CN110521912A - 具有质量估计的解冻设备和其操作方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有质量估计的解冻设备和其操作方法。一种解冻系统包括RF信号源、接近于内部定位有待解冻装料的腔室的一个或多个电极、所述RF信号源与所述一个或多个电极之间的传输路径，和沿着所述RF信号源输出与所述一个或多个电极之间的所述传输路径电耦合的阻抗匹配网络。系统控制器被配置成基于反射信号功率修改所述阻抗匹配网络的可变无源组件的值以减小所述反射信号功率。所述系统控制器可被配置成通过比较所述阻抗匹配网络的一个或多个可变无源组件的一个或多个分量值与存储于存储器中的分量值表格而估计所述装料的质量，其中所存储的质量值对应于所存储的分量值。所述RF信号的所要信号参数可基于所述装料的所估计的质量而确定。

Description

具有质量估计的解冻设备和其操作方法

技术领域

本文中所描述的主题的实施例大体上涉及使用射频(RF)能量解冻装料的设备和方法。

背景技术

常规的电容性食物解冻(或融化)系统包括包含在加热室内的大型平面电极。在将食物装料放置在电极之间且使电极与食物装料极为接近之后，将电磁能供应到电极，以实现对食物装料的轻微加热。随着在解冻操作期间食物装料融化，食物装料的阻抗发生改变。因此，到食物装料的功率传递也在解冻操作期间发生改变。可例如基于可用于控制操作的停止的计时器确定解冻操作的持续时间。一些常规的电容性食物解冻(或融化)系统可需要使用物理重量传感器以确定食物装料的重量。一些常规系统可完全放弃重量检测，而是完全取决于用户输入以用于对食物装料进行表征。

对于包括物理重量传感器的常规系统，此类传感器可提高制造所述系统的成本和复杂度。另外，尽管有可能使用依赖于用户输入以用于确定装料重量的系统获得可接受的解冻结果，但依赖于食物装料的用户限定重量所固有的不准确性可导致解冻操作提前停止，或在食物装料已开始进行烹饪之后延迟停止。需要的是用于解冻食物装料(或其它类型的装料)的设备和方法，其可引起高效解冻且甚至在整个装料中进行解冻且在装料处于所要温度时停止解冻操作而不必需要使用物理重量传感器。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种系统，包括：

射频(RF)信号源，所述RF信号源被配置成供应RF信号；

电极，所述电极耦合到所述RF信号源；

至少一个可变阻抗网络，所述至少一个可变阻抗网络包括具有至少一个当前可变分量值的至少一个可变无源组件，其中所述至少一个可变阻抗网络耦合在所述RF信号源与所述电极之间；以及

控制器，所述控制器被配置成至少基于所述至少一个可变阻抗网络的所述至少一个当前可变分量值而确定接近于所述电极的装料的估计质量，以至少基于所述装料的所述估计质量确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数，且控制所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成基于所述装料的所述估计质量估计足以解冻所述装料的能量的量。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成基于足以解冻所述装料的能量的估计量而确定所述RF信号的所述一个或多个所要信号参数。

在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括：

存储器，所述存储器被配置成存储包括多个条目的查找表(LUT)，其中所述多个条目中的每个条目均包括对应于所述至少一个可变阻抗网络的所述至少一个可变无源组件的存储分量值的不同集合，且所述LUT进一步包括多个存储质量值，每个存储质量值对应于所述多个条目中所存储的分量值的相应不同集合。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成通过以下操作确定所述装料的所述估计质量：比较所述至少一个分量值与所述LUT的存储分量值的所述集合以识别所述多个条目中的相关条目，其中所述相关条目包括与所述至少一个当前可变分量值相关的存储分量值的集合；并识别所述存储质量值中对应于所述相关条目的存储质量值，其中通过所述控制器将经识别存储质量值确定为所述装料的所述估计质量。

在一个或多个实施例中，所述至少一个可变阻抗匹配网络包括双端可变阻抗匹配网络，所述双端可变阻抗匹配网络包括：

第一与第二输入；

第一与第二输出；

第一可变无源组件，所述第一可变无源组件连接于所述第一输入与所述第一输出之间且具有第一分量值；

第二可变无源组件，所述第二可变无源组件连接于所述第二输入与所述第二输出之间且具有第二分量值；以及

第三可变无源组件，所述第三可变无源组件连接于所述第一输入与所述第二输入之间且具有第三分量值，其中所述至少一个分量值包括第一、第二和第三阻抗值。

在一个或多个实施例中，所述至少一个可变阻抗匹配网络包括单端可变阻抗匹配网络，所述单端可变阻抗匹配网络包括：

输入；

输出；

耦合在所述输入与所述输出之间的无源组件的集合；以及

一个或多个可变无源组件，所述一个或多个可变无源组件连接于所述输入与接地参考节点之间且具有一个或多个分量值，其中所述至少一个分量值包括所述一个或多个分量值。

在一个或多个实施例中，所述一个或多个所要信号参数包括选自包括所述RF信号的频率、所述RF信号的振幅和所述RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

根据本发明的第二方面，提供一种耦合到用于容纳装料的腔室的热增加系统，所述热增加系统包括：

射频(RF)信号源，所述RF信号源被配置成供应RF信号；

传输路径，所述传输路径电耦合在所述RF信号源与跨越所述腔室定位的第一和第二电极之间；

阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络沿着所述传输路径电耦合，其中所述阻抗匹配网络包括一个或多个可变无源组件，其中所述一个或多个可变无源组件中的每一个在评估时间具有当前可变分量值，且当前可变分量值集合包括所述一个或多个可变无源组件中的每一个的所述当前可变分量值；以及

控制器，所述控制器被配置成至少基于所述当前可变分量值集合确定所述装料的估计质量，以至少基于所述装料的所述估计质量而确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数，且修改所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成至少基于所述装料的所述估计质量确定足以解冻所述装料的能量的估计量。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成基于足以解冻所述装料的能量的所述估计量而确定所述RF信号的所述一个或多个所要信号参数。

在一个或多个实施例中，所述热增加系统进一步包括：

存储器，所述存储器被配置成存储包括多个条目的查找表(LUT)，其中所述多个条目中的每个条目均包括对应于所述一个或多个可变无源组件的存储分量值的不同集合，且所述LUT进一步包括多个存储质量值，每个存储质量值对应于所述多个条目中所存储的分量值的相应不同集合。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成通过以下操作确定所述装料的所述估计质量：比较所述当前可变分量值集合中的每个分量值与所述LUT的存储分量值的每个不同集合中的对应存储分量值以识别所述多个条目中的相关条目，其中所述相关条目包括与所述当前可变分量值集合中的所述一个或多个分量值相关的存储分量值的集合；并识别所述多个存储质量值中对应于所述LUT中的所述多个条目中的所述相关条目的对应存储质量值，其中通过所述控制器将所述对应存储质量值确定为所述装料的所述估计质量。

在一个或多个实施例中，所述阻抗匹配网络为双端可变阻抗匹配网络，所述双端可变阻抗匹配网络包括：

第一与第二输入；

第一与第二输出；

第一可变阻抗电路，所述第一可变阻抗电路连接于所述第一输入与所述第一输出之间；

第二可变阻抗电路，所述第二可变阻抗电路连接于所述第二输入与所述第二输出之间；以及

第三可变阻抗电路，所述第三可变阻抗电路连接于所述第一输入与所述第二输入之间。

在一个或多个实施例中，所述控制器进一步被配置成通过以下操作确定所述装料的所述估计质量：比较所述第一可变阻抗电路的第一分量值与所述相关条目的第一存储分量值；比较所述第二可变阻抗电路的第二分量值与所述相关条目的第二存储分量值；并比较所述第三可变阻抗电路的第三分量值与所述相关条目的第三存储分量值，其中所述对应存储质量值在所述存储器中与所述相关条目的所述第一、第二和第三存储分量值相关联。

在一个或多个实施例中，所述阻抗匹配网络为单端可变阻抗匹配网络，所述单端可变阻抗匹配网络包括：

输入；

输出；

耦合在所述输入与所述输出之间的无源组件的集合；以及

连接于所述输入与接地参考节点之间的一个或多个可变阻抗电路。

在一个或多个实施例中，所述控制器进一步被配置成通过比较所述一个或多个可变阻抗电路的一个或多个分量值与所述相关条目的一个或多个存储分量值而确定所述装料的所述估计质量，其中所述存储质量值在所述存储器中与所述相关条目的所述一个或多个存储分量值相关联。

在一个或多个实施例中，所述一个或多个所要信号参数包括选自包括所述RF信号的频率、所述RF信号的振幅和所述RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

根据本发明的第三方面，提供一种操作热增加系统的方法，所述热增加系统包括内部容纳装料的腔室，所述方法包括：

通过射频(RF)信号源将一个或多个RF信号供应到传输路径，所述传输路径电耦合在所述RF信号源与接近于所述腔室定位的一个或多个电极之间；

通过功率检测电路系统沿着所述传输路径检测反射信号功率；

通过控制器修改沿着所述传输路径电耦合的阻抗匹配网络的一个或多个可变无源组件的一个或多个分量值以减小所述反射信号功率；

通过所述控制器至少基于所述一个或多个可变无源组件的一个或多个当前分量值而确定所述装料的估计质量；

通过所述控制器至少基于所述装料的所述估计质量而确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数；以及

通过所述控制器控制所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：

通过所述控制器基于所述装料的所述估计质量而确定足以解冻所述装料的能量的估计量。

在一个或多个实施例中，确定所述所要信号参数包括：

通过所述控制器基于足以解冻所述装料的能量的所述估计量而确定所述一个或多个所要信号参数。

在一个或多个实施例中，确定所述装料的所述估计质量包括：

通过所述控制器比较所述一个或多个当前分量值与存储于所述系统的存储器中的多个存储分量值集合；

通过所述控制器从所述多个存储分量值集合中识别与所述一个或多个当前分量值相关的相关存储分量值集合；

通过所述控制器确定多个存储质量中对应于所述相关存储分量值集合的经识别存储质量；以及

通过所述控制器将所述装料的所述估计质量确定为所述经识别存储质量。

在一个或多个实施例中，所述一个或多个所要信号参数包括选自包括所述RF信号的频率、所述RF信号的振幅和所述RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

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

在结合以下图式考虑时，可通过参考具体实施方式和权利要求书得到对主题的更完整理解，其中相同参考数字在各图中指代类似元件。

图1是根据例子实施例的解冻器具的透视图；

图2是包括解冻系统的其它例子实施例的制冷机/冷冻机器具的透视图；

图3是根据例子实施例的非平衡解冻设备的简化框图；

图4A是根据例子实施例的单端可变电感匹配网络的示意图；

图4B是根据例子实施例的单端可变电容性匹配网络的示意图；

图5A是根据例子实施例的单端可变电感网络的示意图；

图5B是根据例子实施例的单端可变电容性网络的示意图；

图6是描绘可变阻抗匹配网络的实施例中的多个可变无源装置可与腔室加上对射频(RF)信号源的装料阻抗如何匹配的史密斯圆图的例子；

图7是根据另一例子实施例的平衡解冻设备的简化框图；

图8是根据另一例子实施例的具有可变电感的双端可变阻抗匹配网络的示意图；

图9是根据另一例子实施例的具有可变电感的双端可变阻抗网络的示意图；

图10是根据另一例子实施例的具有可变电容的双端可变阻抗网络的示意图；

图11是根据例子实施例的解冻系统的横截面侧视图；

图12A是根据例子实施例的具有可变电感的双端可变阻抗匹配网络模块的透视图；

图12B是根据另一例子实施例的具有可变电容的双端可变阻抗匹配网络模块的透视图；

图13是根据例子实施例的RF模块的透视图；

图14A是根据例子实施例的利用动载匹配操作解冻系统的方法的流程图；

图14B是根据例子实施例的可变匹配网络重新配置和可选装料质量估计和优化的RF信号参数优化的方法的流程图；

图15是标绘通过用于两个不同装料的解冻操作的腔室匹配设置对比RF信号源匹配设置的图表；

图16A是可用于基于可变电感器网络的分量值确定用于解冻操作的参数并估计装料的特性的查找表(look-up-table，LUT)的例子；且

图16B是可用于基于可变电容器网络的分量值确定用于解冻操作的参数并估计装料的特性的LUT的例子。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅为说明性的，且并不意图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、背景技术或以下具体实施方式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可并入到单独器具或其它系统的固态解冻设备。如下文更详细地描述，固态解冻设备的实施例包括“非平衡”解冻设备和“平衡”设备。举例来说，示例性“非平衡”解冻系统是使用以下各项来实现：安置于腔室中的第一电极、单端放大器布置(包括一个或多个晶体管)、耦合在放大器布置的输出与第一电极之间的单端阻抗匹配网络，以及可检测解冻操作何时已完成的测量与控制系统。相比之下，示例性“平衡”解冻系统是使用以下各项来实现：安置于腔室中的第一和第二电极、单端或双端放大器布置(包括一个或多个晶体管)、耦合在放大器布置的输出与第一和第二电极之间的双端阻抗匹配网络，以及可检测解冻操作何时已完成的测量与控制系统。在各种实施例中，阻抗匹配网络包括可变阻抗匹配网络，所述可变阻抗匹配网络可在解冻操作期间进行调整以改善放大器布置与腔室之间的匹配。

一般来说，术语“解冻”意指将冷冻装料(例如，食物装料或其它类型的装料)的温度升高到装料不再冷冻的温度(例如，处于或接近0摄氏度的温度)。如本文中所使用，术语“解冻”更广泛地意指装料(例如，食物装料或其它类型的装料)的热能或温度通过将射频(RF)功率提供到所述装料而提高的过程。因此，在各种实施例中，可以对具有任何初始温度(例如，高于或低于0摄氏度的任何初始温度)的装料执行“解冻操作”，且可以在高于初始温度的任何最终温度(例如，包括高于或低于0摄氏度的最终温度)时停止解冻操作。也就是说，本文中所描述的“解冻操作”和“解冻系统”可替换地被称为“热增加操作”和“热增加系统”。术语“解冻”不应被解释为将本发明的应用限制于仅能够将冷冻装料的温度升高到处于或接近0摄氏度的温度的方法或系统。在一个实施例中，解冻操作可将食物的温度提高到处于或大约-1摄氏度的回火状态。

装料的质量，或装料的质量结合装料的温度可用作用于确定足以解冻所述装料的能量的量的基础。解冻装料所需的能量可使用等式1确定：

Q＝m*c*ΔT (等式1)

其中Q为所需的热能的量，m为被施加热能的装料的质量，c为装料的比热，且ΔT为通过对装料施加热能实现的所要温度的变化。各种类型的食物的比热趋向于大约为1到2卡路里/(克℃)，其中一卡路里大致为4.1868焦耳。施加到解冻系统的装料的温度变化大体上为从大约-20℃到大约0℃，使得ΔT可经估计大约为20℃。因此，解冻给定装料所需的热能的量(以卡路里为单位)可估计为装料的质量(以克为单位)的大约30倍。应注意，在一些实施例中，可基于用户输入的初始温度而确定ΔT的值，而非假设为20℃。

应理解，虽然“质量”和“重量”在本文中有时可互换地使用，但两个术语均用于描述给定主体(例如，装料)包含的物质的数量的量度。根据各种实施例，装料的质量或装料的质量加上温度可通过比较可变阻抗匹配网络中可变组件的分量值与存储于查找表(LUT)中的对应分量值而估计，所述查找表存储于可对系统控制器进行存取的存储器内。足以解冻装料的能量的量可用于确定RF信号参数(例如，RF信号功率电平)和加热时间，以及其它适用参数。如本文中所描述，“RF信号功率电平”指代待转化成在解冻操作期间施加到装料的电磁能的RF信号的振幅，且所述RF信号功率电平在整个操作中可发生改变。如本文中所描述，“加热时间”指代对应于RF信号的电磁能在解冻操作期间将施加到装料的时间量。以此方式，在给定足以解冻装料的能量的量的情况下，将在整个解冻操作中使用的所要RF信号参数(例如，(多个)功率电平)可通过本发明系统的实施例确定。另外，在给定足以解冻装料的能量的量和所要RF信号参数的情况下，总加热(解冻)时间可通过本发明系统的实施例确定。

图1是根据例子实施例的解冻系统100的透视图。解冻系统100包括解冻腔室110(例如，腔室360、760、1174，图3、7、11)；控制面板120；一个或多个RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)；电源(例如，电源326、726，图3、7)；第一电极170(例如，电极340、740、1170，图3、7、11)；第二电极172(例如，电极750、1172，图7、11)；阻抗匹配电路系统(例如，电路334、370、734、772、1160，图3、7、11)；功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统330、730、730'、730”、1180，图3、7、11)；和系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)。解冻腔室110由顶部、底部、侧部和背面腔室壁111、112、113、114、115的内表面和门116的内表面限定。在门116关闭的情况下，解冻腔室110限定封闭的气腔。如本文中所使用，术语“气腔”可意味着包含空气或其它气体的封闭区域(例如，解冻腔室110)。

根据“非平衡”实施例，第一电极170被布置成接近于腔壁(例如，顶壁111)，第一电极170与其余的腔壁(例如，壁112到壁115和门116)电隔离，且其余的腔壁均接地。在此类配置中，系统可以简单化的方式建模成电容器，其中第一电极170充当一个导电板(或电极)，接地的腔壁(例如，壁112到壁115)充当第二导电板(或电极)，且气腔(包括包含于其中的任何装料)充当第一导电板与第二导电板之间的电介质。虽然未在图1中示出，但非导电阻挡层(例如，阻挡层362、762，图3、7)也可包括于系统100中，且所述非导电阻挡层可用于将装料与底部腔壁112电隔离和物理隔离。虽然图1示出第一电极170接近于顶壁111，但可替换的是，第一电极170可接近于其它壁112到壁115中的任何一个，如电极172到电极175所指示。

根据“平衡”实施例，第一电极170被布置成接近于第一腔壁(例如，顶壁111)，第二电极172被布置成接近于相对的第二腔壁(例如，底壁112)，且第一电极170和第二电极172与其余腔壁(例如，壁113到115和门116)电隔离。在此类配置中，系统可以简单化的方式建模成电容器，其中第一电极170充当一个导电板(或电极)，第二电极172充当第二导电板(或电极)，且气腔(包括包含于其中的任何装料)充当第一导电板与第二导电板之间的电介质。虽然在图1中未示出，但非导电阻挡层(例如，阻挡层762、1156，图7、11)也可包括于系统100中，且所述非导电阻挡层可用以使装料与第二电极172和底部腔壁112电隔离和物理隔离。虽然图1示出第一电极170接近于顶壁111，且第二电极172接近于底壁112，但可替换的是，第一电极170和第二电极172可接近于其它相对壁(例如，第一电极可为接近于壁113的电极173，且第二电极可为接近于壁114的电极174)。

根据实施例，在解冻系统100的操作期间，用户(未示出)可将一个或多个装料(例如，食物和/或液体)放置到解冻腔室110中，且任选地可经由控制面板120提供指定(多个)装料的特性的输入。举例来说，指定的特性可包括装料的大致质量。此外，所指定的装料特性可指示形成装料的(多种)材料(例如，肉类、面包、液体)。在替代实施例中，可以某一其它方式(例如，通过扫描装料包装上的条形码或从装料上或嵌入装料内的RFID标签接收射频识别(RFID)信号)而获得装料特性。无论哪种方式，如稍后将更详细描述，关于这些装料特性的信息使得系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)能够在解冻操作开始时确立系统的阻抗匹配网络的初始状态，其中所述初始状态可以相对接近于实现进入装料的最大RF功率传递的最优状态。可替换的是，在解冻操作开始之前可能并不输入或接收装料特性，且系统控制器可确立用于阻抗匹配网络的默认初始状态。

