CN110972345B - 使用解冻设备执行解冻操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种被配置成执行导致装料的热能增加操作的系统以及一种使用解冻设备执行解冻操作的方法。所述系统包括：射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；电极，所述电极耦合到所述射频信号源；以及可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件。所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间。所述系统包括控制器，所述控制器被配置成基于所述可变阻抗网络的配置确定操作持续时间，并且使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

Description

使用解冻设备执行解冻操作的方法

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(load)的设备和方法。

背景技术

常规的电容性食物解冻(或融化)系统包括容纳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升温。随着食物装料在解冻操作期间融化，食物装料的阻抗发生改变。因此，到食物装料的电力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。在常规系统中，计时器可由解冻系统的用户手动地设定。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种系统被配置成执行导致装料的热能增加的操作，所述系统包括：

射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；

电极，所述电极耦合到所述射频信号源；

可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件，其中所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间；以及

控制器，所述控制器被配置成基于所述可变阻抗网络的配置确定操作持续时间，并且使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述系统包括用户界面并且所述控制器被配置成：

当所述控制器使所述射频信号源供应所述射频信号时，启动计时器；

使用所述操作持续时间和所述计时器的当前值确定完成百分比；以及

在所述用户界面处产生指示所述完成百分比的输出。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成通过确定初始阶段持续时间和最终阶段持续时间并且使用所述计时器的所述当前值与所述初始阶段持续时间和所述最终阶段持续时间的总和的比率来确定所述完成百分比，基于所述可变阻抗网络的配置确定所述操作持续时间。

在一个或多个实施例中，所述最终阶段持续时间是所述初始阶段持续时间的至少5％。

在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括：

所述射频信号源与所述电极之间的传输路径，其中所述传输路径被配置成将所述射频信号从所述射频信号源传送到所述电极，以使所述电极辐射射频电磁能；以及

功率检测电路系统，所述功率检测电路系统耦合到所述传输路径并且被配置成反复地测量射频功率值，所述射频功率值包括沿着所述传输路径的前向射频功率值和反射频率功率值中的至少一个功率值，并且

其中所述控制器被配置成在使所述射频信号源供应所述射频信号时进行以下操作：

确定所述射频功率值的改变速率，

确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率，以及

控制所述射频信号源停止供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成在确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率之后，使所述射频信号源在等于所述最终阶段持续时间的时间段内供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括被配置成存储包括多个条目的表的存储器，其中所述多个条目中的每个条目包括对应于所述可变阻抗网络的所述配置的配置值，并且所述表另外包括各自对应于所述多个条目中的配置值的时间持续时间。

根据本发明的第二方面，提供一种系统被配置成执行导致装料的热能增加的操作，所述系统包括：

射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；

所述射频信号源与电极之间的传输路径，其中所述传输路径被配置成将所述射频信号从所述射频信号源传送到电极，以使所述电极辐射射频电磁能；

功率检测电路系统，所述功率检测电路系统耦合到所述传输路径并且被配置成反复地测量射频功率值，所述射频功率值包括沿着所述传输路径的前向射频功率值和反射频率功率值中的至少一个功率值；

可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件，其中所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间；以及

控制器，所述控制器被配置成：

使用所述功率检测电路系统来确定所述可变阻抗网络的配置，所述配置提供所述射频信号源与所述电极之间的阻抗匹配，

基于所述可变阻抗网络的所述配置确定操作持续时间，以及

使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述系统包括用户界面并且所述控制器被配置成：

当所述控制器使所述射频信号源供应所述射频信号时，启动计时器；

使用所述操作持续时间和所述计时器的当前值确定完成百分比；以及

在所述用户界面处产生指示所述完成百分比的输出。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成使用所述可变阻抗网络的所述配置来确定初始阶段持续时间和最终阶段持续时间，并且使用所述计时器的所述当前值与所述初始阶段持续时间和所述最终阶段持续时间的总和的比率来确定所述完成百分比。

在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括被配置成存储包括多个条目的表的存储器，其中所述多个条目中的每个条目包括对应于所述可变阻抗网络的至少一个配置的初始阶段持续时间值和最终阶段持续时间值。

在一个或多个实施例中，所述最终阶段持续时间是所述初始阶段持续时间的至少5％。

在一个或多个实施例中，所述控制器进一步被配置成在使所述射频信号源供应所述射频信号时进行以下操作：

确定所述射频功率值的改变速率，

确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率，以及

使所述射频信号源停止供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成在确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率之后，使所述射频信号源在等于所述最终阶段持续时间的时间段内供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括被配置成存储包括多个条目的表的存储器，其中所述多个条目中的每个条目包括对应于所述可变阻抗网络的所述配置的配置值，并且所述表进一步包括各自对应于所述多个条目中的配置值的操作持续时间。

根据本发明的第三方面，提供一种方法，包括：

由射频信号源将一个或多个射频信号供应到电耦合在所述射频信号源与电极之间的传输路径以使所述电极辐射射频电磁能，所述电极被定位成接近腔室；

由测量电路系统沿着所述传输路径反复地测量所述射频信号的射频功率值，从而产生多个射频功率值；

使用所述测量电路系统来确定可变阻抗网络的配置，所述配置提供所述射频信号源与所述电极之间的阻抗匹配；

基于所述可变阻抗网络的所述配置确定操作持续时间；以及

使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：

当所述射频信号源供应所述射频信号时，启动计时器；

使用所述操作持续时间和所述计时器的当前值确定完成百分比；以及

在用户界面处产生指示所述完成百分比的输出。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：

使用所述可变阻抗网络的所述配置来确定初始阶段持续时间和最终阶段持续时间；以及

使用所述计时器的所述当前值与所述初始阶段持续时间和所述最终阶段持续时间的总和的比率来确定所述完成百分比。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：

确定所述射频功率值的改变速率；

确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率；以及

使所述射频信号源停止供应所述射频信号。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括在确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率之后，使所述射频信号源在等于所述最终阶段持续时间的时间段内供应所述射频信号。

本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。

附图说明

可以结合以下图式考虑，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，其中类似参考标号在各图中指代相似元件。

图1是根据示例实施例的解冻器具的透视图；

图2是包括解冻系统的其它示例实施例的制冷机/冷冻机器具的透视图；

图3是根据示例实施例的非平衡解冻设备的简化框图；

图4A是根据示例实施例的单端可变电感匹配网络的示意图；

图4B是根据示例实施例的单端可变电容性匹配网络的示意图；

图5A是根据示例实施例的单端可变电感网络的示意图；

图5B是根据示例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如何将腔室加装料阻抗与射频(RF)信号源匹配的史密斯圆图的例子；

图7是根据另一示例实施例的平衡解冻设备的简化框图；

图8是根据另一示例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是根据另一示例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是根据另一示例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是根据示例实施例的解冻系统的横截面侧视图；

图12A是根据示例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是根据另一示例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是根据示例实施例的RF模块的透视图；

图14是根据示例实施例的利用动态装料匹配操作解冻系统的方法的流程图；

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定对比RF信号源匹配设定的图表；

图16示出使初始解冻时间和最终解冻时间与示例解冻系统的阻抗匹配网络的特定配置相关的表的一部分的说明性例子；

图17A和17B是描绘在解冻操作期间示例装料的反射与前向RF功率的绝对值的改变速率的迹线；并且

图18A和18B是可使用合适的用户界面显示以指示当前完成百分比和解冻操作中剩余的时间的示例信息呈现。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是说明性的，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。如本文中所使用，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，并不希望受到前述技术领域、背景技术或以下具体实施方式中呈现的任何明确或暗示的理论束缚。

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中的解冻设备。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”设备两者。举例来说，示例性“非平衡”解冻系统是使用以下各项来实现：安置在腔室中的第一电极、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：安置在腔室中的第一电极和第二电极、单端放大器布置或双端放大器布置(包括一个或多个晶体管)、耦合在放大器布置的输出与第一电极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。

通常，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冻结的温度(例如，处于或接近于0℃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，可对具有任何初始温度(例如，高于或低于0℃的任何初始温度)的装料执行“解冻操作”，并且可在高于初始温度的任何最终温度(例如，包括高于或低于0℃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”可替换地被称作“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于0℃的温度的方法和系统。在一个实施例中，解冻操作可将食物的温度升高到处于或大约-1℃的回火状态。

举例来说，存在可优选地在食物装料完全解冻到0℃之前停止解冻操作的一些情况。在一些情况下，当食品半冷冻而非完全解冻(例如，薄肉片的切片等)时，处理食品可能是优选的。因而，可能需要在食物装料处于小于0℃，例如-4℃、-2℃、-1℃等某一目标温度下时停止解冻过程。这种恰好在零度以下的状态在本文中称为回火状态。根据实施例，用户可将目标温度设定成所要设定点温度(例如，设定成-4℃与0℃之间的设定点温度，或设定成某一更低或更高的值)，或可在工厂中配置设定点温度。

当使用RF解冻系统对冷冻食品装料进行解冻时，解冻室内的回波损耗随着食物装料升温而改变并开始解冻。通常，在解冻过程的初始阶段(例如，当食物装料从-20℃加热时)的回波损耗量的改变速率将相对恒定，因为解冻过程使冷冻食物装料逐渐升温。但当食物装料接近约4℃(即，接近装料的解冻点)的温度时，回波损耗量的改变速率相对快速地减小。如本文所描述，可使用回波损耗的改变速率的这些变化来监测和控制解冻过程。

当进行解冻过程时，系统控制器被配置成监测随时间推移的回波损耗，并且检测回波损耗的改变速率何时已经达到稳定(即，回波损耗的改变速率已下降到阈值改变速率以下)。在确定回波损耗的改变速率已经达到稳定后，控制器确定供解冻过程继续的额外时间量和/或能量以使食物装料达到所要结束状态或温度。当食物装料已达到所要结束状态温度时，可随后控制和停止解冻过程。

