微波发电模块与微波能量辐射器之间的功率检测电路(例如，电路260到262，图2)测量至少反射功率。根据实施例，功率检测电路还可测量沿传输路径的正向功率。在任何情况下，每个功率检测电路将指示所测量的反射功率的量值(且可能地正向功率的量值，如果测量的话)的一个或多个信号发送到处理单元。处理单元接着生成反射功率指示(例如，测量或根据测量导出的值)并将其存储在反射功率指示表的对应于所选择的参数组合的单元格中。
在框516中，作出是否已检验与在框506中所识别的单元格相关联的所有组合的确定。如果未检验，那么程序如图所示进行迭代，且在循环510的下一迭代中检验与另一已识别但尚未检验的单元格相关联的下一参数组合。当已检验在框506中所识别的所有组合时，在框530中根据存储在易失性反射功率指示表中的结果确定可接受的或最佳的组合。根据各种实施例，“可接受的组合”可以是产生最低回波损耗或反射功率的激励参数组合、产生预定阈值以下的回波损耗的组合、或者产生预定阈值以下的反射功率的组合。
根据实施例，如先前所描述，可在框330中进行额外检验以确定接近可接受的组合的任何参数组合(或“紧接组合”)是否可产生较低的回波损耗或反射功率值。当紧接组合产生较低的回波损耗或反射功率时，紧接组合可被认为是“优于”先前确定的组合，且可接受的组合可被改变成具有对应于较好的紧接组合的参数值。所述方法的剩余步骤可基本上类似于先前所描述的那些，其中相同的附图标号对应于相同的过程。
在图3到5中，各种方法用来通过检验大量可能的激励参数组合的子集来确定具有特定特性的负载的可接受的激励参数组合。尽管某些方法用来缩减搜索和检验空间，但可替换的是可使用其它方法，包括但不限于使用蒙特卡洛树搜索、二叉或区间分半搜索、比较搜索、修正后的线性搜索等来识别待检验的参数组合。无论实施哪个实施例，图3到5的方法最终产生激励表(例如，上文表1的填充版本)，所述激励表指示待应用于具有多种负载特性的负载的激励信号参数。如上文所描述，(例如，在框336中，图3到5)将已填充激励表存储在系统存储器(例如，存储器288，图2)中以供处理单元(例如，处理单元280)稍后在加热操作期间使用。
图6是根据实施例的使用具有预定激励信号参数的激励信号进行固态加热操作的方法的流程图。所述方法可在框602中开始，此时用户将负载(例如，负载212，图2)放置到固态加热系统(例如，系统200，图2)的加热腔(例如，腔210，图2)中且使腔密封(例如，通过关闭门或抽屉)。在实施例中，腔的密封件可接合一个或多个安全联锁机构，其在接合时指示供应到所述腔的RF功率基本上将不会泄漏到腔外部的环境中。如稍后将描述，安全联锁机构的脱啮可使处理单元立即暂停或终止加热操作。
在框604中，系统确定负载的一个或多个特性。举例来说，如先前所论述，负载特性可包括形成负载的材料、负载的状态、负载的重量等。在一些实施例中，指示负载特性的信息可由用户使用系统的用户接口(例如，用户接口120、220，图1、2)输入。举例来说，用户可与用户接口交互以从负载类型重量(或数量)列表和/或体现在存储在系统存储器中的激励表中的状态列表进行选择(例如，在框336中，图3到5)。在替代实施例中，可以某种其它方式获得负载特性，例如通过扫描负载包装上的条形码并检索(例如，从存储器288或从到外部网络的链路)对应于条形码的负载信息，从负载上或嵌入在负载内的RFID标记接收RFID信号并检索(例如，从存储器288或从到外部网络的链路)对应于RFID的负载信息，接收负载重量的指示(例如，从重量传感器290，图2)，和/或测量负载的大致温度(例如，使用温度和/或IR传感器290，图2)。
负载特性指示先前确定的可接受的激励信号参数组合存储(例如，在执行图3到5的方法的实施例期间)在其中的单元格(例如，在如上文表1等激励信号表中)。在框606中，在框604中确定的负载特性用作从对应单元格中检索可接受的参数组合的密钥。