为了开始解冻操作，用户可经由控制面板120提供输入。作为响应，系统控制器致使(多个)RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)在非平衡实施例中将RF信号供应到第一电极170，或在平衡实施例中供应到第一电极170和第二电极172两者，且(多个)电极响应性地将电磁能辐射到解冻腔室110中。所述电磁能增加了装料的热能(即，电磁能使装料升温)。

在解冻操作期间，装料的阻抗随着装料热能的增加而改变(且因此腔室110加装料的总输入阻抗也发生改变)。阻抗变化更改了装料对RF能量的吸收，且因此更改了反射功率的量值。根据实施例，功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统330、730、1180，图3、7、11)连续或周期性地沿着RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)与(多个)电极170、172之间的传输路径(例如，传输路径328、728、1148，图3、7、11)测量反射功率。基于这些测量值，系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)可以检测解冻操作的完成，如下文将详细描述。根据又一实施例，阻抗匹配网络是可变的，且基于反射功率测量值(或前向功率和反射功率测量值两者)，系统控制器可以在解冻操作期间更改阻抗匹配网络的状态以增加装料对RF功率的吸收。

图1的解冻系统100体现为台面型器具。在另一实施例中，解冻系统100还可包括用于执行微波烹饪操作的组件和功能性。可替换的是，解冻系统的组件可并入其它类型的系统或器具中。举例来说，图2是包括解冻系统210、220的其它例子实施例的制冷机/冷冻机器具200的透视图。更具体地说，解冻系统210示出为并入在系统200的冷冻室212内，且解冻系统220示出为并入在系统的制冷室222内。实际的制冷机/冷冻机器具可能将包括解冻系统210、220中的仅一个，但这两者均在图2中示出以简明地传达这两者的实施例。

类似于解冻系统100，解冻系统210、220中的每一个包括解冻腔室；控制面板214、224；一个或多个RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)；电源(例如，电源326、726，图3，7)；第一电极(例如，电极340、740、1170，图3、7)；第二电极172(例如，密闭结构366、电极750，图3、7、11)；阻抗匹配电路系统(例如，电路334、370、734、772、1160，图3、7、11)；功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统330、730、1180，图3、7、11)；和系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)。举例来说，解冻腔室可由抽屉的底壁、侧壁、前壁和后壁的内表面以及在抽屉滑轨上的固定搁架216、226的内部顶表面而限定。在抽屉完全在搁架下方滑动的情况下，抽屉和搁架将腔室限定为封闭的气腔。在各种实施例中，解冻系统210、220的组件和功能性可能与解冻系统100的组件和功能性大体上相同。

此外，根据实施例，解冻系统210、220中的每一个可分别与其中安置有系统210的冷冻室212或其中安置有系统220的制冷室222具有充足的热连通。在此类实施例中，在完成解冻操作之后，装料可维持在安全温度(即，延缓食物腐败的温度)，直到将所述装料从系统210、220中移出。更具体地说，在基于冷冻机的解冻系统210完成解冻操作后，内部容纳解冻后的装料的腔室可与冷冻室212热连通，且如果不即时将装料从腔室中移出，那么装料可能会再次冻结。类似地，当通过基于制冷机的解冻系统220完成解冻操作后，内部容纳解冻装料的腔室可与制冷室222热连通，且如果不即时将装料从腔室中移出，那么装料可能在制冷室222内的温度下保持解冻状态。

基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解，解冻系统的实施例还可并入具有其它配置的系统或器具中。因此，上文所描述的独立器具、微波烘炉器具、冷冻机和制冷机中的解冻系统的实施方案并非意味着仅将实施例的使用限制于那些类型的系统。

虽然解冻系统100、200被示出其组件关于彼此呈特定的相对定向，但应理解，各种组件也可以不同方式定向。另外，各种组件的物理配置可不同。举例来说，控制面板120、214、224可具有更多、更少或不同的用户界面元件，和/或用户界面元件可以不同方式布置。此外，虽然在图1中示出大体上立方形的解冻腔室110，但应理解，在其它实施例中，解冻腔室可具有不同形状(例如，圆柱形，等等)。另外，解冻系统100、210、220可包括图1、2中并未特定描绘的额外组件(例如，风扇、固定或旋转板、托盘、电线等等)。

图3是根据例子实施例的非平衡解冻系统300(例如，解冻系统100、210、220，图1、2)的简化框图。在一实施例中，解冻系统300包括RF子系统310、解冻腔室360、用户界面380、系统控制器312、RF信号源320、电源和偏置电路系统326、可变阻抗匹配网络370、电极340、密闭结构366以及功率检测电路系统330。另外，在其它实施例中，解冻系统300可包括(多个)温度传感器和/或(多个)红外(IR)传感器390，但这些传感器组件中的一些或全部可排除。应理解，图3为出于解释和方便描述的目的的解冻系统300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/或解冻系统300可为较大电力系统的部分。

用户界面380可对应于例如使用户能够向系统提供关于用于解冻操作的参数的输入(例如，待解冻装料的特性等)的控制面板(例如，控制面板120、214、224，图1、2)、开始和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开锁)等。此外，用户界面可被配置成提供指示解冻操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数计时器、指示解冻操作的进度或完成的可见标志和/或指示解冻操作的完成的可听音)和其它信息。

解冻系统300的一些实施例可以包括(多个)温度传感器和/或(多个)IR传感器390。(多个)温度传感器和/或(多个)IR传感器可定位在使得能够在解冻操作期间感测装料364的温度的位置。在提供给系统控制器312时，温度信息使得系统控制器312能够更改通过RF信号源320供应的RF信号的功率(例如，通过控制通过电源和偏置电路系统326提供的偏置和/或供电电压)；调整可变阻抗匹配网络370的状态；和/或确定解冻操作何时应终止。系统控制器312可使用此信息例如以确定通过RF信号源320供应的RF信号的所要功率电平；确定可变阻抗匹配网络370的初始设置；和/或确定解冻操作的大致持续时间。

在一实施例中，RF子系统310包括系统控制器312、RF信号源320、第一阻抗匹配电路334(本文为“第一匹配电路”)、电源和偏置电路系统326以及功率检测电路系统330。系统控制器312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(application specific integrated circuit，ASIC)等等)；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、各种寄存器等等)；一个或多个通信总线；以及其它组件。根据实施例，系统控制器312耦合到用户界面380、RF信号源320、可变阻抗匹配网络370、功率检测电路系统330和传感器390(如果包括)。系统控制器312被配置成接收指示经由用户界面380所接收的用户输入的信号，且从功率检测电路系统330接收指示RF信号反射功率(和有可能RF信号前向功率)的信号。响应于所接收的信号和测量值，且如随后将更详细地描述，系统控制器312将控制信号提供到电源和偏置电路系统326以及RF信号源320的RF信号产生器322。此外，系统控制器312将控制信号提供到可变阻抗匹配网络370，此举促使网络370改变其状态或配置。

解冻腔室360包括具有第一平行板电极和第二平行板电极的电容性解冻布置，所述第一平行板电极和所述第二平行板电极通过其内可放置有待解冻装料364的气腔分隔开。举例来说，第一电极340可定位于气腔上方，且第二电极可通过密闭结构366的部分予以提供。更具体地说，密闭结构366可包括底壁、顶壁和侧壁，所述底壁、所述顶壁和所述侧壁的内表面限定腔室360(例如，腔室110，图1)。根据实施例，腔室360可以密封(例如，使用门116，图1或通过滑动搁架216、226下关闭的抽屉，图2)以包含在解冻操作期间被引入到腔室360中的电磁能。系统300可包括确保在解冻操作期间密封完好的一个或多个互锁机构。如果互锁机构中的一个或多个指示密封被破坏，那么系统控制器312可停止解冻操作。根据实施例，密闭结构366至少部分地由导电材料形成，且密闭结构的(多个)导电部分可接地。可替换的是，对应于腔室360的底部表面的密闭结构366的至少部分可由导电材料形成且接地。无论哪种方式，密闭结构366(或与第一电极340平行的密闭结构366的至少部分)充当电容性解冻布置的第二电极。为避免装料364与腔室360的接地底部表面之间的直接接触，非导电阻挡层362可定位在腔室360的底部表面上。

基本上，解冻腔室360包括具有第一平行板电极340和第二平行板电极366的电容性解冻布置，所述第一平行板电极340和所述第二平行板电极366通过其内可放置有待解冻装料364的气腔分隔开。在一实施例中，第一电极340定位在密闭结构366内以限定电极340与密闭结构366的相对表面(例如，充当第二电极的底部表面)之间的距离352，其中距离352使腔室360成为子谐振腔。

在各种实施例中，距离352在约0.10米到约1.0米的范围内，但所述距离也可以更小或更大。根据实施例，距离352小于通过RF子系统310产生的RF信号的一个波长。换句话说，如上文所提及，腔室360为子谐振腔。在一些实施例中，距离352小于RF信号的一个波长的约一半。在其它实施例中，距离352小于RF信号的一个波长的约四分之一。在又其它实施例中，距离352小于RF信号的一个波长的约八分之一。在又其它实施例中，距离352小于RF信号的一个波长的约50分之一。在又其它实施例中，距离352小于RF信号的一个波长的约100分之一。

一般来说，针对较低操作频率(例如，10MHz与100MHz之间的频率)设计的系统300可以被设计成具有作为一个波长的较小分数的距离352。举例来说，当系统300被设计成产生具有约10MHz的操作频率(对应于约30米的波长)的RF信号且距离352选择为约0.5米时，距离352为所述RF信号的一个波长的约60分之一。相反，当针对约300MHz的操作频率(对应于约1米的波长)设计系统300且距离352选择为约0.5米时，距离352为RF信号的一个波长的约二分之一。

通过选择操作频率以及电极340与密闭结构366之间的距离352以限定子谐振内部腔室360，第一电极340和密闭结构366电容性耦合。更具体地说，第一电极340可以类似于电容器的第一板，密闭结构366可以类似于电容器的第二板，且装料364、阻挡层362和腔室360内的空气可以类似于电容器电介质。因此，第一电极340可替换的是在本文中可以被称作“阳极”，且密闭结构366可替换的是在本文中可以被称作“阴极”。

基本上，跨越第一电极340和密闭结构366的电压加热腔室360内的装料364。根据各种实施例，RF子系统310被配置成产生RF信号以在电极340与密闭结构366之间产生在一个实施例中处于约90伏特到约3,000伏特的范围内或在另一实施例中处于约3000伏特到约10,000伏特的范围内的电压，但所述系统也可被配置成在电极340与密闭结构366之间产生更低或更高电压。

在一实施例中，第一电极340通过第一匹配电路334、可变阻抗匹配网络370和导电传输路径电耦合到RF信号源320。第一匹配电路334被配置成执行从RF信号源320的阻抗(例如，小于约10欧姆)到中间阻抗(例如，50欧姆、75欧姆或某个其它值)的阻抗变换。根据实施例，导电传输路径包括串联连接且共同被称作传输路径328的多个导体328-1、328-2和328-3。根据实施例，导电传输路径328是“非平衡”路径，所述“非平衡”路径被配置成携载非平衡RF信号(即，对照接地参考的单个RF信号)。在一些实施例中，一个或多个连接器(未示出，但各自具有凸形和凹形连接器部分)可以沿着传输路径328电耦合，且传输路径328在连接器之间的部分可以包括同轴电缆或其它合适的连接器。在图7中示出且随后描述此连接器(例如，包括连接器736、738和导体728-3，例如所述连接器736、738之间的同轴电缆)。

如稍后将更详细描述，可变阻抗匹配电路370被配置成执行从上文提到的中间阻抗到如通过装料364修改的解冻腔室320的输入阻抗(例如，约数百或数千欧姆，例如约1000欧姆到约4000欧姆或更大)的阻抗变换。在实施例中，可变阻抗匹配网络370包括无源组件(例如，电感器、电容器、电阻器)的网络。

根据一个更特定实施例，可变阻抗匹配网络370包括定位在腔室360内且电耦合到第一电极340的多个固定值集总电感器(例如，电感器412到414，图4A)。此外，可变阻抗匹配网络370包括可定位于腔室360内部或外部的多个可变电感网络(例如，网络410、411、500，图4A、5A)。根据另一更特定实施例，可变阻抗匹配网络370包括多个可变电容网络(例如，网路442、446、540，图4B、5B)，所述可变电容网络可定位于腔室360内部或外部。由可变电感或电容网络中的每一个所提供的电感值或电容值是使用来自系统控制器312的控制信号确立的，如稍后将更详细地描述。在任何情况下，通过在整个解冻操作过程中改变可变阻抗匹配网络370的状态以动态匹配不断改变的腔室加上装料阻抗，可使装料364吸收的RF功率的量保持在高水平，即使在解冻操作期间装料阻抗发生变化。

根据实施例，RF信号源326包括RF信号产生器322和功率放大器(例如，包括一个或多个功率放大器级324、325)。响应于由系统控制器312在连接314上提供的控制信号，RF信号产生器322被配置成产生具有ISM(工业、科学和医学)频带内频率的振荡电信号，但系统也可进行修改以支持在其它频带内的操作。在各种实施例中，RF信号产生器322可被控制以产生具有不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号产生器322可以产生在约10.0兆赫兹(MHz)到约100MHz和/或从约100MHz到约3.0千兆赫(GHz)的范围内振荡的信号。一些合意的频率可以是例如13.56MHz(+/-5％)、27.125MHz(+/-5％)、40.68MHz(+/-5％)和2.45GHz(+/-5％)。在一个特定实施例中，举例来说，RF信号产生器322可产生在约40.66MHz到约40.70MHz范围内振荡且处于在约10分贝毫瓦(dBm)到约15dBm范围内的功率电平的信号。可替换的是，振荡的频率和/或功率电平可更低或更高。

在图3的实施例中，，功率放大器包括驱动器放大器级324和最终放大器级325。功率放大器被配置成从RF信号产生器322接收振荡信号，且放大所述信号以在功率放大器的输出处产生显著更高功率的信号。举例来说，输出信号可具有在约100瓦特到约400瓦特(或更高)范围内的功率电平。可通过将由电源和偏置电路系统326提供的栅极偏置电压和/或漏极供应电压用于每个放大器级324、325来控制由功率放大器施加的增益。更具体地说，电源和偏置电路系统326根据从系统控制器312接收的控制信号将偏置和供应电压提供到每个RF放大器级324、325。

在实施例中，每个放大器级324、325被实施为功率晶体管，例如场效应晶体管(field effect transistor，FET)，具有输入端(例如，栅极或控制端)和两个载流端(例如，源极和漏极端)。在各种实施例中，阻抗匹配电路(未示出)可耦合到驱动器与最终放大器级325之间的驱动器放大器级324的输入(例如，栅极)，和/或耦合到最终放大器级325的输出(例如，漏极端)。在实施例中，放大器级324、325的每个晶体管包括横向扩散的金属氧化物半导体FET(LDMOSFET)晶体管。然而，应注意，晶体管并不意图受限于任何具体半导体技术，且在其它实施例中，每一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。

在图3中，功率放大器布置描绘为包括以特定方式耦合到其它电路组件的两个放大器级324、325。在其它实施例中，功率放大器布置可以包括其它放大器拓扑且/或放大器布置可以包括仅一个放大器级(例如，如放大器724的实施例中所示，图7)或多于两个放大器级。举例来说，功率放大器布置可以包括单端放大器、杜赫放大器(Doherty amplifier)、切换模式功率放大器(Switch Mode Power Amplifier，SMPA)或另一类型放大器的各种实施例。

解冻腔室360和定位于解冻腔室360中的任何装料364(例如，食物、液体等)呈现为用于通过第一电极340辐射入腔室360中的电磁能(或RF功率)的累积装料。更具体地说，腔室360和装料364呈现对系统的阻抗，在本文中被称作“腔室加上装料阻抗”。腔室加上装料阻抗在解冻操作期间随装料364的温度提高而改变。腔室加上装料阻抗对沿着RF信号源320与电极340之间的导电传输路径328的反射信号功率的量值具有直接影响。在大多数状况下，需要使转移到腔室360中的信号功率的量值最大化，和/或使沿着导电传输路径328的反射信号功率与前向信号功率的比率最小化。

在一实施例中，为了使RF信号产生器320的输出阻抗与腔室加上装料阻抗至少部分地匹配，第一匹配电路334沿着传输路径328电耦合。第一匹配电路334可以具有多种配置中的任一种。根据实施例，第一匹配电路334包括固定组件(即，具有不可变分量值的组件)，但在其它实施例中第一匹配电路334可以包括一个或多个可变组件。举例来说，在各种实施例中，第一匹配电路334可以包括选自电感/电容(LC)网络、串联电感网络、并联电感网络或者带通、高通和低通电路的组合的任何一个或多个电路。基本上，固定匹配电路334被配置成将阻抗升高到RF信号产生器320的输出阻抗与腔室加上装料阻抗之间的中间水平。

如稍后将与图15结合描述，当食物装料从冷冻状态转变到解冻状态时，许多类型的食物装料的阻抗相对于温度以略微可预测的方式改变。根据实施例，基于来自功率检测电路系统330的反射功率测量值(和前向功率测量值，在一些实施例中)，系统控制器312被配置成在解冻操作期间识别腔室加上装料阻抗的改变速率何时指示装料364正接近0摄氏度的时间点，此时系统控制器312可终止解冻操作。

根据实施例，功率检测电路系统330沿着RF信号源320的输出与电极340之间的传输路径328耦合。在一特定实施例中，功率检测电路系统330形成RF子系统310的一部分，且在一实施例中耦合到第一匹配电路334的输出与可变阻抗匹配网络370的输入之间的导体328-2。在替代实施例中，功率检测电路系统330可以耦合到传输路径328的在RF信号源320的输出与第一匹配电路334的输入之间的部分328-1，或耦合到传输路径328的在可变阻抗匹配网络370的输出与第一电极340之间的部分328-3。

无论耦合于何处，功率检测电路系统330都被配置成监视、测量或以其它方式检测沿着RF信号源320与电极340之间的传输路径328行进的反射信号(即，在从电极340朝向RF信号源320的方向上行进的反射RF信号)的功率。在一些实施例中，功率检测电路系统330还被配置成检测沿着RF信号源320与电极340之间的传输路径328行进的前向信号(即，在从RF信号源320朝向电极340的方向上行进的前向RF信号)的功率。经由连接332，功率检测电路系统330将信号供应到系统控制器312，从而将反射信号功率(和前向信号功率，在一些实施例中)的量值传送到系统控制器312。在传送前向和反射信号功率量值两者的实施例中，系统控制器312可以计算反射与前向信号功率比或S11参数。如将在下文更详细地描述，当反射信号功率量值超过反射信号功率阈值时，或当反射与前向信号功率比超过S11参数阈值时，这指示系统300不充分匹配于腔室加上装料阻抗，且在腔室360内的装料364吸收的能量可能是次最优的。在此情形下，系统控制器312编排更改可变匹配网络370的状态以驱动反射信号功率或S11参数朝向或低于所期望水平(例如，低于反射信号功率阈值和/或反射与前向信号功率比阈值)的过程，因此重新建立可接受匹配且促进装料364的更优能量吸收。

更具体地说，系统控制器312可将控制路径316上的控制信号提供到可变匹配电路370，这致使可变匹配电路370改变电路内一个或多个组件的电感、电容和/或电阻值，因此调整电路370所提供的阻抗变换。可变匹配电路370的配置的调整理想地减小反射信号功率的量值，这对应于减小S11参数的量值和增大装料364吸收的功率。

