CN110495250B - 射频处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

在实施方式中，设备包括产生RF信号的射频(RF)发生器、第一和第二电极、以及在RF发生器和第一电极之间串联的阻抗匹配模块。RF发生器检测来自施加到电气地耦合在第一和第二电极之间的负载的RF信号的反射功率以改变负载的温度，RF信号被施加到负载直到反射功率达到特定值为止。

Description

射频处理设备和方法

相关联申请的交叉引用

本申请要求2016年8月9日提交的美国临时专利申请No.62/372,612的权益，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用包含于此。

背景技术

本文提供的背景描述是为了大致介绍本公开的背景的目的。除非在本文中另有指示，在该章节中描述的材料对于在本申请中的权利要求并不是现有技术，且并不通过包括在该章节中而被承认为现有技术或现有技术的建议。

可根据材料的类型、期望的最终产品、材料的数量、能量约束、临时控制约束、成本约束等使用不同的技术来处理材料。例如，对于生物材料且特别是食品材料，处理可包括使用RF能量使食品材料被加热。虽然冰冻的食品材料可放置在较高温度的区域中(例如从冷冻库到冷藏库)以随着时间被动地变热，但这样的过程可能需要太长的时间段，最终产品可能是不均匀的和/或最终产品具有其它不希望有的特性。

相反，可使用例如射频(RF)加热技术来主动加热冷冻的食品材料。示例性RF加热技术可包括在高频率，例如13.56兆赫兹(MHz)到40.68MHz的频率下加热食品材料。然而，使用这样的高频率可能由于高频辐射的低穿透深度而导致在加热中的均匀度的缺乏。可使用在27MHz下操作的大真空管系统来实现另一示例性RF加热技术。在这样的系统中，真空管可包括具有可从27MHz偏离且也可从联邦通信委员会(FCC)频率需求偏离的频率范围的自由运行振荡器。真空管一投入运行，真空管的性能特性(例如功率特性)就也倾向于降低，真空管寿命平均持续仅仅两年。这样的真空管系统也可在几千伏下操作，这引起对附近人员的安全关注，特别是因为这些系统在水或湿气可能存在于的环境中操作。在其它示例性RF加热技术中，直流(DC)到RF功率效率可能是50％或更小。

因此，处理人员安全关注、在最终产品的状态中的均匀度、功率效率、处理控制、紧凑系统尺寸、较低能量需求、系统鲁棒性、较低成本、系统可调整性和/或诸如此类中的一个或多个的处理技术可能是有益的。

发明内容

这个概述被提供来介绍下面在详细描述中进一步描述的以简化形式的一系列概念。这个概述并不意欲识别所主张的主题的关键特征，也不意欲用作在确定所主张的主题的范围时的帮助。

在一些实施方式中，系统包括多个射频(RF)发生器；多个阻抗匹配模块；多个电极板，多个阻抗匹配模块中的第一和第二阻抗匹配模块电气地耦合在多个RF发生器中的相应的第一和第二RF发生器与多个电极板中的相应的第一和第二电极板之间；以及包括接地电极的输送机。当在起始温度下的负载被放置在输送机上时，系统使用由多个RF发生器产生的RF信号来使负载在不同于起始温度的最终温度下，其中输送机将负载定位成在第一时间段期间电气地耦合到第一电极板，且第一阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联，以及其中输送机将负载定位成在第二时间段期间电气地耦合到第二电极板，且第二阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联。

在一些实施方式中，一种方法包括将负载定位成在第一时间段期间与第一电极板电气地耦合，其中第一阻抗匹配模块电气地耦合在第一电极板和第一射频(RF)发生器之间，以及其中第一阻抗匹配模块与在和负载相关联的起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联；在第一时间段的一部分期间将第一RF信号施加到负载，在第一时间段的该部分期间负载在第一温度范围内的温度下，第一RF信号包括由第一RF发生器产生的RF信号和由第一阻抗匹配模块匹配的阻抗；将负载定位成在第二时间段期间与第二电极板电气地耦合，其中第二阻抗匹配模块电气地耦合在第二电极板和第二RF发生器之间，以及其中第二阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联；以及在第二时间段的一部分期间将第二RF信号施加到负载，在第二时间段的该部分期间负载在第二温度范围内的温度下，第二RF信号包括由第二RF发生器产生的另一RF信号和由第二阻抗匹配模块匹配的阻抗。

在一些实施方式中，设备包括用于将负载定位成在第一时间段期间与第一电极板电气地耦合的构件，其中匹配阻抗的第一构件电气地耦合在第一电极板和第一射频(RF)发生器之间，以及其中匹配阻抗的第一构件与在和负载相关联的起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联；用于在第一时间段的一部分期间将第一RF信号施加到负载的构件，在第一时间段的该部分期间负载在第一温度范围内的温度下，第一RF信号包括由第一RF发生器产生的RF信号和由匹配阻抗的第一构件匹配的阻抗；用于将负载定位成在第二时间段期间与第二电极板电气地耦合的构件，其中匹配阻抗的第二构件电气地耦合在第二电极板和第二RF发生器之间，以及其中匹配阻抗的第二构件与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联；以及用于在第二时间段的一部分期间将第二RF信号施加到负载的构件，在第二时间段的该部分期间负载在第二温度范围内的温度下，第二RF信号包括由第二RF发生器产生的另一RF信号和由用于匹配阻抗的第二构件匹配的阻抗。

在一些实施方式中，装置包括与电感器并联的第一电容器；与第一电容器和电感器串联的变压器的初级绕组；以及与变压器的次级绕组串联的第二电容器，其中将射频(RF)输入信号施加到第一电容器且变压器的初级绕组输出RF输出信号，以及其中与装置相关联的阻抗匹配与和装置串联的负载相关联的阻抗。

在一些实施方式中，设备包括与电感器并联的第一电容器；与第一电容器和电感器串联的变压器的初级绕组；以及与变压器的次级绕组串联的第二电容器，其中初级和次级绕组包括扁平导电带，且变压器包括缠绕在管的外圆周表面周围的初级绕组和缠绕在管的内圆周表面周围的次级绕组。

在一些实施方式中，一种方法包括改变被包括在串联在射频(RF)发生器和负载之间的阻抗匹配模块中的第一和第二电容器中的一者或两者的电容，其中该改变根据第一反射功率电平而被发起，以及其中第一电容器与电感器并联，变压器的初级绕组与第一电容器和电感器串联，且第二电容器与变压器的次级绕组串联；以及基于从RF发生器接收的RF信号并根据在阻抗匹配模块中的第一和第二电容器的改变的电容来产生RF输出信号，其中在第一反射功率电平之后的时间的第二反射功率电平小于第一反射功率电平。

在一些实施方式中，设备包括控制模块；将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号的振荡器模块；耦合到振荡器模块的输出的功率放大器模块，功率放大器模块根据来自控制模块的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号；以及耦合到功率放大器模块的输出的定向耦合器模块，定向耦合器模块检测至少反射功率并向控制模块提供检测到的反射功率，其中控制模块基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为设备的可得到的所监测的输出。

在一些实施方式中，一种方法包括将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号；根据来自控制模块的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号；检测至少反射功率并向控制模块提供检测到的反射功率；以及基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为可得到的所监测的输出。

在一些实施方式中，设备包括用于将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号的构件；用于根据来自用于控制的构件的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号的构件；用于检测至少反射功率并向用于控制的构件提供检测到的反射功率的构件；以及用于基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为可得到的所监测的输出的构件。

在一些实施方式中，设备包括：产生RF信号的射频(RF)发生器；第一和第二电极；以及串联在RF发生器和第一电极之间的阻抗匹配模块，其中RF发生器检测来自施加到电气地耦合在第一和第二电极之间的负载的RF信号的反射功率以改变负载的温度，RF信号被施加到负载直到反射功率达到特定的值为止。

在一些实施方式中，一种方法包括将射频(RF)信号施加到负载；监测与包括直流(DC)源、阻抗匹配模块、射频(RF)发生器和负载的设备相关联的反射功率电平；以及基于反射功率电平来确定负载的温度。

附图说明

本公开的前述方面和很多伴随的优点将变得容易被认识到，因为通过参考当结合附图被理解时的下面的详细描述，这些方面和优点变得更好理解。

图1描绘根据一些实施方式的包含本公开的方面的示例性射频(RF)处理系统的框图；

图2描绘根据一些实施方式的RF发生器的例子的横截面视图；

图3描绘根据一些实施方式的RF发生器的例子的框图；

图4描绘根据一些实施方式的定向耦合器模块306的例子的电路图；

图5描绘根据一些实施方式的图1的系统的至少一部分的例子的框图；

图6描绘根据一些实施方式的RFPA模块的例子的电路图；

图7描绘根据一些实施方式的腔的例子的横截面视图；

图8A描绘根据一些实施方式的阻抗匹配模块的例子的电路图；

图8B描绘示出根据一些实施方式的与图8A的电路相关联的可变电感的等效电路的例子的电路图；

图9描绘根据一些实施方式的可用于实现图8A的电路的电子部件的例子的顶视图；

图10A-10B描绘根据一些实施方式的变压器的例子的额外视图；

图11描绘根据一些实施方式的可由图1的系统执行的示例性过程；

图12A描绘示出根据一些实施方式的感兴趣材料的温度相对于由图1的系统执行的示例性过程的时间段的曲线图；

图12B描绘示出根据一些实施方式的示例性冷冻曲线的曲线图；

图13描绘根据另外实施方式的包含本公开的方面的示例性RF处理系统的框图；

图14描绘根据一些实施方式的可由图13的系统执行来用热的方法处理感兴趣材料的过程；

图15描绘根据可替换实施方式的可由图13的系统执行来用热的方法处理感兴趣材料的过程；以及

图16描绘根据一些实施方式的可由图1和/或13的系统执行的端点检测技术的过程。

具体实施方式

描述了涉及射频(RF)处理的设备和方法的实施方式。在实施方式中，系统包括多个射频(RF)发生器；多个阻抗匹配模块；多个电极板，多个阻抗匹配模块中的第一和第二阻抗匹配模块电气地耦合在多个RF发生器中的相应的第一和第二RF发生器与多个电极板中的相应的第一和第二电极板之间；以及包括接地电极的输送机。当在起始温度下的负载被放置在输送机上时，系统使用由多个RF发生器产生的RF信号来使负载处于不同于起始温度的最终温度下，其中输送机将负载定位成在第一时间段期间电气地耦合到第一电极板，且第一阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联，以及其中输送机将负载定位成在第二时间段期间电气地耦合到第二电极板，且第二阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联。下面将更充分地描述本公开的这些和其它方面。

虽然本公开的概念容易接受各种修改和替代形式，但其特定实施方式作为例子在附图中示出且将在本文被详细描述。然而，应该理解，没有将本公开的概念限制到所公开的特定形式的意图，但相反，意图涵盖与本公开和所附权利要求一致的所有修改、等同物和可选方案。

在说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例性实施方式”等的引用指示所述的实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但每个实施方式可以或可以不一定包括那个特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指同一实施方式。此外，当结合实施方式描述特定的特征、结构或特性时，认为结合其它实施方式实现这样的特征、结构或特性在本领域中的技术人员的知识范围内，而不管是否被明确地描述。此外，应认识到，被包括在以“至少一个A、B和C”的形式的列表中的项目可以意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、(A和C)或(A、B和C)。类似地，以“A、B或C中的至少一个”的形式列出的项目可以意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、(A和C)或(A、B和C)。

在一些情况下可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现所公开的实施方式。所公开的实施方式也可被实现为由一个或多个临时或非临时机器可读(例如计算机可读)存储介质携带或存储在一个或多个临时或非临时机器可读(例如计算机可读)存储介质上的指令，其可由一个或多个处理器读取和执行。机器可读存储介质可被体现为用于以由机器可读的形式存储或传输信息的任何存储装置、机构或其它物理结构(例如易失性或非易失性存储器、媒体光盘或其它媒体装置)。

在附图中，可以以特定的布置和/或排序示出一些结构或方法特征。然而，应认识到，这样的特定布置和/或排序可以不是必需的。更确切地，在一些实施方式中，可以用与在示例性附图中所示的不同的方式和/或顺序布置这样的特征。此外，在特定附图中包括结构或方法特征并不意欲暗示这样的特征在所有实施方式中都是必需的，以及在一些实施方式中它可以不被包括或可与其它特征组合。

图1描绘根据一些实施方式的包含本公开的方面的示例性射频(RF)处理系统100的框图。如下面详细描述的，系统100可被配置成将感兴趣材料从起始温度均匀地加热到最终温度。在一些实施方式中，起始温度可包括感兴趣材料的商业贮藏温度。例如，商业贮藏温度(也被称为商业冷藏温度)可包括与在冷冻状态中的感兴趣材料相关联的温度，例如但不限于在-40摄氏度(℃)、-20℃、-10℃、小于-40℃和/或诸如此类。最终温度可包括低于0℃、-2℃、-3℃、-2℃±1℃、在-4至-2℃之间的温度、低于感兴趣材料经历从固体(例如冷冻的)到液体的相变时的温度、低于感兴趣材料的滴水损失可能发生时的温度、系统100可被配置成结束感兴趣材料的处理的高于起始温度的温度和/或诸如此类。系统100还可被称为加热系统、熔化系统、回火系统、介电加热系统和/或诸如此类。

系统100可包括直流(DC)电源102、RF发生器104、阻抗匹配模块106、步进电机108、腔110、开关112和开关114。DC电源102的输出可耦合到RF发生器104的输入，RF发生器104的输出可耦合到阻抗匹配模块106的输入，以及阻抗匹配模块106的输出可耦合到腔110的输入。步进电机108可耦合到RF发生器104和阻抗匹配模块106中的每个。开关112可布置在RF发生器104和腔110之间，以及开关114可布置在DC电源102和腔110之间。

DC电源102可包括系统100的电源。在一些实施方式中，DC电源102可以没有限制地在0到3000瓦(W)、0到5000W或诸如此类之间可操作。作为例子，DC电源102可被配置成在2000W处操作并向RF发生器104提供42伏(V)的DC输入信号。