在框608中，在从用户接收启动指示之后(例如，通过用户按压用户接口220的启动按钮，图2)，处理单元将控制信号提供到RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)且提供到微波生成模块的移相器(例如，移相器254，图2)以使那些系统组件对激励信号应用可接受的参数组合。更具体地说，处理单元通过将一个或多个控制信号发送到RF信号生成器而发起RF激励信号的生成，所述一个或多个控制信号指示RF信号生成器应产生具有等于可接受的参数组合中指示的激励信号频率的频率的激励信号。另外，处理单元将控制信号发送到微波发电模块中的每一个的可变移相器，所述控制信号指示可变移相器中的每一个应对从RF信号生成器接收的激励信号应用等于可接受的参数组合中指示的相移的相移。响应于控制信号，RF信号生成器产生指定频率的激励信号，移相器使激励信号移相指定相移(当相移为非零时)，且放大器(例如，放大器255，图2)中的每一个使激励信号放大以将潜在移相的激励信号提供到微波能量辐射器(例如，微波能量辐射器230到232，图2)。换句话说，处理单元使微波发电模块(例如，模块250到252，图2)中的每一个将具有给定频率和相位的RF信号提供到多个微波能量辐射器中的每一个。微波能量辐射器响应性地将电磁能辐射到加热腔(例如，腔110、210，图1、2)中。
在框610中，系统可评估是否已发生退出条件。实际上，是否已发生退出条件的确定可以是可能发生在加热过程期间的任意时刻的中断驱动过程。然而，出于使其包括在图6的流程图中的目的，所述过程被示出在框608之后发生。在任何情况下，若干条件可保证加热操作的停止。举例来说，系统可确定当安全联锁被破坏时已发生退出条件。可替换的是，系统可确定退出条件已在由用户(例如，通过用户接口220，图2)设定的计时器到期后或在由处理单元基于处理单元对应进行加热操作的时间的估计而建立的计时器到期后发生。在又一替代实施例中，系统可以其它方式检测加热操作的完成(例如，当负载达到特定温度或状态时)。
当退出条件尚未发生时，那么加热操作可继续进行。在加热操作期间，供应到负载的电磁能提高所述负载的热能(即，电磁能使所述负载升温)。因此，负载的特性(例如，负载的阻抗)随负载的热能提高而改变。阻抗变化更改了负载对RF能量的吸收，且因此更改了反射功率的量值。为了确保反射功率的量值在整个加热操作期间保持在可接受的水平，在框612中，功率检测电路(例如，功率检测电路260到262，图2)中的一个或多个定期测量沿微波生成模块(例如，模块250到252，图2)与微波能量辐射器(例如，辐射器230到232，图2)之间的传输路径(例如，路径256到258，图2)中的一个或多个的反射功率。在实施例中，功率检测电路还可测量沿传输路径的正向功率。功率检测电路将那些测量提供到处理单元(例如，处理单元280，图2)，且处理单元接着可基于所接收的测量确定反射功率和/或回波损耗。当处理单元从多个功率检测电路接收多个测量时，处理单元可例如确定同时接收的测量的平均值(或某一其它数学函数)以估计反射功率和/或回波损耗。
在框614中，处理单元接着可确定所测量的或估计的反射功率和/或回波损耗是否是可接受的。举例来说，处理单元可确定反射功率和/或回波损耗是否下降到阈值低于或与某一其它标准相比是否是有利的。当处理单元确定反射功率和/或回波损耗仍可接受时(例如，值在阈值以下)，由处理单元应用的激励信号参数可保持相同，且所述过程可如图6中所示出的进行迭代。
当处理单元确定反射功率和/或回波损耗不再可接受时(例如，值在阈值以上)，处理单元可在框616中确定新的可接受的激励信号参数集合。举例来说，处理单元可被配置成对激励信号表内的紧接组合应用激励信号参数，且评估所得反射功率和/或回波损耗以确定产生可接受的(例如，阈值以下)反射功率和/或回波损耗的组合。可替换的是，处理单元可预编程以应用从在框606中检索的组合开始的预定参数组合顺序。无论哪种方式，一旦已经确定新的参数组合，所述方法就如图6中所示出进行迭代。更具体地说，在框608中，处理单元使微波生成模块的RF信号生成器和移相器对RF激励信号应用新确定的参数组合。
再次参考框610，当退出条件发生时，那么在框620中，处理单元使RF信号源的RF信号供应中断。举例来说，处理单元可停用RF信号生成器(例如，RF信号生成器240，图2)和/或可使电源和偏置电路(例如，电路286，图2)中断供应电流的提供。另外，处理单元可将信号发送到用户接口(例如，用户接口120、220，图1、2)，以使用户接口产生用户可感知的退出条件的标志(例如，通过在显示装置上显示“门打开”或“完成”，或提供可听音)。所述方法接着可结束。