由于在施加能量时装料中的物质从固体到液体的相变的物理性质，存在从-20℃和更低到约-4℃的快速温度变化。接着从-4℃到约1℃，温度变化相对缓慢。以类似方式，装料的电性质的变化与在施加能量时的温度变化相关。具体地说，装料的电阻抗随着装料从-20℃和更低升温到约-4℃而快速变化。接着，当装料从-4℃升温到约-1℃或0℃时，阻抗变化相对缓慢。典型解冻操作以-4℃与0℃之间，但通常大约-1℃或0℃的最终装料温度为目标。在此温度范围内，随着装料升温，装料的温度和电阻抗的改变速率是缓慢的。

用于在装料已达到所要温度时停止解冻操作的两个方法包括定时停止解冻操作和自动停止解冻操作。在定时停止解冻操作中，关于装料的例如起始温度、质量等信息是已知的，并且系统控制器使用所述信息来计算将装料解冻到所要温度所需的能量的量。能量的所述量接着转换成基于解冻系统将能量施加到装料的速率所需的时间。解冻操作接着在所确定的时间段内继续。此定时停止方法需要描述待解冻的装料的相对详细且准确的信息，以便在解冻装料时控制和停止解冻操作。

相比之下，在自动停止解冻操作中，缺少关于食物的信息，并且因此解冻系统依赖于收集到的数据来控制解冻操作。具体地说，在解冻操作期间，系统控制器监测装料的电阻抗的改变速率。因为装料的电阻抗的变化影响了解冻系统的腔室中的回波损耗，所以这可涉及系统控制器监测在解冻操作期间回波损耗的变化。当控制器确定装料中的电阻抗的改变速率低于预定阈值时，控制器可在预定时间段内继续解冻操作以完成解冻操作的最终阶段，从而确保装料已达到所要结束状态温度。阈值可由食品装料的食品装料质量或其它属性或解冻过程(例如，由解冻系统施加到食品装料的RF功率电平)确定。

除了控制器被配置成在解冻装料时自动停止解冻操作之外，控制器另外预测完成解冻操作所需的时间也可以是有益的。通过预测何时将解冻装料，控制器可将有用信息输出到解冻系统的用户(例如，指示何时将完成解冻操作或解冻操作的完成百分比的倒数计时器)。此类信息可由解冻系统的用户利用以对可依赖于待解冻装料的其它烹调活动进行排序。

在本发明的系统中，解冻系统的控制器被配置成在发起解冻操作后，确定解冻操作将花费多长时间的初始估计。接着，如本文所描述，可基于对装料阻抗的改变速率的分析来改善所述估计。当改善所述估计并且解冻操作正在进行中时，控制器可产生指示解冻操作的状态的输出(例如，经由解冻系统的显示屏幕)和完成百分比或解冻操作的剩余时间的指示。

当发起解冻操作时，解冻系统的阻抗匹配网络被配置成在解冻系统的放大器与容纳装料的解冻腔室之间提供适当的阻抗匹配。基本上，可变阻抗匹配网络提供网络的输入与输出之间的阻抗变换(例如，从相对较低的阻抗到相对较高的阻抗)，并且阻抗变换的量或值可作为复数以欧姆为单位测量。在一些配置中，网络可提供相对较小的阻抗变换(例如，阻抗相对较小的增加)，并且在其它配置中，网络可提供相对较高的阻抗变换(例如，阻抗相对较大的增加)。“阻抗变换值”表示在任何给定状态或配置中由可变阻抗匹配网络提供的阻抗变换的量值。阻抗匹配网络是可调整的，且提供最优阻抗匹配的阻抗匹配网络的配置往往会指示装料的电阻抗。因此，一旦在解冻操作开始时确定阻抗匹配网络的初始最优配置，控制器就确定解冻操作所需的时间的初始估计。这可涉及控制器访问使阻抗匹配网络配置与解冻操作持续时间相关的查找表。因为每个阻抗匹配网络配置与正在解冻的装料的特定电阻抗相关，所以所述配置还与特定解冻操作持续时间相关。

根据实施例，总解冻操作包括初始解冻阶段(或操作)，然后是最终解冻阶段(或操作)。如本文所描述，初始总解冻持续时间估计(即，对应于使装料升温到目标设定点温度的解冻操作的总持续时间的初始估计的操作持续时间)可包括初始解冻阶段持续时间(或在下式中，“初始解冻持续时间”)和最终解冻阶段持续时间(或下式中，“最终解冻持续时间”)。初始解冻阶段持续时间(或初始阶段操作持续时间)是解冻操作从开始时间操作直到装料阻抗的改变速率低于预定阈值(指示装料已达到特定温度(例如，-4℃)，或装料阻抗的改变速率已经“达到稳定”)所需的时间的估计。最终解冻阶段持续时间(或最终阶段操作持续时间)是固定持续时间，在一些实施例中，所述最终解冻阶段持续时间可基于食物装料的质量而确定。最终解冻阶段持续时间是在初始解冻阶段持续时间结束时开始并且在预期确保装料完全解冻(或解冻到指定温度设定点)的经过时间段之后结束的时间量。一旦控制器确定装料阻抗的改变速率已低于预定阈值(指示初始解冻阶段已经完成)或初始解冻阶段持续时间已经过去，控制器就在由最终解冻阶段持续时间指示的时间内继续解冻操作以确保装料完全解冻(例如，已达到约-1℃或约0℃或另一目标解冻温度设定点的温度)。

在解冻操作期间，控制器连续地计算解冻操作的完成百分比。在解冻操作的初始阶段期间，完成百分比将在发起解冻操作后以0％开始。周期性地(即，在指示从解冻操作开始以来经过的时间量的“经过时间”的各种值处)，控制器将使用下式计算更新的完成百分比值：

完成百分比＝100*(经过时间)/(初始解冻持续时间+最终解冻持续时间)

因此，随着解冻操作继续，完成百分比将随时间增加。如果解冻操作的初始阶段在由初始解冻阶段持续时间指定的整个持续时间内继续，那么在初始解冻阶段结束时的最大完成百分比值是等于100％*(初始解冻持续时间/(初始解冻持续时间+最终解冻持续时间)的值。

在一些情况下，初始解冻阶段可在初始解冻阶段持续时间到期时结束，并且在其它情况下，当装料阻抗(例如，作为装料阻抗的改变速率测量，如通过反射功率值、S11值、电压驻波比(VSWR)值或者指示或取决于装料阻抗的其它测量值所测量)已低于预定阈值时，可提前结束所述初始解冻阶段。在完成初始解冻阶段后，控制器通过在由最终解冻阶段持续时间确定的时间段内继续解冻操作来实施最终解冻阶段。在最终解冻阶段期间，控制器继续更新完成百分比值。具体地说，控制器确定随时间增加完成百分比值的速率，使得完成百分比在最终解冻阶段结束时达到100％。具体地说，控制器将最终解冻阶段持续时间中的时间量(例如，秒数)除以完成百分比值中的剩余百分比。控制器接着在最终解冻阶段中经过的每一秒内使完成百分比递增所述值。在最终解冻阶段完成时，完成百分比值将等于100％，并且控制器停止解冻操作。

图1是根据示例实施例的解冻系统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限定封闭的空气腔室。如本文中所使用，术语“空气腔室”可意味着容纳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被布置成接近于腔室壁(例如，顶壁111)，所述第一电极170与其余的腔室壁(例如，壁112到壁115和门116)电隔离，且其余的腔室壁接地。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)，接地的腔室壁(例如，壁112到115)充当第二导电板(或电极)，并且空气腔室(包括容纳于其中的任何装料)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362、762，图3、7)也可包括在系统100中，且所述非导电阻挡层可用以使装料与底部腔室壁112电隔离和物理隔离。尽管图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115中的任一个壁，如电极172到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室壁(例如，顶壁111)，第二电极172被布置成接近于相对的第二腔室壁(例如，底壁112)，且第一电极170和第二电极172与其余腔室壁(例如，壁113到115和门116)电隔离。在此类配置中，系统也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)，并且空气腔室(包括容纳于其中的任何装料)充当第一导电板与第二导电板之间的电介质。尽管在图1中未示出，但非导电阻挡层(例如，阻挡层762、1156，图7、11)也可包括在系统100中，且非导电阻挡层可用以使装料与第二电极172和底部腔室壁112电隔离和物理隔离。尽管图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，第一电极可以是接近于壁113的电极173，且第二电极可以是接近于壁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)放入解冻腔室110中，并且任选地可经由指定装料的特性的控制面板120提供输入。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射频识别(RFID)标签接收RFID信号来获得装料特性。无论哪种方式，如稍后将更详细地描述，关于此类装料特性的信息使系统控制器(例如，系统控制器312、712、1130，图3、7、11)能够在解冻操作开始时建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实现将RF功率最大化地传递到装料中的最优状态。可替换的是，在解冻操作开始之前可不输入或接收装料特性，并且系统控制器可建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，系统控制器使一个或多个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，且一个或多个电极响应性地将电磁能辐射到解冻腔室110中。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)。阻抗变化改变了装料对RF能量的吸收，且因此改变了反射功率的量值。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)与一个或多个电极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。根据另一实施例，阻抗匹配网络是可变的，并且基于反射功率测量值(或前向功率测量值和反射功率测量值两者)，系统控制器可以在解冻操作期间改变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到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的其它示例实施例的制冷机/冷冻机器具200的透视图。更具体地说，解冻系统210示出为并入系统200的冷冻室212内，且解冻系统220示出为并入系统的制冷室222内。实际的制冷机/冷冻机器具可能将包括解冻系统210、220中的仅一个解冻系统，但这两者均在图2中示出以简明地传达这两个实施例。