RF发生器104可被配置成将从DC电源102接收的DC信号转换成具有特定频率的交流(AC)信号。RF发生器104也可被配置成提供将在下面详细描述的一个或多个控制功能，例如但不限于过热保护、电压驻波比(VSWR)折返保护、DC限流保护、端点检测以及正向和反射功率电平检测。在一些实施方式中，RF发生器104可包括使用固态晶体管(例如横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管)的风冷式高功率RF发生器；具有0到10千瓦(kW)的动态功率范围；大约13兆赫兹(HMz)到100MHz的频率范围；能够有至少在27.12MHz处的±0.005％的频率稳定性；至少-40dBc(相对于载波低至少40分贝)的谐波输出；以及大约20厘米(cm)x13.5cm x 40cm的尺寸。继续上面的例子，RF发生器104可在0到10kW之间的正向功率处操作；具有50欧姆(Ω)输出阻抗；以及在27.12MHz、27MHz、大约27MHz、在13到100MHz之间的频率下、在不是与腔110相关联的谐振频率的RF频率或诸如此类下输出AC信号。

也被称为阻抗匹配模块的阻抗匹配模块106可包括被配置成使与RF发生器104相关联的输出阻抗匹配(或几乎匹配)到与系统100的负载相关联的阻抗的部件。在一些实施方式中，负载可包括腔110和被包括在腔110中的要用热的方式处理的材料(也被称为感兴趣材料或负载)的组合。与负载相关联的阻抗可小于或否则不同于与RF发生器104相关联的输出阻抗。负载(例如感兴趣材料)的每个温度可与特定的阻抗值相关联。当负载温度改变时，如在感兴趣材料的处理(例如感兴趣材料的加热)期间的，与负载相关联的阻抗随着时间而改变。因此，在一些实施方式中，阻抗匹配模块106可以针对动态或可变阻抗匹配能力被配置成考虑在处理期间的负载阻抗的变化。可在腔110中的感兴趣材料的处理期间将与阻抗匹配模块106相关联的阻抗匹配值实时地、近实时地和/或连续地改变或调节一次或多次，如下面详细描述的。

步进电机108可被配置成从RF发生器104至少接收检测到的反射功率值的指示，并根据所指示的反射功率值来动态地控制阻抗匹配模块106的电容值。除了一个或多个步进电机以外，步进电机108还可没有限制地包括一个或多个控制器、电路、处理器或被配置成接收检测到的反射功率值的指示的其它逻辑，基于检测到的反射功率值的指示来确定对阻抗匹配模块106的电容值的适当变化(如果有的话)，以及引发对被包括在阻抗匹配模块106中的电容器的物理变化以影响电容变化。步进电机108可以可替换地包括能够机械地移动可变电容器以将电容改变特定的量(例如将可变电容器调谐到特定的电容值)的各种其它机构。

反射功率可包括在正向功率(由RF发生器104输出)和负载功率(实际上输送到负载的正向功率的部分)之间的差异。当阻抗匹配模块106提供在RF发生器104和负载之间的完美阻抗匹配时，反射功率电平可以是零。相反，当在由阻抗匹配模块106提供的阻抗匹配中存在失配时，反射功率电平可以大于零。通常，反射功率电平越大，阻抗失配的量就越大。

腔110可以没有限制地包括至少电极、接地电极和感兴趣材料在处理期间可位于的在电极和接地电极之间的区域。腔110也可被称为壳体、盒、隧道、负载腔、输送带、带或其它结构，其中感兴趣材料可被定位或安置于其中，且其允许感兴趣材料选择性地电气地耦合到系统100的其余部分。如下面详细描述的，腔110可被配置成处理感兴趣材料的多个尺寸。例如，感兴趣材料可具有大约5英寸、6英寸、9英寸、12英寸、小于5英寸、大约5-12.5英寸和/或诸如此类的高度。在一些实施方式中，腔110可包括门，感兴趣材料可从门插入或从腔110移除。

在一些实施方式中，开关112和114可包括被包括在系统100中的安全特征。当系统100处于“接通”状态且门处于关闭位置时，开关112和114可被配置在闭合位置且RF能量可相应地被提供到腔。相反，当被包括在腔110中的门打开时——当系统100在“接通”或“断开”状态中时——开关112和114可被配置成改变到断开位置，从而创建开路并中断或停止(潜在的)来自DC电源102的DC输出以及(潜在的)来自RF发生器104的RF输出的流动。开关112和114可因此用作双安全措施。可替换地，开关112或114之一可足以防止例如接近系统100的人员的不注意的辐射。

在一些实施方式中，与系统100相关联的Q(电抗与电阻分量的比)可包括高值，例如400。在由阻抗匹配模块106提供的阻抗匹配中损失的功率对于1250W RF信号可以是大约50W，其包括与阻抗匹配相关联的4％或小于5％的功率损耗。

在一些实施方式中，可在系统100中被处理的材料可以没有限制地包括下列项中的一个或多个：食品；生物材料；蛋白质；肉；家禽肉(例如鸡肉、火鸡肉、鹌鹑肉、鸭肉)；牛肉；猪肉；红肉；羔羊肉；山羊肉；兔肉；海产食品；在一个或多个袋子、塑料制品、硬纸板、金属容器和/或容器中装入的食品(例如在真空密封的袋子内部的生家禽肉、牛肉、猪肉或海味产品，且其又可被包装在硬纸板盒中)；牛肉的各种切片(例如牛里脊肉、肩肉、牛碎肉、颈肉、胸肉、腿肉、肋骨、颊肉、器官、胁肉、多筋牛肉、牛肉切骨)；猪肉的各种切片(例如屁股、肩肉、腰肉、肋骨、火腿、猪碎肉、颊肉、熏猪肉、猪肉切骨)；家禽肉的各种切片(例如细长条、胸肉、翅膀、腿、大腿、家禽肉切骨)；海产食品的全部或部分(例如鱼类、鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、鳕鱼、大比目鱼、黑线鳕、章鱼、贝类(壳打开或闭合)、螃蟹、龙虾、蛤蜊、贻贝、小龙虾、虾(有壳或无壳)；碳水化合物；水果；蔬菜；烘焙食品；糕点；乳制品；奶酪；黄油；牛奶；鸡蛋；果汁；肉汤；液体；汤；炖肉；谷物；作为上述项的一个或多个的组合的食品(例如比萨饼、千层面、咖喱饭菜)；非食品材料；塑料制品；聚合物；橡胶；金属；陶瓷；木材；土壤；粘合剂；具有在大约1到80的范围内的介电常数的材料(例如在-20℃下的冷冻蛋白质的介电常数可以是1.3，在-3℃下的冷冻蛋白质的介电常数可以是2或2.1，等等)；和/或诸如此类。可由系统100处理的材料的例子没有限制地包括40磅的冷冻肉块、整个冷冻金枪鱼等等。

在一些实施方式中，系统100可被配置成执行其它过程，例如但不限于杀菌、加热杀菌、固化、干燥、加热和/或诸如此类。例如，系统100可被配置成使谷物干燥，使黄油或奶酪块变软，控制烘焙食品的水分含量，或加热食物产品(例如方便饭食)。

图2描绘根据一些实施方式的RF发生器104的例子的横截面视图。RF发生器104可包括具有第一室202和第二室204的壳体200。第一室202和第二室204也可被称为第一和第二隔间。第一室202可包括被配置为RF发生器104的输入和输出的多个连接器或耦合器。在一些实施方式中，多个连接器/耦合器可没有限制地包括DC输入连接器206(以接收DC电源102的输出)、RF输出连接器208(以输出由RF发生器104产生的RF信号)、正向功率连接器210(以提供检测到的正向功率电平的指示作为输出)和反射功率连接器212(以提供检测到的反射功率电平的指示作为输出)。多个连接器可包括例如同轴连接器。

第一室202也可包括多个印刷电路板(PCB)220-228，其中多个PCB中的每个PCB可被配置成包括RF发生器104的特定电路(和/或硬件或固件)。在一些实施方式中，多个PCB可没有限制地包括控制PCB 220、定向耦合器PCB 222、RF功率放大器(RFPA)PCB 224、振荡器或驱动器PCB 226和电压调节器PCB 228。各种电路可位于彼此不同的PCB上，且多个PCB也可在第一室202内彼此间隔开用于电隔离。在高和低功率电路存在的情况下，可通过在单独的PCB上放置电路来避免在这样的电路当中有公共地平面。可替换地，多于一个电路可被包括在单个PCB中。例如，控制器、定向耦合器、RFPA、振荡器和电压调节器电路中的两个或更多个可设置在单个PCB上。多于或少于五个PCB可被包括在第一室202中。为了便于说明，在图2中没有示出在多个连接器和PCB之间的电连接。

在一些实施方式中，第一室202可包括气密或密封室，其足以保护RF发生器104的电子部件(例如PCB 220-228)免于碎屑、污垢、湿气和/或可能以其它方式进入并损坏这样的电子部件的其它污染物。

在一些实施方式中，PCB 220-228(例如PCB 220-228的底部)可以与散热器230物理接触以便于热耗散。散热器230可包括基底232(其可以任选地包括配管和/或其它热耗散结构)和多个散热片234。基底232可包括铜，且多个散热片234可包括铝。散热器230可部分地位于第一室202和第二室204的每一个中。例如，基底232的至少主表面可突出到第一室202的侧面内或与第一室202的侧面共面，以使得PCB 220-228可与基底232物理接触，且至少多个散热片234可位于第二室204内。散热器230可包括一个或多个散热器。

除了位于第二室204中的多个散热片234以外，第二室204还可包括一个或多个风扇，例如风扇236和238，以提供强制空气冷却。可替换地，如果在没有主动空气循环的情况下可以实现足够的热耗散，风扇236和238可以是可选的。在一些实施方式中，第二室204不需要是气密或密封的，且可在一侧或多侧处包括多个通风孔240(例如在与第二室204重合的壳体200的侧面中的切口)以便于热耗散。

图3描绘根据一些实施方式的RF发生器104的例子的框图。RF发生器104可没有限制地包括电压调节器模块300、振荡器模块302、RFPA模块304、定向耦合器模块306和控制模块314。在一些实施方式中，模块300、302、304、306、314可分别被包括在PCB 228、226、224、222、220中。

在一些实施方式中，由DC电源102输出的DC信号可包括电压调节器模块300的输入。电压调节器模块300可被配置成将所接收的DC信号减小到较低电压信号。例如，如果所接收的DC信号包括40V，则电压调节器模块300可将这样的信号减小到15V DC信号。在一些实施方式中，电压调节器模块300可包括薄膜电阻器电压调节器。电压调节器模块300的输出可被提供到振荡器模块302和控制模块314中的每个。

振荡器模块302可被配置成将减小或逐渐减小的DC信号转换成在特定RF频率下的AC信号。特定RF频率可以是“固定的”或根据被包括在振荡器模块302中的特定晶体而被设置。振荡器模块302还可被称为激发器、驱动器、RF激发器、RF振荡器、RF驱动器或诸如此类。由振荡器模块302输出的RF信号(RF信号303)可接着被提供到RFPA模块304。

可基于来自控制模块314的偏压信号322来驱动或控制RFPA模块304。在一些实施方式中，偏压信号322的范围可以在0到4V之间。偏压信号322也可被提供到振荡器模块302。RFPA模块304可被配置成根据所施加偏压的量(例如偏压信号322的值)以一个量放大所接收的RF信号的功率。由RFPA模块302提供的功率放大或增益的量可以是偏压信号322的值的函数。在一些实施方式中，RFPA模块302可包括被配置成将从振荡器模块302接收的RF信号的功率放大大约28分贝(dB)的增益的高增益晶体管，例如四个LDMOS晶体管。例如，从振荡器模块302接收的RF信号303可包括大约4到6W的信号。每个高增益晶体管可被配置成使用RF信号303的大约1到1.5W来输出大约300W。因此，高增益晶体管(和总体上RFPA模块304)可将大约4到6W共同放大到大约1250W、小于大约1250W、高于大约1250W、0到1250W的范围(取决于施加到RFPA模块304的偏压的量)和/或诸如此类。从RFPA模块304输出到定向耦合器模块306的RF信号305因此可包括具有期望功率放大的RF信号。

由定向耦合器模块306接收的RF信号305可包括RF发生器输出信号308(也被称为RF输出或RF out)，其可由定向耦合器模块305输出到阻抗匹配模块106。在一些实施方式中，定向耦合器模块306可被配置成检测系统100的正向和反射功率电平。与正向和反射功率中的每个相关联的RF电压电平或值可连续地、实时地或近实时地被检测、监测或测量。电压值越高，功率电平就越高。定向耦合器模块306可被考虑为至少用于这个功能的功率计或检测器。所监测的正向和反射功率电平、或所监测的正向和反射功率电平的指示可由定向耦合器模块306提供到控制模块314。例如，与被提供到控制模块314的所监测的正向和反射功率电平相关联的信号310、312可包括分别与检测到的实际正向和反射功率电平成比例的小电压信号。零到2.5V可代表例如0到大约90W。也可实现其它比例或转换因子。

图4描绘根据一些实施方式的定向耦合器模块306的例子的电路图。定向耦合器模块306可包括变压器类型的定向耦合器。如图4所示，来自RFPA模块304的RF信号(被标记为RF IN)可被提供到电路的两个分支——提供RF发生器输出信号308的第一分支和配置有两个变压器400、402以监测如上所述的正向和反射功率的第二分支。可变微调电容器404可被包括在电路中以提高定向耦合器模块306的准确度(方向性)。电容器404可被配置成具有在大约6到50微微法拉(pF)之间的电容。

在一些实施方式中，控制模块314可包括使用晶体管到晶体管逻辑而没有微处理器的模拟锁相环(PLL)逻辑电路。控制模块314可被配置成接收信号310和312并提供信号318和320作为相应的输出。至少信号320(反射功率电平指示器)例如可由步进电机108使用来动态地调节阻抗匹配模块106的阻抗。作为另一例子，信号318、320中的一者或两者可被提供到另一控制模块、处理器、计算装置和/或诸如此类以用于附加的功能。信号316可包括设定点输入信号以“接通”RF发生器104。信号316的范围可以在0到10V之间。

控制模块314可被配置成提供功率折返保护。在一些实施方式中，控制模块314可包括被配置成使用所接收的信号310和312连续地比较正向和反射功率电平的运算放大器500(如在图5中的示例框图中描绘的)。如果反射功率电平高于预定阈值(例如反射电平功率大于正向功率电平的15％，反射功率电平等于或大于某个电压)，则运算放大器500的输出端输出偏压信号322，其可以低于紧接着前面的值。在较低偏压施加到RFPA模块304的情况下，由RFPA模块304产生的下一RF信号305具有成比例地较低的功率。下一正向功率因此被“折返”或相对于当前的正向功率降低。正向功率的“折返”可能缓慢、逐渐或递增地实现，而不是关掉一个或多个模块和/或RF发生器104，其可总体有效地关掉/关闭系统100。根据偏压信号322随着时间改变的速率和/或量，折返可符合预定义的功率折返曲线的形状。