应理解，与图3到6中所描绘的框相关联的操作的次序对应于例子实施例，且不应解释为将操作的顺序限制于所示出的次序。替代地，一些操作可以不同次序进行，和/或一些操作可并行进行。
在包括被配置成包含负载的腔的固态加热设备中进行建立RF激励信号参数的方法的实施例。所述方法包括将多个RF激励信号参数设定成参数值组合，其中所述多个RF激励信号参数包括至少一个激励信号频率和相移，且加热设备将多个RF激励信号提供到紧接于腔的多个微波能量辐射器，其中所述多个RF激励信号具有根据参数值组合限定的信号特性。在提供多个RF激励信号的同时，所述方法另外包括由系统的至少一个功率检测电路测量反射RF功率，基于所测量的反射RF功率确定反射功率指示，以及存储反射功率指示以产生对应于参数值组合的已存储反射功率指示。所述方法另外包括针对多个不同参数值组合多次重复设定、提供、测量、确定和存储过程以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于不同RF信号参数值组合。所述方法另外包括基于多个已存储反射功率指示识别可接受的RF信号参数值组合，以及将所述可接受的RF信号参数值组合存储在加热设备的存储器中。
固态加热系统的实施例包括被配置成包含负载的腔、处理单元、至少一个RF信号生成器、多个微波生成模块、多个微波能量辐射器、多个传输路径以及一个或多个功率检测电路。处理单元被配置成产生指示激励信号频率的一个或多个第一控制信号且产生指示一个或多个相移的一个或多个第二控制信号，其中所述激励信号频率和所述一个或多个相移构成参数值组合。至少一个RF信号生成器各自被配置成接收第一控制信号中的一个且产生由激励信号频率表征的第一RF激励信号。多个微波生成模块各自被配置成接收第二控制信号中的一个、接收第一RF激励信号且产生多个第二RF激励信号中的一个，其中第二RF激励信号中的每一个由相移(如果存在的话在第二控制信号的所接收的一个中被指示)和所接收的第一RF激励信号的激励信号频率表征。多个微波能量辐射器各自耦合到微波生成模块中的一个的输出端且被配置成接收第二RF激励信号中的一个，且作为响应将对应于第二RF激励信号中的所接收的一个的电磁能辐射到腔中。多个传输路径将多个微波生成模块电耦合到多个微波能量辐射器。一个或多个功率检测电路各自被配置成沿多个传输路径的传输路径进行反射RF功率测量，同时将第二RF激励信号提供到多个微波能量辐射器。处理单元另外被配置成基于反射RF功率测量确定反射功率指示，存储反射功率指示以产生对应于参数值组合的已存储反射功率指示，针对多个不同参数值组合多次重复提供第一和第二控制信号以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于不同参数值组合，基于多个已存储反射功率指示识别可接受的参数值组合，且将所述可接受的参数值组合存储在加热设备的存储器中。
本文中包含的各图中所示出的连接线打算表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意，许多替代或额外的功能关系或物理连接可存在于主题的实施例中。此外，本文中还可仅出于参考的目的使用特定术语，且因此所述特定术语并不希望具有限制性，且除非上下文清楚地指示，否则参考结构的术语“第一”、“第二”和其它此类数值术语并不暗示序列或次序。
如本文所使用，“节点”意味着任何内部或外部参考点、连接点、交汇处、信号线、传导元件或类似物，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。另外，两个或两个以上节点可由一个物理元件实现(且尽管在公共共同节点处接收或输出，但是仍然可对两个或两个以上信号进行多路复用、调制或以其它方式区分)。
以上描述指代元件或节点或特征“连接”或“耦合”在一起。如本文所使用，除非以其它方式明确地陈述，否则“连接”意味着一个元件直接接合到另一元件(或直接与另一元件通信)，且不一定以机械方式接合。同样，除非以其它方式明确地陈述，否则“耦合”意味着一个元件直接或间接接合到另一元件(或直接或间接与另一元件通信)，且不必以机械方式。因此，尽管图中示出的示意图描绘元件的一个示例性布置，但额外介入元件、装置、特征或组件可存在于所描绘的主题的实施例中。