如上文所论述，可变阻抗匹配网络370用以匹配解冻腔室360加装料364的输入阻抗，以尽可能地最大化传递到装料364中的RF功率。解冻腔室360和装料364的初始阻抗在解冻操作开始时可能无法准确得知。另外，装料364的阻抗在解冻操作期间随着装料364升温而改变。根据实施例，系统控制器312可将控制信号提供到可变阻抗匹配网络370，这引起对可变阻抗匹配网络370的状态的修改。这使得系统控制器312能够在具有相对低的反射与前向功率比的解冻操作开始时确立可变阻抗匹配网络370的初始状态，且因此确立装料364对RF功率的相对高的吸收率。另外，这使得系统控制器312能够修改可变阻抗匹配网络370的状态以使得可在整个解冻操作中维持充分匹配，尽管装料364的阻抗会改变。

可变匹配网络370的配置的非限制性例子在图4A、4B、5A和5B中示出。举例来说，在各种实施例中，网络370可以包括选自电感/电容(LC)网络、仅电感网络、仅电容网络或者带通、高通和低通电路的组合的任何一个或多个电路。在一实施例中，可变匹配网络370包括单端网络(例如，网络400、440，图4A、4B)。使用来自系统控制器312的控制信号确立由可变匹配网络370提供的电感、电容和/或电阻值，所述值又影响由网络370提供的阻抗变换，如稍后将更详细描述。在任何情况下，通过在解冻操作的过程中改变可变匹配网络370的状态以动态匹配腔室360加上腔室360内的装料364的不断改变的阻抗，在整个解冻操作中系统效率可以维持在高水平。

可变匹配网络370可具有广泛多种电路配置中的任一种，且此类配置的非限制性例子示出于图4A、4B、5A和5B中。根据实施例，如图4A和5A中所示例，可变阻抗匹配网络370可包括无源组件的单端网络，更具体地说，可包括固定值电感器(例如，集总电感组件)和可变电感器的网络(或可变电感网络)。根据另一实施例，如图4B和5B中所示例，可变阻抗匹配网络370可包括无源组件的单端网络，且更具体地说可包括可变电容器的网络(或可变电容网络)。如本文中所使用，术语“电感器”意味着在不插入其它类型组件(例如，电阻器或电容器)的情况下电耦合在一起的离散电感器或电感组件集合。类似地，术语“电容器”意味着在不插入其它类型组件(例如，电阻器或电感器)的情况下电耦合在一起的离散电容器或电容组件集合。

首先参考可变电感阻抗匹配网络实施例，图4A是根据例子实施例的单端可变阻抗匹配网络400(例如，可变阻抗匹配网络370，图3)的示意图。如将在下文更详细地解释，可变阻抗匹配网络370基本上具有两个部分：一个部分匹配RF信号源(或末级功率放大器)；且另一部分匹配腔室加装料。

根据实施例，可变阻抗匹配网络400包括输入节点402、输出节点404、第一可变电感网络410和第二可变电感网络411，以及多个固定值电感器412到415。当并入到解冻系统(例如，系统300，图3)中时，输入节点402电耦合到RF信号源(例如，RF信号源320，图3)的输出，且输出节点404电耦合到解冻腔室(例如，解冻腔室360，图3)内的电极(例如，第一电极340，图3)。

在实施例中，在输入节点402与输出节点404之间的可变阻抗匹配网络400包括串联耦合的第一集总电感器412和第二集总电感器414。在实施例中，第一集总电感器412和第二集总电感器414的大小和电感值两者上相对较大，这是因为第一集总电感器412和第二集总电感器414可被设计成用于相对低频率(例如，约40.66MHz到约40.70MHz)和高功率(例如，约50瓦特(W)到约500W)操作。举例来说，电感器412、414可具有在约200毫微亨(nH)到约600nH范围内的值，但在其它实施例中其值可能更低和/或更高。

第一可变电感网络410是耦合在输入节点402与接地参考端(例如，接地密闭结构366，图3)之间的第一并联电感网络。根据实施例，第一可变电感网络410被配置成匹配如由第一匹配电路(例如，电路334，图3)修改的RF信号源(例如，RF信号源320，图3)的阻抗，或更具体来说匹配如由第一匹配电路334(例如，电路334，图3)修改的末级功率放大器(例如，放大器325，图3)的阻抗。因此，第一可变电感网络410可被称为可变阻抗匹配网络400的“RF信号源匹配部分”。根据实施例，且如将结合图5更详细地描述，第一可变电感网络410包括可选择性地耦合在一起以提供在约10nH到约400nH范围内的电感的电感组件的网络，但也可将所述范围扩展到更低或更高电感值。

相比之下，可变阻抗匹配网络400的“腔室匹配部分”可通过耦合于节点422(在第一集总电感器412与第二集总电感器414之间)与接地参考端之间的第二并联电感网络416来提供。根据实施例，第二并联电感网络416包括串联耦合的第三集总电感器413和第二可变电感网络411，在第三集总电感器413与第二可变电感网络411之间具有中间节点422。由于可以改变第二可变电感网络411的状态以提供多个电感值，因此第二并联电感网络416被配置成最优地匹配腔室加上装料(例如，腔室360加上装料364，图3)的阻抗。举例来说，电感器413可具有在约400nH到约800nH范围内的值，但在其它实施例中其值可更低和/或更高。根据实施例，且如将结合图5更详细地描述，第二可变电感网络411包括可选择性地耦合在一起以提供在约50nH到约800nH范围内的电感的电感组件的网络，但所述范围还可扩展到更低或更高电感值。

最后，可变阻抗匹配网络400包括耦合在输出节点404与接地参考端之间的第四集总电感器415。举例来说，电感器415可具有在约400nH到约800nH范围内的值，但在其它实施例中其值可更低和/或更高。

如将结合图12A更详细地描述，集总电感器412到415的集合430可形成至少部分地在物理上位于腔室(例如，腔室360，图3)内或至少在密闭结构(例如，密闭结构366，图3)的界限内的模块的部分。这使得由集总电感器412到415产生的辐射能够安全地包含在系统内，而不是辐射到周围环境中。相比之下，在各种实施例中，可变电感网络410、411可或可不包含在腔室或密闭结构内。

根据实施例，图4A的可变阻抗匹配网络400的实施例包括“仅电感器”以为解冻腔室360加上装料364的输入阻抗提供匹配。因此，网络400可被视为“仅电感器”匹配网络。如本文中所使用，短语“仅有的电感器”或“仅电感器”在描述可变阻抗匹配网络的组件时意味着网络并不包括具有大电阻值的离散电阻器或具有大电容值的离散电容器。在一些状况下，匹配网络的组件之间的导电传输线可具有极小电阻，和/或极小寄生电容可呈现在网络内。此些极小电阻和/或极小寄生电容并不解释为将“仅电感器”网络的实施例转换为还包括电阻器和/或电容器的匹配网络。然而，本领域的技术人员将理解，可变阻抗匹配网络的其它实施例可包括以不同方式配置的仅电感器匹配网络，和包括离散电感器、离散电容器和/或离散电阻器的组合的匹配网络。如将结合图6更详细地描述，“仅电感器”匹配网络可替换的是可限定为能够使得仅仅或主要使用电感组件的电容装料的阻抗匹配的匹配网络。

图5A是根据例子实施例的可并入到可变阻抗匹配网络(例如，为可变电感网络410和/或411，图4A)中的可变电感网络500的示意图。网络500包括输入节点530、输出节点532和在输入节点530与输出节点532之间彼此串联耦合的N个离散电感器501到504，其中N可为2与10或更大之间的整数。另外，网络500包括N个旁路开关511到514，其中每个开关511到514跨越电感器501到504中的一个的各端并联耦合。开关511到514可实施为例如晶体管、机械继电器或机械开关。每一开关511到514的导电状态(即，断开或闭合)是通过来自系统控制器(例如，系统控制器312，图3)的控制信号521到524控制。

对于每个并联电感器/开关组合，当电感器的对应开关处于断开或不导电状态时，大体上所有电流流动穿过电感器，且当开关处于闭合或导电状态时，大体上所有电流流动穿过开关。举例来说，当所有开关511到514断开时，如图5A中所示出，在输入节点530与输出节点532之间流动的大体上所有电流流动通过所述一系列电感器501到504。此配置表示网络500的最大电感状态(即，其中输入节点530与输出节点532之间存在最大电感值的网络500的状态)。相反地，在所有开关511到514闭合时，在输入节点530与输出节点532之间流动的大体上所有电流略过电感器501到504且替代地流动通过开关511到514和节点530、532与开关511到514之间的导电互连。此配置表示网络500的最小电感状态(即，其中输入节点530与输出节点532之间存在最小电感值的网络500的状态)。理想地，最小电感值将接近零电感。然而，实际上，由于开关511到514的累积电感和节点530、532与开关511到514之间的导电互连，最小电感状态下存在“微量”电感。举例来说，在最小电感状态下，用于可变电感网络500的微量电感可在约10nH到约50nH范围内，但微量电感也可更小或更大。更大、更小或大体上类似的微量电感也可为其它网络状态中的每一个下所固有的，其中用于任何给定网络状态的微量电感为一系列导体和开关(电流主要穿过所述导体和开关经由网络500而被携载)的电感的总和。

从最大电感状态(其中所有开关511到514均断开)开始，系统控制器可提供导致开关511到514的任何组合闭合的控制信号521到524，以便通过略过电感器501到504的对应组合来减小网络500的电感。在一个实施例中，每个电感器501到504具有大体上相同的电感值，在本文中被称作I的正规化值。举例来说，每个电感器501到504可具有在约10nH到约200nH范围内的值或某一其它值。在此实施例中，网络500的最大电感值(即，当所有开关511到514处于断开状态时)将为约NxI，加上当网络500处于最大电感状态时可在网络500中存在的任何微量电感。当任何n个开关处于闭合状态时，网络500的电感值将为约(N-n)xI(加上微量电感)。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有电感的N+1值中的任一个。

在替代实施例中，电感器501到504可具有彼此不同的值。举例来说，从输入节点530向输出节点532移动，第一电感器501可具有正规化的电感值I，且串联的每个随后电感器502到504可具有更大或更小的电感值。举例来说，每个后续电感器502到504可具有电感值，所述电感值是最接近的下游电感器501到503的电感值的倍数(例如，约两倍)，但是所述差异可未必为整数倍数。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有2^N电感值中的任一个。举例来说，当N＝4且每个电感器501到504具有不同值时，网络500可被配置成具有16个电感值中的任一个。举例来说但不限于，假设电感器501具有值I，电感器502具有值2xI，电感器503具有值4xI，且电感器504具有值8xI，下方的表1指示网络500的所有16个可能状态的总电感值(未考虑微量电感)：

表1-所有可能的可变电感网络状态的总电感值

再次参考图4A，可以用具有上述例子特性(即，N＝4且每一连续电感器是前一电感器的电感的约两倍)的可变电感网络500的形式来实施可变电感网络410的实施例。假设最小电感状态下的微量电感是约10nH，且可由网络410实现的电感值的范围是约10nH(微量电感)到约400nH，那么电感器501到504的值可分别为例如约30nH、约50nH、约100nH和约200nH。类似地，如果可变电感网络411的实施例以相同方式实施，且假设微量电感是约50nH，且可由网络411实现的电感值的范围是约50nH(微量电感)到约800nH，那么电感器501到504的值可分别为例如约50nH、约100nH、约200nH和约400nH。当然，多于或少于四个电感器501到504可包括在可变电感网络410、411中的任一个中，且每个网络410、411内的电感器可具有不同值。

虽然上述例子实施例指定网络500中开关的电感的数目等于四，且每个电感器501-504具有为值I的某一倍数的值，但是可变电感网络的替代实施例可具有多于或少于四个电感器、电感器的不同相对值、不同数目的可能网络状态，和/或不同配置的电感器(例如，以不同方式连接的并联和/或串联耦合的电感器集合)。无论哪种方式，通过在解冻系统的阻抗匹配网络中提供可变电感网络，系统较佳地可能够匹配在解冻操作期间存在的不断改变的腔室加上装料阻抗。

图4B是根据例子实施例的可代替可变电感阻抗匹配网络400(图4A)实施的单端可变电容性匹配网络440(例如，可变阻抗匹配网络370，图3)的示意图。根据实施例，可变阻抗匹配网络440包括输入节点402、输出节点404、第一可变电容网络442与第二可变电容网络446，以及至少一个电感器454。当并入到解冻系统(例如，系统300，图3)中时，输入节点402电耦合到RF信号源(例如，RF信号源320，图3)的输出，且输出节点404电耦合到解冻腔室(例如，解冻腔室360，图3)内的电极(例如，第一电极340，图3)。

在一实施例中，输入节点402与输出节点404之间的可变阻抗匹配网络440包括与电感器454串联耦合的第一可变电容网络442，和耦合在中间节点451与接地参考端(例如，接地密闭结构366，图3)之间的第二可变电容网络446。在一实施例中，电感器454可被设计成用于相对低频率(例如，约40.66MHz到约40.70MHz)和高功率(例如，约50W到约500W)操作。举例来说，电感器454可具有在约200nH到约600nH范围内的值，但在其它实施例中，其值可更低和/或更高。根据实施例，电感器454为固定值集总电感器(例如，线圈)。在其它实施例中，电感器454的电感值可为可变的。

第一可变电容网络442耦合在输入节点402与中间节点451之间，且第一可变电容网络442可被称为可变阻抗匹配网络440的“串联匹配部分”。根据实施例，第一可变电容网络442包括与第一可变电容器444并联耦合的第一固定值电容器443。在一实施例中，第一固定值电容器443可具有在约1皮法(pF)到约100pF范围内的电容值。如将结合图5B更详细地描述，第一可变电容器444可包括可选择性地耦合在一起以提供在0pF到约100pF范围内的电容的电容性组件的网络。因此，由第一可变电容网络442所提供的总电容值可在约1pF到约200pF范围内，但所述范围还可扩展到更低或更高的电容值。

可变阻抗匹配网络440的“并联匹配部分”由第二可变电容网络446提供，所述第二可变电容网络446耦合在节点451(位于第一可变电容网络442与集总电感器454之间)与接地参考端之间。根据实施例，第二可变电容网络446包括与第二可变电容器448并联耦合的第二固定值电容器447。在一实施例中，第二固定值电容器447可具有在约1pF到约100pF范围内的电容值。如将结合图5B更详细地描述，第二可变电容器448可包括可选择性地耦合在一起以提供在0pF到约100pF范围内的电容的电容性组件的网络。因此，由第二可变电容网络446所提供的总电容值可在约1pF到约200pF范围内，但所述范围还可扩展到更低或更高的电容值。第一可变电容网络442与第二可变电容网络446的状态可经改变以提供多个电容值，且因此可为可配置的以相对于RF信号源(例如，RF信号源320，图3)最优地匹配腔室加上装料(例如，腔室360加上装料364，图3)的阻抗。

图5B是根据例子实施例的可并入到可变阻抗匹配网络(例如，对于可变电容器444、448的每一实例，图4B)中的单端可变电容性网络540的示意图。网络540包括输入节点531、输出节点533，和彼此并联耦合在输入节点531与输出节点533之间的N个离散电容器541到544，其中N可为2与10或更大之间的整数。另外，网络540包括N个旁路开关551到554，其中每个开关551到554与电容器541到544中的一个的各端中的一个串联耦合。开关551到554可实施为例如晶体管、机械继电器或机械开关。每一开关551到554的导电状态(即，断开或闭合)是通过来自系统控制器(例如，系统控制器312，图3)的控制信号561到564控制。在图5B中所示出的实施例中，在每个并联耦合分支中，单个开关连接到每个电容器的所述端中的一个，且与所述开关耦合的所述端跨越所述一系列并联耦合电容器541到544在底部端(例如，对于电容器541和543)与顶部端(例如，对于电容器542和544)之间交替。在替代实施例中，与所述开关耦合的所述端跨越所述网络可相同(例如，每个开关耦合到每个并联耦合分支中的顶部端或底部端，但并非耦合到这两者)，或两个开关可耦合到每个并联耦合分支中的每个电容器的顶部端和底部端两者。在后一实施例中，可以同步方式将耦合到每个电容器的两个开关控制为断开和闭合。

在所示出的实施例中，对于每个并联耦合分支中的每个串联电容器/开关组合，当电容器对应的开关处于闭合或导电状态时大体上所有电流流动通过电容器，且当所述开关处于断开或非导电状态时大体上零电流流动通过电容器。例如，当全部开关551到554闭合时，如图5B中所示出，在输入节点531与输出节点533之间流动的大体上所有电流流动通过电容器541到544的并联组合。此配置表示网络540的最大电容状态(即，其中输入节点531与输出节点533之间存在最大电容值的网络540的状态)。相反地，当全部开关551到554断开时，大体上零电流在输入节点531与输出节点533之间流动。此配置表示网络540的最小电容状态(即，其中输入节点531与输出节点533之间存在最小电容值的网络540的状态)。

从全部开关551到554均闭合的最大电容状态开始，系统控制器可提供导致开关551到554的任何组合断开的控制信号561到564，以便通过切换电容器541到544的对应组合来减小网络540的电容。在一个实施例中，每个电容器541到544具有大体上相同的电容值，在本文中被称作J的正规化值。例如，每个电容器541到544可具有在约1pF到约25pF范围内的值，或某一其它值。在此实施例中，网络540的最大电容值(即，当全部开关551到554处于闭合状态时)将为约NxJ。当任何n个开关处于断开状态时，网络540的电容值将为约(N-n)xJ。在此实施例中，网络540的状态可被配置成具有电容的N+1值中的任一个。

在替代实施例中，电容器541到544可具有彼此不同的值。例如，从输入节点531朝向输出节点533移动，第一电容器541可具有J的正规化电容值，且所述一系列电容器中的每个后续电容器542到544可具有更大或更小电容值。例如，每个后续电容器542到544可具有为最接近的下游电容器541到543的电容值的倍数(例如，约两倍)的电容值，但所述差异可未必为整数倍数。在此实施例中，网络540的状态可被配置成具有电容的2^N值中的任一个。例如，当N＝4且每个电容器541到544具有不同值时，网络540可被配置成具有电容的16个值中的任一个。例如但不作为限制，假设电容器541具有值J，电容器542具有值2xJ，电容器543具有值4xJ，且电容器544具有值8xJ，网络540的全部16个可能状态的总电容值可以由类似于上表1的表格表示(除了将I值切换为J，且颠倒“断开”和“闭合”标示之外)。

图6是描绘可变阻抗匹配网络(例如，网络370、400，图3、4A)的实施例中的所述多个电感可如何匹配对RF信号源的腔室加上装料阻抗的史密斯圆图600的例子。虽然未示出，但可变阻抗匹配网络(例如，网络370、440，图3、4B)的实施例中的多个电容可类似地匹配对RF信号源的腔室加上装料阻抗。例子史密斯圆图600假设系统是50欧姆系统，且RF信号源的输出是50欧姆。基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解，史密斯圆图可如何针对具有不同特性阻抗的系统和/或RF信号源进行修改。

在史密斯圆图600中，点601对应于在不存在由可变阻抗匹配网络(例如，网络370、400，图3、4A)提供的匹配的情况下装料(例如，腔室360加装料364，图3)将位于(例如，在解冻操作开始时)的点。如由装料点601在史密斯圆图600的右下方象限中的位置所指示，装料是电容装料。根据实施例，可变阻抗匹配网络的并联和串联电感向最优匹配点606依序移动大体上电容性装料的阻抗(例如，50欧姆)，在所述最优匹配点606处，到装料的RF能量传递可具有最小损失。更具体地说，且还参考图4A，并联电感415将阻抗移动到点602，串联电感414将阻抗移动到点603，并联电感416将阻抗移动到点604，串联电感412将阻抗移动到点605，且并联电感410将阻抗移动到最优匹配点606。