在一些实施方式中，被包括在控制模块314中的电位计502(见图5)可用于定义预定阈值，在该预定阈值处，可以触发折返。例如，对于当发射功率达到3V时的预定阈值，可设置电位计502。

由控制模块314提供的功率折返保护可包括软功率折返保护，其中施加到RPFA模块304的偏压可响应于给定折返触发条件而减小一次或多次，但所施加的偏压可以不减小到零或没有偏压。与RF信号305/308相关联的功率可以仅折返到安全电平而不是关掉/关闭所有处理，这可能是具有硬功率折返的情况。例如，与RF信号305/308相关联的功率(例如正向功率)在第一时间点可以是1250W，然后反射功率增加到预定阈值被满足时的电平。作为响应，控制模块314可开始将到RFPA模块304的偏压信号322减小一次或多次，直到反射功率电平不再满足预定阈值为止(例如通过下降到预定阈值之下)。在这样的时间，与RF信号305/308相关联的功率可以在900W处，作为例子。

在控制模块314中实现的该反馈控制环路可以被考虑为安全特征，其使被包括在RF发生器104中的晶体管(和可能其它部件)的保护成为可能。例如，当反射功率电平接近正向功率电平的大约10到15％时，在晶体管中的功率耗散的量可相对于当反射功率电平低时加倍。使晶体管(例如被包括在RFPA模块304中的LDMOS晶体管)受到太高的功率耗散可导致晶体管损坏、故障、火灾、对附近部件的损坏或故障和/或诸如此类。在RFPA模块304可输出大于1250W(例如2千瓦(kW))的RF信号的实施方式中，功率折返保护可以是对保护部件甚至是更相关的。注意，甚至在正向功率“折返”的情况下，系统100也继续处理感兴趣材料，尽管在比以前低的功率电平处。由于偏压信号322的连续监测和调节，可实现被输出到阻抗匹配模块106的RF信号308的动态控制。

在一些实施方式中，控制模块314可被配置成包括基于温度的保护特征。当被包括在RF发生器104中的热敏电阻器(或温度传感器)检测到例如散热器230的与RF发生器104相关联的某个温度时，热敏电阻器可被配置成改变它的值或状态。热敏电阻器值或状态的这种变化触发控制模块314以将温度信号324传送到RFPA模块304并将偏压信号322减小到0V，从而关掉RFPA模块304。当散热器230变得太热，风扇236、238中的一者或两者可能是不运行的或被阻塞或某个其它内部热积累达到太高的水平时，热敏电阻器可能经历值或状态变化。在一些实施方式中，热敏电阻器可包括便宜的部件，其可安装到与RF发生器104的晶体管相关联的螺钉之一且被配置成当温度增加时在电压方面降低，直到当电压达到预设值(例如1.9V)时，热敏电阻器记录状态变化为止。

虽然未在图3中示出，进出模块300、302、304、306、314中的一个或多个的各种电连接可包括屏蔽连接(例如使用同轴电缆被屏蔽)，且其可以单独地被接地。例如，电连接(其中偏压信号322、信号310、信号312、信号316、信号303、信号305、信号318和/或信号320可分别被传输)可包括具有单独接地的屏蔽连接。虽然模块300、302、304、306、314可包括电路，但模块300、302、304、306和/或314的一个或多个功能可以可替换地使用固件、软件、其它硬件和/或其组合来实现。

图6描绘根据一些实施方式的RFPA模块304的例子的电路图。根据周围环境空气温度，示例电路图可对应于在27.12MHz和1250W或高达1400W的最大RF功率下操作的系统100。如图6所示，电路可包括将在下面描述的在输入侧(电路的左侧)处的第一分支600和第二分支630，这两个分支在输出侧(电路的右侧)处组合在一起。第一分支600和第二分支630可以是彼此相同的。在两分支配置的情况下，可以在提供基频的偶次谐波的自动衰减、抵消或消除的推-拉配置中实现被包括在其中的LDMOS晶体管(晶体管606、608、636、638)。因此，没有或非常低的二次、四次、六次和更高次谐波可能存在。

图6所示的电路可包括多个级或部分。关于第一分支600，从左到右可包括输入级、输入变压器级、LDMOS晶体管级、输出变压器级、信号组合器级612和输出级。类似地，第二分支620从左到右可包括输入级、输入变压器级、LDMOS晶体管级、输出变压器级、信号组合器级612和输出级。信号组合器和输出级在第一分支600和第二分支630中被共享。

在一些实施方式中，从振荡器模块302输出的RF信号303可包括两个相同地分离的RF信号602和632。由振荡器模块302产生的单个RF信号刚好在被输出到RFPA模块304之前可使用被包括在振荡器模块302中的分离器来分离成两个相同的RF信号。分离的RF信号602、632中的每个可具有单个RF信号的功率的一半。作为例子，分离的RF信号602、632中的每个可具有3W的功率。分离的RF信号602、632可被产生以分别用作对第一分支600和第二分支630的驱动或输入信号。可替换地，来自振荡器模块302的RF信号303可包括单个信号，其在RFPA模块304中被接收到时可以被分离。

分离的RF信号602的接收可发生在第一分支600的输入级中。接着，被包括在输入变压器级中的输入变压器604(具有相关联电路)可被配置成处理适合于是LDMOS晶体管级的输入的分离的RF信号602。输入变压器604可被配置成将分离的RF信号602进一步分离成一对信号，每个信号具有1.5W的功率。输入变压器604可包括低功率变压器。输入变压器604可包括各种类型的变压器，包括具有铁氧体环状磁芯的管变压器。

信号可接着包括对被包括在第一分支600的LDMOS晶体管级中的一对LDMOS晶体管606、608的输入。LDMOS晶体管606、608(具有相关联电路)中的每个可被配置成提供功率以将输入信号放大大约30dB的数量级(例如将1.5W RF信号转换成高达300W RF信号)。LDMOS晶体管606、608可包括与真空管比较的廉价的、可靠的、耐用的、长使用寿命的和诸如此类的电子部件。LDMOS晶体管606、608的输出(现在是高功率RF信号)可以之后是对被包括在输出变压器级中的输出变压器610的输入。LDMOS晶体管606、608的漏极可电气地耦合到输出变压器610的初级绕组。在一些实施方式中，输出变压器610可包括具有铁粉环状磁芯的管变压器或基于非铁氧体的变压器。为了避免在存在高功率信号的情况下的铁氧体材料的降级，可以针对输出变压器610实现基于非铁氧体的变压器。在输出变压器610的次级绕组处的RF信号是对信号组合器级612的输入。

第二分支630可使用包括输出变压器634、LDMOS晶体管636、638和输出变压器640的级来类似地处理分离的RF信号632，如上面分别针对输出变压器604、LDMOS晶体管606、608和输出变压器610讨论的。

在一些实施方式中，信号组合器级612可被配置成将两个输入组合成单个输出。输出变压器610的次级绕组可电气地耦合到具有10pF的电容的(并联)电容器C23，电容器C23又可电气地耦合到具有0.3μH的电感的电感器L8，电感器L8又可电气地耦合到具有51pF的电容的另一(并联)电容器C25。电容器C23、电感器L8和电容器C25可包括信号组合器级612的一个输入分支。输出变压器640的次级绕组可电气地耦合到具有10pF的电容的(并联)电容器C24，电容器C24又可电气地耦合到具有0.3μH的电感的电感器L9，电感器L9又可电气地耦合到具有51pF的电容的另一(并联)电容器C26。电容器C24、电感器L9和电容器C26可包括信号组合器级612的另一输入分支。具有120pF的电容的(并联)电容器C27可以是这两个输入分支共有的，并包括信号组合器级612的输出分支。

图6所示的信号组合器配置可包括非常规Wilkinson组合器配置。在常规Wilkinson组合器中，与两个输入分支中的每个相关联的阻抗是与输出分支相关联的阻抗的一半。使25欧姆(Ω)的两个输入阻抗与单个50Ω输出阻抗匹配所需的电抗对于每个部件是70Ω。在图6中，输入阻抗不是25Ω，从常规Wilkinson组合器偏移。替代地，在图6中，与电感器L8相关联的电抗可以是50Ω(+j50)，与电容器C23加上电容器C25相关联的电抗可以是100Ω(-j100)，以及与电感器L8(在0.3μH处)和电容器C24加上电容器C26相关联的电抗可以是100Ω(-j100)。在图6中，电感器L5和L6可包括RF扼流器，且每个电感器可以是0.2μH，以及电感器L1-L4可以是0.1μH。

至少被包括在信号组合器级612中的部件的参数值可以被选择以便于信号波形成形和/或E类操作/生成。在LDMOS晶体管606、608、638、640的漏极处的电压波形形状可具有正方形(或大致正方形)波形形状。E类操作指最高类的功率效率操作。RF信号305可包括在DC到RF转换中具有75％至80％的功率效率、具有大于50％的DC到RF转换效率或诸如此类的信号。

图7描绘根据一些实施方式的腔110的例子的横截面视图。腔110可以没有限制地包括壳体700、第一电极板702、第二电极板704和RF信号管道或电缆706。壳体700可包括开口，RF信号管道或电缆706可穿过该开口。RF信号管道或电缆706的一端可电气地耦合到阻抗匹配模块106的输出。RF信号管道或电缆706的相对端可电气地耦合到第一电极板702。由RF发生器104产生的RF信号(例如27.12MHz，1250W信号)可通过RF信号管道或电缆706传输到位于第一电极板702和第二电极板704之间的感兴趣材料708。

也被称为电极或顶部电极的第一电极板702可以固定地位于壳体700的顶部和底部之间的特定位置处。距离或高度710可将壳体700的顶部从第一电极板702分离，以及距离或高度716可将第一电极板702从壳体700的底部分离。也被称为电极、底部电极或接地电极的第二电极板704可包括壳体700的底部(或底部的至少一部分)。第二电极板704可包括腔110的接地平面。可替换地，第二电极板704可包括位于壳体700的底部之上并接地到壳体700的接地平面的电极板。

壳体700、第一电极板702和第二电极板704中的每个可包括导电材料、金属、金属合金、不锈钢、铝和/或诸如此类。RF信号管道或电缆706可包括同轴电缆。

在一些实施方式中，第一电极板702和第二电极板704中的每个的长度和宽度可与感兴趣材料708的长度和宽度相同或大致相同。可替换地，第一电极板702和/或第二电极板704的长度和/或宽度可与感兴趣材料708的长度和/或宽度不同(例如更大)。至少第一电极板702的长度和宽度可小于壳体700的内部长度和宽度，以使得第一电极板702不物理地接触壳体700的侧面。例如，半英寸的间隙可存在于在壳体700的所有侧面上的第一电极板702之间。

当感兴趣材料708放置在壳体700内部时，感兴趣材料708可以或可以不与第一电极板702和第二电极板704中的一者或两者物理接触。在一些实施方式中，在第一电极板702和感兴趣材料708的顶部之间的距离或间隙712可以是大约0.5到1英寸或更小，以及在感兴趣材料708的底部和第二电极板704之间的距离或间隙714可以是大约0.5英寸或更小。在一些实施方式中，感兴趣材料708可具有大约5英寸的高度，以及因此，在第一电极板702和第二电极板704之间的距离716可以是大约6英寸。于是，相应的壳体700尺寸可以为大约560毫米(mm)x 430mm x 610mm。可替换地，距离716可以小于或大于6英寸，如下面详细讨论的。距离710(也被称为间隙)可被选择为在感兴趣材料的尺寸和介电常数的变化的情况下减小总负载阻抗的变化。距离710可产生淹没电容器以淹没电容722的变化。这是由于电容720(C1)比电容722(C2)大得多。总电容的增加减小负载Q(其中Q＝电抗/电阻)。降低负载阻抗的电抗且因而降低Q便于调谐匹配阻抗。距离710可以是0.5到2英寸或更小。

电容720(也被称为电容C1)可由壳体700的顶部和第一电极板702(例如一对电极)、在它们之间的距离710和在电极对之间的材料(例如空气)的介电特性限定。因为电容与在电极之间的距离成反比，随着距离710减小，电容710的值更高。在一些实施方式中，距离710越小，在系统100中的其它参数、尺寸或诸如此类中的一个或多个的设计灵活性就越大。电容722(也被称为电容C2)可由第一电极板702和第二电极板704(例如电极对)、在它们之间的距离716和在电极对之间的材料(例如空气和感兴趣材料708(例如肉、冰和盐)的组合)的介电特性限定。电容720与电容722并联地布置。

图8A描绘根据一些实施方式的阻抗匹配模块106的例子的电路图。也被称为LL匹配电路的阻抗匹配电路800可被配置成包括电容器804(也被称为C1)、电感器806(也被称为L1)、变压器808(也被称为T1)和电容器810(也被称为C2)。由RF发生器104输出的RF信号308可包括对在电容器804处的电路800的输入。在变压器808的次级绕组处由电路800输出的RF信号802可以是对腔110的RF信号管道或电缆706(例如对负载)的输入。

在一些实施方式中，电容器804和电感器806可布置成彼此并联，且这样的并联布置又可与变压器808的初级绕组串联，初级绕组可形成可总体上被称为初级电路的东西。电容器810和变压器808的次级绕组可形成另一串联电路，其也可被称为次级电路。当电容器804的电容改变时，与初级电路相关联的总电抗改变。由于在变压器808的次级和初级绕组之间的耦合，在次级电路中的这样的变化引起与超级电路相关联的电感的变化。变压器808的次级绕组可被考虑以改变或控制与变压器808的初级绕组相关联的电感。初级电路和特别是变压器808的初级绕组可因此被考虑为具有可变电感能力。

电容器804(C1)和电容器810(C2)对应于与腔110相关联的电容720(C1)和电容722(C2)的相应复阻抗。在一些实施方式中，因为电容722(C2)与感兴趣材料708相关联且感兴趣材料708是经历热变化的物品，当感兴趣材料708经历热变化时，电容722(C2)在处理时间的过程中改变。当电容722(C2)随着时间而改变时，它的相关联阻抗也改变。为了使阻抗匹配模块106维持在RF发生器104和腔110之间的阻抗匹配，当与腔110相关联的阻抗由于与感兴趣材料708相关联的至少阻抗变化而在处理的过程中改变时，在阻抗匹配模块106中的电容器810(C2)和/或电容器804(C1)的电容值可相应地选择性地和/或动态地被调节。电容器804、810也可被称为可变值电容器或可变电容值电容器。