尽管以上详细描述中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解存在大量变化。还应了解，本文中所描述的示例性实施例并不意欲希望以任何方式限制所主张的主题的范围、适用性或配置。实际上，以上详细描述将向本领域的技术人员提供用于实施所描述的一个或多个实施例的方便的指南。应理解，可在不脱离由权利要求书所限定的范围的情况下对元件的功能和布置作出各种改变，权利要求书所限定的范围包括在提交本专利申请案之时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims (8)

1.一种在包括被配置成包含负载的腔的固态加热设备中建立射频RF激励信号参数的方法，其特征在于，所述方法包括：
将多个所述RF激励信号参数设定成参数值组合，其中所述多个RF激励信号参数包括至少一个激励信号频率和至少一个相移；
由所述加热设备将多个RF激励信号提供到紧接于所述腔的多个微波能量辐射器，其中所述多个RF激励信号具有根据所述参数值组合限定的信号特性；
在提供所述多个RF激励信号的同时，由所述加热设备的至少一个功率检测电路测量反射RF功率；
基于所述测量的反射RF功率确定反射功率指示；
存储所述反射功率指示以产生对应于所述参数值组合的已存储反射功率指示；
针对多个不同参数值组合多次重复所述设定、提供、测量、确定和存储过程以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于不同RF信号参数值组合；
基于所述多个已存储反射功率指示识别可接受的RF信号参数值组合；以及
将所述可接受的RF信号参数值组合存储在所述加热设备的存储器中；
其中识别所述可接受的RF信号参数值组合包括：
将所述可接受的组合识别为对应于所述多个已存储反射功率指示中的指示最低反射功率或回波损耗或者下降到预定阈值以下的反射功率或回波损耗的任何一个的RF信号参数值组合；
所述加热设备包括各自被配置成产生N个RF激励信号中的一个的N个微波生成模块、各自通过N个传输线中的一个耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端的N个微波能量辐射器，以及多个功率检测电路，其中N是大于一的整数；
测量所述反射功率包括所述多个功率检测电路中的每一个测量沿所述N个传输线中的一个的反射功率，从而产生多个反射功率测量；且
确定所述反射功率指示包括通过对所述多个反射功率测量应用数学函数来确定所述反射功率指示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述反射功率指示包括确定选自以下各项的值：反射功率测量、多个反射功率测量的平均值、回波损耗测量，以及多个回波损耗测量的平均值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所有所述多个RF激励信号参数设定成默认值；且
所述重复过程包括：
选择所述多个RF激励信号参数中的一个，将针对所述一个RF激励信号参数检验多个参数值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重复设定成不同值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数中的未选择的那些设定成所述默认值，
确定所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个的对应于可接受的RF反射功率的可接受的值；
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重新设定成所述可接受的值，以及
重复所述选择、重复设定和重新设定过程，直到已经选择并检验了所有所述RF激励信号参数为止。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所有所述多个RF激励信号参数设定成默认值；且
所述重复过程包括：