应注意，由可变阻抗匹配网络的实施例提供的阻抗变换的组合将阻抗保持在史密斯圆图600的右下方象限内或极接近于史密斯圆图600的右下方象限的任一点处。由于史密斯圆图600的这个象限的特征在于相对较高的阻抗和相对较低的电流，所以在不将电路的组件暴露于相对较高且潜在损害性的电流的情况下实现阻抗变换。因此，如本文所使用，“仅电感器”匹配网络的替代定义可为仅使用或主要使用电感组件实现电容装料的阻抗匹配的匹配网络，其中阻抗匹配网络执行大体上在史密斯圆图的右下方象限内的变换。

如先前所论述，装料的阻抗在解冻操作期间发生改变。因此，点601在解冻操作期间相应地移动。根据先前所述的实施例，通过改变第一并联电感410和第二并联电感411的阻抗以使得由可变阻抗匹配网络提供的最终匹配仍可以到达最优匹配点606处或附近来补偿装料点601的移动。虽然本文中已经示出和描述了特定可变阻抗匹配网络，但本领域的技术人员将理解，基于本文中的描述，以不同方式配置的可变阻抗匹配网络可实现相同或类似于通过史密斯圆图600传送的那些的结果。举例来说，可变阻抗匹配网络的替代实施例可具有更多或更少的并联和/或串联电感，且或所述电感中的不同者可被配置为可变电感网络(例如，包括所述串联电感中的一个或多个)。因此，虽然在本文中已经示出和描述特定的可变电感匹配网络，但是本发明的主题不限于所示出的和所描述的实施例。

与图3到6相关联的描述详细地论述“非平衡”解冻设备，其中RF信号施加于一个电极(例如，电极340，图3)，且另一“电极”(例如，密闭结构366，图3)接地。如上文所提及，解冻设备的替代实施例包括“平衡”解冻设备。在此设备中，平衡RF信号提供到两个电极。

举例来说，图7是根据例子实施例的平衡解冻系统700(例如，解冻系统100、210、220，图1、2)的简化框图。在一实施例中，解冻系统700包括RF子系统710，解冻腔室760，用户界面780，系统控制器712，RF信号源720，电源和偏置电路系统726，可变阻抗匹配网络770，两个电极740、750，和功率检测电路系统730。另外，在其它实施例中，解冻系统700可包括(多个)温度传感器，和/或(多个)红外(IR)传感器790，但这些传感器组件中的一些或全部可排除。应理解，图7为出于解释和方便描述的目的的解冻系统700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/或解冻系统700可为较大电力系统的部分。

用户界面780可对应于例如使用户能够向系统提供关于用于解冻操作的参数的输入(例如，待解冻装料的特性等)的控制面板(例如，控制面板120、214、224，图1、2)、开始和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开锁)等。此外，用户界面可被配置成提供指示解冻操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数计时器、指示解冻操作的进度或完成的可见标志和/或指示解冻操作的完成的可听音)和其它信息。

在一实施例中，RF子系统710包括系统控制器712、RF信号源720、第一阻抗匹配电路734(本文中为“第一匹配电路”)、电源和偏置电路系统726，和功率检测电路系统730。系统控制器712可以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、ASIC等)、易失性和/或非易失性存储器(例如，RAM、ROM、快闪存储器、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，系统控制器712以操作方式和以通信方式耦合到用户界面780、RF信号源720、电源和偏置电路系统726、功率检测电路系统730(或730'或730”)、可变匹配子系统770、(多个)传感器790(如果包括)，和泵792(如果包括)。系统控制器712被配置成接收指示经由用户界面780所接收的用户输入的信号；接收指示来自功率检测电路系统730(或730'或730”)的RF信号反射功率(和有可能RF信号前向功率)的信号；且接收来自(多个)传感器790的传感器信号。响应于所接收的信号和测量值，且如随后将更详细地描述，系统控制器712将控制信号提供到电源和偏置电路系统726和/或RF信号源720的RF信号产生器722。另外，系统控制器712将控制信号提供到可变匹配子系统770(经由路径716)，这致使子系统770改变子系统770的可变阻抗匹配电路772(本文中为“可变匹配电路”)的状态或配置。

解冻腔室760包括具有第一平行板电极740和第二平行板电极750的电容性解冻布置，所述第一平行板电极740和所述第二平行板电极750通过其内可放置有待解冻装料764的气腔分隔开。在密闭结构766内，第一电极740和第二电极750(例如，电极140、150，图1)在内部解冻腔室760(例如，内部腔室260，图2)的任一侧上相对于彼此以固定物理关系定位。根据实施例，在一实施例中，电极740、750之间的距离752使腔室760呈现为子谐振腔。

第一电极740和第二电极750跨越腔室760分隔距离752。在各种实施例中，距离752在约0.10米到约1.0米的范围内，但所述距离也可以更小或更大。根据实施例，距离752小于由RF子系统710产生的RF信号的一个波长。换句话说，如上文所提及，腔室760是子谐振腔。在一些实施例中，距离752小于RF信号的一个波长的约一半。在其它实施例中，距离752小于RF信号的一个波长的约四分之一。在又其它实施例中，距离752小于RF信号的一个波长的约八分之一。在又其它实施例中，距离752小于RF信号的一个波长的约50分之一。在又其它实施例中，距离752小于RF信号的一个波长的约100分之一。

一般来说，针对较低操作频率(例如，10MHz与100MHz之间的频率)设计的系统700可以被设计成具有作为一个波长的较小分数的距离752。举例来说，当系统700被设计成产生具有约10MHz的操作频率(对应于约30米的波长)的RF信号且距离752选择为约0.5米时，距离752为所述RF信号的一个波长的约60分之一。相反，当针对约300MHz的操作频率(对应于约1米的波长)设计系统700且距离752选择为约0.5米时，距离752为RF信号的一个波长的约二分之一。

在选择操作频率和电极740、750之间的距离752以限定子谐振内部腔室760的情况下，第一电极740与第二电极750电容耦合。更具体地说，第一电极740可以类似于电容器的第一板，第二电极750可以类似于电容器的第二板，且装料764、阻挡层762和腔室760内的空气可以类似于电容器电介质。因此，第一电极740可替换的是在本文中可被称为“阳极”，且第二电极750可替换的是在本文中可被称为“阴极”。

基本上，跨越第一电极740与第二电极750的电压加热腔室760内的装料764。根据各种实施例，RF子系统710被配置成产生RF信号以跨越电极740、750在一个实施例中产生在约70伏到约3000伏范围内的电压，或在另一实施例中产生在约3000伏到约10,000伏范围内的电压，但所述系统可被配置成还跨越电极740、750产生更低或更高的电压。

RF子系统710的输出，且更具体地说RF信号源720的输出通过导电传输路径电耦合到可变匹配子系统770，所述导电传输路径包括串联连接且共同被称作传输路径728的多个导体728-1、728-2、728-3、728-4和728-5。根据实施例，导电传输路径728包括“非平衡”部分和“平衡”部分，其中“非平衡”部分被配置成携载非平衡RF信号(即，相对于接地所参考的单个RF信号)，且“平衡”部分被配置成携载平衡RF信号(即，相对于彼此所参考的两个信号)。传输路径728的“非平衡”部分可包括RF子系统710内的非平衡第一导体728-1与第二导体728-2，一个或多个连接器736、738(各自具有凸形和凹形连接器部分)，和电耦合在连接器736、738之间的非平衡第三导体728-3。根据实施例，第三导体728-3包括同轴电缆，但电气长度还可更短或更长。在替代实施例中，可变匹配子系统770可由RF子系统710容纳，且在此实施例中，导电传输路径728可排除连接器736、738和第三导体728-3。无论哪种方式，在一实施例中，导电传输路径728的“平衡”部分包括可变匹配子系统770内的平衡第四导体728-4，和电耦合在可变匹配子系统770与电极740、750之间的平衡第五导体728-5。

如图7中所指示，可变匹配子系统770容纳一设备，所述设备被配置成在所述设备的输入处在传输路径的非平衡部分(即，包括非平衡导体728-1、728-2和728-3的部分)上接收来自RF信号源720的非平衡RF信号，将非平衡RF信号转换为两个平衡RF信号(例如，具有120度与240度之间的相位差，例如约180度的两个RF信号)，且在设备的两个输出处产生两个平衡RF信号。举例来说，在一实施例中，转换设备可以是平衡-不平衡变压器(balun)774。在平衡导体728-4上将平衡RF信号传送到可变匹配电路772，且最终，在平衡导体728-5上将平衡RF信号传送到电极740、750。

在替代实施例中，如图7的中心的虚线框中所指示且如将在下文更详细地论述，替代的RF信号产生器720'可以在平衡导体728-1'上产生平衡RF信号，所述平衡导体728-1'可以直接耦合到可变匹配电路772(或通过各种中间导体和连接器耦合)。在此实施例中，平衡-不平衡变压器774可从系统700排除。无论哪种方式，如将在下文更详细地描述，双端可变匹配电路772(例如，可变匹配电路800、900、1000，图8到10)被配置成接收平衡RF信号(例如，在连接728-4或728-1'上)；执行对应于双端可变匹配电路772的当前配置的阻抗变换；且在连接728-5上将平衡RF信号提供到第一电极740与第二电极750。

根据实施例，RF信号源720包括RF信号产生器722和功率放大器724(例如，包括一个或多个功率放大器级)。响应于由系统控制器712在连接714上提供的控制信号，RF信号产生器722被配置成产生具有ISM(工业、科学和医学)频带内频率的振荡电信号，但系统也可进行修改以支持在其它频带内的操作。在各种实施例中，RF信号产生器722可被控制以产生具有不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号产生器722可以产生在约10.0MHz到约100MHz和/或从约100MHz到约3.0GHz范围内振荡的信号。一些合意的频率可以是例如13.56MHz(+/-5％)、27.125MHz(+/-5％)、40.68MHz(+/-5％)和2.45GHz(+/-5％)。可替换的是，振荡频率可以低于或高于以上给出的范围或值。

功率放大器724被配置成从RF信号产生器722接收振荡信号，且放大所述信号以在功率放大器724的输出处产生显著更高功率的信号。举例来说，输出信号可以具有在约100瓦到约400瓦或更大的范围内的功率电平，但所述功率电平也可以更低或更高。可以使用由电源和偏置电路系统726提供到放大器724的一个或多个级的栅极偏置电压和/或漏极偏置电压来控制由功率放大器724施加的增益。更具体地说，电源和偏置电路系统726根据从系统控制器712接收的控制信号将偏置和供应电压提供到每一RF放大器级的输入和/或输出(例如，栅极和/或漏极)。

功率放大器可以包括一个或多个放大级。在实施例中，放大器724的每个级被实施为功率晶体管，例如FET，具有输入端(例如，栅极或控制端)和两个载流端(例如，源极和漏极端)。在各种实施例中，阻抗匹配电路(未示出)可以耦合到放大器级中的一些或全部的输入(例如，栅极)和/或输出(例如，漏极端)。在一实施例中，放大器级的每一晶体管包括LDMOS FET。然而，应注意，晶体管并不希望限于任何特定半导体技术，且在其它实施例中，每一晶体管可以被实现为GaN晶体管、另一类型的MOS FET晶体管、BJT或利用另一半导体技术的晶体管。

在图7中，功率放大器布置724描绘为包括以特定方式耦合到其它电路组件的一个放大器级。在其它实施例中，功率放大器布置724可以包括其它放大器拓扑和/或放大器布置可以包括两个或更多个放大器级(例如，如放大器324/325的实施例中所示，图3)。举例来说，功率放大器布置可包括单端放大器、双端(平衡)放大器、推挽式放大器(push-pullamplifier)、杜赫放大器、切换模式功率放大器(SMPA)或另一类型的放大器的各种实施例。

例如，如图7的中心的虚线框所指示，替代RF信号产生器720'可包括推挽式或平衡放大器724'，其被配置成在输入处从RF信号产生器722接收非平衡RF信号；放大所述非平衡RF信号；且在放大器724'的输出处产生两个平衡RF信号，其中所述两个平衡RF信号此后在导体728-1'上传送到电极740、750。在此实施例中，平衡-不平衡变压器774可从系统700排除，且导体728-1'可直接连接到可变匹配电路772(或通过多个同轴电缆和连接器或其它多导体结构连接)。

解冻腔室760和定位于解冻腔室760中的任何装料764(例如，食物、液体等)带来由电极740、750辐射到内部室762中的电磁能(或RF功率)的累积装料。更具体地说且如先前所描述，解冻腔室760和装料764对系统带来阻抗，在本文中被称作“腔室加上装料阻抗”。腔室加上装料阻抗在解冻操作期间随装料764的温度提高而改变。腔室加上装料阻抗对沿着RF信号源720与电极740、750之间的导电传输路径728的反射信号功率的量值具有直接影响。在大多数状况下，需要最大化进入腔室760的传递信号功率的量值，和/或最小化沿着导电传输路径728的反射与前向信号功率比。

在一实施例中，为了使RF信号产生器720的输出阻抗与腔室加上装料阻抗至少部分地匹配，第一匹配电路734沿着传输路径728电耦合。第一匹配电路734被配置成执行从RF信号源720的阻抗(例如，小于约10欧姆)到中间阻抗(例如，50欧姆、75欧姆或某个其它值)的阻抗变换。第一匹配电路734可以具有多种配置中的任一种。根据实施例，第一匹配电路734包括固定组件(即，具有不可变分量值的组件)，但在其它实施例中第一匹配电路734可以包括一个或多个可变组件。举例来说，在各种实施例中，第一匹配电路734可以包括选自电感/电容(LC)网络、串联电感网络、并联电感网络或者带通、高通和低通电路的组合的任何一个或多个电路。基本上，第一匹配电路734被配置成将阻抗升高到RF信号产生器720的输出阻抗与腔室加上装料阻抗之间的中间水平。

根据实施例，且如上文所提及，功率检测电路系统730沿着RF信号源720的输出与电极740、750之间的传输路径728耦合。在一特定实施例中，功率检测电路系统730形成RF子系统710的一部分，且耦合到RF信号源720与连接器736之间的导体728-2。在替代实施例中，功率检测电路系统730可耦合到传输路径728的任何其它部分，例如导体728-1、导体728-3、RF信号源720(或平衡-不平衡变压器774)与可变匹配电路772(即，如由功率检测电路系统730'所指示)之间的导体728-4，或可变匹配电路772与(多个)电极740、750(即，如由功率检测电路系统730”所指示)之间的导体728-5。为了简洁起见，功率检测电路系统在本文中以参考标号730参考，但所述电路系统可以定位于其它位置，如由参考标号730'和730”所指示。

每当耦合时，功率检测电路系统730被配置成监视、测量、或以其它方式检测沿着RF信号源720与(多个)电极740、750中的一个或两个之间的传输路径728行进的反射信号(即，在从(多个)电极740、750朝向RF信号源720的方向上行进的反射RF信号)的功率。在一些实施例中，功率检测电路系统730还被配置成检测沿着RF信号源720与(多个)电极740、750之间的传输路径728行进的前向信号(即，在从RF信号源720朝向(多个)电极740、750的方向上行进的前向RF信号)的功率。

在连接732上，功率检测电路系统730将信号供应到系统控制器712，从而传送反射信号功率的测得的量值且在一些实施例中还传送前向信号功率的测得的量值。在传送前向和反射信号功率量值两者的实施例中，系统控制器712可以计算反射与前向信号功率比或S11参数。如将在下文更详细地描述，当反射信号功率量值超过反射信号功率阈值时，或当反射与前向信号功率比超过S11参数阈值时，这指示系统700不充分匹配于腔室加上装料阻抗，且在腔室760内的装料764吸收的能量可能是次最优的。在此情形下，系统控制器712编排更改可变匹配电路772的状态以驱动反射信号功率或S11参数朝向或低于所期望水平(例如，低于反射信号功率阈值和/或反射与前向信号功率比阈值)的过程，因此重新建立可接受匹配且促进装料764的更优能量吸收。

更具体地说，系统控制器712可将控制路径716上的控制信号提供到可变匹配电路772，这致使可变匹配电路772改变电路内一个或多个组件的电感、电容和/或电阻值，因此调整电路772所提供的阻抗变换。可变匹配电路772的配置的调整理想地减小反射信号功率的量值，这对应于减小S11参数的量值和增大装料764吸收的功率。

如上文所论述，可变匹配电路772用于匹配解冻腔室760加装料764的输入阻抗，以尽可能地最大化传递到装料764中的RF功率。在解冻操作开始时可能无法准确得知解冻腔室760和装料764的初始阻抗。另外，装料764的阻抗在解冻操作期间随着装料764升温而改变。根据实施例，系统控制器712可以将控制信号提供到可变匹配电路772，其造成对可变匹配电路772的状态的修改。这使得系统控制器712能够在解冻操作开始时确立可变匹配电路772的初始状态，所述初始状态具有相对低的反射与前向功率比和因此装料764对RF功率的相对高的吸收率。另外，这使得系统控制器712能够修改可变匹配电路772的状态，使得贯穿解冻操作可以维持充分匹配，即使装料764的阻抗发生改变。

可变匹配电路772可以具有多种配置中的任一种。举例来说，在各种实施例中，电路772可以包括选自电感/电容(LC)网络、仅电感网络、仅电容网络或者带通、高通和低通电路的组合的任何一个或多个电路。在其中在传输路径728的平衡部分中实施可变匹配电路772的实施例中，可变匹配电路772是具有两个输入和两个输出的双端电路。在其中在传输路径728的非平衡部分中实施可变匹配电路的替代实施例中，可变匹配电路可以是具有单个输入和单个输出的单端电路(例如，类似于匹配电路400或440，图4A、4B)。根据更特定实施例，可变匹配电路772包括可变电感网络(例如，双端网络800、900，图8、9)。根据另一更特定实施例，可变匹配电路772包括可变电容网络(例如，双端网络1000，图10)。在又其它实施例中，可变匹配电路772可包括可变电感元件和可变电容元件两者。通过来自系统控制器712的控制信号确立由可变匹配电路772提供的电感、电容和/或电阻值，所述值又影响由电路772提供的阻抗变换，如稍后将更详细描述。在任何情况下，通过在处理操作的过程中改变可变匹配电路772的状态以动态匹配腔室760加上腔室760内的装料764的不断改变的阻抗，在整个解冻操作中系统效率可以维持在高水平。

可变匹配电路772可具有广泛多种电路配置中的任一种，且此类配置的非限制性例子示出于图8到10中。例如，图8是根据例子实施例的可并入到解冻系统(例如，系统100、200、700，图1、2、7)中的双端可变阻抗匹配电路800的示意图。根据实施例，可变匹配电路800包括固定值和可变无源组件的网络。

电路800包括双端输入801-1、801-2(被称作输入801)；双端输出802-1、802-2(被称作输出802)；和在输入801与输出802之间以梯状布置连接的无源组件的网络。例如，当连接到系统700中时，第一输入801-1可连接到平衡导体728-4的第一导体，且第二输入801-2可连接到平衡导体728-4的第二导体。类似地，第一输出802-1可连接到平衡导体728-5的第一导体，且第二输出802-2可连接到平衡导体728-5的第二导体。

在图8中示出的特定实施例中，电路800包括串联连接于输入801-1与输出802-1之间的第一可变电感器811和第一固定电感器815、串联连接于输入801-2与输出802-2之间的第二可变电感器816和第二固定电感器820、连接于输入801-1与801-2之间的第三可变电感器821，和连接于节点825与826之间的第三固定电感器824。

根据实施例，第三可变电感器821对应于“RF信号源匹配部分”，其被配置成匹配如由第一匹配电路(例如，电路734，图7)修改的RF信号源(例如，RF信号源720，图7)的阻抗，或更具体来说匹配如由第一匹配电路(例如，电路734，图7)修改的末级功率放大器(例如，放大器724，图7)的阻抗。根据实施例，第三可变电感器821包括可选择性地耦合在一起以提供在约5nH到约200nH范围内的电感的电感组件的网络，但所述范围还可扩展到更低或更高的电感值。