例如，当感兴趣材料708包括在高度上大约5英寸的蛋白质时，在腔110的第一电极板702和第二电极板704之间的距离716是大约6英寸，且感兴趣材料708将从大约-20℃的起始温度被加热到-3℃±1℃的最终温度，电容器804的范围可以在16到107pF、16到250pF之间或诸如此类；电容器810的范围可以在16到40pF、16到80pF之间或诸如此类；以及电感器806可以是大约74纳亨(nH)。

下面提供对于电容器804、810的最小和最大电容值的不同组合总体上与电路800相关联的阻抗值(也被称为匹配阻抗值)。

如可以看到的，匹配阻抗的实分量的范围在2到5Ω之间，以及匹配阻抗的电抗分量的范围在–j50到–j77之间。在匹配阻抗中的这样的范围提供足够的裕度来涵盖在整个过程中的负载阻抗的可能值(例如总体上与腔110相关联的阻抗)。在一些实施方式中，基于电容器804、810的范围而可能的大约匹配阻抗范围的中心可被选择为与负载阻抗值相同，且匹配阻抗范围的其余部分可被选择为提供误差的裕度。例如，与在-3℃下的瘦牛肉相关联的负载阻抗可以是3Ω-j60，其完全在实分量中的2到5Ω的匹配阻抗范围内(且接近匹配阻抗范围的中心)和在电抗分量中的–j50到–j77内。

图8B描绘示出根据一些实施方式的上面讨论的可变电感的等效电路的例子的电路图。对于与在紧邻的上文中讨论的相同的处理参数，也被称为LL等效电路的电路可包括与范围在54到74nH之间的电感器822串联的范围在0.28到0.44微亨(μH)之间的电感器820。

图9描绘根据一些实施方式的可用于实现电路800的电子部件的例子的顶视图。电容器804、810可包括多板或多个板型电容器，其中一个或多个板可机械地移动到一个或多个位置以改变电容。电感器806可包括带状电感器。在一些实施方式中，电感器806可包括镀银铜的扁平带。可基于镀银铜的扁平带的尺寸、特别是长度来设置电感器806的电感值。例如，可使用具有0.06英寸x0.375英寸x6.0英寸的尺寸的镀银铜的扁平带来实现74nH的电感。可替换地，电感器806可包括其它类型的金属、合金或导电材料。

变压器808可包括空气核心类型的变压器。变压器808也可被称为扁平绕组可变电感变压器。图10A-10B描绘根据一些实施方式的变压器808的例子的额外视图。如在图10A的横截面视图中所示的，变压器808可包括管1000、初级线圈1002和次级线圈1004。

管1000可包括具有特定的外径和内径及长度的中空圆柱体。在一些实施方式中，管1000可包括非磁性、非导电和/或绝缘材料，例如但不限于聚四氟乙烯或其它材料。管1000的直径和形状提供0.76的耦合系数。也就是说，在次级绕组中感应的电压可以是在初级绕组中的电压的0.76倍。管1000也可被称为中空圆柱形形式或聚四氟乙烯管。初级线圈1002可包括缠绕或包裹在管1000的外表面周围的扁平导电带，其包括镀银铜。次级线圈1004也可包括缠绕或包裹在管1000的内表面周围的镀银铜(与初级线圈1002类似的材料)的扁平导电带。初级线圈1002和次级线圈1004中的每个可螺旋地包裹在管1000周围，使得它沿着管1000的整个长度延伸。如图10B所示，初级线圈1002和次级线圈1004中的每个的一端可位于管1000的一端处，而初级线圈1002和次级线圈1004中的每个的另一端可位于管1000的相对端处。

在一些实施方式中，管1000可具有大约1.25英寸的内径、大约1.5英寸的外径和2.2英寸的长度。初级线圈1002可以是0.06英寸厚、0.375英寸宽和15.5英寸长。当包裹在管1000周围时，初级线圈1002的包裹直径可类似于管1000的外径。次级线圈1004可以是0.06英寸厚、0.375英寸宽和15.5英寸长。当包裹在管1000周围时，次级线圈1004的包裹直径可类似于管1000的内径。

初级线圈1002和次级线圈1004也可被称为绕组、扁平带、细带、扁平绕组或诸如此类。在可替换的实施方式中，初级线圈1002和次级线圈1004可包括除了镀银铜以外的导电材料、金属、合金或诸如此类。

初级线圈1002和次级线圈1004可分别包括变压器808的初级和次级绕组。在一些实施方式中，在管1000的外部周围的初级线圈1002的匝或绕组的数量可以是三匝，而在管1000的内部周围的次级线圈1004的匝或绕组的数量可以是四匝。虽然初级线圈1002和次级线圈1004的长度可与彼此相同，但在内圆周周围的匝的数量大于在外圆周周围的匝的数量，因为管1000的内圆周具有比管1000的外圆周小的直径。与初级线圈1002和次级线圈1004中的每个相关联的电感可以彼此相同。例如，与初级线圈1002和次级线圈1004中的每个相关联的电感可以是大约0.26-0.28μH。

在可替换的实施方式中，变压器808可被配置成包括相对于上面讨论的匝的数量的初级线圈1002和次级线圈1004中的每个的额外匝或绕组(对于初级线圈1002是总共四匝而对于次级线圈1004是五匝)。管1000可具有下面的尺寸：1.2英寸的内径、1.55英寸的外径和3英寸的长度。这样的配置可将与初级线圈1002和次级线圈1004中的每个相关联的电感从与上面讨论的变压器配置相关联的电感增加大约50nH(例如到现在大约0.31μH)。该变压器可以大于上面讨论的变压器808的版本，并且可便于提供配置有在大约4.5英寸到高达12.5英寸的范围内的电极距离716的腔110的阻抗匹配。对于这个配置，电容器810(C2)的电容值也可相对于上面讨论的值减小。例如，电容器810(C2)可具有大约16-80pF的电容范围。阻抗匹配模块106还可包括配置成将电容器804、810的板/翅片移动在一起的1:1齿轮滑轮机构。齿轮滑轮机构可由单个步进电机启动。

图11描绘根据一些实施方式的可由系统100执行来用热的方法处理感兴趣材料708到最终温度的示例过程1100。在块1102，RF发生器104可被配置成接收由DC电源102产生的DC信号。使用所接收的DC信号且根据由控制模块314施加到RFPA模块304的偏压电平，RF发生器104可被配置成在块1104根据所施加偏压来产生RF输出信号(例如RF输出信号308)。

同时在块1106，被包括在RF发生器104中的定向耦合器模块306可被配置成监测或检测系统100的正向和反射功率电平。在一些实施方式中可连续执行块1106。可替换地，块1106可周期性地、随机地、在预定时间和/或在某个其它时间基础上被执行。所监测的正向和反射功率电平(例如信号310、312)可被提供到控制模块314，且控制模块314继而可提供输出信号318和320。信号318、320也可被称为可用来由其它部件使用的所监测的输出。在一些实施方式中，步进电机108可至少耦合到与信号320(所监测的反射功率电平指示信号)相关联的连接器。由此，在块1130，在块1106监测的反射功率电平可在块1130由步进电机108接收。

返回到块1106，在知道当前正向和反射功率电平的情况下，被包括在RF发生器104中的控制模块314可被配置成在块1108确定反射功率电平是否超过阈值。如果阈值未被超过(例如反射功率电平在可接受的限制内)(块1108的“否”分支)，则到RFPA模块304的偏压信号322的电流偏压电平可在块1110被维持和不改变。过程1100可接着返回到块1104。

否则，阈值被超过(块1108的“是”分支)，且偏压信号322的偏压电平可在块1112由控制模块314减小。在一些实施方式中，偏压电平的减小可以是预设量、与反射功率电平的过大电平的量成比例的量、根据预定折返曲线的量和/或诸如此类。过程1100可接着返回到块1104。

当在块1130接收到所监测的反射功率电平时，被包括在步进电机108中的控制芯片、控制逻辑、控制器或诸如此类可被配置成在块1132确定所监测的反射功率电平是否超过预定阈值。如果阈值未被超过(块1132的“否”分支)，则过程1100可返回到块1132以继续在块1130接收的所监测的反射功率电平的连续流中的太高的反射功率电平的检测。如果阈值被超过(块1132的“是”分支)，则过程1100可继续进行到块1134，其中可开始改变电容器804、810中的一者或两者的电容值。

在一些实施方式中，当在与阻抗匹配模块106相关联的匹配阻抗值和与腔110及在其中包含的感兴趣材料708相关联的负载阻抗值之间的失配的量增加时，反射功率电平可增加。当匹配和负载阻抗完美地匹配时，反射功率电平可以在零处。因此，反射功率电平可用于确定阻抗失配的存在、阻抗失配的程度和/或用作触发器以调谐(或重新调谐)在阻抗匹配模块106中的电容器804、810中的一者或两者。作为例子，反射功率电平可被认为太高时的阈值可以在2.0V处。大于2.0V的反射功率电平可引起步进电机的启动。与块1132相关联的阈值可以比与在块1108的折返保护相关联的阈值小至少0.5V的量。折返可被保证时的反射功率电平倾向于明显高于指示足以触发匹配阻抗的变化的阻抗失配的反射功率的电平。

在块1134，被包括在步进电机108中的控制芯片、控制逻辑、控制器或诸如此类可被配置成通过产生适当的调节信号并将调节信号提供到被配置成机械地移动/调节电容器804、810中的一者或两者的板的机构来启动步进电机。

在阻抗匹配模块106处，当没有调节信号可能存在(块1136的“否”分支)时，则电容值保持不变且过程1100可继续进行到块1114。相反，当调节信号由步进电机108产生(块1136的“是”分支)时，则电容器804、810中的一者或两者可经历机械运动或配置中的变化以在块1138根据调节信号来改变/调节/调谐电容。在一些实施方式中，电容器804、810可最初被配置为在它的相应电容范围内的最高值处。当处理开始时，步进电机108可被配置成将电容器804、810机械地移动或调节预设增量或“逐渐”减小与电极相关联的面积，以使得相关联电容值减小。步进电机108可具有例如一百个步幅或递增的运动/调节能力，其可对应于与电容器804、810相关联的全电容范围(例如16到107pF)。调节信号可引导步进电机以移动一个步幅或增量，其可对应于电容的小变化，例如大约3到5pF。在电容现在改变了大约3到5pF的情况下，响应于这样的变化的反射功率电平可在块1132中被检测到(在下一轮反射功率电平检测中)。在一些实施方式中，步进电机108可包括多于一个步进电机和/或具有独立于彼此而调节电容器804、810的能力。

如果反射功率电平仍然超过阈值(块1132的“是”分支)，则另一调节信号可在块1134中产生以将电容器804、810机械地调节一个步幅或增量，且电容值再次改变大约3到5pF。这个循环可在必要时重复，直到反射功率电平低于阈值为止。如果反射功率电平再一次超过阈值，则对电容的单步增量调节可再一次出现。在用热的方法处理感兴趣材料708到最终温度的过程中，电容器804和/或810可贯穿它们的全电容范围从它们的最高电容值移动到最低电容值。

在一些实施方式中，可响应于调节信号来调节电容器804、810中的一者或两者，电容器804、810的调节可响应于连续的调节信号而交替，或诸如此类。例如，电容器804和810可以按照步进电机启动来都移动或被调节。

可替换地，块1132可包括相对于紧接着在前面的检测到的反射功率电平或某个数量的以前检测到的反射功率电平来检测反射功率电平的增加。类似于上面的讨论，如果增加被检测到，则过程1100可继续进行到块1134以引起在阻抗匹配模块106中的电容的逐渐增加。

在电容被调谐(或更紧密地被调谐)以提供匹配阻抗的情况下，在块1104中由RF发生器104产生的RF信号308可在块1114中由阻抗匹配模块106接收。接着在块1116，所接收的RF信号308可传播通过阻抗匹配模块106(包括可在块1138中被调谐的任何电容器)的当前配置或由该当前配置处理。由阻抗匹配模块106产生的因而得到的RF信号802可在块1118被提供到腔110。

当在块1120由腔110接收到RF信号802时，腔可被配置成在块1122将所接收的RF信号802施加到感兴趣材料708。

因为系统100可被配置成连续地监测正向和反射功率电平(在块1106)，所以可考虑在给定时间点将RF信号施加到感兴趣材料可导致产生下一反射功率，这可在块1106中被检测到。这个反馈循环可由从块1122到块1106的虚线表示。

在一些实施方式中，在感兴趣材料708的这样的连续处理结束时，在感兴趣材料的整个体积中的温度均匀度可以在±1.4℃内、在1℃内、小于1.5℃内或诸如此类。这样的温度均匀度也可在处理的过程期间存在于感兴趣材料708中。

图12A描绘示出根据一些实施方式的感兴趣材料708的温度相对于由系统100执行的示例过程的时间段的曲线图1200。线1202示出当RF能量在整个40分钟时间段中连续地施加到感兴趣材料708时感兴趣材料708的从在起始时间的-20℃的起始温度到在大约35到40分钟时的-4℃的最终温度的温度。注意，与将感兴趣材料708的温度从-10℃升高到-4℃(温度范围的后一部分)相关联的时间大于与升高在过程的初始部分中的温度相关联的时间。

用于从小于-20℃(例如-40℃)到-3℃±1℃处理感兴趣材料的时间段可以是大约40到50分钟或小于一小时。因为温度变化在低于大约-10℃的温度下是快速的，小于-20℃的起始温度不比在-20℃的起始温度对总处理时间增加很多。

图12B描绘根据一些实施方式的示出示例曲线1212和1214的曲线图1210。曲线1212可与空气相关联，而曲线1214可与各种材料相关联。虽然曲线1212和1214可与冷冻材料或空气相关联，但在均匀的热通量存在的情况下的材料(例如材料被加热)可展示类似的温度变化分布，除了相反作为时间的函数以外。如由曲线1214的区段1216所示的，材料当从大约-20°F加热到大约27°F时可展示作为时间的函数的温度的几乎线性的变化。材料也可展示时间段，在该时间段期间它们可以不改变温度，即使能量被施加或提取，如在曲线1214的水平(或几乎水平的)区段1218中所示的。这个区段可被称为潜伏区。区段1218中的温度变化的缺乏可与经历从液体到固体的相变(例如在材料中的水转变为冰)的材料相关联。