类似于解冻系统100，解冻系统210、220中的每一个解冻系统包括解冻腔室、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抽屉在其下方滑动的固定搁架216、226的内部顶表面限定。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空气腔室。在各种实施例中，解冻系统210、220的组件和功能性可与解冻系统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中的每一个解冻系统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具有足够的热连通。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)下，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，在基于制冷机的解冻系统220完成解冻操作后，内部容纳解冻后的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到具有其它配置的系统或器具中。因此，上文所描述的对独立器具、微波烘炉器具、冷冻机和制冷机中的解冻系统的实施并非意指仅将实施例的使用限制于那些类型的系统。

尽管解冻系统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。此外，各种组件的物理配置可不同。举例来说，控制面板120、214、224可具有较多、较少或不同的用户界面元件，和/或用户界面元件可以不同的方式布置。此外，尽管在图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可包括未在图1、2中具体描绘的额外组件(例如，风扇、静止板或旋转板、托盘、电线等等)。

图3是根据示例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。此外，在其它实施例中，解冻系统300可包括一个或多个温度传感器和/或一个或多个红外(IR)传感器390，但可不包括这些传感器组件中的一些或全部。应理解，图3是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可以是较大电力系统的部分。

用户界面380可对应于例如能够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等)的控制面板(例如，控制面板120、214、224，图1、图2)、开始和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开闩锁)等等。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一个或多个温度传感器和/或一个或多个IR传感器390。一个或多个温度传感器和/或一个或多个IR传感器可定位在使得能够在解冻操作期间感测到装料364的温度的位置。当提供到系统控制器312时，温度信息使系统控制器312能够改变由RF信号源320供应的RF信号的功率(例如，通过控制由电源和偏置电路系统326提供的偏置和/或供电电压)，以调整可变阻抗匹配网络370的状态，和/或确定何时应终止解冻操作。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(本文中为“第一匹配电路”)、电源和偏置电路系统326和功率检测电路系统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(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信号发生器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，这使网络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内部可放置待解冻装料364的空气腔室分开。举例来说，第一电极340可定位在空气腔室上方，且第二电极可由密闭结构366的一部分提供。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)以容纳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联锁机构。如果互锁机构中的一个或多个互锁机构指示密封被破坏，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，且密闭结构的一个或多个导电部分可接地。可替换的是，对应于腔室360的底表面的密闭结构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。为了避免装料364与腔室360的接地底表面之间的直接接触，非导电阻挡层362可定位在腔室360的底表面上方。

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通过内部可放置待解冻装料364的空气腔室分开。在实施例中，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，充当第二电极的底表面)之间的距离352，其中距离352使腔室360呈现为子谐振腔室。

在各种实施例中，距离352在约0.10米到约1.0米的范围中，但所述距离也可以更小或更大。根据实施例，距离352小于由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是子谐振腔室。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。

大体来说，针对较低操作频率(例如，介于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是所述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是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可替换地在本文中被称作“阳极”，且密闭结构366可替换地在本文中被称作“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伏特范围内或在另一实施例中处于约3000伏特到约10,000伏特范围内的电压，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欧姆或某一其它值)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地被称作传输路径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，但各自具有公连接器和母连接器部分)可以沿着传输路径328电耦合，且传输路径328在所述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，例如连接器736、738之间的同轴电缆)。

如稍后将更详细地描述，可变阻抗匹配电路370被配置成执行从上文提及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。

根据一个更具体实施例，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)。根据另一更具体实施例，可变阻抗匹配网络370包括多个可变电容网络(例如，网络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的控制信号建立的，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改变。

根据实施例，RF信号源326包括RF信号发生器322和功率放大器(例如，包括一个或多个功率放大级324、325)。响应于由系统控制器312经由连接314提供的控制信号，RF信号发生器322被配置成产生具有工业、科学和医学(ISM)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信号发生器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信号发生器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。一些合乎需要的频率可以是例如13.56MHz(+/-5％)、27.125MHz(+/-5％)、40.68MHz(+/-5％)和2.45GHz(+/-5％)。在一个特定实施例中，例如，RF信号发生器322可产生在约40.66MHz到约40.70MHz范围内且在约10分贝毫瓦(dBm)到约15dBm范围内的功率电平下振荡的信号。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级324和最终放大级325。功率放大器被配置成从RF信号发生器322接收振荡信号，并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/或漏极供电电压用于每个放大级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电电压提供到每个RF放大级324、325。

在实施例中，每个放大级324、325被实施为功率晶体管，例如场效应晶体管(FET)，其具有输入端(例如，栅极端或控制端)和两个载流端(例如，源极端和漏极端)。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级325之间的驱动器放大级324的输入(例如，栅极)，和/或耦合到最终放大级325的输出(例如，漏极端)。在实施例中，放大级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，每个晶体管可实现为氮化镓(GaN)晶体管、另一类型的MOSFET晶体管、双极结晶体管(BJT)，或利用另一半导体技术的晶体管。

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级324、325。在其它实施例中，功率放大器布置可包括其它放大器拓扑，和/或放大器布置可包括仅一个放大级(例如，如放大器724的实施例中所示出，图7)或多于两个放大级。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、开关模式功率放大器(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、液体等等)呈现由第一电极340辐射到腔室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“腔室加装料阻抗”。腔室加装料阻抗在解冻操作期间随装料364的温度升高而改变。腔室加装料阻抗对沿着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。在大多数情况下，需要使传递到腔室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的反射与前向信号功率最小化。

在实施例中，为了使RF信号发生器320的输出阻抗与腔室加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个配置。根据实施例，第一匹配电路334包括固定组件(即，具有非可变分量值的组件)，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信号发生器320的输出阻抗与腔室加装料阻抗之间的中间水平。

如随后将结合图15进行描述，许多类型的食物装料的阻抗随着食物装料从冷冻状态转变为解冻状态以略微可预测的方式产生关于温度的改变。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装料阻抗的改变速率何时指示装料364正接近0℃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。在具体实施例中，功率检测电路系统330形成RF子系统310的一部分，并且在实施例中耦合到第一匹配电路334的输出与到可变阻抗匹配网络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的输出与到第一匹配电路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。

无论耦合在何处，功率检测电路系统330都被配置成监测、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(以及前向信号功率，在一些实施例中)的量值传送到系统控制器312。在传送前向信号功率量值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S11参数或VSWR值。如将在下文更详细地描述，当反射信号功率量值超出反射信号功率阈值时，或当反射与前向信号功率比超出S11参数阈值时，或当VSWR值超出VSWR阈值时，这指示系统300未与腔室加装料阻抗充分匹配，且腔室360内的装料364的能量吸收可能是次优的。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、S11参数或VSWR值朝向或低于所要水平(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和/或VSWR阈值)的过程，因此重新建立可接受匹配并促进装料364的更优能量吸收。

更具体地说，系统控制器312可经由控制路径316将控制信号提供到可变匹配电路370，这使可变匹配电路370改变电路内一个或多个组件的电感值、电容值和/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由装料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，以尽可能地使传递到装料364中的RF功率最大化。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能够在解冻操作开始时建立可变阻抗匹配网络370的初始状态，所述初始状态具有相对较低的反射与前向功率比且因此具有装料364对RF功率的相对较高的吸收率。此外，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，使得可在整个解冻操作中维持充分匹配，即使装料364的阻抗发生改变。

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的控制信号建立由可变匹配网络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个电路配置，并且此类配置的非限制性例子在图4A、4B、5A和5B中示出。根据实施例，如图4A和5A中所举例说明，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”意指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性组件集合。

首先参考可变电感阻抗匹配网络实施例，图4A是根据示例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。

可变阻抗匹配网络400包括根据实施例的输入节点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和输出节点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较低频率(例如，约40.66MHz到约40.70MHz)和高功率(例如，约50瓦特(W)到约500W)的操作。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可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，或更具体地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可被称作可变阻抗匹配网络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400的“腔室匹配部分”是通过耦合在节点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式网络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。因为可以改变第二可变电感网络411的状态以提供多个电感值，所以第二并联电感网络416可配置成最优地匹配腔室加装料(例如，腔室360加装料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的电感值。

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容纳在系统内，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可或可不容纳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“仅电感器(only inductors或inductor-only)”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。在一些情况下，匹配网络的组件之间的导电传输线可具有极小电阻，和/或极小寄生电容可存在于网络内。这些极小电阻和/或极小寄生电容并不解释为将“仅电感器”网络的实施例转变为还包括电阻器和/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”匹配网络可替换地可限定为实现仅仅或主要使用电感组件的电容性装料的阻抗匹配的匹配网络。

图5A是根据示例实施例的可并入到可变阻抗匹配网络(例如，如可变电感网络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多个(N个)离散电感器501到504，其中N可以是2与10之间或更大的整数。此外，网络500包括多个(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中的一个电感器的端而并联耦合。开关511到514可被实施为例如晶体管、机械继电器或机械开关。每个开关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来控制。

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通过电感器，且当开关处于闭合或导电状态时，大体上所有电流流动通过开关。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，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绕过电感器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之间的导电互连线。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之间的导电互连线，最小电感状态中存在“微量”电感。举例来说，在最小电感状态中，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网络状态中所固有，其中用于任何给定网络状态的微量电感为一系列导线和开关(电流主要通过所述导线和开关携载穿过网络500)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，以便通过绕过电感器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，在本文中被称作归一化值I。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(加微量电感)。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有N+1个电感值中的任一个。

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可具有归一化电感值I，且串联的每个后续电感器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可具有一电感值，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)，但是差可能未必为整数倍数。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有2^N个电感值中的任一个。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。例如但不作为限制，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，并且电感器504具有值8xI，那么下表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，可以用具有上文所描述的示例特性(即，N＝4并且每个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。假设最小电感状态中的微量电感为约10nH，且可由网络410实现的电感值的范围为约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，并且假设微量电感为约50nH且可由网络411实现的电感值的范围为约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。