选择所述多个RF激励信号参数中的一个，将针对所述一个RF激励信号参数检验多个参数值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重复设定成不同值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数中的未选择的那些设定成所述默认值，
将所述多个RF激励信号参数中的所述选择的一个重新设定成默认值，以及
重复所述选择、重复设定和重新设定过程，直到已经选择并检验了所有所述RF激励信号参数为止。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述设定过程的第一迭代之前，从可能的参数值组合识别多个参数值组合；以及
选择所述多个参数值组合中的一个，
且其中
针对所述设定过程的第一迭代，设定所述多个RF激励信号参数包括将所述多个RF激励信号参数设定成所述参数值组合中的所述选择的一个中所限定的值；且
所述重复过程包括：
将所述多个RF激励信号参数重复设定成所述多个参数值组合中的不同参数值组合中所限定的值且进行所述提供、测量、确定和存储过程，而将所述多个RF激励信号参数设定成所述多个参数值组合中的所述不同参数值组合中所限定的所述值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
还沿传输路径进行多个正向功率测量，
其中确定所述反射功率指示包括基于所述反射RF功率测量和所述正向功率测量确定所述反射功率指示。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定所述负载的特性，且
其中存储所述RF信号参数值组合包括将所述组合存储在使所述组合与所述负载的所述特性相关的表中。
8.一种包括被配置成包含负载的腔的固态加热系统，其特征在于，所述系统包括：
处理单元，其被配置成产生指示激励信号频率的一个或多个第一控制信号且产生指示一个或多个相移的一个或多个第二控制信号，其中所述激励信号频率和所述一个或多个相移构成参数值组合；
至少一个射频RF信号生成器，其各自被配置成接收所述第一控制信号中的一个且产生由所述激励信号频率表征的第一RF激励信号；
多个微波生成模块，其各自被配置成接收所述第二控制信号中的一个、接收所述第一RF激励信号且产生多个第二RF激励信号中的一个，其中所述第二RF激励信号中的每一个由相移以及所述接收的第一RF激励信号的所述激励信号频率表征，所述相移如果存在的话在所述第二控制信号中的所述接收的一个中被指示；
多个微波能量辐射器，其各自耦合到所述微波生成模块中的一个的输出端且被配置成接收所述第二RF激励信号中的一个，且作为响应将对应于所述第二RF激励信号中的所述接收的一个的电磁能辐射到所述腔中；
多个传输路径，其将所述多个微波生成模块电耦合到所述多个微波能量辐射器；以及
一个或多个功率检测电路，其各自被配置成沿所述多个传输路径的传输路径进行反射RF功率测量，同时将所述第二RF激励信号提供到所述多个微波能量辐射器，且
其中所述处理单元进一步被配置成：
基于所述反射RF功率测量确定反射功率指示，
存储所述反射功率指示以产生对应于所述参数值组合的已存储反射功率指示，
针对多个不同参数值组合多次重复提供所述第一和第二控制信号以产生多个已存储反射功率指示，其中所述多个已存储反射功率指示中的每一个对应于所述参数值的不同组合，
基于所述多个已存储反射功率指示识别可接受的参数值组合，以及
将所述可接受的参数值组合存储在加热设备的存储器中；
其中识别所述可接受的参数值组合包括：
将所述可接受的组合识别为对应于所述多个已存储反射功率指示中的指示最低反射功率或回波损耗或者下降到预定阈值以下的反射功率或回波损耗的任何一个的RF信号参数值组合；
所述系统包括：N个微波生成模块，其各自被配置成接收N个第一RF激励信号中的一个且产生N个第二RF激励信号中的一个；和N个微波能量辐射器，其各自耦合到所述N个微波生成模块中的一个的输出端，其中N是大于一的整数；
所述RF激励信号参数组合包括至少一个相移；且
所述多个微波生成模块通过在将所述N个第二RF激励信号提供到所述N个微波能量辐射器之前对所述N个第一RF激励信号应用所述相移而产生所述多个第二RF激励信号，所述相移如果存在的话在所述第二控制信号中被指示。
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