图13描绘根据另外实施方式的包含本公开的方面的示例性RF处理系统1300的框图。系统100可包括静止RF处理系统，因为感兴趣材料(例如负载)在所施加的过程期间不在系统100内移动，而系统1300可包括RF处理系统，其中感兴趣材料在该过程期间在系统1300内的一个或多个区域处移动和/或重新定位，如下面详细描述的。

在一些实施方式中，系统1300可没有限制地包括隧道1302、输送机1304、接地电极板1306、进料门1308、出料门1310、多个处理单元1312、主控制模块1350、计算装置1352和计算装置1356。在图13中在横截面视图中示出隧道1302和包括多个处理单元1312的隔间/室。

与进料门1308和出料门1310组合的隧道1302可包括外壳，其中感兴趣材料708可以用热的方法被处理。隧道1302可具有各种形状，例如但不限于正方形管、矩形管或诸如此类。隧道1302也可被称为腔、壳体、外壳或诸如此类。隧道1302可类似于系统1300的腔110。

隧道1302的底部可包括输送机1304，其至少沿着隧道1302的长度延伸或沿着隧道1302的长度延伸且也在隧道1302的一端或两端上比隧道1302出来得更远。输送机1304可包括带、辊或其它运输机构以使放置在其上的物品(例如感兴趣材料708)在方向1305上移动或被运输。在方向1305上的移动可以是连续的、间歇的、以恒定速度、以可变速度、被编索引、按命令和/或诸如此类。布置在输送机1304之上的可以是接地电极板1306。接地电极板1306可包括电气地接地的导电材料。接地电极板1306也可被称为接地板、接地电极或诸如此类。隧道1302可包括在一个开口/端部处的进料门1308和在相对的开口/端部处的出料门1310。进料门1308可包括门或开口，感兴趣材料708可穿过该门或开口进入隧道1302。出料门1310可包括门或开口，感兴趣材料708可穿过该门或开口离开隧道1302。在可替换的实施方式中，可在系统1300中省略门1308、1310中的一者或两者。

在一些实施方式中，多个处理单元1312可位于隧道1302之上。多个处理单元1312(除电极板1326、1336、1346以外)可位于与隧道1302不同的室或隔间中。多个处理单元1312中的一个或多个处理单元可位于彼此不同的室或隔间中。

多个处理单元1312可包括N个单元，其中多个处理单元1312中的每第i个单元可包括DC电源、RF发生器、阻抗匹配模块、步进电机和电极板。DC电源可类似于DC电源102，RF发生器可类似于RF发生器104，阻抗匹配模块可类似于阻抗匹配模块106，步进电机可类似于步进电机108，以及电极板可类似于电极板702。

例如，如图13所示，单元1可包括DC电源1320、RF发生器1322、阻抗匹配模块1324、步进电机1326和电极板1326。RF发生器1322可电气地耦合在DC电源1320和阻抗匹配模块1324之间，阻抗匹配模块1324的输出可电气地耦合到电极板1326，以及步进电机1326可电气地耦合到阻抗匹配模块1324。单元2可包括DC电源1330、RF发生器1332、阻抗匹配模块1334、步进电机1336和电极板1336。RF发生器1332可电气地耦合在DC电源1330和阻抗匹配模块1334之间，阻抗匹配模块1334的输出可电气地耦合到电极板1336，以及步进电机1336可电气地耦合到阻抗匹配模块1334。单元N可包括DC电源1340、RF发生器1342、阻抗匹配模块1344、步进电机1346和电极板1346。RF发生器1342可电气地耦合在DC电源1340和阻抗匹配模块1344之间，阻抗匹配模块1344的输出可电气地耦合到电极板1346，以及步进电机1346可电气地耦合到阻抗匹配模块1344。

在一些实施方式中，物理间隔或间隙可存在于相邻单元之间或沿着方向1305的多个处理单元1312的至少电极板1326、1336、1346之间。物理间隔或间隙可以是至少几英寸以确保在相邻单元之间的电隔离。电极板1326、1336、1346可布置或定位在离隧道1302的顶部的特定距离/间隙处，类似于在腔110中的距离710。在电极板1326、1336、1346之上的特定距离/间隙(连同在电极之间的电极面积和介电特性)可与电容C1相关联，电容C1例如是相应的电极板1326和1336的电容1328和1338，其可类似于在腔110中的电容720(C1)。同样，电极板1326、1336、1346可布置或定位在离接地电极板1306的特定距离/间隙处，类似于在腔110中的距离722。在电极板1326、1336、1346和接地电极板1306之间的特定距离/间隙(连同在电极之间的电极面积和介电特性)可与电容C2相关联，电容C2例如是相应的电极板1326和1336的电容1329和1339，其可类似于在腔110中的电容722(C2)。

在一些实施方式中，被包括在多个处理单元1312中的每个处理单元中的部件可以彼此相同，除了被包括在相应的处理单元中的阻抗匹模块中的电容器的电容范围以外。被包括在多个处理单元1312的阻抗匹配模块(例如阻抗匹配模块1324、1334、1344)中的电容器可包括如图8A所示的电容器804、810。在相应的处理单元中的电容范围可以彼此不同。

在一些实施方式中，多个处理单元1312中的每个单元可与在起始温度和最终温度之间的特定温度范围相关联，其中每个单元可与彼此不同的温度范围相关联。可同样根据在相应单元处的感兴趣材料708的预期特定温度范围来选择在相应的处理单元中的电容范围。起始温度可包括感兴趣材料708的温度，在该温度下在第一单元(单元1)处的处理开始。起始温度也可被称为进料温度。最终温度可包括在最后一个单元(单元N)处的处理完成后感兴趣材料708的温度。最终温度也可被称为出料温度。

与使用相同的DC电源102、RF发生器104、阻抗匹配模块106、步进电机108和电极板702、704在起始温度到最终温度下处理感兴趣材料708的系统100相反，系统1300可被配置成使用多个处理单元1312来分阶段地从起始温度到最终温度处理感兴趣材料708。感兴趣材料708可从单元1连续地前进到单元N，每第i个单元被配置成将感兴趣材料708的温度从第i个起始温度改变到高于第i个起始温度的第i个最终温度。

例如，多个处理单元1312可包括八个单元(N＝8)，且感兴趣材料708要从-20℃的起始温度到-2℃的最终温度被处理。与每个单元相关联的温度范围可以大约是起始和最终温度之间的差除以单元的数量。对于八个单元，每个单元可被配置成处理大约2.25℃(＝18℃/8)的温度范围。单元1可被配置成从-20℃到-17.75℃处理感兴趣材料708，单元2可被配置成从-17.75℃到15.5℃处理感兴趣材料708，依此类推到可被配置成从-4.25℃到-2℃处理感兴趣材料708的单元N。在一些实施方式中，相应单元的温度范围可以是或可以不是彼此相同的。某一个或多个单元可与比剩余单元更宽或更窄的温度范围相关联。例如，单元1和单元N可被配置成处理3或4℃温度范围，而剩余单元可以被配置为用于小于2℃温度范围。应理解，虽然上面描述了八个单元，但单元的数量可以比八个单元更少或更大，例如但不限于两、四、五、六、10、12个单元或诸如此类。

在一些实施方式中，如果感兴趣材料708在例如系统100的静止系统中被处理，与每个单元的阻抗匹配模块相关联的电容范围可以是全电容范围的值的子范围。与每个单元相关联的全电容范围的值的子范围可以彼此不同。在每个单元的阻抗匹配模块中的电容器(例如，如在图8A中的电容器804、810)可以在它的相关联的值的所分配的子范围的最低到最高值之间是可调谐的。当电容器在整个子范围中被调谐但单元的所测量的反射功率电平仍然高于阈值时，则感兴趣材料可以在针对那个单元分配的温度范围之外的温度下且感兴趣材料将前进到下一单元，如下面详细描述的。

在可替换的实施方式中，被包括在阻抗匹配模块中的电容器可包括在感兴趣材料的处理期间不改变的固定值电容器(也被称为固定电容值电容器)。如果固定电容在单元中实现，步进电机(例如步进电机1326、1336、1346)可以在系统1300中是可选的。阻抗匹配模块1324、1334、1346中的每个可包括电路800，除了电容器804(C1)和810(C2)可被设置到特定的值或可用在特定的值处的固定电容器代替以外。下面提供针对-20℃到-2.5℃过程以八单元配置的阻抗匹配模块中的C1和C2的固定电容值的例子，在电极板1326、1336、1346和接地电极板1306之间有大约6英寸距离，以及其中感兴趣材料708可包括蛋白质。

在上面的表中，还示出可在后面的单元中相对于起始单元增加的RF功率的例子。这样的功率增加可被实现来加速在那些单元中的处理时间。

在还有其它实施方式中，可使用可变电容器单元和固定电容器单元的混合来实现多个处理单元1312。包括多个处理单元1312的单元的数量越少，可被配置有可变电容器的单元的数量就越大。包括多个处理单元1312的单元的数量越少，单元就越可能被配置为可变电容器单元，以便维持在每个单元中的阻抗匹配。

在一些实施方式中，将感兴趣材料708带到最终温度(例如-2℃±1℃)的总时间可以在两个系统100和1300中是大致相同的。在系统1300中，感兴趣材料708可花费来电气地耦合到特定单元的时间的量可以大约是总处理时间除以单元的数量。例如，对于分别-20℃和-2℃的起始和最终温度，在给定单元处的处理时间的量可以是在感兴趣材料708前进到下一单元之前的大约4-5分钟。

在一些实施方式中，主控制模块1350可被配置成在感兴趣材料708的处理期间控制部件和部件的协调操作。也被称为主控制器、主要控制器或诸如此类的主控制模块1350可包括一个或多个可编程逻辑控制器(PLC)、微处理器、处理器、计算机、工作站、膝上型计算机、服务器和/或诸如此类。主控制模块1350可以没有限制地电气地耦合到下列项和/或经由网络1354与下列项通信：输送机1304、进料门1308、出料门1310、DC电源(例如DC电源1320、1330、1340)、RF发生器(例如RF发生器1322、1332、1342)、步进电机(例如步进电机1326、1336、1346)、计算装置1352和计算装置1356。主控制模块1350可以是本地的或远离隧道1302和多个处理单元1312。

输送机1304的移动(例如当开始移动、停止移动、移动的速率、移动的量等)可由来自主控制模块1350的信号指示。进料门1308和出料门1310可基于由主控制模块1350产生的信号来打开和关闭。DC电源可被接通和断开和/或操作参数(例如功率)由主控制模块1350规定。对于感兴趣材料的给定处理，被包括在多个处理单元1312中的一个或多个DC电源可以彼此不同地被配置。

主控制模块1350可具有与每个RF发生器的一个或多个通信线或耦合器。例如，在主控制模块1350和RF发生器之间的一个连接可包括主控制模块1350的控制线以接通和断开RF发生器和/或规定操作参数。在主控制模块1350和RF发生器之间的另一连接可包括监测器线，其中RF发生器的所监测的反射功率电平(例如信号320)可由主控制模块1350接收。与特定单元相关联的接收到的所监测的反射功率电平可由主控制模块1350使用来控制步进电机，并通过扩展来针对特定的单元选择/调节阻抗匹配模块的电容和匹配阻抗。不是步进电机使用由RF发生器检测的反射功率电平来确定何时如在系统100中那样重新调谐在阻抗匹配模块中的电容器，主控制模块1350可提供这样的功能，如下面更详细描述的。因为主控制模块1350可被配置成使用反射功率电平来控制匹配阻抗而不是步进电机，在一些实施方式中，步进电机(例如步进电机1325、1335、1346)不需要包括控制芯片或逻辑或其它确定能力机构。

在一些实施方式中，计算装置1352可位于隧道1302的本地。计算装置1352可没有限制地包括可由用户或操作员使用来控制系统1300的用户接口、用户控制面板、计算机、膝上型计算机、智能电话、平板计算机、物联网(IoT)装置、有线装置、无线装置和/或诸如此类中的一个或多个。例如，用户可使用计算装置1352来越权主控制模块1350(例如紧急关闭、打开进料门1308)或提供要由主控制模块1350使用的输入(例如感兴趣材料708的起始温度)以用于系统1300的有效操作和/或配置。

在一些实施方式中，计算装置1356可定位成远离隧道1302。计算装置1356可没有限制地包括能够至少有计算装置1352的功能并配置成提供额外的功能(例如但不限于数据收集、数据分析、诊断、系统升级、远程控制和/或诸如此类)的用户接口、用户控制面板、计算机、膝上型计算机、智能电话、平板计算机、物联网(IoT)装置、有线装置、无线装置、服务器、工作站和/或诸如此类中的一个或多个。虽然未示出，计算装置1356也可与其它隧道系统通信。计算装置1356可包括在一个或多个位置上分布的一个或多个计算装置。

计算装置1356可经由网络1354与主控制模块1350通信。网络1354可包括有线和/或无线通信网络。网络1354可包括一个或多个网络元件(未示出)以物理和/或逻辑地连接计算装置以与彼此交换数据。在一些实施方式中，网络1354可以是互联网、广域网(WAN)、个人区域网(PAN)、局域网(LAN)、校园区域网(CAN)、城域网(MAN)、虚拟局域网(VLAN)、蜂窝网络、WiFi网络、WiMax网络和/或诸如此类。此外，在一些实施方式中，网络1354可以是可由单个实体(例如企业、学校、政府机构、家庭、个人等)使用的私人、公共和/或安全网络。虽然未示出，网络1354可没有限制地包括服务器、数据库、交换机、路由器、防火墙、基站、中继器、软件、固件、中间服务器和/或其它部件以便于通信。

在一些实施方式中，多种感兴趣材料可在给定时间在隧道1302中同时被处理。从一种到多达N种感兴趣材料可在隧道1302中同时被处理，其中每种感兴趣材料在每个时间点可以在不同的温度下，因为每种感兴趣材料在它的过程中的不同点处。

图14描绘根据一些实施方式的可由系统1300执行来用热的方法处理最初位于第i个单元处的感兴趣材料708(例如，就像感兴趣材料708与第i个单元的第i个电极板电气地耦合一样)的过程1400。多个处理单元1312的第i个RF发生器可被配置成执行块1402，其可类似于图11的块1102-1112。如在图11的块1106中那样，第i个单元的所监测的反射功率电平可以作为输出由第i个RF发生器可用，且可由主控制模块1350在块1430接收。块1430可在其它方面类似于块1130。