尽管上述示例实施例指定网络500中开关的电感的数目等于四，且每个电感器501到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，系统都能够更好地匹配在解冻操作期间存在的不断改变的腔室加装料阻抗。

图4B是根据示例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和第二可变电容网络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。在实施例中，电感器454可被设计成用于相对较低频率(例如，约40.66MHz到约40.70MHz)和高功率(例如，约50W到约500W)的操作。举例来说，电感器454的值可在约200nH到约600nH范围内，但在其它实施例中，其值可以更低和/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的电感值可以是可变的。

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可被称作可变阻抗匹配网络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的状态可进行改变以提供多个电容值，且因此可为可配置的，以便最优地匹配腔室加装料(例如，腔室360加装料364，图3)对RF信号源(例如，RF信号源320，图3)的阻抗。

图5B是根据示例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的每个实例，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之间的多个(N个)离散电容器541到544，其中N可以是2与10之间或更大的整数。此外，网络540包括多个(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中的一个电容器的一个端串联耦合。开关551到554可实施为例如晶体管、机械继电器或机械开关。每个开关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来控制。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端中的一个端，且与开关耦合的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。举例来说，当所有开关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，当所有开关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)。

从所有开关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，在本文中被称作归一化值J。举例来说，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，当所有开关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N+1个电容值中的任一个。

在替代实施例中，电容器541到544可具有彼此不同的值。举例来说，从输入节点531朝向输出节点533移动，第一电容器541可具有归一化电容值J，且串联的每个后续电容器542到544可具有更大或更小电容值。举例来说，每个后续电容器542到544可具有一电容值，所述电容值是最接近的下游电容器541到543的电容值的倍数(例如，约两倍)，但差可能未必为整数倍数。在此实施例中，网络540的状态可被配置成具有2^N个电容值中的任一个。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16个电容值中的任一个。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，并且电容器544具有值8xJ，那么网络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)的实施例中的多个电感可如何匹配对RF信号源的腔室加装料阻抗的史密斯圆图600的例子。尽管未示出，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信号源的腔室加装料阻抗。示例史密斯圆图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指示，装料是电容性装料。根据实施例，可变阻抗匹配网络的并联和串联电感依序朝向最优匹配点606(例如，50欧姆)移动大体上电容性装料阻抗，在所述最优匹配点606处，可以最小损耗将RF电磁能传递到装料。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到相对较高且具有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性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在解冻操作期间对应地移动。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或接近于最优匹配点606来补偿装料点601的移动。尽管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，和或所述电感中的不同电感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电感)。因此，尽管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。

例如，图7是根据示例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。此外，在其它实施例中，解冻系统700可包括一个或多个温度传感器，和/或一个或多个红外(IR)传感器790，但可不包括这些传感器组件中的一些或全部。应理解，图7是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可以是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等)的控制面板(例如，控制面板120、214、224，图1、图2)、开始和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开闩锁)等等。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/或指示解冻操作完成的可听音)和其它信息。

在实施例中，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、一个或多个传感器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，且接收来自一个或多个传感器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信号发生器722。此外，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通过内部可放置待解冻装料764的空气腔室分开。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呈现为子谐振腔室。

第一电极740和第二电极750跨腔室760分开达距离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，但所述距离还可以更小或更大。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是子谐振腔室。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。

大体来说，针对较低操作频率(例如，介于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是所述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。

通过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，第一电极740与第二电极750电容性耦合。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在本文中可替换地被称作“阳极”，且第二电极750在本文中可替换地被称作“阴极”。

基本上，跨越第一电极740和第二电极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，但所述系统还可被配置成跨越电极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，对照接地参考的单个RF信号)，且“平衡”部分被配置成携载平衡RF信号(即，对照彼此参考的两个信号)。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和第二导体728-2，一个或多个连接器736、738(各自具有公连接器和母连接器部分)，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可不包括连接器736、738和第三导体728-3。无论哪种方式，在实施例中，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经由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)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，具有在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这两个平衡RF信号。举例来说，在实施例中，转换设备可以是平衡-不平衡变压器(balun)774。经由平衡导体728-4将平衡RF信号传送到可变匹配电路772，且最终，经由平衡导体728-5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信号发生器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)。在此类实施例中，系统700可以不包括平衡-不平衡变压器774。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，经由连接728-4或728-1')，以执行对应于双端可变匹配电路772的当时配置的阻抗变换，并通过连接728-5将平衡RF信号提供到第一电极740和第二电极750。

根据实施例，RF信号源720包括RF信号发生器722和功率放大器724(例如，包括一个或多个功率放大级)。响应于由系统控制器712经由连接714提供的控制信号，RF信号发生器722被配置成产生具有工业、科学和医学(ISM)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信号发生器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信号发生器722可以产生在约10.0MHz到约100MHz和/或约100MHz到约3.0GHz的范围内振荡的信号。一些合乎需要的频率可以是例如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信号发生器722接收振荡信号，并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，输出信号可具有在约100瓦特到约400瓦特或更大范围内的功率电平，但功率电平还可以更低或更高。可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压电压和/或漏极偏置电压控制由功率放大器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接收到的控制信号将偏置和供电电压提供到每个RF放大级的输入和/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)的功率晶体管，例如FET。在各种实施例中，阻抗匹配电路(未示出)可以耦合到放大级中的一些或全部的输入(例如，栅极)和/或输出(例如，漏极端)。在实施例中，放大级的每个晶体管包括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，每个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级。在其它实施例中，功率放大器布置724可包括其它放大器拓扑，和/或放大器布置可包括两个或更多个放大级(例如，如放大器324/325的实施例中所示出，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、杜赫放大器、开关模式功率放大器(SMPA)或另一类型的放大器的各种实施例。

举例来说，如图7的中心的虚线框中所指示，替代RF信号发生器720'可包括推挽式或平衡放大器724'，所述推挽式或平衡放大器724'被配置成在输入处从RF信号发生器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'的两个输出处产生两个平衡RF信号，其中所述两个平衡RF信号此后经由导体728-1'传送到电极740、750。在此类实施例中，系统700可以不包括平衡-不平衡变压器774，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、液体等等)呈现由电极740、750辐射到内部腔室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呈现对系统的阻抗，所述阻抗在本文中被称作“腔室加装料阻抗”。腔室加装料阻抗在解冻操作期间随装料764的温度升高而改变。腔室加装料阻抗对沿着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。在大多数情况下，需要使进入腔室760的传递信号功率的量值最大化，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。

在实施例中，为了使RF信号发生器720的输出阻抗与腔室加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欧姆或某一其它值)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，具有非可变分量值的组件)，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信号发生器720的输出阻抗与腔室加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。在具体实施例中，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与一个或多个电极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在其它位置，如由参考标号730'和730”所指示。

无论耦合于何处，功率检测电路系统730都被配置成监测、测量或以其它方式检测沿着RF信号源720与一个或多个电极740、750中的一个或两个电极之间的传输路径728行进的反射信号(即，在从一个或多个电极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与一个或多个电极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朝向一个或多个电极740、750的方向上行进的前向RF信号)的功率。

经由连接732，功率检测电路系统730将信号供应到系统控制器712，从而传送所测得的反射信号功率的量值，且在一些实施例中，还传送所测得的前向信号功率的量值。在传送前向信号功率量值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S11参数或VSWR值。如将在下文更详细地描述，当反射信号功率量值超出反射信号功率阈值时，或当反射与前向信号功率比超出S11参数阈值时，或当VSWR值超出VSWR阈值时，这指示系统700未与腔室加装料阻抗充分匹配，且腔室760内的装料764的能量吸收可能是次优的。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S11参数或VSWR值朝向或低于所要水平(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和/或VSWR阈值)的过程，因此重新建立可接受匹配并促进装料764的更优能量吸收。

更具体地说，系统控制器712可经由控制路径716将控制信号提供到可变匹配电路772，这使可变匹配电路772改变电路内一个或多个组件的电感值、电容值和/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由装料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，以尽可能地使传递到装料764中的RF功率最大化。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，这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建立可变匹配电路772的初始状态，所述初始状态具有相对较低的反射与前向功率比且因此具有装料764对RF功率的相对较高的吸收率。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，使得可在整个解冻操作中维持充分匹配，即使装料764的阻抗发生改变。

可变匹配电路772可具有多种配置中的任一个配置。举例来说，在各种实施例中，电路772可包括选自电感/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)。根据更具体实施例，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)。根据另一更具体实施例，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的控制信号建立由可变匹配电路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个电路配置，并且此类配置的非限制性例子在图8到10中示出。举例来说，图8是根据示例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。举例来说，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中示出的具体实施例中，电路800包括串联连接在输入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、串联连接在输入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、连接在输入801-1与801-2之间的第三可变电感器821，和连接在节点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”，所述RF信号源匹配部分可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”由第一可变电感器811和第二可变电感器816以及固定电感器815、820和824提供。因为可以改变第一可变电感器811和第二可变电感网络816的状态以提供多个电感值，所以第一可变电感器811和第二可变电感器816可配置成最优地匹配腔室加装料(例如，腔室760加装料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，但所述电感值还可以更低或更高。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与腔室加装料阻抗之间的总体阻抗匹配，这会导致反射信号功率和/或反射与前向信号功率比减小。在大多数情况下，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是根据另一示例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。梯状布置包括在输入901-1与输出902-1之间彼此串联耦合的第一多个(N个)离散电感器911到914，其中N可以是2与10之间的整数，或更大。梯状布置还包括在输入901-2与输出902-2之间彼此串联耦合的第二多个(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，梯状布置包括在输入901-1与输出901-2之间彼此串联耦合的第三多个离散电感器921到923，以及耦合在节点925与926之间的额外离散电感器924。举例来说，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，但所述电感值还可以更低或更高。