相比之下，可变阻抗匹配网络800的“腔室匹配部分”是由第一可变电感器811与第二可变电感器816以及固定电感器815、820和824提供。由于可改变第一可变电感器811与第二可变电感器816的状态以提供多个电感值，因此可配置第一可变电感器811与第二可变电感器816以最优地匹配腔室加上装料(例如，腔室760加上装料764，图7)的阻抗。举例来说，电感器811、816各自可以具有在约10nH到约200nH范围内的值，但在其它实施例中其值可以更低和/或更高。

固定电感器815、820、824也可以具有在约50nH到约800nH范围内的电感值，但所述电感值也可以更低或更高。在各种实施例中，电感器811、815、816、820、821、824可包括离散电感器、分布式电感器(例如，印刷线圈)、焊线、传输线，和/或其它电感组件。在一实施例中，可变电感器811和816以配对方式操作，这意味着其在操作期间的电感值被控制为在任何给定时间彼此相等，以便确保传送到输出802-1和802-2的RF信号是平衡的。

如上文所论述，可变匹配电路800是被配置成沿着传输路径728的平衡部分(例如，连接器728-4与728-5之间)连接的双端电路，且其它实施例可以包括被配置成沿着传输路径728的非平衡部分连接的单端(即，一个输入和一个输出)可变匹配电路。

通过改变电路800中电感器811、816、821的电感值，系统控制器712可增大或减小电路800所提供的阻抗变换。理想地，电感值变化改善RF信号源720与腔室加上装料阻抗之间的总体阻抗匹配，这应导致反射信号功率和/或反射与前向信号功率比的减小。在大多数状况下，系统控制器712可以力求在最大电磁场强度在腔室760中实现和/或最大数量的功率由装料764吸收和/或最小数量的功率由装料764反射的状态下配置电路800。

图9是根据另一例子实施例的双端可变阻抗匹配网络900的示意图。网络900包括双端输入901-1、901-2(被称作输入901)；双端输出902-1、902-2(被称作输出902)；和在输入901与输出902之间以梯状布置连接的无源组件的网络。所述梯状布置包括彼此串联耦合于输入901-1与输出902-1之间的第一N个离散电感器911到914，其中N可为2与10或更大之间的整数。所述梯状布置还包括彼此串联耦合于输入901-2与输出902-2之间的第二N个离散电感器916到919。额外离散电感器915和920可耦合在中间节点925、926与输出节点902-1、902-2之间。又另外，所述梯状布置包括彼此串联耦合于输入901-1与901-2之间的第三多个离散电感器921到923，和耦合在节点925与926之间的额外离散电感器924。例如，固定电感器915、920、924各自可具有在约50nH到约800nH范围内的电感值，但所述电感值还可更低或更高。

电感器911到914的串联布置可被视为第一可变电感器(例如，电感器811，图8)，电感器916到919的串联布置可被视为第二可变电感器(例如，电感器816，图8)，且电感器921到923的串联布置可被视为第三可变电感器(例如，电感器821，图8)。为了控制“可变电感器”的可变性，网络900包括多个旁路开关931到934、936到939、941和943，其中每个开关931到934、936到939、941和943跨越电感器911到914、916到919、921和923中的一个的各端并联耦合。开关931到934、936到939、941和943可例如实施为晶体管、机械继电器或机械开关。每个开关931到934、936到939、941和943的导电状态(即，断开或闭合)使用来自系统控制器的控制信号951到954、956到959、961、963(例如，在连接716上所提供的来自系统控制器712的控制信号，图7)来进行控制。

在一实施例中，输入901与输出902之间的两个路径中的对应电感器的集合具有大体上相等的值，且用于对应电感器的每一集合的开关的导电状态是以配对方式操作，这意味着在操作期间的开关状态被控制为在任何给定时间彼此相同，以便确保传送到输出902-1和902-2的RF信号是平衡的。举例来说，电感器911和916可以构成具有大体上相等值的第一“对应电感器集合”或“配对电感器”，且在操作期间，将开关931和936的状态控制为在任何给定时间是相同的(例如，均断开或均闭合)。类似地，电感器912和917可以构成以配对方式操作的具有相等电感值的对应电感器的第二集合，电感器913和918可以构成以配对方式操作的具有相等电感值的对应电感器的第三集合，且电感器914和919可以构成以配对方式操作的具有相等电感值的对应电感器的第四集合。

对于每个并联电感器/开关组合，当电感器的对应开关处于断开或不导电状态时，大体上所有电流流动穿过电感器，且当开关处于闭合或导电状态时，大体上所有电流流动穿过开关。例如，当全部开关931到934、936到939、941和943均断开时，如图9中所示出，在输入节点901-1与输出节点902-1之间流动的大体上所有电流流动通过所述一系列电感器911到915，且在输入节点901-2与输出节点902-2之间流动的大体上所有电流流动通过所述一系列电感器916到920(如通过流动通过电感器921到923或924的任何电流所修改)。此配置表示网络900的最大电感状态(即，其中输入节点901与输出节点902之间存在最大电感值的网络900的状态)。相反地，当全部开关931到934、936到939、941和943均闭合时，在输入节点901与输出节点902之间流动的大体上所有电流略过电感器911到914和916到919且替代地流动通过开关931到934或936到939、电感器915或920，和输入节点901和输出节点902与开关931到934、936到939之间的导电互连。此配置表示网络900的最小电感状态(即，其中输入节点901与输出节点902之间存在最小电感值的网络900的状态)。理想地，最小电感值将接近零电感。然而，实际上，归因于开关931到934或936到939、电感器915或920，和节点901、902与开关931到934或936到939之间的导电互连的累积电感，在最小电感状态下呈现相对较小电感。举例来说，在最小电感状态下，开关931到934或936到939的串联组合的微量电感可以在约10nH到约400nH范围内，但所述微量电感也可以更小或更大。更大、更小或大体上类似的微量电感也可为其它网络状态中的每一个下所固有的，其中用于任何给定网络状态的微量电感为一系列导体和开关(电流主要穿过所述导体和开关经由网络900而被携载)的电感的总和。

从最大电感状态(其中所有开关931到934、936到939均断开)开始，系统控制器可提供导致开关931到934、936到939的任何组合闭合的控制信号951到954、956到959，以便通过略过电感器911到914、916到919的对应组合来减小网络900的电感。

类似于图8的实施例，在电路900中，所述第一和第二多个离散电感器911到914、916到919和固定电感器924对应于所述电路的“腔室匹配部分”。类似于上文结合图5A所描述的实施例，在一个实施例中，每个电感器911到914、916到919具有大体上相同的电感值，在本文中被称作I的正规化值。例如，每个电感器911到914、916到919可具有在约1nH到约400nH范围内的值，或某一其它值。在此类实施例中，输入节点901-1与902-2之间的最大电感值以及输入节点901-2与902-2之间的最大电感值(即，当所有开关931到934、936到939处于断开状态时)将为约NxI，加上当网络900处于最大电感状态时其中可存在的任何微量电感。当任何n个开关处于闭合状态时，对应输入与输出节点之间的电感值将为约(N-n)xI(加上微量电感)。

如上文还与图5A结合阐释，在替代实施例中，电感器911到914、916到919可以具有彼此不同的值。举例来说，从输入节点901-1向输出节点902-1移动，第一电感器911可具有正规化的电感值I，且串联的每一随后电感器912到914可具有更大或更小的电感值。类似地，从输入节点901-2向输出节点902-2移动，第一电感器916可具有正规化的电感值I，且串联的每个后续电感器917到919可具有更大或更小的电感值。举例来说，每一后续电感器912到914或917到919可以具有作为最接近的下游电感器911到914或916到918的电感值的倍数(例如，约两倍或二分之一)的电感值。以上表1的例子也适用于输入节点901-1与输出节点902-1之间的第一串联电感路径，以及输入节点901-2与输出节点902-1之间的第二串联电感路径。更具体地说，电感器/开关组合911/931和916/956各自类似于电感器/开关组合501/511，电感器/开关组合912/932和917/957各自类似于电感器/开关组合502/512，电感器/开关组合913/933和918/958各自类似于电感器/开关组合503/513，且电感器/开关组合914/934和919/959各自类似于电感器/开关组合504/514。

假设在最小电感状态下通过串联电感器911到914的微量电感是约10nH，且由串联电感器911到914可实现的电感值范围是约10nH(微量电感)到约400nH，那么电感器911到914的值可以分别是例如约10nH、约20nH、约40nH、约80nH和约160nH。串联电感器916到919的组合可以类似地或相同地配置。当然，多于或少于四个电感器911到914或916到919可以包括于输入和输出节点901-1/902-1或901-2/902-2之间的串联组合中，且每一串联组合内的电感器可以具有与上文给出的例子值不同的值。

虽然以上例子实施例指定对应输入和输出节点之间的每一串联组合中的切换电感的数目等于四，且每一电感器911到914、916到919具有作为I的值的某个倍数的值，但可变串联电感网络的替代实施例可以具有多于或少于四个电感器、电感器的不同相对值，和/或电感器的不同配置(例如，并联和/或串联耦合电感器的以不同方式连接的集合)。无论哪种方式，通过在解冻系统的阻抗匹配网络中提供可变电感网络，系统较佳地可能够匹配在解冻操作期间存在的不断改变的腔室加上装料阻抗。

如同图8的实施例一样，第三多个离散电感器921到923对应于电路的“RF信号源匹配部分”。第三可变电感器包括电感器921到923的串联布置，其中旁路开关941和943使得电感器921和923能够选择性地连接成串联布置或基于控制信号961和963而被略过。在实施例中，电感器921到923中的每一个可具有相等的值(例如，在约1nH到约100nH范围内的值)。在替代实施例中，电感器921到923可具有彼此不同的值。电感器922电连接于输入端901-1与901-2之间，无论旁路开关941和943的状态如何。因此，电感器922的电感值充当输入端901-1与901-2之间的基线(即，最小)电感。根据实施例，第一电感器921和第三电感器923可具有为彼此的比率的电感值。举例来说，在各种实施例中，当第一电感器921具有正规化的电感值J时，电感器923可以具有值2*J、3*J、4*J或某个其它比率。

图10是根据另一例子实施例的可并入到解冻系统(例如，系统100、200、700，图1、2、7)中的双端可变阻抗匹配电路1000的示意图。如同匹配电路800、900(图8和9)一样，根据实施例，可变匹配电路1000包括固定值和可变无源组件的网络。

电路1000包括双端输入1001-1、1001-2(被称作输入1001)；双端输出1002-1、1002-2(被称作输出1002)；和连接于输入1001与输出1002之间的无源组件的网络。例如，当连接到系统700中时，第一输入1001-1可连接到平衡导体728-4的第一导体，且第二输入1001-2可连接到平衡导体728-4的第二导体。类似地，第一输出1002-1可连接到平衡导体728-5的第一导体，且第二输出1002-2可连接到平衡导体728-5的第二导体。

在图10中示出的特定实施例中，电路1000包括串联连接于输入1001-1与输出1002-1之间的第一可变电容网络1011和第一电感器1015、串联连接于输入1001-2与输出1002-2之间的第二可变电容网络1016和第二电感器1020，和连接于节点1025与1026之间的第三可变电容网络1021。在实施例中，电感器1015、1020在大小和电感值上相对较大，由于其可被设计用于相对低频率(例如，约40.66MHz到约40.70MHz)和高功率(例如，约50W到约500W)的操作。例如，电感器1015、1020各自可具有在约100nH到约1000nH范围内(例如，在约200nH到约600nH范围内)的值，但其值在其它实施例中可更低和/或更高。根据实施例，电感器1015、1020为固定值集总电感器(例如，在各种实施例中为线圈、离散电感器、分布式电感器(例如，印刷线圈)、焊线、传输线，和/或其它电感组件)。在其它实施例中，电感器1015、1020的电感值可为可变的。在任何情况下，在一实施例中，电感器1015、1020的电感值大体上永久性地相同(当电感器1015、1020为固定值时)或在任何给定时间大体上相同(当电感器1015、1020可变，其以配对方式操作时)。

第一可变电容网络1011与第二可变电容网络1016对应于电路1000的“串联匹配部分”。根据实施例，第一可变电容网络1011包括与第一可变电容器1013并联耦合的第一固定值电容器1012。在一实施例中，第一固定值电容器1012可具有在约1pF到约100pF范围内的电容值。如先前结合图5B所描述，第一可变电容器1013可包括可选择性地耦合在一起以提供在0pF到约100pF范围内的电容的电容性组件的网络。因此，由第一可变电容网络1011所提供的总电容值可在约1pF到约200pF范围内，但所述范围还可扩展到更低或更高的电容值。

类似地，第二可变电容网络1016包括与第二可变电容器1018并联耦合的第二固定值电容器1017。在一实施例中，第二固定值电容器1017可具有在约1pF到约100pF范围内的电容值。如先前结合图5B所描述，第二可变电容器1018可包括可选择性地耦合在一起以提供在0pF到约100pF范围内的电容的电容性组件的网络。因此，由第二可变电容网络1016所提供的总电容值可在约1pF到约200pF范围内，但所述范围还可扩展到更低或更高的电容值。

在任何情况下，在一实施例中，为确保提供给输出1002-1和1002-2的信号的平衡，第一可变电容网络1011与第二可变电容网络1016的电容值被控制成在任何给定时间大体上相同。例如，第一可变电容器1013与第二可变电容器1018的电容值可被控制成使得第一可变电容网络1011与第二可变电容网络1016的电容值在任何给定时间大体上相同。第一可变电容器1013与第二可变电容器1018以配对方式操作，这意味着其在操作期间的电容值在任何给定时间被控制成确保传送到输出1002-1和1002-2的RF信号是平衡的。第一固定值电容器1012与第二固定值电容器1017的电容值在一些实施例中可大体上相同，但所述电容值在其它实施例中可不同。

可变阻抗匹配网络1000的“并联匹配部分”是由第三可变电容网络1021和固定电感器1015、1020提供。根据实施例，第三可变电容网络1021包括与第三可变电容器1024并联耦合的第三固定值电容器1023。在一实施例中，第三固定值电容器1023可具有在约1pF到约500pF范围内的电容值。如先前结合图5B所描述，第三可变电容器1024可包括可选择性地耦合在一起以提供在0pF到约200pF范围内的电容的电容性组件的网络。因此，由第三可变电容网络1021所提供的总电容值可在约1pF到约700pF范围内，但所述范围还可扩展到更低或更高的电容值。

由于可改变可变电容网络1011、1016、1021的状态以提供多个电容值，因此可配置可变电容网络1011、1016、1021以相对于RF信号源(例如，RF信号源720、720'，图7)最优地匹配腔室加上装料(例如，腔室760加上装料764，图7)的阻抗。通过改变电路1000中电容器1013、1018、1024的电容值，系统控制器(例如，系统控制器712，图7)可增大或减小电路1000所提供的阻抗变换。理想地，电容值变化改善RF信号源720与腔室加上装料的阻抗之间的总体阻抗匹配，这应导致反射信号功率和/或反射与前向信号功率比的减小。在大多数状况下，系统控制器712可以力求在最大电磁场强度在腔室760中实现和/或最大数量的功率由装料764吸收和/或最小数量的功率由装料764反射的状态下配置电路1000。

应理解，图8到10中所示出的可变阻抗匹配电路800、900、1000为可执行所要双端可变阻抗变换的仅三个可能的电路配置。双端可变阻抗匹配电路的其它实施例可以包括以不同方式布置的电感性或电容性网络，或可以包括包括电感器、电容器和/或电阻器的各种组合的无源网络，其中一些无源组件可以是固定值组件，且一些无源组件可以是可变值组件(例如，可变电感器、可变电容器和/或可变电阻器)。此外，双端可变阻抗匹配电路可以包括将无源组件切换进出网络以更改由电路提供的总体阻抗变换的有源装置(例如，晶体管)。

现将结合图11描述解冻系统的特定物理配置。更具体地说，图11是根据例子实施例的解冻系统1100的横截面侧视图。在一实施例中，解冻系统1100大体上包括解冻腔室1174、用户界面(未示出)、系统控制器1130、RF信号源1120、电源和偏置电路系统(未示出)、功率检测电路系统1180、可变阻抗匹配网络1160、第一电极1170和第二电极1172。根据实施例，系统控制器1130、RF信号源1120、电源和偏置电路系统和功率检测电路系统1180可形成第一模块(例如，RF模块1300，图13)的部分，且可变阻抗匹配网络1160可形成第二模块(例如，模块1200或1240，图12A、12B)的部分。另外，在一些实施例中，解冻系统1100可包括(多个)温度传感器和/或(多个)IR传感器1192。

在一实施例中，解冻系统1100容纳于密闭结构1150内。根据实施例，密闭结构1150可限定两个或更多个内部区域，例如解冻腔室1174和电路壳体区域1178。密闭结构1150包括底壁、顶壁和侧壁。密闭结构1150的一些壁的内表面的部分可限定解冻腔室1174。解冻腔室1174包括具有第一平行板电极1170和第二平行板电极1172的电容性解冻布置，所述第一平行板电极1170和所述第二平行板电极1172通过其内可放置待解冻装料1164的气腔分隔开。例如，第一电极1170可定位于气腔上方，且第二电极1172在单端系统实施例中可由密闭结构1150的导电部分(例如，密闭结构1150的底壁的一部分)提供。可替换的是，在单端或双端系统实施例中，第二电极1172可如所示出由不同于密闭结构1150的导电板形成。根据实施例，(多个)非导电支撑结构1154可用于将第一电极1170悬置于气腔上方，以使第一电极1170与密闭结构1150电隔离，且使第一电极1170相对于气腔保持固定物理定向。另外，为了避免装料1164与第二电极1172之间的直接接触，非导电支撑和阻挡层结构1156可定位于密闭结构1150的底部表面上方。

根据实施例，密闭结构1150至少部分地由导电材料形成，且密闭结构的(多个)导电部分可接地以为系统的各种电气组件提供接地参考。可替换的是，至少密闭结构1150的对应于第二电极1172的部分可由导电材料形成且接地。

(多个)温度传感器和/或(多个)IR传感器1192可定位在使得能够在解冻操作之前、期间和之后感测装料1164的温度的位置。根据实施例，(多个)温度传感器和/或(多个)IR传感器1192被配置成将装料温度估计值提供到系统控制器1130。

在一实施例中，系统控制器1130、RF信号源1120、电源和偏置电路系统(未示出)、功率检测电路系统1180和可变阻抗匹配网络1160的各种组件中的一些或全部可耦合到密闭结构1150的电路壳体区域1178内的一个或多个共同衬底(例如，衬底1152)。例如，所有上文所列组件中的一些可包括于RF模块(例如，RF模块1300，图13)和可变阻抗匹配电路模块(例如，模块1200或1240的变体，图12A、12B)中，所述模块容纳于密闭结构1150的电路壳体区域1178内。根据实施例，系统控制器1130通过共同衬底1152上或内的各种导电互连和/或通过各种缆线(例如，同轴电缆)(未示出)耦合到用户界面、RF信号源1120、可变阻抗匹配网络1160和功率检测电路系统1180。另外，在一实施例中，功率检测电路系统1180沿着RF信号源1120的输出与可变阻抗匹配网络1160的输入之间的传输路径1148耦合。例如，衬底1152(或限定RF模块1300或可变阻抗匹配网络模块1200、1240的衬底)可包括微波或RF层压板、聚四氟乙烯(PTFE)衬底、印刷电路板(PCB)材料衬底(例如，FR-4)、氧化铝衬底、瓷砖或另一类型的衬底。在各种替代实施例中，组件中的各者可利用衬底和组件之间的电互连耦合到不同衬底。在又其它替代实施例中，组件中的一些或全部可耦合到腔壁，而不是耦合到不同衬底。