接着，在块1432，主控制模块1350可被配置成确定所接收的反射功率电平是否超过步进阈值。步进阈值可类似于在块1132处的阈值，除了与调节第i个阻抗匹配模块的电容值相关联以外。块1432可在其它方面类似于块1132。如果步进阈值未被超过(块1432的“否”分支)，则过程1400可返回到块1432以继续监测太高的反射功率电平。如果步进阈值被超过(块1432的“是”分支)，则主控制模块1350可进一步被配置成确定感兴趣材料708是否在与第i个单元相关联的温度范围之外的温度下。反射功率电平可与前进阈值比较。前进阈值可包括大于步进阈值的预定阈值。例如，前进阈值可以是1V(例如大约35W)。可替换地，由第i个步进电机采用的步幅的数量和/或在第i个阻抗匹配模块中的可变电容器的物理状态/位置可由主控制模块1350在块1434检测并使用，以确定(例如对照预定值或状态来比较)感兴趣材料708是否在第i个单元中完成了处理并将前进到下一单元。

如果前进阈值未被超过(块1434的“否”分支)，则过程1400可继续进行到块1436，其中主控制模块1350可被配置成产生调节信号。该调节信号可类似于在块1134中产生的调节信号。调节信号可接着在块1438被提供到第i个步进电机并由第i个步进电机接收。作为响应，第i个步进电机可被配置成在块1440启动第i个步进电机。

第i个阻抗匹配模块可在块1404对第i个步进电机的启动做出响应并处理来自第i个RF发生器的RF输出信号。块1404可类似于结合图11的块1136-1138和1114-1118所述的块。同样，由第i个阻抗匹配模块输出的RF信号可在块1406由第i个电极板接收。块1406可类似于结合图11的块1120-1122所述的块。一旦(当前)RF信号被施加到感兴趣材料708，过程1400就可被认为针对下一RF信号返回到与第i个RF发生器相关联的操作。

如果前进阈值被超过(块1434的“是”分支)，则过程1400可继续进行到块1450。主控制模块1350可被配置成在块1450产生前进信号。前进信号可包括一个信号以使输送机1304移动或前进对准或定位感兴趣材料708所需的量，以与下一单元(第i+1个单元)电气地耦合。

前进信号可在块1452被提供到输送机1304(或与输送机1304相关联的机械移动机构)并由输送机1304接收。响应于接收到前进信号，输送机1304的启动可发生以在块1454在方向1305上将输送机1304移动规定的量。在感兴趣材料现在在块1456移动以与下一单元电气地耦合的情况下，i＝i+1，且过程1400可针对现在递增的第i个单元重复。过程1400可如本文所述针对i＝1到N个单元重复。

在输送机1304可能已经被配置用于连续、递增、编索引或其它这样的移动方案的可替换实施方式中，可省略块1450-1454。例如，可设置输送机1304以递增地移动足以使感兴趣材料708每5分钟前进到下一单元的量。在这样的情况下，过程1400可在块1434的“是”分支处确定被分配到单元的时间段是否已过去。如果该时间段已过去，则过程1400可继续进行到块145。相反，如果该时间段没有过去，则过程1400可返回到块1432。

图15描绘根据可替换实施方式的可由系统1300执行来用热的方法处理最初位于第i个单元处的感兴趣材料708(例如，就像感兴趣材料708与第i个单元的第i个电极板电气地耦合一样)的过程1500。过程1500可类似于过程1400，除了过程1500涉及当相应的阻抗匹配模块的电容器可具有固定电容值时的操作以外。

块1502和1530可类似于图14的相应块1402和1430。主控制模块1350可被配置成在块1534监测来自第i个RF发生器的所接收的反射功率电平以确定它是否超过前进阈值。块1534可类似于块1434。如果前进阈值未被超过(块1534的“否”分支)，则过程1500可返回到块1534以继续监测最后接收的反射功率电平。否则当前进阈值被超过(块1534的“是”分支)时，则主控制模块1350可被配置成在块1550产生前进信号。块1550可类似于块1450。前进信号可被传送到输送机1304。

作为响应，输送机1304可被配置成执行在可类似于相应块1452、1454和1456的块1552、1554和1556中的操作。由第i个RF发生器提供的RF输出信号可在块1504由第i个阻抗匹配模块接收。块1504可类似于块1404。由第i个阻抗匹配模块输出的RF信号可在块1506由第i个电机板接收。块1506可类似于块1406。

如同过程1400一样，过程1500可根据需要针对i＝1到N个单元重复以使用多个处理单元1312从起始、进料或进入温度到最终、出料或离开温度持续用热的方法处理感兴趣材料708。

图16描绘根据一些实施方式的可由系统100和/或1300执行的端点检测技术的过程1600。在块1602，可接收端点检测关联信号。对于系统100，这样的信号可由被包括在RF发生器104中的控制模块314接收。可替换地，这样的信号可由被包括在系统100中的额外控制模块接收。对于系统1300，这样的信号可与特定单元相关联，且可由主控制模块1350接收。端点检测关联信号可包括下列项中的一个或多个但不限于下列项：反射功率电平指示(由被包括在RF发生器中的定向耦合器产生)、由步进电机采用的步幅的数量的计数(计数器可由步进电机和/或指挥步进电机的部件维护)、被包括在阻抗匹配模块中的可变电容器的物理位置或状态的指示(使用光学传感器，例如激光器，以感测可变电容器的电极板的物理位置或状态来确定在电极板之间的距离)和/或诸如此类。

接着，可分析所接收的端点检测关联信号以确定是否在块1604到达端点。在一些实施方式中，端点检测可以指检测感兴趣材料708的特定处理特性、温度或状态。感兴趣的特定处理特性、温度或状态可由可对照端点检测关联信号比较的预定阈值来定义。对于系统100，分析可由被包括在RF发生器104中的控制模块314和/或被包括在系统100中的额外控制模块(例如电路、微处理器等)执行。对于系统1300，分析可由主控制模块1350执行。

在端点检测包括检测感兴趣材料708已经达到期望最终温度(例如端点温度)的实施方式中，端点检测关联信号可包括反射功率电平。因为已知感兴趣材料708朝着处理时间段的后一部分达到最终温度，主控制模块1350可被配置成通过寻找与最后一个单元相关联的反射功率电平的特定值(例如65W、70W、75W或至少65W)来在多个处理单元1312中的最后一个单元(单元N)中执行端点检测。对于系统100，端点检测可包括在期望处理时间段的后一时间段内(例如最后15分钟左右或在潜伏区时间段期间)寻找反射功率电平的特定值。

当端点检测关联信号包括由步进电机采用的步幅的数量的计数时，主控制模块1350可被配置成监测与被包括在最后一个单元中的步进电机相关联的步进计数器，直到达到特定的计数为止。对于系统100，RF发生器104和/或被包括在系统100中的额外控制模块也可被配置成监测在与步进电机108相关联的步进计数器中的特定计数。因为由于与和系统1300的最后一个单元相关联的较窄电容范围比较的系统100的较宽电容范围，在系统100中的步进电机108可跨过较大数量的步幅，因此端点可被认为到达时的特定计数值可以在系统100和1300之间不同。

当端点检测关联信号包括被包括在阻抗匹配模块中的可变电容器的物理位置或状态的指示时，主控制模块1350可被配置成监测被包括在最后一个单元中的可变电容器的特定物理位置或状态。对于系统100，RF发生器104和/或被包括在系统100中的额外控制模块可被配置成监测被包括在阻抗匹配模块106中的可变电容器的特定物理位置或状态。感兴趣的特定物理位置或状态可以在系统100和1300之间不同。

在其它实施方式中，端点检测可包括何时使感兴趣材料708前进到下一单元的检测。这样的检测可类似地如上所述被实现，除了阈值或其它参考特性(端点检测关联信号可对照这些阈值或参考特性被比较)可被修改为单元特定的以外。在还有其它实施方式中，端点检测可包括感兴趣材料708的温度的检测。反射功率电平、步进计数器值和/或可变电容器物理位置或状态的指示可与感兴趣材料708的温度相关。例如，主控制模块1350可被配置成检测在第一个单元(单元1)中的感兴趣材料708的实际起始温度，这可被称为起始点检测。

作为另一例子，如果感兴趣材料708期望具有-20℃的起始温度且系统1300被配置为用于这样的起始温度(例如被配置成在-20到-17℃之间处理的单元1、被配置成在-16.9到-14℃之间处理的单元2等)，但感兴趣材料708可具有-15℃的实际起始温度，则当感兴趣材料位于系统1300的第一单元(单元1)处时，在第一单元处实现端点检测可允许急需将感兴趣材料708移动到第二单元(单元2)的检测，因为感兴趣材料708已经在比与第一单元相关联/由第一单元处理的温度低的温度。在这样的情况下，感兴趣材料708可在第一单元处花费比名义上为那个单元分配的更少的时间。可替换地，第一单元可被关掉，使得没有RF能量由第一单元提供到那个感兴趣材料。如果第二单元也具有端点检测能力，则一旦感兴趣材料708位于第二单元处，与第二单元相关联的部件就可检测到感兴趣材料708可被处理以从-15℃加热到-14℃，而不是针对第二单元配置的从-16.9到-14℃的全温度范围。因此，感兴趣材料708也可花费比在名义上被分配来在第二单元中花费的更少的时间。

如果端点未被检测到(块1604的“否”分支)，则过程1600可返回到块1604以继续监测端点的存在。否则当端点被检测到(块1604的“是”分支)时，则过程1600可进行到块1606。在块1606，可产生并传输适当的响应信号。例如，如果端点检测包括确定何时结束感兴趣材料708的处理，因为期望最终温度被达到，则响应信号可包括关闭RF发生器104、DC电源102和/或系统100的信号。同样对于系统1300，响应信号可包括关闭被包括在最后一个单元中的一个或多个部件的信号、将感兴趣材料708从与最后一个单元相关联的区域移出的信号或诸如此类。

作为另一例子，反射功率电平的各种阈值可用于功率折返保护、匹配阻抗调节和/或端点检测。对于功率折返保护，阈值对于在高达1250W处操作的RF发生器可以是2.5V(例如大约90W)，且阈值对于在高达2000W处操作的RF发生器可以是1.8V(例如大约65W)。对于匹配阻抗调节，(步进)阈值可被设置为1V(例如大约35W)。对于到感兴趣材料的RF信号/能量停止时的端点检测，阈值对于在高达1250W处操作的RF发生器可以是1.8V(例如大约65W)。

在一些实施方式中，对于端点检测，即使步进阈值可被超过，电容器也可以不被调节。替代地，反射功率电平可有意地被允许增加，至少在处理感兴趣材料的后一时间段期间，直到大约65W的反射功率电平被检测到为止。在这个时间点，感兴趣材料的处理可停止，因为在大约65W处的反射功率电平对应于在-3℃±1℃下的感兴趣材料。

在一些实施方式中，反射功率电平的检测可允许感兴趣材料的温度在系统100中和在系统100的每个单元处是已知的。反射功率电平可被监测到在期望端点反射功率电平(例如65W)的1％准确度内或到小于1W的准确度。反射功率电平值的范围可以在稍微高于零到65W之间，65W对应于-3℃以及大约10W对应于-20℃。

在一些实施方式中，当距离716在电极板702和704之间增加(例如以处理较大的感兴趣材料)时，对于给定温度的感兴趣材料，在第二电容器810(C2)处的电流可增加。为了使电路800且特别是第二电容器810能够处理较高的电流而不超过电容器的电流限制，可提供与电路800中的第二电容器810并联的一个或多个额外的电容器。例如，对于大约12英寸的距离716，10pF的三个额外的电容器各自可以与第二电容器810并联地被包括。

而且，当距离716增加时，电容器722的电容电抗增加。为了使电路800向负载提供匹配阻抗，可能需要与变压器808相关联的电感的增加以匹配增加的电容电抗。例如，变压器808的初级和次级绕组中的每个的电感对于大约6英寸的距离716可以是0.26μH，对于大约8英寸的距离716是0.31μH，以及对于大约12英寸的距离716是0.4μH。

在一些实施方式中，与通过更好地匹配在负载和RF发生器之间的阻抗而降低反射功率电平的情况相比，某个量的反射功率电平可促成更高的DC到RF功率效率(例如高达84％或85％)。换句话说，有意地不完美的阻抗匹配可将DC到RF功率效率增加到高达84到85％。下面的表示出对于6％的反射功率电平、在0.25处的失配的反射系数和1.7:1电压驻波比(VSWR)在RF发生器和负载之间的不同相位角处的各种DC到RF功率效率。

可通过控制在RF发生器和耦合到负载的电极之间的同轴电缆的长度，可以特别地在潜伏区时间段(当负载温度在-5到-3℃时处理时间的最后部分)期间设置在RF发生器和感兴趣材料/负载之间的90度的相位角。因而得到的DC到RF功率效率可从大约75％(当反射功率可为零时在所匹配的阻抗条件下的效率)增加到84％。某个量的反射功率导致在一些相位角下的较高效率。固定匹配阻抗可用于某个温度范围。反射功率可被允许在负载的RF处理期间从零W到达75W(6％)。固定匹配和特定的相位角技术对于负载(其负载阻抗随着时间而缓慢变化)可能是有益的。在潜伏区中的负载是负载阻抗随着时间而变化时的例子。可调节匹配阻抗和相位角以实现比对在RF发生器和负载之间的匹配阻抗可能的更高的DC到RF功率效率。在一些实施方式中，耦合在RF发生器和DC电源之间的DC电流计连同耦合在RF发生器和阻抗匹配模块之间的功率计可用于对高达大约84或85％的增加的DC到RF功率效率在RF发生器和负载之间优化相位角并且继而优化同轴电缆长度。

以这种方式，所监测的反射功率电平可用于提供功率折返保护，以动态地调节匹配阻抗，确定在RF施加期间/在整个RF施加中的负载温度，和/或确定何时结束施加到负载的RF信号，因为期望端点温度已被达到。

虽然在本文为了描述的目的示出和描述了某些实施方式，被计算来实现相同目的的各种可选和/或等效的实施方式或实现可代替所示和所述的实施方式而不偏离本公开的范围。本申请意欲涵盖本文讨论的实施方式的任何改造或变形。因此，显然意图是本文所述的实施方式仅由权利要求限制。

下面提供在本文公开的各种实施方式的装置、系统和方法的示例性例子。装置、系统和方法的实施方式可包括下面所述的例子的任一个或多个和任何组合。

1.一种系统，包括：

多个射频(RF)发生器；

多个阻抗匹配模块；

多个电极板，多个阻抗匹配模块中的第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块电气地耦合在多个RF发生器中的相应的第一RF发生器和第二RF发生器与多个电极板中的相应的第一电极板和第二电极板之间；以及