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中的一个电感器的各端并联耦合。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，经由连接716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个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可构成具有大体上相等的值的第一“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通过电感器，且当开关处于闭合或导电状态时，大体上所有电流流动通过开关。举例来说，当所有开关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(如由流动通过电感器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，当所有开关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绕过电感器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，以及输入节点901和输出节点902与开关931到934、936到939之间的导电互连线。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，由于开关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之间的导电互连线的累积电感，在最小电感状态下存在相对较小电感。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，但所述微量电感还可以更小或更大。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网络状态中所固有，其中用于任何给定网络状态的微量电感为一系列导线和开关(电流主要通过所述导线和开关携载穿过网络900)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，以便通过绕过电感器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，第一多个离散电感器911到914和第二多个离散电感器916到919和固定电感器924对应于电路的“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，在本文中被称作归一化值I。举例来说，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可存在于网络900中的任何微量电感。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(加微量电感)。

如上文同样结合图5A所阐释，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可具有归一化电感值I，且串联的每个后续电感器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可具有归一化电感值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，每个后续电感器912到914或917到919的电感值可以是最接近下游电感器911到914或916到918的电感值的倍数(例如，约两倍或二分之一)。上表1的例子还适用于输入节点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，并且电感器/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的微量电感为约10nH，且可由串联电感器911到914实现的电感值范围为约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可以包括在输入节点和输出节点901-1/902-1或901-2/902-2之间的串联组合中，且每个串联组合内的电感器可以具有与上文给出的示例值不同的值。

尽管以上示例实施例指定对应输入节点与输出节点之间的每个串联组合中的切换电感的数目等于四，且每个电感器911到914、916到919具有作为值I的某一倍数的值，但是可变串联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和/或不同配置的电感器(例如，以不同方式连接的多组并联和/或串联耦合的电感器)。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，系统都能够更好地匹配在解冻操作期间存在的不断改变的腔室加装料阻抗。

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而被绕过。在实施例中，电感器921到923中的每一个电感器可具有相等值(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具有归一化电感值J时，电感器923可具有值2*J、3*J、4*J或某一其它比率。

图10是根据另一示例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)，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)；和连接在输入1001与输出1002之间的无源组件的网络。举例来说，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中示出的具体实施例中，电路1000包括串联连接在输入1001-1与1002-1之间的第一可变电容网络1011和第一电感器1015、串联连接在输入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，以及连接在节点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的大小和电感值两者相对较大，这是因为所述电感器可被设计成用于相对较低频率(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是固定值集总电感器(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的电感值可以是可变的。在任何情况下，在实施例中，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可变时，其以配对方式操作)。

第一可变电容网络1011和第二可变电容网络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，在实施例中，为了确保提供给输出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”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。

因为可以改变可变电容网络1011、1016、1021的状态以提供多个电容值，所以可变电容网络1011、1016、1021可配置成最优地匹配腔室加装料(例如，腔室760加装料764，图7)对RF信号源(例如，RF信号源720、720'，图7)的阻抗。通过改变电路1000中的电容器1013、1018、1024的电容值，系统控制器(例如，系统控制器712，图7)可以增加或减小由电路1000提供的阻抗变换。理想地，电容值变化改善RF信号源720与腔室加装料阻抗之间的总体阻抗匹配，这会导致反射信号功率和/或反射与前向信号功率比减小。在大多数情况下，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、100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包括以不同方式布置的电感性或电容性网络，或者可包括无源网络，所述无源网络包括电感器、电容器和/或电阻器的各种组合，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)。另外，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是根据示例实施例的解冻系统1100的横截面侧视图。在实施例中，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。此外，在一些实施例中，解冻系统1100可以包括一个或多个温度传感器和/或一个或多个IR传感器1192。

在实施例中，解冻系统1100容纳在密闭结构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和电路容纳区域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通过内部可放置待解冻装料1164的空气腔室分开。举例来说，第一电极1170可定位于空气腔室上方，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可由不同于密闭结构1150的导电板形成，如图所示。根据实施例，可以采用一个或多个非导电支撑结构1154将第一电极1170悬挂在空气腔室上方，将第一电极1170与密闭结构1150电隔离，并且相对于空气腔室以一固定物理取向保持第一电极1170。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，且密闭结构的一个或多个导电部分可接地以向系统的各种电组件提供接地参考。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。

一个或多个温度传感器和/或一个或多个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，一个或多个温度传感器和/或一个或多个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的电路容纳区域1178内的一个或多个共同基板(例如，基板1152)。举例来说，所有上文所列组件中的一些可包括在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的变型，图12A、12B)中，其容纳在密闭结构1150的电路容纳区域1178内。根据实施例，系统控制器1130通过共同基板1152上或共同基板1152内的各种导电互连线，和/或通过未示出的各种电缆(例如，同轴电缆)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。此外，在实施例中，功率检测电路系统1180沿着RF信号源1120的输出与到可变阻抗匹配网络1160的输入之间的传输路径1148耦合。举例来说，基板1152(或限定RF模块1300或可变阻抗匹配网络模块1200、1240的基板)可包括微波或RF层压板、聚四氟乙烯(PTFE)基板、印刷电路板(PCB)材料基板(例如，FR-4)、氧化铝基板、瓷砖或另一类型的基板。在各种替代实施例中，各种组件可利用基板和组件之间的电互连线耦合到不同基板。在又其它替代实施例中，组件中的一些或全部可耦合到腔室壁，而不是耦合到不同基板。

在单端或双端实施例中，第一电极1170在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还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的单端实施例可以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，模块1200、1240中的一个模块，图12A、12B)，或耦合到共同基板1152且位于电路容纳区域1178内。导电结构(例如，导电通孔、迹线、电缆、导线和其它结构)可以提供电路容纳区域1178内的电路系统与电极1170、1172之间的电连通。

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基板的电组件的组合件。举例来说，图12A和12B是根据两个示例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中的每一个模块包括具有前侧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)可以提供多个导电层之间的电连接。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。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。

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被配置成通过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)提供到包括第一输入和第二输入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。在此类实施例中，模块1200、1240可不包括平衡-不平衡变压器1274、1284。

此外，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，由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)；串联耦合在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)；串联耦合在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)；串联耦合在第一输入1201-1与第二输入1201-2之间的第三多个电感器(在图12的视图中不可见，但例如对应于电感器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，在图12的视图中不可见，但例如对应于开关931到934、936到939、941、943，图9)还耦合到PCB 1204。举例来说，多个开关或继电器可耦合到PCB1204的前侧1206或后侧1208。在实施例中，开关或继电器中的每一个跨越电感器1211到1214、1216到1219中的一个电感器或电感器(例如，电感器921、923，图9)中的一个电感器并联地电连接在输入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以将控制信号提供到开关(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中所示出，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，但所述固定值电感器还可使用其它结构来实施。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)。

现在参考图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，由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)；包括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)；包括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与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)。

第一多个电容器、第二多个电容器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)的一组一个或多个电容器1252、1257、1259。每一组可变电容器1252、1257、1259可使用电容性网络来实施，例如网络500，图5。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)还耦合到PCB 1244。举例来说，多个开关或继电器可耦合到PCB 1244的前侧1246或后侧1248。开关或继电器中的每一个与同可变电容器1252、1257、1259相关联的电容器中的一个不同电容器的一端串联电连接。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)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中所示出，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可由相对较大的线圈形成，但也可使用其它结构来实施电感器1255、1260。另外，如图12B的实施例中所示出，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)。这可能导致电感器1255、1260之间的电磁耦合明显减少。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。例如，图13是根据示例实施例的包括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包括耦合到接地基板1304的PCB 1302。接地基板1304为PCB 1302提供结构支撑，并且还为耦合到PCB 1302的各种电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信号发生器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，系统控制器电路系统1312包括处理器IC和存储器IC，RF信号源电路系统1320包括信号发生器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和各种子部件可以通过PCB 1302上的导电迹线电耦合在一起，如先前参考结合图3、7论述的各种导体和连接所论述。

在实施例中，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可被配置成与可变匹配电路(例如，电路372、772，图3、7)连接以将控制信号提供到电路，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电力。最后，连接器1338(例如，连接器336、736，图3、7)可被配置成连接到同轴电缆或其它传输线，所述同轴电缆或其它传输线使得RF模块1300能够电连接(例如，通过导体328-2、728-3的同轴电缆实施方案，图3、7)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，可变匹配子系统的组件(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)还可集成到PCB 1302上，在此情况下，模块1300可不包括连接器1336。还可进行RF模块1300的布局、子系统和组件的其它变化。

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)。举例来说，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)，例如通过同轴电缆进行RF信号连接，并且可在连接器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)，例如通过多导体电缆进行控制连接。为了进一步组装系统，主机系统或用户界面可以通过连接器1380连接到RF模块1300，电源可以通过连接器1326连接到RF模块1300，且电极(例如，电极740、750，图7)可以连接到输出1202-1、1202-2(图12A)或1242-1、1242-2(图12B)。当然，上文所描述的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。

既然已描述解冻系统的电气和物理方面的实施例，那么现将结合图14和15描述用于操作此类解冻系统的方法的各种实施例。更具体地说，图14是根据示例实施例的利用动态装料匹配操作解冻系统(例如，系统100、210、220、300、700、1100，图1到3、7、11)的方法的流程图。

首先参考图14，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)接收到应开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联锁机构，所述安全联锁机构在接合后指示供应到所述腔室的RF功率大体上不会泄漏到腔室外部的环境中。如稍后将描述，安全联锁机构的脱离可能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，可通过与用户界面交互(例如，通过用户从所辨识装料类型列表中进行选择)而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。可通过与用户界面交互而从用户，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。如上文所指示，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，且系统可替换地不接收这些输入中的一些或全部。