在单端或双端实施例中，第一电极1170在一实施例中通过可变阻抗匹配网络1160和传输路径1148电耦合到RF信号源1120。在双端实施例中，第二电极1172也通过可变阻抗匹配网络1160和传输路径1148电耦合到RF信号源1120。如先前所论述，可变阻抗匹配网络1160的单端实施例可包括单端可变电感网络(例如，网络400，图4A)或单端可变电容网络(例如，网络440，图4B)。可替换的是，可变阻抗匹配网络1160的双端实施例可包括双端可变电感网络(例如，网络800、900，图8、9)或双端可变电容网络(例如，网络1000，图10)。在实施例中，可变阻抗匹配网络1160被实施为模块(例如，模组1200、1240中的一个，图12A、12B)，或耦合到共同衬底1152且位于电路壳体区域1178内。导电结构(例如，导电通孔、迹线、缆线、线、和其它结构)可在电路壳体区域1178内的电路系统与电极1170、1172之间提供电连通。

根据各种实施例，与本文中论述的单端或双端可变阻抗匹配网络相关联的电路系统可以用一个或多个模块的形式实施，其中“模块”在本文限定为耦合到共同衬底的电气组件的组合件。例如，图12A和12B是根据两个例子实施例的包括双端可变阻抗匹配网络(例如，网络800、900、1000，图8到10)的模块1200、1240的例子的透视图。更具体地说，图12A示出容纳可变电感阻抗匹配网络(例如，网络800、900，图8、9)的模块1200，且图12B示出容纳可变电容阻抗匹配网络(例如，网络1000，图10)的模块1240。

模块1200、1240中的每一个包括具有前侧1206、1246和相对后侧1208、1248的印刷电路板(PCB)1204、1244。PCB 1204、1244由一个或多个介电层和两个或更多个印刷导电层形成。导电通孔(图12A、12B中不可见)可在多个导电层之间提供电连接。在前侧1206、1246处，由第一印刷导电层形成的多个印刷导电迹线提供耦合到PCB 1204、1244的前侧1206、1246的各种组件之间的电连接性。类似地，在后侧1208、1248处，由第二印刷导电层形成的多个印刷导电迹线提供耦合到PCB 1204、1244的后侧1208、1248的各种组件之间的电连接性。

根据实施例，每个PCB 1204、1244容纳RF输入连接器1238、1278(例如，耦合到后侧1208、1248且因此在图12A、12B的视图中不可见，但对应于连接器738，图7)和平衡-不平衡变压器1274、1284(例如，耦合到后侧1208、1248且因此在图12A、12B的视图中不可见，但对应于平衡-不平衡变压器774，图7)。输入连接器1238、1278被配置成以例如同轴电缆或其它类型的导体等连接(例如，连接728-3，图7)电连接到RF子系统(例如，子系统310、710，图3、7)。在此实施例中，将由平衡-不平衡变压器1274、1284从RF输入连接器1238、1278接收的非平衡RF信号转换成平衡信号，其经由一对平衡导体(例如，连接728-4，图7)提供到包括第一与第二输入1201-1、1201-2或1241-1、1242-2的双端输入。输入连接器1238、1278与平衡-不平衡变压器1274、1284之间的连接，和平衡-不平衡变压器1274、1284与输入1201-1、1201-2、1241-1、1241-2之间的连接各自可使用形成于PCB 1204、1244上和中的导电迹线和通孔实施。在替代实施例中，如上文所论述，替代实施例可包括平衡放大器(例如，平衡放大器724'，图7)，其在可直接耦合到输入1201-1、1201-2、1241-1、1241-2的连接(例如，导体728-1'，图7)上产生平衡信号。在此实施例中，平衡-不平衡变压器1274、1284可从模块1200、1240排除。

另外，每个PCB 1204、1244容纳与双端可变阻抗匹配网络(例如，网络772、800、900、1000，图7到10)相关联的电路系统。首先参考图12A，其对应于容纳可变电感阻抗匹配网络(例如，网络800、900，图8、9)的模块1200，PCB 1204容纳的电路系统包括双端输入1201-1、1201-2(例如，输入901-1、901-2，图9)；双端输出1202-1、1202-2(例如，输出902-1、902-2，图9)；串联耦合于双端输入的第一输入1201-1与双端输出的第一输出1202-1之间的第一多个电感器1211、1212、1213、1214、1215(例如，电感器911到915，图9)；串联耦合于双端输入的第二输入1201-2与双端输出的第二输出1202-2之间的第二多个电感器1216、1217、1218、1219、1220(例如，电感器916到920，图9)；串联耦合于第一输入1201-1与第二输入1201-2之间的第三多个电感器(例如在图12的视图中不可见，但对应于电感器921到923，图9)；和耦合在节点1225与1226(例如，节点925、926)之间的一个或多个额外电感器1224(例如，电感器924，图9)。

多个开关或继电器(例如，图12的视图中不可见，但对应于例如开关931到934、936到939、941、943，图9)也耦合到PCB 1204。举例来说，所述多个开关或继电器可以耦合到PCB1204的前侧1206或后侧1208。在一实施例中，开关或继电器中的每一个跨越电感器1211到1214、1216到1219中的一个或电感器(例如，电感器921、923，图9)中的一个并联电连接于输入1202-1与1202-2之间。控制连接器1230耦合到PCB 1204，且控制连接器1230的导体电耦合到导电迹线1232以提供控制信号到开关(例如，控制信号951到954、956到959、961、963，图9)，且因此将电感器切换进出电路，如先前所描述。如图12A中所示，固定值电感器1215、1220(例如，电感器915、920，图9)可由相对较大线圈形成，但其还可使用其它结构实施。另外，如图12A的实施例中所示，对应于输出1202-1、1202-2的导电特征可相对较大，且可以是细长的以用于直接附接到系统的电极(例如，电极740、750，图7)。

现参考图12B，其对应于容纳可变电容阻抗匹配网络(例如，网络1000，图10)的模块1240，PCB 1244容纳的电路系统包括双端输入1241-1、1241-2(例如，输入1001-1、1001-2，图10)；双端输出1242-1、1242-2(例如，输出1002-1、1002-2，图10)；耦合在双端输入的第一输入1241-1与第一中间节点1265(例如，节点1025，图10)之间的包括第一可变电容网络(例如，网络1011，图10)的第一多个电容器1251、1252(例如，电容器1012、1013，图10)；耦合在双端输入的第二输入1241-2与第二中间节点1266(例如，节点1026，图10)之间的包括第二可变电容网络(例如，网络1016，图10)的第二多个电容器1256、1257(例如，电容器1017、1018，图10)；耦合在节点1265、1266(例如，节点1025、1026)之间的第三多个电容器1258、1259(例如，电容器1023、1024，图10)；和耦合在节点1265和1266与输出1242-1、1242-2之间的一个或多个额外电感器1255、1260(例如，电感器1015、1020，图10)。

第一、第二和第三多个电容器各自包括固定电容器1251、1256、1258(例如，电容器1012、1017、1023，图10)，和构成可变电容器(例如，可变电容器1013、1018、1024)的一个或多个电容器1252、1257、1259的集合。可变电容器1252、1257、1259的每一集合可使用电容性网络(例如网络500，图5)实施。多个开关或继电器(例如，在图12B的视图中不可见，但例如对应于开关551到554，图5)也耦合到PCB 1244。例如，所述多个开关或继电器可耦合到PCB1244的前侧1246或后侧1248。开关或继电器中的每一个与与可变电容器1252、1257、1259相关联的电容器中的不同一个的一端串联电连接。控制连接器1290耦合到PCB 1244，且控制连接器的导体(图12B中未示出)电耦合到PCB 1244内的导电迹线以将控制信号(例如，控制信号561到564，图5)提供到开关，且因此将电容器切换进出电路，如先前所描述。

如图12B中所示，固定值电感器1255、1260(例如，电感器1015、1020，图10)电耦合在中间节点1265和1266与输出1242-1、1242-2之间。电感器1255、1260可由相对较大线圈形成，但其也可使用其它结构实施。另外，如图12B的实施例中所示，对应于输出1242-1、1242-2的导电特征可相对较大，且可以是细长的以用于直接附接到系统的电极(例如，电极740、750，图7)。根据实施例，且如图12B中所示出，电感器1255、1260被布置成使得其主轴彼此垂直(即，延伸穿过电感器1255、1260的中心的轴线成约90度的角度)。这可导致电感器1255、1260之间明显减少的电磁耦合。在其它实施例中，电感器1255、1260可被布置成使得其主轴平行，或可在其它角度偏移的情况下进行布置。

在各种实施例中，与RF子系统(例如，RF子系统310、710，图3、7)相关联的电路系统也可以用一个或多个模块的形式实施。举例来说，图13是根据例子实施例的包括RF子系统(例如，RF子系统310、710，图3、7)的RF模块1300的透视图。RF模块1300包括耦合到接地衬底1304的PCB 1302。接地衬底1304为PCB 1302提供结构支撑，并且还为耦合到PCB 1302的各种电气组件提供电接地参考和散热器功能性。

根据实施例，PCB 1302容纳与RF子系统(例如，子系统310或710，图3、7)相关联的电路系统。因此，由PCB 1302容纳的电路系统包括系统控制器电路系统1312(例如，对应于系统控制器312、712，图3、7)、RF信号源电路系统1320(例如，对应于RF信号源320、720，图3、7，包括RF信号产生器322、722和功率放大器324、325、724)、功率检测电路系统1330(例如，对应于功率检测电路系统330、730，图3、7)，以及阻抗匹配电路系统1334(例如，对应于第一匹配电路系统334、734，图3、7)。

在图13的实施例中，系统控制器电路1312包括处理器IC和存储器IC，RF信号源电路1320包括信号产生器IC和一个或多个功率放大器装置，功率检测电路系统1330包括功率耦合器装置，且阻抗匹配电路系统1334包括连接在一起以形成阻抗匹配网络的多个无源组件(例如，电感器1335、1336和电容器1337)。电路系统1312、1320、1330、1334和各种子组件可以通过PCB 1302上的导电迹线电耦合在一起，如先前参考结合图3、7所论述的各种导体和连接所论述。

在一实施例中，RF模块1300还包括多个连接器1316、1326、1338、1380。举例来说，连接器1380可以被配置成与包括用户界面(例如，用户界面380、780，图3、7)和其它功能性的主机系统连接。连接器1316可以被配置成与可变匹配电路(例如，电路372、772，图3、7)连接以提供控制信号到电路，如先前描述。连接器1326可以被配置成连接到电源以接收系统功率。最后，连接器1338(例如，连接器336、736，图3、7)可以被配置成连接到同轴电缆或其它传输线，这使得RF模块1300能够(例如，通过导体328-2、728-3的同轴电缆实施方案，图3、7)电连接到可变匹配子系统(例如，子系统370、770，图3、7)。在替代实施例中，可变匹配子系统(例如，可变匹配网络370、平衡-不平衡变压器774和/或可变匹配电路772，图3、7)的组件也可以集成到PCB 1302上，在此状况下可以从模块1300排除连接器1336。也可以对RF模块1300的布局、子系统和组件进行其它变化。

RF模块(例如，模块1300，图13)和可变阻抗匹配网络模块(例如，模块1200、1240，图12A、12B)的实施例可以电连接在一起，且与其它组件连接，以形成解冻设备或系统(例如，设备100、200、300、700、1100，图1到3、7、11)。例如，可在RF连接器1338(图13)与RF连接器1238(图12A)或RF连接器1278(图12B)之间通过连接(例如，导体728-3，图7)，例如同轴电缆进行RF信号连接，且可在连接器1316(图13)与连接器1230(图12A)或连接器1290(图12B)之间通过连接(例如，导体716，图7)，例如多导体缆线进行控制连接。为了进一步组装系统，主机系统或用户界面可通过连接器1380连接到RF模块1300，电源可通过连接器1326连接到RF模块1300，且电极(例如，电极740、750，图7)可连接到输出1202-1、1202-2(图12A)或1242-1、1242-2(图12B)。当然，上述组合件还将以物理方式连接到各种支撑结构和其它系统组件，使得电极跨越解冻腔室(例如，腔室110、360、760，图1、3、7)彼此保持固定关系，且解冻设备可集成于更大系统(例如，系统100、200，图1、2)内。

目前已经描述了解冻系统的电和物理方面的实施例，现将结合图14A、14B和15描述用于操作此解冻系统的方法的各种实施例。更具体地说，图14A是根据例子实施例的通过动载匹配操作解冻系统(例如，系统100、210、220、300、700、1100，图1到3、7、11)的方法的流程图，且图14B是根据一实施例的用于执行图14A的流程图的步骤中的一个，且更具体地说用于基于装料质量确定所要RF信号参数的步骤的方法的流程图。

首先参考图14A，所述方法可在框1402中在系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)接收到应起始解冻操作的指示时开始。可例如在用户已将装料(例如，装料364、764、1164，图3、7、11)放置到系统的解冻腔室(例如，腔室360、760、1174，图3、7、11)中，已密封所述腔室(例如，通过关闭门或抽屉)，且已按下开始按钮(例如，用户界面380、780的开始按钮，图3、7)之后接收到此指示。在实施例中，腔室的密封可接合一个或多个安全互锁机构，其在接合后指示供应到所述腔室的RF功率大体上将不会泄漏到腔室外部的环境中。如稍后将描述，安全互锁机构的脱离接合可使系统控制器立即暂停或终止解冻操作。

根据各种实施例，系统控制器可任选地接收指示装料类型(例如，肉类、液体或其它材料)、初始装料温度和/或装料质量的额外输入。举例来说，可通过与用户界面的交互(例如，通过从经辨别装料类型列表的用户选择)从用户接收关于装料类型的信息。可替换的是，系统可被配置成扫描在装料外部上可见的条形码，或从装料上或嵌入装料内的RFID装置接收电子信号。举例来说，可从系统的一个或多个温度传感器和/或IR传感器(例如，传感器390、792、790、1192，图3、7、11)接收关于初始装料温度的信息。可通过与用户界面的交互从用户，或从系统的一个或多个温度传感器和/或IR传感器(例如，传感器390、790、1192，图3、7、11)接收关于初始装料温度的信息。如上文所指出，对指示装料类型、初始装料温度和/或装料质量的输入的接收是任选的，且可替换的是，系统可不接收这些输入中的一些或全部。应注意，对于装料质量或重量由用户输入的实施例，可跳过结合下框1416所描述的自动质量确定方法，且用户输入的质量/重量可用于确定由RF信号源供应的RF信号的一个或多个所要信号参数。可对这些用户输入设置较高和较低阈值。例如，如果用户意外输入过高质量(例如，高于预定义阈值)，那么用户界面(例如，控制面板120、214、224的用户界面，图1、2)可提供所述输入无效的指示。可替换的是，系统可自动地将RF功率减小到较高和较低阈值的界限内的水平和/或可减小解冻操作的运行时间。

在框1404中，系统控制器将控制信号提供到可变匹配网络(例如，网络370、400、440、772、800、900、1000、1160，图3、4A、4B、7到11)以确立可变匹配网络的初始配置或状态。如结合图4A、4B、5A、5B和8到10详细地所描述，控制信号影响可变匹配网络内各种电感和/或电容(例如，电感410、411、414、811、816、821，图4A、8，和电容444、448、1013、1018、1024，图4B、10)的值。例如，控制信号可影响旁路开关(例如，开关511到514、551到554、931到934、936到939、941、943，图5A、5B、9)的状态，其响应于来自系统控制器的控制信号(例如，控制信号521到524、561到564、951到954、956到959、961、963，图5A、5B、9)。

还如先前所论述，可变匹配网络的第一部分可以被配置成为RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)或末级功率放大器(例如，功率放大器325、724，图3、7)提供匹配，且可变匹配网络的第二部分可以被配置成为腔室(例如，腔室360、760、1160，图3、7、11)加上装料(例如，装料364、764、1164，图3、7、11)提供匹配。举例来说，参考图4A，第一并联可变电感网络410可以被配置成提供RF信号源匹配，且第二并联可变电感网络416可以被配置成提供腔室加上装料匹配。参考图4B，第一可变电容网络442结合第二可变电容网络446可均被配置成提供RF信号源与腔室加上装料之间的最优匹配。

已经观察到，用于冷冻装料的最佳初始总体匹配(即，装料吸收最大量的RF功率所在的匹配)通常具有用于匹配网络的腔室匹配部分的相对较高的电感和用于匹配网络的RF信号源匹配部分的相对较低的电感。举例来说，图15是标绘通过用于两个不同装料的解冻操作的最优腔室匹配设置对比RF信号源匹配设置的图表，其中迹线1510对应于第一装料(例如，具有第一类型、质量等)，且迹线1520对应于第二装料(例如，具有第二类型、质量等)。在图15中，在解冻操作开始时(例如，当装料是冷冻的时候)的两个装料的最优初始匹配设置分别由点1512和1522指示。如可见，这两个点1512和1522指示相比于相对较低的RF源匹配设置的相对较高的腔室匹配设置。参考图4A的实施例，这将转化成用于可变电感网络416的相对较高的电感和用于可变电感网络410的相对较低的电感。参考图8的实施例，这将转化成用于可变电感网络811和816的相对较高的电感，和用于可变电感网络821的相对较低的电感。

根据实施例，为了在框1404中确立可变匹配网络的初始配置或状态，系统控制器向第一和第二可变电感网络(例如，网络410、411，图4A)发送控制信号，以致使用于RF信号源匹配的可变电感网络(例如，网络410)具有相对较低的电感，并致使用于腔室匹配的可变电感网络(例如，网络411)具有相对较高的电感。系统控制器可基于系统控制器凭经验得知的装料类型/质量/温度信息而确定将电感设置得多低或多高。如果没有先验的装料类型/质量/温度信息可用于系统控制器，那么系统控制器可选择用于RF信号源匹配的相对较低的默认电感和用于腔室匹配的相对较高的默认电感。

然而，假设系统控制器的确具有关于装料特性的先验信息，系统控制器就可试图确立接近最优初始匹配点的初始配置。例如，且再次参考图15，第一类型的装料的最优初始匹配点1512具有约为网络的最大值的80％的腔室匹配(例如，由网络411，图4A或网络811/816，图8实施)，且具有约为网络的最大值的10％的RF信号源匹配(例如，由网络410或821，图4A、8实施)。举例来说，假设可变电感网络中的每一个具有类似于图5的网络500的结构，且假设来自以上表1的状态适用，那么对于第一类型的装料，系统控制器可初始化可变电感网络，以使得腔室匹配网络(例如，网络411或811/816)具有状态12(即，约为网络411或811/816的最大可能电感的80％)，且RF信号源匹配网络(例如，网络410或821)具有状态2(即，约为网络410的最大可能电感的10％)。相反地，第二类型的装料的最优初始匹配点1522具有约为网络的最大值的40％的腔室匹配(例如，由网络411或811/816实施)，且具有约为网络的最大值的10％的RF信号源匹配(例如，由网络410或821实施)。因此，对于第二类型的装料，系统控制器可初始化可变电感网络以使得腔室匹配网络(例如，网络411或811/816)具有状态6(即，约为网络411或811/816的最大可能电感的40％)，且RF信号源匹配网络(例如，网络410或821)具有状态2(即，约为网络410或821的最大可能电感的10％)。一般来说，在解冻操作期间，对RF信号源匹配网络和腔室匹配网络的阻抗值的调整是以逆方式进行。换句话说，当RF信号源匹配网络的阻抗值减小时，腔室匹配网络的阻抗值增大，且反之亦然。虽然本文中未详细地描述，但可执行类似调整过程以控制由可变电容网络实施例(例如，网络440，图4B和网络1000，图10)所提供的匹配。