输送机，其包括接地电极，

其中，当在起始温度下的负载被放置在输送机上时，系统使用由多个RF发生器产生的RF信号来使负载在不同于起始温度的最终温度下，其中输送机将负载定位成在第一时间段期间电气地耦合到第一电极板，且第一阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联，以及其中输送机将负载定位成在第二时间段期间电气地耦合到第二电极板，且第二阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联。

2.条款1的系统，还包括多个直流(DC)电源和主控制模块，其中多个DC电源中的第一和第二DC电源分别电气地耦合到第一和第二RF发生器，以及其中主控制模块与第一和第二RF发生器通信。

3.条款2的系统，还包括多个步进电机，其中多个步进电机中的第一和第二步进电机分别电气地耦合到第一和第二阻抗匹配模块，以及其中主控制模块与第一和第二步进电机通信。

4.条款3的系统，其中第一阻抗匹配模块包括可变电容器，以及其中第一步进电机在主控制模块的控制下通过改变可变电容器的电容来改变与在第一RF发生器和负载之间的第一阻抗匹配模块相关联的匹配阻抗。

5.条款2的系统，其中主控制模块使用由第一RF发生器提供的反射功率电平的指示来确定何时将负载从第一电极板重新定位到第二电极板。

6.条款2的系统，其中第一DC电源向第一RF发生器提供第一DC信号，以及第一RF发生器将第一DC信号转换成具有大于50％的DC到RF功率效率的第一RF信号。

7.条款1的系统，其中第一阻抗匹配模块具有第一电容范围，其不同于第二阻抗匹配模块的第二电容范围。

8.条款1的系统，其中最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度或低于滴水损失针对负载出现时的温度。

9.条款1的系统，其中起始温度低于最终温度。

10.条款1的系统，其中第一阻抗匹配模块包括固定或可变电容器，以及与固定或可变电容器相关联的电容值针对与第一阻抗匹配模块相关联的第一匹配阻抗被选择以在第一时间段期间匹配与负载相关联的第一负载阻抗。

11.条款10的系统，其中第二阻抗匹配模块包括第二固定或可变电容器，以及与第二固定或可变电容器相关联的电容值针对与第二阻抗匹配模块相关联的第二匹配阻抗被选择以在第二时间段期间匹配与负载相关联的第二负载阻抗，其中第一和第二负载阻抗彼此不同。

12.条款1的系统，其中多个电极板布置在输送机之上并沿着输送机的长度分布，以及其中多个电极板中的最后一个电极板与使负载在最终温度下相关联。

13.一种方法，包括：

将负载定位成在第一时间段期间与第一电极板电气地耦合，其中第一阻抗匹配模块电气地耦合在第一电极板和第一射频(RF)发生器之间，以及其中第一阻抗匹配模块与在和负载相关联的起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联；

在第一时间段的一部分期间将第一RF信号施加到负载，在第一时间段的该部分期间负载在第一温度范围内的温度下，第一RF信号包括由第一RF发生器产生的RF信号和由第一阻抗匹配模块匹配的阻抗；

将负载定位成在第二时间段期间与第二电极板电气地耦合，其中第二阻抗匹配模块电气地耦合在第二电极板和第二RF发生器之间，以及其中第二阻抗匹配模块与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联；以及

在第二时间段的一部分期间将第二RF信号施加到负载，在第二时间段的该部分期间负载在第二温度范围内的温度下，第二RF信号包括由第二RF发生器产生的另一RF信号和由第二阻抗匹配模块匹配的阻抗。

14.条款13的方法，还包括：

由第一直流(DC)电源产生第一DC信号并施加第一DC信号以驱动第一RF发生器；以及

由第二DC电源产生第二DC信号并施加第二DC信号以驱动第二RF发生器。

15.条款14的方法，其中第一RF信号包括具有75到80％的DC到RF功率效率的信号，以及其中第一RF信号的功率大约高达10千瓦(kW)。

16.条款13的方法，还包括：

从第一RF发生器接收与使用第一RF发生器、阻抗匹配模块和电极板处理负载相关联的第一反射功率电平的指示；

确定第一反射功率电平的指示是否超过阈值；以及

当该确定是肯定的时，使负载定位成与第二电极板电气地耦合。

17.条款16的方法，其中当该确定是否定的时，改变与第一阻抗匹配模块相关联的第一匹配阻抗，其中第一匹配阻抗被改变以便下一第一反射功率电平小于所述第一反射功率电平。

18.条款17的方法，其中改变与第一阻抗匹配模块相关联的第一匹配阻抗包括使用第一步进电机来调节被包括在第一阻抗匹配模块中的一个或多个可变电容器的电容。

19.条款13的方法，其中起始温度低于最终温度。

20.条款13的方法，其中第一阻抗匹配模块包括固定或可变电容器，以及与固定或可变电容器相关联的电容值针对与第一阻抗匹配模块相关联的第一匹配阻抗被选择以在第一时间段期间匹配与负载相关联的第一负载阻抗。

21.条款20的方法，其中第二阻抗匹配模块包括第二固定或可变电容器，以及与第二固定或可变电容器相关联的电容值针对与第二阻抗匹配模块相关联的第二匹配阻抗被选择以在第二时间段期间匹配与负载相关联的第二负载阻抗，其中第一和第二负载阻抗彼此不同。

22.条款13的方法，其中最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度、或低于滴水损失针对负载出现时的温度，以及其中负载从起始温度加热到最终温度的总时间段包括小于一小时。

23.条款13的方法，其中负载包括蛋白质、碳水化合物、食品、生物材料、水果、蔬菜、乳制品、谷物或非食品材料。

24.一种设备，包括：

用于将负载定位成在第一时间段期间与第一电极板电气地耦合的构件，其中匹配阻抗的第一构件电气地耦合在第一电极板和第一射频(RF)发生器之间，以及其中匹配阻抗的第一构件与在和负载相关联的起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联；

用于在第一时间段的一部分期间将第一RF信号施加到负载的构件，在第一时间段的该部分期间负载在第一温度范围内的温度下，第一RF信号包括由第一RF发生器产生的RF信号和由匹配阻抗的第一构件匹配的阻抗；

用于将负载定位成在第二时间段期间与第二电极板电气地耦合的构件，其中匹配阻抗的第二构件电气地耦合在第二电极板和第二RF发生器之间，以及其中匹配阻抗的第二构件与在起始温度和最终温度之间的不同于第一温度范围的第二温度范围相关联；以及

用于在第二时间段的一部分期间将第二RF信号施加到负载的构件，在第二时间段的该部分期间负载在第二温度范围内的温度下，第二RF信号包括由第二RF发生器产生的另一RF信号和由用于匹配阻抗的第二构件匹配的阻抗。

25.条款24的设备，还包括：

用于产生第一DC信号并施加第一DC信号以驱动第一RF发生器的构件；以及

用于产生第二DC信号并施加第二DC信号以驱动第二RF发生器的构件。

26.条款24的设备，其中第一RF信号包括具有75到80％的DC到RF功率效率的信号，以及其中第一RF信号的功率大约高达10千瓦(kW)。

27.条款24的设备，还包括：

用于从第一RF发生器接收与使用第一RF发生器、用于匹配阻抗的构件和电极板处理负载相关联的第一反射功率电平的指示的构件；

用于确定第一反射功率电平的指示是否超过阈值的构件；以及

当该确定是肯定的时，用于使负载定位成与第二电极板电气地耦合的构件。

28.条款27的设备，其中当该确定是否定的时，用于改变与用于匹配阻抗的第一构件相关联的第一匹配阻抗的构件，其中第一匹配阻抗被改变以便下一第一反射功率电平小于所述第一反射功率电平。

29.条款28的设备，其中用于改变与用于改变阻抗的第一构件相关联的第一匹配阻抗的构件包括用于调节被包括在用于匹配阻抗的第一构件中的一个或多个可变电容器的电容的构件。

30.条款24的设备，其中最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度、或低于滴水损失针对负载出现时的温度，以及其中负载从起始温度加热到最终温度的总时间段包括小于一小时。

31.一种装置，包括：

与电感器并联的第一电容器；

与第一电容器和电感器串联的变压器的初级绕组；以及

与变压器的次级绕组串联的第二电容器，

其中射频(RF)输入信号被施加到第一电容器且变压器的初级绕组输出RF输出信号，以及其中与装置相关联的阻抗匹配与和装置串联的负载相关联的阻抗。

32.条款31的装置，其中第一和第二电容器包括可变电容电容器。

33.条款31的装置，其中第一和第二电容器包括固定电容电容器。

34.条款31的装置，还包括与第一或第二电容器并联的一个或多个第三电容器。

35.条款31的装置，其中与第一电容器相关联的电容是大约16到250微微法拉(pF)。

36.条款31的装置，其中与第二电容器相关联的电容是大约16到80微微法拉(pF)。

37.条款31的装置，其中与电感器相关联的电感是大约74纳亨(nH)。

38.条款31的装置，其中与变压器的初级绕组相关联的电感是大约0.26-0.28微亨(μH)或大约0.31μH。

39.条款31的装置，其中与变压器的次级绕组相关联的电感是大约0.26-0.28微亨(μH)或大约0.31μH。

40.条款31的装置，其中变压器包括空气核心类型的变压器。

41.一种设备，包括：

与电感器并联的第一电容器；

与第一电容器和电感器串联的变压器的初级绕组；以及

与变压器的次级绕组串联的第二电容器，

其中初级和次级绕组包括扁平导电带，且变压器包括缠绕在管的外圆周表面周围的初级绕组和缠绕在管的内圆周表面周围的次级绕组。

42.条款41的设备，其中管包括聚四氟乙烯并具有为变压器提供0.76的耦合系数的尺寸。

43.条款41的设备，其中相应的初级和次级绕组的扁平导电带是0.06英寸厚和0.375英寸宽。

44.条款41的设备，其中相应的初级和次级绕组的扁平导电带具有彼此相同的长度。

45.条款41的设备，其中与变压器的初级或次级绕组相关联的电感是大约0.26-0.28微亨(μH)或大约0.31μH。

46.条款41的设备，其中第一和第二电容器包括可变电容电容器或固定电容电容器。

47.条款41的设备，还包括与第一或第二电容器并联的一个或多个第三电容器。

48.条款41的设备，其中与第一电容器相关联的电容是大约16到250微微法拉(pF)。

49.条款41的设备，其中与第二电容器相关联的电容是大约16到80微微法拉(pF)。

50.条款41的设备，其中与电感器相关联的电感是大约74纳亨(nH)。

51.一种方法，包括：

改变被包括在串联在射频(RF)发生器和负载之间的阻抗匹配模块中的第一和第一电容器中的一者或两者的电容，其中该改变根据第一反射功率电平而被发起，以及其中第一电容器与电感器并联，变压器的初级绕组与第一电容器和电感器串联，且第二电容器与变压器的次级绕组串联；以及

基于从RF发生器接收的RF信号并根据在阻抗匹配模块中的第一和第二电容器的改变的电容来产生RF输出信号，其中在第一反射功率电平之后的时间的第二反射功率电平小于第一反射功率电平。

52.条款51的方法，其中改变电容包括改变与阻抗匹配模块相关联的匹配阻抗以改善匹配与负载相关联的负载阻抗。

53.条款51的方法，其中改变电容在第一反射功率电平超过阈值时开始。

54.条款53的方法，其中阈值是大约35瓦(W)。

55.条款51的方法，其中第一反射功率电平在RF发生器中被检测到。

56.条款51的方法，其中第二电容器包括彼此并联的多个电容器。

57.条款51的方法，其中改变电容包括减小第一和第二电容器中的一者或两者的电容。

58.条款51的方法，其中与变压器的初级或次级绕组相关联的电感是大约0.26-0.28微亨(μH)或大约0.31μH，以及与电感器相关联的电感是大约74纳亨(nH)。

59.条款51的方法，其中与第一电容器相关联的电容是大约16到250微微法拉(pF)。

60.条款51的方法，其中与第二电容器相关联的电容是大约16到80微微法拉(pF)。

61.一种设备，包括：

控制模块；

振荡器模块，其将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号；

功率放大器模块，其耦合到振荡器模块的输出，功率放大器模块根据来自控制模块的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号；以及

定向耦合器模块，其耦合到功率放大器模块的输出，定向耦合器模块至少检测反射功率并向控制模块提供检测到的反射功率，

其中控制模块基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为设备的可得到的所监测的输出。

62.条款61的设备，其中振荡器模块从DC电源接收DC信号，且DC信号在42伏特(V)处。

63.条款61的设备，其中功率放大器模块产生具有在0到10千瓦(kW)之间的功率范围的放大的RF信号。

64.条款61的设备，其中功率放大器模块包括以推拉配置布置的多个横向扩散的金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。

65.条款64的设备，其中多个LDMOS晶体管中的LDMOS晶体管将输入信号的功率放大大约30分贝(dB)。

66.条款61的设备，其中功率放大器模块包括具有在输入侧处的第一分支和第二分支的电路，且第一和第二分支在输出侧处组合，其中第一和第二分支彼此相同。

67.条款66的设备，其中第一分支包括耦合到输入变压器级的输入级，输入变压器级耦合到横向扩散的金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管级，LDMOS晶体管级耦合到输出变压器级，输出变压器级耦合到信号组合器级，以及信号组合器级耦合到输出级，其中输入级接收RF信号，以及输出级输出放大的RF信号。

68.条款67的设备，其中信号组合器级和输出级由第一和第二分支共享。

69.条款67的设备，其中输出变压器级包括基于非铁氧体的变压器或使用铁粉环状磁芯的管变压器。

70.条款67的设备，其中与信号组合器级的相应的第一和第二输入相关联的第一和第二阻抗不包括25欧姆(Ω)。

71.条款61的设备，其中功率放大器模块具有75到80％或大于50％的DC到RF功率效率。

72.条款61的设备，其中定向耦合器模块包括变压器型定向耦合器，且定向耦合器模块提供放大的RF信号作为设备的RF输出信号。

73.条款72的设备，其中RF输出信号具有27.12MHz、27MHz、大约27MHz、在13到100MHz之间的频率或不是与向负载提供RF输出信号的电极结构相关联的谐振频率的RF频率。