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)以建立可变匹配网络的初始配置或状态，所述可变匹配网络将最佳或可接受阻抗匹配提供到容纳装料的解冻系统的腔室。如结合图4A、4B、5A、5B和8到10所详细描述，控制信号影响可变匹配网络内的各种电感和/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。举例来说，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，所述旁路开关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)。

根据实施例，为了在框1404中建立可变匹配网络的初始配置或状态，系统控制器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寻找可接受或最佳的匹配。具体地说，系统控制器使RF信号源通过可变阻抗匹配网络将相对较低功率的RF信号供应到一个或多个电极(例如，第一电极340或电极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，但是可替换地使用不同功率电平。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)的风险以及降低损坏可变电感或电容网络的切换组件(例如，由于跨越开关触点的电弧作用)的风险可以是合乎需要的。

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信号源与一个或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，并将那些测量值提供到系统控制器。系统控制器可接着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)和/或VSWR值。在实施例中，系统控制器可以存储接收到的功率测量值(例如，接收到的反射功率测量值、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S11参数和/或VSWR值以用于未来评估或比较。

系统控制器可以接着基于反射功率测量值和/或反射与前向信号功率比和/或S11参数和/或VSWR值而确定由可变阻抗匹配网络在评估时间提供的匹配是否可接受(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)，或测量结果或值与某一其它准则相当)。可替换的是，系统控制器可被配置成确定匹配是否为“最佳”匹配。“最佳”匹配可例如通过以下方式确定：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(且在一些实施例中，前向反射RF功率)，且确定哪一配置产生最低反射RF功率和/或最低反射与前向功率比。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反射RF功率和/或最低反射与前向功率比的“最佳匹配”配置，这可减少寻找最佳匹配配置所需的时间量。

当系统控制器确定匹配不可接受或不是最佳匹配时，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。举例来说，此重新配置可以通过将控制信号发送到可变阻抗匹配网络来实现，控制信号使网络增加和/或减少网络内的可变电感和/或可变电容(例如，通过使可变电感网络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。

一旦确定初始可变匹配网络配置提供可接受或最佳的阻抗匹配，系统控制器就使用可变阻抗网络的初始配置来确定解冻操作的初始解冻阶段持续时间和最终解冻阶段持续时间。这可涉及控制器将可变阻抗匹配网络配置与一个或多个表内的条目进行比较，所述表可存储在系统控制器的存储器和/或系统控制器可另外访问的存储器中，以便确定初始和最终解冻阶段持续时间。示例表可包括多个条目，其中每个条目包括用于可变阻抗匹配网络配置的字段、用于初始解冻阶段持续时间的字段和用于最终解冻阶段持续时间的字段。表中的每个条目可包括额外字段以提供对与可变阻抗匹配网络配置相关联的典型装料以及在解冻操作期间将由解冻系统利用的功率电平的描述。在一些实施例中，初始解冻阶段和最终解冻阶段的功率电平可不同。

表的配置(例如，每个表条目中的字段)可至少部分地取决于用于所述系统的可变阻抗匹配网络的配置。举例来说，典型的可变阻抗匹配网络可具有30个或更多不同配置，其中每个配置与阻抗匹配网络的不同阻抗变换相关联。在这种情况下，表可具有至多30个不同条目，其中表中的每个条目与阻抗匹配网络的特定配置以及不同的初始和最终解冻阶段持续时间相关联。

为了示出，图16示出使初始和最终解冻阶段持续时间与示例解冻系统的阻抗匹配网络的特定配置相关的表1600的一部分的说明性例子。表1600包括多个列1602、1604、1606、1608和1610，以及多个行或条目1622、1624、1626、1628、1630、1632、1634和1636，其中图16中仅可示出行/条目的子集。每一列与行的交点在本文中被称作表1600的“单元”。

在本例子中，列1602中的单元识别解冻系统的阻抗匹配网络的特定配置或配置的特定范围或分组。列1604的单元识别在解冻操作期间将由解冻系统的RF信号发生器(例如，信号源320或720)产生的RF信号的功率电平。列1606中的单元识别以秒表示的初始解冻阶段持续时间(但在其它实施例中，可以使用描述时间或持续时间的替代单元存储初始解冻阶段持续时间值)。列1608中的单元识别以秒表示的最终解冻阶段持续时间(但在其它实施例中，可以使用描述时间或持续时间的替代单元存储最终解冻阶段持续时间值)。在典型应用中，最终解冻阶段持续时间可指定5％或大于初始解冻阶段持续时间的持续时间。列1610的单元包括系统的腔室的内容物的表征，所述表征可通常包括对装料大小和所估计的装料重量或质量的描述。

行1622中的单元对应于实现与编号为1到9的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的超大装料。行1624中的单元对应于实现与编号为10到11的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的大尺寸装料。行1626中的单元对应于实现与编号为12到15的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的中等尺寸装料。行1628中的单元对应于实现与编号为16到18的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的中等尺寸装料。行1630中的单元对应于实现与编号为19到21的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的小尺寸装料。行1632中的单元对应于实现与编号为22到26的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的小尺寸装料。行1634中的单元对应于实现与编号为27到30的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的小尺寸装料。行1634中的单元对应于实现与编号为31的配置中的阻抗匹配网络的初始阻抗匹配的空腔(即，大体上无装料质量)。

根据示例实施例，表1600存储在系统控制器可访问的存储器中。系统控制器可将可变阻抗匹配网络的当前配置与列1602中的对应配置值或值范围进行比较或使这两者相关，以便确定对应初始解冻时间(列1606)和最终解冻时间(列1608)。

应理解，表1600是说明性的而非限制性的。具有以不同方式配置的可变阻抗匹配网络(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)的其它解冻系统可替换地用于系统，且与此类网络相关联的配置值可填充存储在系统控制器的存储器中的一个或多个以不同方式配置的表的条目。此类表的值可通过测试来产生，例如通过表征示例性解冻系统中的样品装料的解冻持续时间来产生。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。还应当注意，“可变电容器”或“可变电感器”可以包括使输入节点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，所述额外切换元件可将无源组件中的一些或全部切换进出一个或多个可变阻抗网络。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，通过轻触到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)。

给定对应于可接受/最佳匹配(例如，在框1404中确定)的可变阻抗匹配网络的初始配置的知识，在步骤1405中，系统控制器确定初始解冻阶段持续时间和最终解冻阶段持续时间。具体地说，控制器确定表1600中的哪一行1622、1624、1626、1628、1630、1632、1634或1636与匹配在框1404中确定的初始配置的配置或配置范围(见列1602)相关联。在已经识别包括匹配初始配置的配置的行1622、1624、1626、1628、1630、1632、1634或1636后，控制器访问列1606以确定与所述配置相关联的初始解冻阶段持续时间，且访问列1608以确定与所述配置相关联的最终解冻阶段持续时间。

在确定初始和最终解冻阶段持续时间的情况下，所述方法继续通过发起初始解冻阶段开始解冻装料。在框1407处，系统控制器开始计时器-所述计时器可由系统控制器自身实施，或可为与系统控制器分开的组件-以测量解冻过程的经过时间段。方法接着移动到包括框1410、1420、1422、1424和1426的循环，在所述循环中执行解冻操作的初始阶段。

在框1410处，系统控制器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寻找可接受或最佳的匹配。具体地说，系统控制器使RF信号源通过可变阻抗匹配网络将相对较低功率的RF信号供应到一个或多个电极(例如，第一电极340或电极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，但是可替换地使用不同功率电平。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)的风险以及降低损坏可变电感或电容网络的切换组件(例如，由于跨越开关触点的电弧作用)的风险可以是合乎需要的。

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信号源与一个或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，并将那些测量值提供到系统控制器。系统控制器可接着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)和/或VSWR值。在实施例中，系统控制器可以存储接收到的功率测量值(例如，接收到的反射功率测量值、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S11参数和/或VSWR值以用于未来评估或比较。

系统控制器可以接着基于反射功率测量值和/或反射与前向信号功率比和/或S11参数和/或VSWR值而确定由可变阻抗匹配网络在评估时间提供的匹配是否可接受(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)，或测量结果或值与某一其它准则相当)。可替换的是，系统控制器可被配置成确定匹配是否为“最佳”匹配。“最佳”匹配可例如通过以下方式确定：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(且在一些实施例中，前向反射RF功率)，且确定哪一配置产生最低反射RF功率和/或最低反射与前向功率比和/或最低S11参数和/或最低VSWR值。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反射RF功率和/或最低反射与前向功率比、最低S11参数和/或最低VSWR值的“最佳匹配”配置，这可减少寻找最佳匹配配置所需的时间量。

当系统控制器确定匹配不可接受或不是最佳匹配时，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。举例来说，此重新配置可以通过将控制信号发送到可变阻抗匹配网络来实现，控制信号使网络增加和/或减少网络内的可变电感和/或可变电容(例如，通过使可变电感网络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。

一旦阻抗匹配网络被配置成提供可接受或最佳的匹配，解冻操作就可开始或继续。解冻操作的开始或继续包括在框1420中使RF信号源(例如，RF信号源320、720、1120，图3、7、11)产生具有在框1405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，所述RF信号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，放大级324、325、724，图3、7)。

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信号源与一个或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的前向功率，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S11参数和/或VSWR值。这些功率测量值可能有噪声，使得其值不会随时间平稳地或持续地变化。为了减少反射和前向功率的测量中的噪声，系统控制器可利用各种统计方法，例如平均化和削减以忽略大体上偏离先前测量值的值，以使测量到的数据平滑且减少测量到的功率值中的噪声的影响。