再次参考图14A，一旦确立初始可变匹配网络配置，系统控制器就可在框1410处执行在适当时调整可变阻抗匹配网络的配置以基于指示匹配质量的实际测量值发现可接受或最佳匹配的过程。另外，在框1410处，系统控制器可估计装料的质量，且基于装料的质量，还确定待由RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)所提供的RF信号的参数集合的特定值。如由系统控制器基于所估计的装料质量确定的此RF信号参数集合在下文中被称作RF信号的“所要信号参数”集合，且通过所述所要信号参数集合产生的RF信号在下文中被称作“基于质量估计值的RF信号”。

图14B示出根据实施例的图14A中示出的方法的可在框1410处执行的任务。在框1411处，系统控制器致使RF信号源通过可变阻抗匹配网络将相对较低功率的RF信号供应到(多个)电极(例如，第一电极340或这两个电极740、750、1170、1172，图3、7、11)。系统控制器可以通过到电源和偏置电路系统(例如，电路系统326、726，图3、7)的控制信号控制RF信号功率电平，其中所述控制信号致使电源和偏置电路系统将与所要信号功率电平一致的供应和偏置电压提供到放大器(例如，放大器级324、325、724，图3、7)。举例来说，相对较低功率的RF信号可为具有在约10W到约20W范围内的功率电平的信号，但是可替换的是，可使用不同功率电平。在框1411期间供应相对较低功率电平的信号对于降低损坏腔室和/或装料(例如，如果初始匹配引起高反射功率)的风险，且降低损坏可变电感或电容网络的切换组件(例如，归因于跨越开关触点的电弧作用)的风险可以是合乎需要的。

在框1412中，在“评估时间”处，功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统330、730、1180，图3、7、11)接着沿着RF信号源与(多个)电极之间的传输路径(例如，路径328、728、1148，图3、7、11)测量反射和(在一些实施例中)前向功率，且将那些测量值提供到系统控制器。系统控制器接着可确定反射信号功率与前向信号功率之间的比率，且可基于所述比率确定系统的S11参数(例如，对应于回波损耗)。在一实施例中，系统控制器可存储所接收到的功率测量值(例如，所接收到的反射功率测量值、所接收到的前向功率测量值或这两者)和/或计算出的比率和/或S11参数以用于未来评估或比较。

在框1413处，系统控制器可基于反射功率测量值和/或反射与前向信号功率比和/或S11参数确定在评估时间处由可变阻抗匹配网络所提供的匹配是否为可接受的(例如，反射功率低于阈值，或反射与前向信号功率比为10％或更小(或低于某一其它阈值)，或测量值或值有利地与某一其它准则进行比较)。可替换的是，系统控制器可被配置成确定匹配是否是“最佳”匹配。举例来说，可通过反复地测量所有可能的阻抗匹配网络配置(或至少阻抗匹配网络配置的限定子集)的反射RF功率(和在一些实施例中，前向反射RF功率)并确定哪一配置产生最低的反射RF功率和/或最低的反射与前向功率的比率而确定“最佳”匹配。在一些实施例中，对分搜索算法或区域性搜索算法可替代地用于识别产生最低的反射RF功率和/或最低的反射与前向功率的比率的“最佳匹配”配置，这可减小发现最佳匹配配置所需的时间量。

当系统控制器确定所述匹配不是可接受的或不是最佳匹配时，在框1414中，系统控制器可通过重新配置可变阻抗匹配网络来调整所述匹配。例如，可通过将控制信号发送到可变阻抗匹配网络实现此重新配置，这致使网络增大和/或减小网络内的可变电感和/或可变电容(例如，通过致使可变电感网络410、411、415、811、816、821(图4A、8)或可变电容网络422、444、446、448、1011、1013、1016、1018、1021、1024(图4B、10)具有不同电感或电容状态，或通过将电感器501到504、911到914、916到919、921、923(图5A、9)或电容器541到544(图5B)切换进出电路)。可变阻抗匹配网络中可变电感网络的当前电感值或状态(例如，电感器410、411、415、811、816、821，图4A、8的电感值)或可变电容网络的电容值或状态(例如，电容器442、444、446、448、1011、1013、1016、1018、1021、1024，图4B、10的电容值)可存储于系统控制器的存储器中。对于可变电感器和可变电容器中的每一个，与特定评估时间相关联的电感值和电容值在本文中可以被称为“当前可变分量值”，且在特定评估时间处可变电感或电容网络中一个或多个可变组件的当前可变分量值的集合在本文中可以被称为“当前可变分量值集合”。在重新配置(或调整)可变阻抗网络之后，可反复地执行框1411、1412和1413直到在框1413中确定可接受或最佳匹配。

当可变阻抗网络被配置成处于实现可接受或最佳匹配的状态时(例如，如由低于对应阈值的反射功率、反射与前向信号功率比和/或S11参数指示)，当前可变分量值集合包括可变阻抗匹配网络中一个或多个可变组件的当前值。例如，对于图4A或8的可变电感匹配网络400或800，当前可变组件集合可包括可变电感410、411、811、816和821在评估时间的电感值(在本文中被称作“当前可变电感值”)，且例如对于图4B或10的可变电容匹配网络440或1000，当前可变组件集合可包括可变电容442或444、446或448、1011或1013、1016或1018和1021或1024在评估时间的电容值(在本文中被称作“当前可变电容值”)。根据实施例，当前可变分量值集合接着可用于使用一个或多个查找表(LUT)估计装料的质量，如下文将描述。在一些实施例中，在解冻操作期间可仅执行质量估计一次。可替换的是，质量估计过程可执行超过一次。

假设仅执行质量估计过程一次，一旦在框1413处确定可接受或最佳匹配，系统控制器就可在框1415处确定是否已经确定RF信号的一个或多个“所要”信号参数(例如，基于装料的质量估计所需要)。由于可在单个解冻操作期间执行框1410的多次反复，因此有可能已经在框1410的前一反复中确定此所要信号参数集合。如果已经确定可接受RF信号参数集合，那么可略过框1416、1417和1418。

否则，如果在框1416处尚未确定所要RF信号参数集合，那么可变阻抗匹配网络的可变电感网络和/或可变电容网络中可变组件中的一些或全部的当前可变分量值可与一个或多个LUT内的条目进行比较，所述当前可变分量值可存储于系统控制器的存储器和/或可以其它方式对系统控制器进行存取的存储器中，以便估计腔室中装料的质量或重量(或在一些替代实施例中，温度)。例如，LUT可包括多个条目，其中每个条目包括用于每个可变组件的字段、用于相关联装料质量的字段，和/或用于相关联装料温度的字段。应注意，知晓装料的初始温度(例如，经由通过用户界面或腔室中的温度传感器所接收的输入)可以允许系统控制器更准确地估计装料质量。类似地，知晓装料质量(例如，经由通过用户界面或通过某一其它构件所接收的输入)可以允许系统控制器更准确地估计装料温度。

LUT的配置(例如，每个LUT条目中的字段)至少部分地取决于用于系统中的可变阻抗匹配网络的配置，和可变阻抗匹配网络中包括多少可变组件。举例来说，图16A示出与图8的可变电感网络800相关联的LUT 1600的一部分的说明性例子，其包括三个可变电感821、811、816，在下文中分别被称作“L1”、“L2”和“L3”。在一些实施例中，电感811可与电感816具有相同值，与电感821的值无关。LUT 1600包括多个列1602、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616、1618，和多个行或条目1622、1624、1626、1628、1630、1632，其中仅所述行/条目的子集在图16A中示出。存储于LUT 1600中的电感值L1、L2和L3可被称为“存储电感值”，且对于LUT 1600的给定行，所述行中的电感值L1、L2和L3可被称为存储电感值的“子集”。每个列与行的交点在本文中被称作LUT 1600的“单元格”。

在当前的例子中，可选的列1602中的单元格包括系统腔室的内含物的各种特征(在当前的例子中为“空”或“碎牛肉”)。列1604中的单元格包括第一可变电感网络的存储电感值L1(例如，可变电感821，图8)。列1606中的单元格包括第二可变电感网络的存储电感值L2(例如，可变电感811，图8)。列1608中的单元格包括第三可变电感网络的存储电感值L3(例如，可变电感816，图8)。对于电感811的值与电感816的值相同的实施例，列1606和1608可组合成单个列以简化表格，由于列1606中的电感值将与列1608中的电感值相同。应注意，列1604中示出的电感值L1经正规化为50nH，同时分别在列1606和1608中示出的电感值L2和L3经正规化为100nH。在其它实施例中，存储电感值可能未经正规化，或存储电感值可经正规化为其它值。

LUT 1600的列1610的单元格包括系统的所存储S11参数值，以分贝(dB)为单位示出，表示系统的输入回波损耗，所述参数值可受RF信号源与腔室之间的阻抗匹配的质量影响。在一些实施例中，这些S11参数可与L1、L2和L3的值组合用于估计系统腔室中装料的质量。例如，当将RF能量施加到装料时S11参数的改变速率可指示装料是具有更大质量(对应于较慢S11参数改变速率)还是更小质量(对应于较快S11参数改变速率)。

列1612中的单元格可包括腔室内含物的以克(g)为单位的重量。如所示出，S11参数值随着装料质量的增大而减小(假设温度和装料类型恒定)，从而指示对于更大装料可实现较佳阻抗匹配。列1614中的单元格可包括腔室内含物的以摄氏度(℃)为单位的温度。

列1616中的单元格可包括基于装料的重量/质量和RF功率施加到装料的时间量将施加到装料的不同RF功率电平。如所示出，施加到装料的RF功率的量随着装料重量/质量的增大而增大，直到说明性最大阈值300W。应理解，RF功率的最大阈值可根据解冻系统的操作参数而不同。

列1618中的单元格可包括基于装料的重量/质量和施加到装料的RF功率的量的RF功率可施加到装料的不同时间量。如所示出，甚至当所施加RF功率在行1628、1630和1632中已达到其最大阈值时，具有更大质量的装料可通过增大RF功率施加到装料的时间量而解冻。

行1622中的单元格对应于空的腔室。行1624中的单元格对应于包含-20℃下的200g碎牛肉的腔室。行1626中的单元格对应于包含-20℃下的500g碎牛肉的腔室。行1628中的单元格对应于包含-20℃下的1000g碎牛肉的腔室。行1630中的单元格对应于包含-20℃下的1500g碎牛肉的腔室。行1632中的单元格对应于包含-20℃下的2000g碎牛肉的腔室。

根据例子实施例，LUT 1600存储于可对系统控制器进行存取的存储器中。系统控制器可比较或使可变阻抗匹配网络中可变电感网络的当前电感值(例如，在图14B的框1414处对应于存储于系统控制器的存储器中的那些值的当前电感值)与LUT的列1604、1606和1608中的对应电感值相关，以便估计装料的质量或温度。

作为另一例子，图16B示出与图10的可变电容网络1000相关联的LUT 1700的一部分的说明性例子，其包括三个可变电容1011、1016、1023，在下文中分别被称作“C1”、“C2”和“C3”。在一些实施例中，电容1011可与电容1016具有相同值，与电容1023的值无关。LUT1700包括多个列1702、1704、1706、1708、1710、1712、1714、1716、1718和多个行或条目1722、1724、1726、1728、1730、1732，其中仅所述行/条目的子集在图16B中示出。存储于LUT 1700中的电容值C1、C2和C3可被称为“存储电感值”，且对于LUT 1700的给定行，所述行中的电容值C1、C2和C3可被称为存储电容值的“子集”。每个列与行的交点在本文中被称作LUT 1700的“单元格”。

在当前的例子中，可选的列1702中的单元格包括系统腔室的内含物的各种特征(在当前的例子中为“空”或“碎牛肉”)。列1704中的单元格包括第一可变电感网络的存储电容值C1(例如，可变电容1011，图10)。列1706中的单元格包括第二可变电容网络的存储电容值C2(例如，可变电容1016，图10)。对于电容1011的值与电容1016的值相同的实施例，列1704和1706可组合成单个列以简化表格，由于列1704中的电容值将与列1706中的电容值相同。列1708中的单元格包括第三可变电感网络的存储电感值C3(例如，可变电感1023，图8)。应注意，分别示出于列1704和1706中的电容值C1和C2经正规化为200nF，同时示出于列1708中的电容值C3经正规化为500nF。在其它实施例中，存储电容值可能未经正规化，或存储电容值可经正规化为其它值。

LUT 1700的列1710的单元格包括系统的所存储S11参数值，以分贝(dB)为单位示出，表示系统的输入回波损耗，所述参数值可受RF信号源与腔室之间的阻抗匹配的质量影响。在一些实施例中，这些S11参数可与C1、C2和C3的值组合用于估计系统腔室中装料的质量。例如，当将RF能量施加到装料时S11参数的改变速率可指示装料是具有更大质量(对应于较慢S11参数改变速率)还是更小质量(对应于较快S11参数改变速率)。

列1712中的单元格可包括腔室内含物的以克(g)为单位的重量。如所示出，S11参数值随着装料质量的增大而减小(假设温度和装料类型恒定)，从而指示对于更大装料可实现较佳阻抗匹配。列1714中的单元格可包括腔室内含物的以摄氏度(℃)为单位的温度。

列1716中的单元格可包括基于装料的重量/质量和RF功率施加到装料的时间量将施加到装料的不同RF功率电平。如所示出，施加到装料的RF功率的量随着装料重量/质量的增大而增大，直到说明性最大阈值300W。应理解，RF功率的最大阈值可根据解冻系统的操作参数而不同。

列1718中的单元格可包括基于装料的重量/质量和施加到装料的RF功率的量的RF功率可施加到装料的不同时间量。如所示出，甚至当所施加RF功率在行1728、1730和1732中已达到其最大阈值时，具有更大质量的装料可通过增大RF功率施加到装料的时间量而解冻。

行1722中的单元格对应于空的腔室。行1724中的单元格对应于包含-20℃下的200g碎牛肉的腔室。行1726中的单元格对应于包含-20℃下的500g碎牛肉的腔室。行1728中的单元格对应于包含-20℃下的1000g碎牛肉的腔室。行1730中的单元格对应于包含-20℃下的1500g碎牛肉的腔室。行1732中的单元格对应于包含-20℃下的2000g碎牛肉的腔室。

根据例子实施例，LUT 1700存储于可对系统控制器进行存取的存储器中。系统控制器可比较或使可变阻抗匹配网络中可变电容网络的当前电容值(例如，在图14B的框1414处对应于存储于系统控制器的存储器中的那些值的当前电容值)与LUT 1700的列1704、1706和1708中的对应电容值相关，以便估计装料的质量或温度。

应理解，结合图16A和16B所描述的与可变电感网络和可变电容网络相关联的LUT意图为说明性而非限制性的。可替换的是，其它可变阻抗网络(例如，包括用于非平衡(例如，单端)系统的可变阻抗网络，例如网络400、440、500、540，图4A、4B、5A和5B；以不同方式配置的可变电感网络；以不同方式配置的可变电容网络；和包括可变电感器和可变电容器两者的网络)可用于系统中，且这些网络的可变分量值可填充存储于系统控制器的存储器中的一个或多个以不同方式配置的LUT的条目。另外，应注意，“可变网络”可包括固定组件以及可变组件，且还可包括可变或固定电阻器。进一步应注意，“可变电容器”或“可变电感器”可包括致使输入与输出节点之间的电容或电感可变的切换元件(例如，晶体管或机械继电器，如图5A、5B和9中所反映)。可包括额外切换元件，其可将无源组件中的一些或全部切换进出(多个)可变阻抗网络。可替换的是，此可变组件可自身以物理方式进行修改以提供可变值(例如，通过接通电感器线圈上的不同位置或将电容器的各板移动得更接近或更分开)。

在给定对应于可接受/最佳匹配的当前可变分量值(例如，在框1413中确定)集合的知识的情况下，系统控制器可比较或使当前分量值集合内一个或多个可变分量值中的每一个与存储于系统控制器的存储器中的(多个)LUT中列出的每个条目(例如，行)内的(多个)对应存储分量值相关。例如，再次参考图16A中的例子LUT 1600，电感值L1(例如，电感821，图8)的当前可变分量值可与列1604中L1的对应存储值进行比较以确定电感器L1的当前可变分量值与每个所存储L1值之间的第一差。类似地，电感器L2的当前可变分量值可与列1606中L2的对应存储值进行比较以确定电感器L2的当前可变分量值与每个所存储L2值之间的第二差，且以此类推。在比较过程的上下文中，当前可变分量值可经正规化(假设LUT1600中的对应存储值也经正规化)。

基于此比较过程，控制器可确定LUT的哪一条目对应于已存储与当前可变分量值最紧密相关的可变分量值的最佳匹配(例如，相同匹配或最接近匹配)。对应于“最佳匹配”的行或条目在本文中被称作“相关条目”。确定最佳匹配的例子实施方案涉及反复地调整可变阻抗匹配网络的阻抗值和当在每次反复下施加低RF功率时测量S11参数值以识别可实现的最低S11参数值。对应于可实现的最低S11参数值的可变阻抗匹配网络配置接着将由解冻系统(例如，由系统控制器)识别为提供最佳匹配。

可替代地应用识别最佳匹配的替代方法，其仅测试当前配置的预定范围内的配置，而非测试可变阻抗匹配网络的所有可能的配置。一些方法可基于存储于解冻系统的存储器中的历史配置数据(例如，在先前执行的解冻/加热操作期间收集)预测测试哪些可变阻抗匹配网络配置。在一些实施例中，最佳匹配可识别为被确定为允许所施加RF能量的超过预定阈值百分比(例如，95％到99％)被装料吸收的任何可变阻抗匹配网络配置。

在一些实施例中，可通过比较装料的初始温度与LUT(例如，LUT 1600的列1614)中列出的存储温度值而增强确定相关条目的准确度。在此类实施例中，控制器可基于不仅当前可变分量值与所存储可变分量值之间的比较，以及装料的初始温度与所存储温度值之间的比较来确定LUT的哪一条目为相关条目。例如，控制器可确定LUT中已存储与当前可变分量值最紧密相关的可变分量值且具有与初始温度值最紧密相关的所存储温度值的条目为相关条目。系统控制器可接着将装料的质量估计为LUT的相关条目中包括的质量。

在一些实施例中，LUT中的多个条目可具有相同存储可变分量值，但具有不同存储温度值和/或存储装料类型说明符。因此，可在上述过程中确定多个相关条目，其中多个相关条目具有相同存储分量值，但具有不同温度和/或装料类型。在此实施例中，在给定用户所提供的或感测到的装料温度和/或用户所提供的或感测到的装料类型(例如，在当前例子中为-20摄氏度下的碎牛肉)的情况下，多个相关条目中的一个可选择为最终相关条目(例如，具有与用户所提供的或感测到的装料类型或温度最紧密匹配的存储质量或存储温度值的相关条目)。在确定相关条目之后，装料质量可估计(例如，通过系统控制器)为相关条目的列1612中列出的质量值。同样，在实施例中，相关条目为存储于列1604、1606和1608中的电感值L1、L2和L3的对应子集与当前可变分量值集合(例如，更具体地说可变阻抗匹配电路的(多个)可变电感网络的当前电感值)最紧密匹配或相关的条目。在一些实施例中，可能没有必要知晓装料的当前温度或装料类型来估计装料的质量，且可仅基于当前可变分量值集合与LUT中存储的电感值(例如，L1、L2和L3)的相关过程来估计装料的质量。

总而言之，在给定对应于可接受/最佳匹配的分量值集合(例如，在框1413中确定的当前分量值)的知识的情况下，系统控制器可比较当前分量值集合与存储于系统控制器的存储器中的LUT中列出的分量值，且接着可确定LUT的哪一条目/行对应于最佳匹配(例如，相同匹配或最接近匹配)。