74.条款61的设备，其中定向耦合器模块检测正向功率并向控制模块提供检测到的正向功率。

75.条款61的设备，其中控制模块确定检测到的反射功率是否超过阈值。

76.条款75的设备，其中当阈值被超过时，减小偏压信号，其中阈值与软折返保护相关联，以及其中偏压信号是大于零的值。

77.条款61的设备，还包括耦合到振荡器模块的输入的电压调节器模块，电压调节器模块减小与从DC电源接收的输入DC信号相关联的电压。

78.一种方法，包括：

将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号；

根据来自控制模块的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号；

至少检测反射功率并向控制模块提供检测到的反射功率；以及

基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为可得到的所监测的输出。

79.条款78的方法，其中放大与RF信号相关联的功率包括将RF信号放大到在0到10千瓦(kW)之间的功率范围。

80.条款78的方法，其中放大与RF信号相关联的功率包括通过使用以推拉配置布置的横向扩散的金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管来将RF信号放大大约30分贝(dB)。

81.条款78的方法，其中放大与RF信号相关联的功率包括以75到80％或大于50％的DC到RF功率效率放大RF信号以变成放大的RF信号。

82.条款78的方法，还包括检测正向功率并向控制模块提供检测到的正向功率。

83.条款78的方法，还包括确定检测到的反射功率是否超过阈值。

84.条款83的方法，其中当阈值被超过时，将偏压信号减小特定的量，其中阈值与软折返保护相关联，以及其中偏压信号是大于零的值。

85.一种设备，包括：

用于将直流(DC)信号转换成射频(RF)信号的构件；

用于根据来自用于控制的构件的偏压信号来放大与RF信号相关联的功率以产生放大的RF信号的构件；

用于至少检测反射功率并向用于控制的构件提供检测到的反射功率的构件；以及

用于基于检测到的反射功率来产生偏压信号并提供检测到的反射功率作为可得到的所监测的输出的构件。

86.条款85的设备，其中用于放大与RF信号相关联的功率的构件包括用于通过使用以推拉配置布置的横向扩散的金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管来将RF信号放大大约30分贝(dB)的构件。

87.条款85的设备，其中用于放大与RF信号相关联的功率的构件包括用于以75到80％或大于50％的DC到RF功率效率放大RF信号以变成放大的RF信号的构件。

88.条款85的设备，还包括用于检测正向功率的构件和用于向用于控制的构件提供检测到的正向功率的构件。

89.条款88的设备，还包括用于确定检测到的反射功率是否超过阈值的构件，以及当阈值被超过时，用于将偏压信号减小特定的量以减小在用于放大的构件中的RF信号的放大的量的构件，其中偏压信号是大于零的值。

90.条款85的设备，其中用于转换的构件、用于放大的构件、用于检测的构件和用于产生的构件被包括在第一气密隔间中，其中用于转换的构件、用于放大的构件、用于检测的构件和用于产生的构件设置在第一气密隔间中彼此间隔开的相应印刷电路板(PCB)上，且还包括与相应PCB接触的散热器，散热器至少部分地位于相邻于第一气密隔间的第二空气冷却隔间内。

91.一种设备，包括：

产生射频(RF)信号的RF发生器；

第一和第二电极；以及

串联在RF发生器和第一电极之间的阻抗匹配模块，

其中RF发生器检测来自施加到电气地耦合在第一和第二电极之间的负载以改变负载的温度的RF信号的反射功率，RF信号被施加到负载直到反射功率达到特定的值为止。

92.条款91的设备，还包括向RF发生器提供DC信号的直流(DC)源，RF发生器基于DC信号来产生RF信号，其中RF信号在27.12MHz、27MHz、大约27MHz、或不是与向负载提供RF信号的电极结构相关联的谐振频率的RF频率下。

93.条款92的设备，其中RF发生器具有50欧姆(Ω)的相关联输出阻抗，以及其中RF发生器包括横向扩散的金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管和基于非铁氧体的变压器以对DC信号进行功率放大。

93.条款91的设备，其中负载包括蛋白质、碳水化合物、食品、生物材料、水果、蔬菜、乳制品、谷物或非食品材料。

94.条款91的设备，其中阻抗匹配模块包括与电感器并联的第一电容器、与第一电容器和电感器串联的变压器的初级绕组、以及与变压器的次级绕组串联的第二电容器。

95.条款91的设备，其中将RF信号施加到负载以将负载的温度从起始温度改变到最终温度，其中最终温度高于起始温度，其中最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度、或低于滴水损失针对负载出现时的温度。

96.条款95的设备，其中特定值是65瓦(W)、70W或75W，且当RF信号在特定值处时，负载的温度在最终温度处。

97.条款91的设备，其中设备包括多个单元中的第一单元，其中第一单元在第一时间段期间将负载的温度从第一温度改变到第二温度，以及多个单元中的第二单元在第二时间段期间将负载的温度从第二温度改变到第三温度，其中第三温度高于第二温度以及第二温度高于第一温度。

98.条款97的设备，其中多个单元中的最后一个单元将负载的温度改变到最终温度，最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度、或低于滴水损失针对负载出现时的温度。

99.条款97的设备，其中被包括在第一单元中的阻抗匹配模块包括在与在第一和第二温度之间的温度范围相关联的第一电容范围内可调谐的可变电容器，以及其中被包括在第二单元中的第二阻抗匹配模块包括在与在第二和第三温度之间的温度范围相关联的第二电容范围内可调谐的可变电容器。

100.条款99的设备，其中第二单元包括耦合到第二阻抗匹配模块的步进电机，当与第二单元相关联的反射功率超过小于特定值的阈值时，步进电机改变被包括在第二阻抗匹配模块中的电容器的电容。

101.条款100的设备，其中阈值是大约35W。

102.条款91的设备，还包括接收反射功率的步进电机，且当反射功率超过阈值时，步进电机改变被包括在阻抗匹配模块中的电容器的电容以改变阻抗匹配模块的匹配阻抗，其中阈值小于特定值。

103.条款102的设备，其中当施加到负载的RF信号的持续时间是至少30分钟或设备包括负载的多个处理单元中的最后一个单元时，被包括在阻抗匹配模块中的电容器的电容在阈值被超过时不改变。

104.条款91的设备，其中当负载的温度在从冷冻到液体的潜伏区内时，将在RF发生器和负载之间的相位角设置到90度，以及其中与阻抗匹配模块相关联的匹配阻抗从与负载相关联的负载阻抗失配。

105.条款104的设备，其中设备的功率效率在负载的温度在潜伏区内时是大约85％。

106.条款91的设备，其中RF发生器确定反射功率是否超过阈值，且当阈值被超过时，减小施加到负载的RF信号的功率。

107.条款106的设备，其中阈值对于具有高达1250W的功率范围的RF发生器是大约90瓦(W)。

108.条款106的设备，其中阈值对于具有高达2000W的功率范围的RF发生器是大约65瓦(W)。

109.条款106的设备，其中阈值大于特定值，以及其中RF发生器将RF信号的功率减小到大于零瓦(W)的功率电平。

110.条款91的设备，其中RF发生器基于反射功率来确定负载的温度。

111.条款110的设备，其中RF发生器将负载的温度确定到负载的实际温度的1％准确度内。

112.一种方法，包括：

将射频(RF)信号施加到负载；

监测与包括直流(DC)源、阻抗匹配模块、射频(RF)发生器和负载的设备相关联的反射功率电平；以及

基于反射功率电平来确定负载的温度。

113.条款112的方法，其中监测反射功率电平包括将反射功率电平监测到端点反射功率电平的1％准确度内或在小于1瓦(W)内的准确度。

114.条款112的方法，其中将RF信号施加到负载包括施加RF信号以将负载的温度从起始温度改变到高于起始温度的最终温度。

115.条款114的方法，其中最终温度在-4到-2°摄氏度(C)之间、低于0℃的温度、或低于滴水损失针对负载出现时的温度。

116.条款112的方法，还包括基于反射功率电平来确定何时停止将RF信号施加到负载。

117条款116的方法，其中确定何时停止施加RF信号包括确定反射功率电平是否是至少65瓦(W)。

118.条款1的系统，其中输送机持续地移动以将负载从第一电极板定位到第二电极板。

119.条款1的系统，其中输送机递增地移动以将负载从第一电极板定位到第二电极板。

120.条款1的系统，其中第一RF发生器监测反射功率以确定负载的温度，反射功率被监测为在端点反射功率电平的1％内是准确的或具有在小于1瓦(W)内的准确度。

121.条款13的方法，其中将负载定位成与第二电极板电气地耦合包括将负载从第一电极板持续地移动到第二电极板。

122.条款13的方法，其中将负载定位成与第二电极板电气地耦合包括在步进运动中将负载从第一电极板移动到第二电极板。

123.条款13的方法，还包括：

在第一时间段期间监测与负载相关联的反射功率电平；以及

基于反射功率电平来确定负载的温度。

虽然在本文为了描述的目的示出和描述了某些实施方式，被计算来实现相同目的的各种可选和/或等效的实施方式或实现可代替所示和所述的实施方式而不偏离本公开的范围。本申请意欲涵盖本文讨论的实施方式的任何改造或变形。因此，显然意图是本文所述的实施方式仅由权利要求限制。

Claims (11)

1.一种用于射频加热的系统，包括：

多个射频发生器；

多个阻抗匹配模块；

多个电极板，所述多个阻抗匹配模块中的第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块电气地耦合在所述多个射频发生器中的相应的第一射频发生器和第二射频发生器与所述多个电极板中的相应的第一电极板和第二电极板之间；

多个直流电源和主控制模块，其中所述多个直流电源中的第一直流电源和第二直流电源分别电气地耦合到所述第一射频发生器和所述第二射频发生器，以及其中所述主控制模块与所述第一射频发生器和所述第二射频发生器通信；

多个步进电机，其中所述多个步进电机中的第一步进电机和第二步进电机分别电气地耦合到所述第一阻抗匹配模块和所述第二阻抗匹配模块，以及其中所述主控制模块与所述第一步进电机和所述第二步进电机通信；以及

输送机，其包括接地电极，

其中当在起始温度下的负载被放置在所述输送机上时，所述系统使用由所述多个射频发生器产生的射频信号来使所述负载在不同于所述起始温度的最终温度下，其中所述输送机将所述负载定位成在第一时间段期间电气地耦合到所述第一电极板，且所述第一阻抗匹配模块与在所述起始温度和所述最终温度之间的第一温度范围相关联，以及其中所述输送机将所述负载定位成在第二时间段期间电气地耦合到所述第二电极板，且所述第二阻抗匹配模块与在所述起始温度和所述最终温度之间的不同于所述第一温度范围的第二温度范围相关联。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一阻抗匹配模块包括可变电容器，以及其中所述第一步进电机在所述主控制模块控制下通过改变所述可变电容器的电容来改变与在所述第一射频发生器和所述负载之间的所述第一阻抗匹配模块相关联的匹配阻抗。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述主控制模块使用由所述第一射频发生器提供的反射功率电平的指示来确定何时将所述负载从所述第一电极板重新定位到所述第二电极板。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一直流电源向所述第一射频发生器提供第一直流信号，以及所述第一射频发生器将所述第一直流信号转换成具有大于50％的直流到射频功率效率的第一射频信号。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述最终温度在-4到-2℃之间、低于0℃的温度或低于滴水损失针对所述负载出现时的温度，或者

其中所述起始温度低于所述最终温度。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一阻抗匹配模块包括固定或可变电容器，以及与所述固定或可变电容器相关联的电容值针对与所述第一阻抗匹配模块相关联的第一匹配阻抗被选择以在所述第一时间段期间匹配与所述负载相关联的第一负载阻抗。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述第二阻抗匹配模块包括第二固定或可变电容器，以及与所述第二固定或可变电容器相关联的电容值针对与所述第二阻抗匹配模块相关联的第二匹配阻抗被选择以在所述第二时间段期间匹配与所述负载相关联的第二负载阻抗，其中所述第一负载阻抗和所述第二负载阻抗彼此不同。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个电极板布置在所述输送机之上并沿着所述输送机的长度分布，以及其中所述多个电极板中的最后一个电极板与使所述负载在所述最终温度下相关联。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述输送机持续地移动以将所述负载从所述第一电极板定位到所述第二电极板，或者

其中所述输送机递增地移动以将所述负载从所述第一电极板定位到所述第二电极板，或者

其中所述第一射频发生器监测反射功率以确定所述负载的温度，所述反射功率被监测为在端点反射功率电平的1％内是准确的或具有在小于1瓦内的准确度，或者

其中所述第一阻抗匹配模块具有第一电容范围，其不同于所述第二阻抗匹配模块的第二电容范围。

10.一种用于射频加热的方法，所述方法包括：

将负载定位成在第一时间段期间与第一电极板电气地耦合，其中第一阻抗匹配模块电气地耦合在所述第一电极板和第一射频发生器之间，以及其中所述第一阻抗匹配模块与在和所述负载相关联的起始温度和最终温度之间的第一温度范围相关联；

在所述第一时间段的一部分期间将第一射频信号施加到所述负载，在所述第一时间段的所述部分期间所述负载在所述第一温度范围内的温度下，所述第一射频信号包括由所述第一射频发生器产生的射频信号；

调节所述第一阻抗匹配模块的第一匹配阻抗以在所述第一时间段期间匹配与所述负载相关联的第一负载阻抗；

将所述负载定位成在第二时间段期间与第二电极板电气地耦合，其中第二阻抗匹配模块电气地耦合在所述第二电极板和第二射频发生器之间，以及其中所述第二阻抗匹配模块与在所述起始温度和最终温度之间的不同于所述第一温度范围的第二温度范围相关联；以及

在所述第二时间段的一部分期间将第二射频信号施加到所述负载，在所述第二时间段的所述部分期间所述负载在所述第二温度范围内的温度下，所述第二射频信号包括由所述第二射频发生器产生的另一射频信号；

调节所述第二阻抗匹配模块的第二匹配阻抗以在所述第二时间段期间匹配与所述负载相关联的第二负载阻抗；

从所述第一射频发生器接收与使用所述第一射频发生器、阻抗匹配模块和电极板处理所述负载相关联的第一反射功率电平的指示；

确定所述第一反射功率电平的所述指示是否超过阈值；以及

如果所述确定是肯定的，使所述负载定位成与所述第二电极板电气地耦合；以及

如果所述确定是否定的，改变与所述第一阻抗匹配模块相关联的所述第一匹配阻抗，其中所述第一匹配阻抗被改变以便下一第一反射功率电平小于所述第一反射功率电平。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

由第一直流电源产生第一直流信号并施加所述第一直流信号以驱动所述第一射频发生器；以及

由第二直流电源产生第二直流信号并施加所述第二直流信号以驱动所述第二射频发生器，

其中所述第一射频信号包括具有75到80％的直流到射频功率效率的信号，以及其中所述第一射频信号的功率大约高达10千瓦。

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