在实施例中，系统控制器可存储接收到的功率测量值和/或计算出的比率和/或S11参数和/或VSWR值以用于未来评估或比较。当存储所确定的功率测量值时，控制器可与在捕获到测量时计时器的当前时间相关联地存储测量值。这使得系统控制器能够监测随时间的功率测量值的变化。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的频率(例如，约毫秒)下或在相当低的频率(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的频率可为每10秒到20秒一个测量值的速率。

在框1424中，无论由可变阻抗匹配网络提供的匹配是否可接受，系统控制器都可以基于一个或多个反射信号功率测量值确定一个或多个计算出的反射与前向信号功率比，和/或一个或多个计算出的S11参数，和/或一个或多个VSWR值。举例来说，系统控制器可在做出此确定时使用单个反射信号功率测量值、单个计算出的反射与前向信号功率比或单个计算出的S11参数或单个VSWR值，或可在做出此确定时对若干先前接收到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S11参数或先前计算出的VSWR值取平均值(或其它计算)。为了确定匹配是否可接受，系统控制器可以将接收到的反射信号功率、计算出的比率、S11参数和/或VSWR值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，系统控制器可将接收到的反射信号功率与前向信号功率的例如5％的阈值(或某一其它值)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。当测量到的反射功率或计算出的比率或S11参数或VSWR值大于对应阈值(即，比较是不利的)从而指示不可接受的匹配时，系统控制器可通过返回到框1410来发起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以及装料的电特性改变而发生改变。

为了示出，图17A和17B是描绘在解冻操作期间示例装料的反射与前向RF功率的绝对值的改变速率的迹线。在图17A和17B中，水平轴线表示时间，而竖直轴线表示反射与前向RF功率的改变速率的绝对值。图17B示出与图17A相同的数据，但在图17B中，竖直轴线的尺度已经调整以提供迹线数据的更详细视图。如所示出，除了由系统的可变阻抗匹配网络的重新配置产生的周期性复位1702以外，改变速率的绝对值也相对平稳地持续变化(且通常减小)，同时进行解冻过程(向图17B添加斜线1704以描绘在解冻过程中的不同阶段改变速率的斜率，且示出斜率(不包括斜率由于周期性复位的变化)通常随时间减小，且对应地，斜线1704随时间变得更扁平)。反射与前向RF功率比的改变速率的连续改变是由食物装料逐渐解冻或升温时其中的阻抗改变造成的。

在解冻期间，反射与前向RF功率比减小，直到比率超出重新配置阈值，这触发解冻系统的阻抗匹配网络的重新配置。当测量到的反射与前向RF功率(或S11参数或VSWR值)的绝对值低于重新配置阈值时，重新配置解冻系统的可变阻抗匹配网络(参见例如图14的框1410)以提供改进的阻抗匹配。此重新配置过程导致图17A和17B的迹线急剧改变。但是，如所示出，因为反射与前向RF功率比(或S11或VSWR)的改变速率随时间减小，所以由被重新配置的可变阻抗网络产生的周期复位1702的频率也随时间减小。改变速率越慢，针对重新配置触发可变阻抗网络的频率就越低。

在将可变阻抗匹配网络设置成重新配置的配置的情况下，反射与前向RF功率比(或S11或VSWR)的改变速率将接着再次减小，直到再次触发可变阻抗匹配网络以进行重新配置。此过程导致整个解冻过程中具有鲨鱼齿形状的反射与前向RF功率比(或S11或VSWR)的改变速率的绝对值，如图17A和17B中所描绘。

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并且还通过调整RF信号源电感或电容来维持最优腔室匹配。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第二类型的装料的最优匹配由点1524指示。在两种情况下，对解冻操作的发起与完成之间的最优匹配的跟踪涉及逐渐减小腔室匹配的电感且增大RF信号源匹配的电感。

根据实施例，再次参考图14，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个邻近配置，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14，且可测试用于RF信号源匹配网络的状态1和/或5，等等。

实际上，存在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多种不同的搜索方法，包括测试所有可能的阻抗匹配网络配置。搜索可接受配置的任何合理方法均视为落入本发明主题的范围内。在任何情况下，一旦在框1413中确定可接受或最佳匹配，就在框1420中恢复解冻操作，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、一个或多个计算出的反射与前向信号功率比和/或一个或多个计算出的S11参数和/或一个或多个VSWR值确定由可变阻抗匹配网络提供的匹配仍可接受(例如，反射功率测量、计算出的比率、S11参数或VSWR值小于对应阈值)时，在框1425中，系统控制器计算解冻操作的完成百分比。具体地说，系统控制器可使用在框1407中开始的从计时器检索的经过时间来计算解冻操作的估计完成百分比。完成百分比是估计值，这是因为取决于所解冻的装料升温有多快，如果装料的电阻抗的改变速率低于预定阈值，那么解冻操作的初始阶段可能在初始阶段解冻持续时间到期之前结束。在解冻操作的初始阶段期间，根据下式计算完成百分比：完成百分比＝100％*(经过时间)/(初始解冻持续时间+最终解冻持续时间)

如下文所论述，一旦计算出，完成百分比就可用以产生用户可察觉输出(例如，输出图形、音频输出或类似者)，所述用户可察觉输出向解冻系统的用户通知解冻操作的当前完成百分比。

接着，在框1426中，系统可评估是否已发生条件，从而指示解冻操作的初始阶段已完成。实际上，解冻操作的初始阶段是否已完成的确定可以是中断驱动过程，所述中断驱动过程可发生在解冻过程期间的任一点，包括框1410、1420、1422、1424和1426。然而，为了将所述确定包括在图14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，若干条件指示解冻操作的初始阶段结束。在第一种情况下，系统可在确定在框1407处开始的计时器已达到超出在框1405处确定的初始解冻阶段持续时间的值后确定解冻操作的初始阶段已结束。

在另一种情况下，系统控制器可确定装料的电阻抗的改变速率已下降到低于预定阈值，这指示解冻操作的初始阶段已结束。系统控制器可使用任何合适的方法来确定装料的电阻抗的当前改变速率。在实施例中，系统控制器可监视反射与前向功率比、S11参数或VSWR值(或指示装料的电阻抗的任何其它值)随时间的变化，以确定改变速率已下降到低于阈值。举例来说，每当确定反射与前向功率比(例如，在框1422处)时，系统控制器可将所确定的反射与前向功率比和确定比率的时间(例如，如由在框1407处开始的计时器确定)存储在系统控制器可访问的存储器中。系统控制器可以接着在框1426处检索最近存储的反射与前向功率比和与那些比相关联的时间以确定反射与前向功率比的改变速率。一旦确定，系统控制器就可将所确定的改变速率与阈值进行比较以确定改变速率是否已下降到低于阈值。在其它情况下，系统控制器可通过确定可变阻抗匹配网络要求重新配置的频率来确定反射与前向功率比的改变速率。如上文所提及，随着反射与前向功率比的改变速率减小，可变阻抗匹配网络要求重新配置的频率也减小。因此，执行框1410的频率反映可变阻抗网络要求重新配置的频率，且进而反映可变阻抗网络的改变速率。因而，系统控制器可通过确定框1410的执行频率已下降到低于阈值来确定反射与前向功率比的改变速率已下降到低于阈值。

在一些实施例中，反射与前向功率比或S11参数或VSWR值的测量值可能略微有噪声，并且因此，那些值的速率变化可能由于噪声或其它错误而短暂地下降或降低到低于阈值。为了减小反射与前向功率比、S11参数或VSWR值的有噪声测量值使初始解冻阶段提前结束的可能性，框1426可要求在可确定已检测到退出条件之前，框1410的阻抗匹配网络重新配置已执行最少次数。最少次数可作为预定阈值存储在系统控制器可访问的存储器中。在实施例中，阈值数目可至少部分地由所解冻的食物装料的质量或其它属性确定。如果框1410尚未执行所需次数，那么这可以指示初始解冻阶段尚未进行足够的时间从而引起改变速率的充分减小以确保改变速率已下降到低于阈值。因此，通过要求在触发退出条件之前阻抗匹配网络已重新配置阈值次数，系统可减少由测量到的反射与前向功率比或S11参数中的噪声产生的错误退出条件。

如果解冻操作的初始阶段尚未结束，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。

当解冻操作的初始阶段已结束时，解冻操作进入最终解冻阶段。通常，解冻操作的初始阶段将装料的温度升高到大致-4℃。解冻操作的最终阶段继续解冻操作以将装料的温度升高到大于-4℃(例如，-1或0℃)的目标温度或设定点。在实施例中，尽管解冻操作的初始阶段可在初始阶段解冻持续时间到期之前终止(例如，如果反射与前向功率比的改变速率低于阈值)，但解冻操作的最终阶段是定时操作。在替代实施例中，解冻操作的最终阶段可在确定装料已达到目标温度(例如，基于由IR传感器或温度传感器进行的测量)后终止。

在解冻操作的整个最终阶段中，系统控制器被配置成更新完成百分比值。因而，在框1427处，控制器确定将在解冻操作的最终阶段使用的完成百分比递增值。在实施例中，完成百分比递增值指示解冻操作的最终阶段中每秒的完成百分比值递增量。

为了计算完成百分比递增值，系统控制器首先确定最近通过执行上文所描述的框1425确定的完成百分比值(即，在解冻操作的初始阶段结束时的完成百分比值)。

如果解冻操作的初始阶段由于初始阶段解冻计时器到期而终止(即，在框1426处，系统控制器确定在框1407处初始化的计时器的值超出初始阶段解冻持续时间)，那么在解冻操作的初始阶段结束时完成百分比的值是值(初始阶段解冻持续时间)/(初始阶段解冻持续时间+最终阶段解冻持续时间)的等式。但如果解冻操作的初始阶段在初始阶段解冻持续时间到期之前结束(即，装料阻抗的改变速率在初始阶段解冻持续时间到期之前下降到低于预定阈值)，那么在初始阶段结束时完成百分比可为不同值。