根据实施例，在给定所估计装料质量和已知装料类型(例如，在当前例子中为碎牛肉)的情况下，装料温度可估计(例如，通过系统控制器)为列1612中列出的存储温度值，其中存储于列1604、1606和1608中的电感值L1、L2和L3的对应子集与可变阻抗匹配电路的可变电感网络的当前电感值匹配(例如，大体上匹配)。在一些实施例中，可能没有必要知晓装料质量或装料类型来估计装料温度，且可仅基于所存储电感值L1、L2和L3来估计装料温度。

如先前所指示，可存在当前电感值(例如，可变电感网络的当前L1、L2和L3值)与LUT 1600的条目中的电感值的任何子集并不完全匹配的情况。在此类情况下，系统控制器可识别两个(或多个)相关条目，且可(例如，使用线性内插法)内插于两个(或多个)相关条目中的两个(或多个)对应质量或温度值之间；在数学上平均化；或以其它方式在数学上操控所述两个(或多个)对应质量或温度值，以确定所估计质量或温度值。

例如，参考LUT 1600中示出的例子存储值，当当前电感值L1、L2和L3分别为1.3、2.55和2.55时，系统控制器可将条目1626和1628识别为可能的相关条目，且可内插两个质量值500和1000(在列1612中)，由于条目1626和1628对应于LUT 1600中存储的电感值L1、L2和L3的两个最紧密匹配子集。假设内插法对应于两个值之间的平均值，此可产生装料质量为750克的估计。

虽然LUT 1600中的当前示例值包括对应于-20℃下的碎牛肉的数据，但这希望是说明性的而非限制性的。应理解，包括对应于质量、温度和类型不断改变的装料的数据的其它LUT可存储于系统控制器的存储器中。例如，可通过经测试的具有各种质量、温度和类型的装料以及所收集且存储于LUT中的对应可变分量值(例如，电感值L1、L2和L3)和S11参数预先表征给定LUT。例如，S11参数的改变速率可提供质量指示，其中较快变化的S11参数指示更小质量且较慢变化的S11参数指示更大质量。

返回到图14B，一旦系统控制器已估计腔室中装料的质量或温度，系统控制器就可在框1417处基于装料的估计质量(例如，使用等式1或从等式1导出且存储于系统的存储器中的LUT)结合装料的已知(例如，在框1402处作为输入所提供的或经由腔室中的温度传感器所测得的)或假设(例如，存储于系统控制器的存储器中的默认起始温度；大体上约为-20℃)温度来估计解冻腔室中的装料所需的能量的量。

由RF信号源所提供的RF信号可表征为多个信号参数。例如，RF信号参数可包括但不限于频率、振幅和功率电平，且这些参数中的每一个在任何给定时间均具有特定值。在框1418处，系统控制器可基于足以解冻装料的能量的估计量(例如，根据存储于系统的存储器中的LUT)确定通过RF信号源产生的RF信号的一个或多个“所要信号参数”。例如，(多个)所要信号参数可包括但不限于RF信号的所要频率、所要振幅和所要功率电平。由于可基于足以解冻装料的能量的估计量而确定所要信号参数，且基于装料的估计质量确定能量的估计量，因此如本文中所使用的“基于质量估计值的RF信号”指代表征为一个或多个所要RF信号参数的RF信号。系统控制器可进一步确定施加基于质量估计值的RF信号所需的时间量以便将能量的估计量递送到装料。

返回到图14A，一旦确定可接受或最佳匹配和一个或多个所要信号参数，就可开始或继续解冻操作。解冻操作的开始或继续包括在框1420中致使RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)产生具有在框1418中确定的所要信号参数(例如，具有所要RF功率电平)的RF信号(或基于质量估计值的RF信号)，其对应于相对较高功率的RF信号。其它RF信号参数(例如，频率)也可包括为“所要信号参数”，如先前所指示。同样，系统控制器可通过到RF信号源和到电源和偏置电路系统(例如，电路系统326、726，图3、7)的控制信号控制RF信号参数，包括RF信号功率电平。到RF信号源的控制信号可控制例如RF信号的频率，且到电源和偏置电路系统的控制信号可致使电源和偏置电路系统将与所要信号功率电平一致的供应和偏置电压提供到放大器(例如，放大器级324、325、724，图3、7)。举例来说，基于质量估计值的RF信号可以是具有在约50W到约500W范围内的功率电平的信号，但是可替换的是，可使用不同功率电平。

在框1422中，功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统330、730、730'、730”、1180，图3、7、11)接着沿着RF信号源与(多个)电极之间的传输路径(例如，路径328、728、1148，图3、7、11)周期性地测量反射功率和(在一些实施例中)前向功率，且将那些测量值提供到系统控制器。系统控制器可再次确定反射信号功率与前向信号功率之间的比率，且可基于所述比率确定系统的S11参数。在一实施例中，系统控制器可存储所接收到的功率测量值和/或计算出的比率和/或S11参数以用于未来评估或比较。根据实施例，前向功率和反射功率的周期性测量值可在相当高频率(例如，约毫秒)下或在相当低频率(例如，约秒)下获得。举例来说，用于获得周期性测量值的相当低频率可为每10秒到20秒一个测量值的速率。

在框1424中，系统控制器可基于一个或多个反射信号功率测量值、计算出的一个或多个反射信号功率与前向信号功率的比率和/或计算出的一个或多个S11参数而确定由可变阻抗匹配网络提供的匹配是否可接受。举例来说，系统控制器可使用单个反射信号功率测量值、计算出的单个反射与前向信号功率比或计算出的单个S11参数来做出此确定，或可取得若干先前接收的反射信号功率测量值、先前计算出的反射与前向功率比或先前计算出的S11参数的平均值(或其它计算)来做出此确定。为了确定匹配是否可接受，系统控制器可以将所接收到的反射信号功率、计算出的比率和/或S11参数与例如一个或多个对应阈值进行比较。举例来说，在一个实施例中，系统控制器可将所接收到的反射信号功率与前向信号功率的例如5％(或某个其它值)的阈值进行比较。低于前向信号功率的5％的反射信号功率可以指示匹配仍可接受，且高于5％的比率可以指示匹配不再可接受。在另一实施例中，系统控制器可将计算出的反射与前向信号功率比与10％的阈值(或某一其它值)进行比较。低于10％的比率可指示匹配仍可接受，且高于10％的比率可指示匹配不再可接受。当所测得的反射功率或计算出的比率或S11参数大于对应阈值(即，比较为不利的)，指示不可接受的匹配时，系统控制器可通过返回到框1410初始化可变阻抗匹配网络的重新配置。

如先前所论述，由可变阻抗匹配网络提供的匹配可在整个解冻操作过程中降级，因为装料(例如，装料364、764、1164，图3、7、11)的阻抗随着装料升温而发生改变。已经观察到，在整个解冻操作过程中，可通过调整腔室匹配电感或电容且还通过调整RF信号源电感或电容维持最优腔室匹配。再次参考图15，举例来说，在解冻操作结束时用于第一类型的装料的最优匹配由点1514指示，且在解冻操作结束时用于第二类型的装料的最优匹配由点1524指示。在两种状况下，解冻操作的开始和完成之间的最优匹配的轨迹涉及逐渐减小腔室匹配的电感以及增大RF信号源匹配的电感。

根据实施例，在框1410中，当重新配置可变阻抗匹配网络时，系统控制器可考虑此倾向。更具体地说，当在框1414中通过重新配置可变阻抗匹配网络来调整匹配时，系统控制器最初可选择用于对应于更低电感(用于腔室匹配，或网络411，图4A)和更高电感(用于RF信号源匹配，或网络410，图4B)的腔室和RF信号源匹配的可变电感网络的状态。可在利用用于腔室和RF信号源的可变电容网络的实施例中执行类似过程。当与未考虑这些倾向的重新配置过程进行比较时，通过选择倾向于遵循预期最优匹配轨迹(例如，图15中所示出的那些轨迹)的阻抗值可减少执行可变阻抗匹配网络重新配置过程(例如，在框1410中)的时间。

在替代实施例中，系统控制器可替代地反复测试每一邻近配置，以试图确定可接受的配置。举例来说，再次参考上表1，如果当前配置对应于用于腔室匹配网络的状态12和用于RF信号源匹配网络的状态3，那么系统控制器可测试用于腔室匹配网络的状态11和/或状态13，且可测试用于RF信号源匹配网络的状态2和/或状态4。如果那些测试并未产生有利的结果(即，可接受的匹配)，那么系统控制器可测试用于腔室匹配网络的状态10和/或状态14，且可测试用于RF信号源匹配网络的状态1和/或状态5，且以此类推。

实际上，存在多种不同的系统控制器可采用以重新配置系统以具有可接受的阻抗匹配的搜索方法，包括测试所有可能的可变阻抗匹配网络配置。搜索可接受配置的任何合理方法均被视为属于本发明主题的范围内。在任何情况下，一旦在框1413中确定可接受匹配，解冻操作便在框1420中恢复且继续反复进行所述过程。

返回参考框1424，当系统控制器基于一个或多个反射功率测量值、计算出的一个或多个反射与前向信号功率比和/或计算出的一个或多个S11参数确定由可变阻抗匹配网络所提供的匹配仍可接受(例如，反射功率测量值、计算出的比率或S11参数小于对应阈值，或比较为有利的)时，所述系统可在框1426中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解冻过程期间的任意时刻的中断驱动过程。然而，为了将退出条件包括于图14A的流程图中，所述过程被示出为发生在框1424之后。

在任何情况下，若干条件可保证解冻操作的停止。举例来说，系统可确定当安全互锁被破坏时已发生退出条件。可替换的是，系统可确定在由用户设置(例如，通过用户界面380、780，图3、7)的计时器终止时或在由系统控制器基于系统控制器应执行解冻操作多长时间的估计值(例如，基于在框1418处系统控制器基于先前经识别的优化RF信号功率电平且基于先前经识别的解冻装料所需的能量的估计量所确定的加热时间)所确立的计时器终止时已发生退出条件。在又一替代实施例中，系统可以其它方式检测解冻操作的完成。

如果退出条件尚未发生，那么可通过反复执行框1422和框1424(和匹配网络重新配置过程1410，视需要)继续解冻操作。当退出条件已发生时，接着在框1428中，系统控制器使RF信号源中断对RF信号的供应。举例来说，系统控制器可以停用RF信号产生器(例如，RF信号产生器322、722，图3、7)和/或可以致使电源和偏置电路系统(例如，电路系统326、726，图3、7)中断供应电流的提供。另外，系统控制器可以将信号发送到用户界面(例如，用户界面380、780，图3、7)，所述信号致使用户界面产生退出条件的用户可察觉标志(例如，通过在显示装置上显示“门打开”或“完成”，或提供可听音)。接着，方法可结束。

应理解，与图14中所描绘的框相关联的操作的顺序对应于例子实施例，且不应解释为将操作的序列限制于所示出的顺序。替代地，一些操作可以不同次序执行，和/或一些操作可并行执行。

本文中包含的各图中示出的连接线意图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，主题的实施例中可以存在许多替代或额外的功能关系或物理连接。此外，本文中还可以仅出于参考的目的使用某些术语，且因此这些术语并不意图具有限制性，并且除非上下文清楚地指示，否则指代结构的术语“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、接合点、信号线、导电元件等等，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。此外，两个或多于两个节点可以通过一个物理元件实现(并且虽然在公共节点处接收或输出，但是仍然可以对两个或更多个信号进行多路复用、调制或者以其它方式进行区分)。

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)，且不必以机械方式接合。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)，且不必以机械方式接合。因此，虽然图中示出的示意图描绘元件的一个示例性布置，但是另外的介入元件、装置、特征或组件可存在于所描绘主题的实施例中。

在例子实施例中，系统可包括被配置成供应RF信号的射频(RF)信号源、耦合到RF信号源的电极、包括至少一个具有至少一个当前可变值的可变无源组件的至少一个可变阻抗网络，和控制器，所述控制器被配置成至少基于至少一个可变阻抗网络的至少一个当前可变分量值确定接近于电极的装料的估计质量；至少基于装料的估计质量确定RF信号的一个或多个所要信号参数；且控制所述RF信号源以供应具有一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。所述至少一个可变阻抗网络可耦合在RF信号源与电极之间。

在另一实施例中，所述控制器可被配置成基于装料的估计质量估计足以解冻装料的能量的量。

在另一实施例中，所述控制器可被配置成基于足以解冻装料的能量的估计量确定RF信号的一个或多个所要信号参数。

在另一实施例中，热增加系统可进一步包括被配置成存储包括多个条目的查找表(LUT)的存储器。多个条目中的每个条目可包括对应于至少一个可变阻抗网络的至少一个可变无源组件的存储分量值的不同集合。所述LUT可进一步包括多个存储质量值，各自对应于多个条目中存储的分量值的相应不同集合。

在另一实施例中，所述控制器可被配置成通过比较至少一个分量值与LUT的存储分量值的集合以识别多个条目中的相关条目，且通过识别存储质量值中对应于所述相关条目的存储质量值而确定装料的估计质量。所述相关条目可包括与至少一个当前可变分量值相关的存储分量值集合。可通过所述控制器将经识别存储质量值确定为装料的估计质量。

在另一实施例中，所述至少一个可变阻抗匹配网络可包括双端可变阻抗匹配网络，其包括第一与第二输入、第一与第二输出、连接于第一输入与第一输出之间且具有第一分量值的第一可变无源组件、连接于第二输入与第二输出之间且具有第二分量值的第二可变无源组件，和连接于第一输入与第二输入之间且具有第三分量值的第三可变无源组件。所述至少一个分量值可包括第一、第二和第三阻抗值。

在另一实施例中，所述至少一个可变阻抗匹配网络包括单端可变阻抗匹配网络，其包括输入、输出、耦合在输入与输出之间的无源组件的集合，和连接于输入与接地参考节点之间且具有一个或多个分量值的一个或多个可变无源组件。所述至少一个分量值可包括一个或多个分量值。

在另一实施例中，一个或多个所要信号参数可包括选自包括RF信号的频率、RF信号的振幅和RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

在例子实施例中，操作热增加系统(其包括内含装料的腔室)的方法可包括通过射频(RF)信号源将一个或多个RF信号供应到电耦合在RF信号源与接近于腔室定位的一个或多个电极之间的传输路径。所述方法可进一步包括通过功率检测电路系统沿着传输路径检测反射信号功率。所述方法可进一步包括通过控制器修改沿着传输路径电耦合的阻抗匹配网络的一个或多个可变无源组件的一个或多个分量值以减小反射信号功率。所述方法可进一步包括通过所述控制器至少基于所述一个或多个可变无源组件的一个或多个当前分量值而确定所述装料的估计质量。所述方法可进一步包括通过所述控制器至少基于装料的估计质量而确定RF信号的一个或多个所要信号参数。所述方法可进一步包括通过所述控制器控制所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

在另一实施例中，所述方法可进一步包括通过所述控制器基于装料的估计质量确定足以解冻装料的能量的估计量。

在另一实施例中，所述方法可进一步包括通过所述控制器基于足以解冻装料的能量的估计量确定一个或多个所要信号参数。

在另一实施例中，确定装料的估计质量可包括通过所述控制器比较一个或多个当前分量值与存储于系统的存储器中的多个存储分量值集合；通过所述控制器从多个存储分量值集合中识别与一个或多个当前分量值相关的相关存储分量值集合；通过所述控制器确定多个存储质量中对应于相关存储分量值集合的经识别存储质量；并通过所述控制器将装料的估计质量确定为经识别存储质量。

在另一实施例中，一个或多个所要信号参数可包括选自包括RF信号的频率、RF信号的振幅和RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

虽然先前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，本文中所描述的一个或多个示例性实施例并不意图以任何方式限制所要求的主题的范围、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时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims (10)

1.一种系统，其特征在于，包括：

射频(RF)信号源，所述RF信号源被配置成供应RF信号；

电极，所述电极耦合到所述RF信号源；

至少一个可变阻抗网络，所述至少一个可变阻抗网络包括具有至少一个当前可变分量值的至少一个可变无源组件，其中所述至少一个可变阻抗网络耦合在所述RF信号源与所述电极之间；以及

控制器，所述控制器被配置成至少基于所述至少一个可变阻抗网络的所述至少一个当前可变分量值而确定接近于所述电极的装料的估计质量，以至少基于所述装料的所述估计质量确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数，且控制所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成基于所述装料的所述估计质量估计足以解冻所述装料的能量的量。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成基于足以解冻所述装料的能量的估计量而确定所述RF信号的所述一个或多个所要信号参数。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：

存储器，所述存储器被配置成存储包括多个条目的查找表(LUT)，其中所述多个条目中的每个条目均包括对应于所述至少一个可变阻抗网络的所述至少一个可变无源组件的存储分量值的不同集合，且所述LUT进一步包括多个存储质量值，每个存储质量值对应于所述多个条目中所存储的分量值的相应不同集合。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成通过以下操作确定所述装料的所述估计质量：比较所述至少一个分量值与所述LUT的存储分量值的所述集合以识别所述多个条目中的相关条目，其中所述相关条目包括与所述至少一个当前可变分量值相关的存储分量值的集合；并识别所述存储质量值中对应于所述相关条目的存储质量值，其中通过所述控制器将经识别存储质量值确定为所述装料的所述估计质量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述至少一个可变阻抗匹配网络包括双端可变阻抗匹配网络，所述双端可变阻抗匹配网络包括：

第一与第二输入；

第一与第二输出；

第一可变无源组件，所述第一可变无源组件连接于所述第一输入与所述第一输出之间且具有第一分量值；

第二可变无源组件，所述第二可变无源组件连接于所述第二输入与所述第二输出之间且具有第二分量值；以及

第三可变无源组件，所述第三可变无源组件连接于所述第一输入与所述第二输入之间且具有第三分量值，其中所述至少一个分量值包括第一、第二和第三阻抗值。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个可变阻抗匹配网络包括单端可变阻抗匹配网络，所述单端可变阻抗匹配网络包括：

输入；

输出；

耦合在所述输入与所述输出之间的无源组件的集合；以及

一个或多个可变无源组件，所述一个或多个可变无源组件连接于所述输入与接地参考节点之间且具有一个或多个分量值，其中所述至少一个分量值包括所述一个或多个分量值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个所要信号参数包括选自包括所述RF信号的频率、所述RF信号的振幅和所述RF信号的功率电平的群组的至少一个信号参数。

9.一种耦合到用于容纳装料的腔室的热增加系统，其特征在于，所述热增加系统包括：

射频(RF)信号源，所述RF信号源被配置成供应RF信号；

传输路径，所述传输路径电耦合在所述RF信号源与跨越所述腔室定位的第一和第二电极之间；

阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络沿着所述传输路径电耦合，其中所述阻抗匹配网络包括一个或多个可变无源组件，其中所述一个或多个可变无源组件中的每一个在评估时间具有当前可变分量值，且当前可变分量值集合包括所述一个或多个可变无源组件中的每一个的所述当前可变分量值；以及

控制器，所述控制器被配置成至少基于所述当前可变分量值集合确定所述装料的估计质量，以至少基于所述装料的所述估计质量而确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数，且修改所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。

10.一种操作热增加系统的方法，所述热增加系统包括内部容纳装料的腔室，其特征在于，所述方法包括：

通过射频(RF)信号源将一个或多个RF信号供应到传输路径，所述传输路径电耦合在所述RF信号源与接近于所述腔室定位的一个或多个电极之间；

通过功率检测电路系统沿着所述传输路径检测反射信号功率；

通过控制器修改沿着所述传输路径电耦合的阻抗匹配网络的一个或多个可变无源组件的一个或多个分量值以减小所述反射信号功率；

通过所述控制器至少基于所述一个或多个可变无源组件的一个或多个当前分量值而确定所述装料的估计质量；

通过所述控制器至少基于所述装料的所述估计质量而确定所述RF信号的一个或多个所要信号参数；以及

通过所述控制器控制所述RF信号源以供应具有所述一个或多个所要信号参数的基于质量估计值的RF信号。