使用最近在框1427处确定的完成百分比值(称为完成百分比_初始)，系统控制器可根据下式计算完成百分比递增值：

百分比递增值＝(100％-完成百分比_初始)/最终解冻持续时间

根据上式，完成百分比递增值指示完成百分比值在解冻过程的最终阶段中每秒应递增的量，使得在解冻过程的最终阶段结束时，完成百分比具有值100％。

因此，在框1428处，在确定完成百分比递增值之后，系统控制器在框1405处确定的RF功率电平下在等于最终阶段解冻持续时间的时间段内继续解冻操作。在解冻操作的最终阶段期间，解冻系统可继续监测反射和前向功率并执行可变阻抗匹配网络的周期性重新校准以实现与解冻系统的腔室加装料的充分阻抗匹配。重新校准可以与上文所描述的框1424、1410、1420和1422相同的方式执行。在框1428的执行期间，系统控制器可通过将完成百分比递增值加到解冻操作的最终阶段中每秒的最近计算完成百分比值来持续(例如，每秒或以某一其它时间间隔，例如每5秒或每10秒)计算更新的完成百分比值。如上文所论述，一旦计算出，完成百分比值就可用以产生用户可察觉输出(例如，输出图形、音频输出或类似者)，所述用户可察觉输出向解冻系统的用户通知解冻操作的当前完成百分比。

当框1428已在等于或大于最终解冻阶段持续时间的时间段内执行时，在框1430中，系统控制器使RF信号源对RF信号的供应中断。举例来说，系统控制器可停用RF信号发生器(例如，RF信号发生器322、722，图3、7)和/或可使电源和偏置电路系统(例如，电路系统326、726，图3、7)中断提供电源电流。此外，系统控制器可以向用户界面(例如，用户界面380、780，图3、7)发送信号，所述信号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“门已打开”或“已完成”，或提供可听音)。接着方法可结束。

如结合图14的流程图所描述，在解冻过程期间，系统控制器持续或周期性地(例如，至少在框1424和1428中)计算解冻操作的完成百分比。在解冻操作开始时，完成百分比为0％，并且在解冻操作结束时(即，在解冻操作的最终阶段结束时)，完成百分比为100％。在中间时间段期间，完成百分比将随着解冻操作进行而逐渐增加。

随着持续地计算和更新完成百分比，系统控制器可产生用户可察觉输出，所述用户可察觉输出被配置成向解冻系统的用户传送当前完成百分比且任选地传送在解冻过程中剩余的估计或时间实际时间。

图18A和18B是可使用合适的用户界面(例如，在界面380和780的显示元件上)显示以指示当前完成百分比和解冻操作中剩余的时间的示例信息呈现。在图18A中，完成百分比1802显示为圆形形状。形状是基于完成百分比按比例调整的，使得在0％完成时，所述形状形成完整的圆。随着完成百分比增加，圆变得不完整且逐渐减小，直到在100％完成时，圆形形状完全消失。当完成百分比是50％时，将显示圆形形状的大致一半，当完成百分比是25％时，将显示圆形形状的大致四分之一。可替换的是，可显示传送相同信息的其它图形描绘。

图18A的显示还包括在解冻过程中剩余1804的时间的指示。在解冻过程的初始阶段期间，可由系统处理器根据下式计算剩余的时间：Time_Remaining＝Percentage_Complete*(初始解冻持续时间+最终解冻持续时间)。

在解冻过程的最终阶段期间，剩余时间可设置成等于在解冻过程的最终阶段中剩余的时间。

在图18B中，完成百分比1852显示为细长矩形形状的绘图，所述细长矩形形状包括包含在外周边内的数个块或条。基于完成百分比来调整绘图，使得在0％完成时，存在足够的块来填充外周边。在解冻操作的过程中，块的数目减少直到外周边为空(未示出块)，这发生在完成百分比为100％时。当完成百分比是50％时，显示大致一半的块，使得外周边半满。

图18B的显示还包括在解冻过程中剩余1854的时间的指示。在解冻过程的初始阶段期间，可由系统处理器根据下式计算剩余的时间：Time_Remaining＝Percentage_Complete*(初始解冻持续时间+最终解冻持续时间)

在解冻过程的最终阶段期间，剩余时间可设置成等于在解冻过程的最终阶段中剩余的时间。

应理解，与图中的框相关联的操作(包括图14中所描绘的那些操作)的次序对应于示例实施例，且不应解释为将操作的序列仅限制于所示出的次序。可替换的是，一些操作可以不同次序执行，和/或一些操作可并行地执行。

此外，本文中包含的各图中示出的连接线旨在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顺序或次序。

如本文中所使用，“节点”意指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(并且尽管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、调制或者区分)。

以上描述指元件或节点或特征“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”意指一个元件直接接合到另一元件(或直接与另一元件连通)，且不必以机械方式。同样，除非以其它方式明确地陈述，否则“耦合”意指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连通)，且不必以机械方式。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。

在示例实施例中，一种系统被配置成执行导致装料的热能增加的操作，所述系统包括：射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；电极，所述电极耦合到所述射频信号源；以及可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件。所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间。所述系统包括控制器，所述控制器被配置成基于所述可变阻抗网络的配置确定操作持续时间，并且使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

在另一实施例中，一种系统被配置成执行导致装料的热能增加的操作，所述系统包括：射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；以及在所述射频信号源与电极之间的传输路径。所述传输路径被配置成将所述射频信号从所述射频信号源传送到电极，以使所述电极辐射射频电磁能；所述系统包括：功率检测电路系统，所述功率检测电路系统耦合到所述传输路径并且被配置成反复地测量射频功率值，所述射频功率值包括沿着所述传输路径的前向射频功率值和反射频率功率值中的至少一个功率值；以及可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件。所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间。所述系统包括控制器，所述控制器被配置成：使用所述功率检测电路系统来确定所述可变阻抗网络的配置，所述配置提供所述射频信号源与所述电极之间的阻抗匹配；基于所述可变阻抗网络的所述配置确定操作持续时间；以及使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

在另一实施例中，一种方法包括：由射频信号源将一个或多个射频信号供应到电耦合在所述射频信号源与电极之间的传输路径以使所述电极辐射射频电磁能，所述电极被定位成接近腔室；由测量电路系统沿着所述传输路径反复地测量所述射频信号的射频功率值，从而产生多个射频功率值；使用所述测量电路系统来确定可变阻抗网络的配置，所述配置提供所述射频信号源与所述电极之间的阻抗匹配；基于所述可变阻抗网络的所述配置确定操作持续时间；以及使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

尽管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，本文中所描述的示例性实施例并不意图以任何方式限制所要求主题的范围、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 (6)

1.一种被配置成执行导致装料的热能增加操作的系统，所述系统包括：

射频信号源，所述射频信号源被配置成供应射频信号；

电极，所述电极耦合到所述射频信号源；

可变阻抗网络，所述可变阻抗网络包括至少一个可变无源组件，其中所述可变阻抗网络耦合在所述射频信号源与所述电极之间；

用户界面；以及

控制器，被配置成：

使射频信号源供应射频信号，

当所述控制器使所述射频信号源供应所述射频信号时，启动计时器；

通过使用所述可变阻抗网络的配置来确定初始阶段持续时间和最终阶段持续时间，从而基于所述可变阻抗网络的配置确定操作持续时间，

使用所述计时器的当前值与所述初始阶段持续时间和所述最终阶段持续时间的总和的比率来确定完成百分比，

在所述用户界面产生指示所述完成百分比的输出，以及

在所述操作持续时间内继续使所述射频信号源供应所述射频信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最终阶段持续时间是所述初始阶段持续时间的至少5％。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：

所述射频信号源与所述电极之间的传输路径，其中所述传输路径被配置成将所述射频信号从所述射频信号源传送到所述电极，以使所述电极辐射射频电磁能；以及

功率检测电路系统，所述功率检测电路系统耦合到所述传输路径并且被配置成反复地测量射频功率值，所述射频功率值包括沿着所述传输路径的前向射频功率值和反射频率功率值中的至少一个功率值，并且

其中所述控制器被配置成在使所述射频信号源供应所述射频信号时进行以下操作：

确定所述射频功率值的改变速率，

确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率，以及

控制所述射频信号源停止供应所述射频信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成在确定所述射频功率值的所述改变速率小于预定阈值改变速率之后，使所述射频信号源在等于所述最终阶段持续时间的时间段内供应所述射频信号。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括被配置成存储包括多个条目的表的存储器，其中所述多个条目中的每个条目包括对应于所述可变阻抗网络的所述配置的配置值，并且所述表另外包括各自对应于所述多个条目中的配置值的持续时间。

6.一种被配置成执行导致装料的热能增加操作的方法，其特征在于，包括：

由射频信号源将一个或多个射频信号供应到电耦合在所述射频信号源与电极之间的传输路径以使所述电极辐射射频电磁能，所述电极被定位成接近腔室；

当所述控制器使所述射频信号源供应所述射频信号时，启动计时器；

由测量电路系统沿着所述传输路径反复地测量所述射频信号的射频功率值，从而得出多个所述射频功率值；

使用所述测量电路系统来确定可变阻抗网络的配置，所述配置提供所述射频信号源与所述电极之间的阻抗匹配；

通过使用所述可变阻抗网络的配置来确定初始阶段持续时间和最终阶段持续时间，从而基于所述可变阻抗网络的所述配置确定操作持续时间；以及

使用所述计时器的当前值与所述初始阶段持续时间和所述最终阶段持续时间的总和的比率来确定完成百分比；

在用户界面产生指示所述完成百分比的输出；

继续使所述射频信号源在所述操作持续时间内供应所述射频信号。

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