CN111720865B - 具有再辐射器的rf加热设备 - Google Patents

Abstract

一种热增加系统可以包括再辐射器，所述再辐射器位于用于容纳负载的腔中。微波能量可以由一个或多个微波生成模块生成，并且在所述热增加系统操作期间朝所述腔引导，从而在所述腔中产生电磁场。系统控制器可以控制耦接在所述再辐射器与对应接地节点之间的开关，以选择性地激活和去激活所述再辐射器。所述系统控制器可以控制耦接在一对再辐射器之间的开关，以重新分布所述腔中的所述电磁场。移相器可以位于一对再辐射器之间，这可以为在所述再辐射器之间传递的能量提供相移。所述移相器可以是可变移相器，所述可变移相器根据从所述系统控制器接收的命令对所述能量施加可变相移。

Description

具有再辐射器的RF加热设备

技术领域

本文所述的主题的实施例总体上涉及使用微波和射频(RF)能量进行加热和/或对负载进行加热的设备和方法。

背景技术

场均匀性以及因此工作负载中的加热均匀性是微波和射频(RF)加热的巨大挑战之一。电磁波能够以多种不同的模式在腔内传播。这些模式包括：1)TE模式，其中横向电波(H波)的特征在于电矢量(E)垂直于传播方向；2)TM模式，其中横向磁波(E波)的特征在于磁矢量(H矢量)垂直于传播方向；以及3)TEM模式，其中电矢量(E矢量)和磁矢量(H矢量)两者垂直于传播方向。

谐振腔(例如，微波烹饪腔)中的场分布取决于可以在腔内激发的模式的数量。然而，实际上，在单个时间点只能激发一种模式，使得在烹饪周期中有必要为被激发的模式分配单独的时隙。为了在烹饪期间激发多种模式或干扰主导模式结构，已经采用了若干种策略(例如，使用时间片或随时间推移复用所关注的模式)，包括转盘、模式搅拌器和多波导馈电。由于缺乏与磁控管源相关联的频率和相位控制，这些策略中的大部分都是无效的。

许多微波包装食品现在都带有“感受器”，所述感受器由喷涂或以其它方式定位在食品盒上的导电(通常，电阻)材料组成，并且吸收电磁能量并将其转化为对流热以提供褐变。例如，当馅饼被微波加热时，感受器盘可以包括在馅饼盒的内侧顶部，以使馅饼的表面变成褐色。

虽然一些解决方案(如在食品包装中包括感受器)可以在一定程度上改善均匀烹饪的质量，但常规方法是次优的。因此，需要用于更均匀地加热微波炉系统内的负载的方法和设备。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种耦接到用于容纳负载的加热腔的热增加系统，所述热增加系统包括：微波生成模块，所述微波生成模块被配置成向所述加热腔供应射频(RF)能量，使得在所述加热腔中产生电场；第一再辐射器，所述第一再辐射器位于所述加热腔中的第一位置处；第二再辐射器，所述第二再辐射器位于所述加热腔中的第二位置处；第一传输路径，所述第一传输路径包括耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第一开关；以及控制器，所述控制器被配置成控制所述第一开关。

根据一个或多个实施例，当所述第一开关被所述控制器闭合同时所述RF能量被供应时，所述第一再辐射器在所述第一位置处吸收电磁能量，并通过所述第一传输路径将所述电磁能量传送到所述第二再辐射器，并且所述第二再辐射器在所述第二位置处发射所述电磁能量以重新分布所述电场。

根据一个或多个实施例，当所述第一开关被所述控制器断开时，所述第一再辐射器与所述第二再辐射器电隔离。

根据一个或多个实施例，另外包括：第二开关，所述第二开关耦接在所述第一再辐射器与接地之间；以及第三开关，所述第三开关耦接在所述第二再辐射器与接地之间，其中所述控制器被配置成控制所述第二开关以选择性地将所述第一再辐射器短接到接地，并且控制所述第三开关以选择性地将所述第二再辐射器短接到接地。

根据一个或多个实施例，另外包括：移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与所述第一开关串联连接。

根据一个或多个实施例，另外包括：第二传输路径，所述第二传输路径包括与所述第一传输路径并联耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第四开关。

根据一个或多个实施例，所述第一再辐射器包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

根据一个或多个实施例，所述第一再辐射器和所述第二再辐射器是电压型再辐射器，所述电压型再辐射器各自包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

根据一个或多个实施例，所述第一再辐射器是电流型再辐射器，所述电流型再辐射器包括选自由以下组成的组的无源天线：环形天线和发夹天线；并且所述第二再辐射器是电压型再辐射器，所述电压型再辐射器包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线和贴片天线。

根据本发明的第二方面，提供一种热增加系统，其特征在于，包括：加热腔；微波生成模块，所述微波生成模块被配置成向所述加热腔供应微波能量，从而在所述加热腔中产生电场；再辐射器阵列，所述再辐射器阵列至少包括位于所述加热腔中的第一位置处的第一再辐射器和位于所述腔中的第二位置处的第二再辐射器；第一开关，所述第一开关耦接在所述第一再辐射器与接地之间；第二开关，所述第二开关耦接在所述第二再辐射器与接地之间；以及控制器，所述控制器被配置成控制所述第一开关和所述第二开关。

根据一个或多个实施例，另外包括：第一传输路径，所述第一传输路径包括第三开关，所述第三开关在闭合时将所述第一再辐射器电连接到所述第二再辐射器，其中控制器被配置成控制所述第三开关。

根据一个或多个实施例，当所述第三开关被所述控制器闭合并且所述微波能量被供应时，所述第一再辐射器在所述第一位置处吸收第一电磁能量，并通过所述第一传输路径将所述第一电磁能量传送到所述第二再辐射器，并且所述第二再辐射器在所述第二位置处发射所述第一电磁能量以重新分布所述电场。

根据一个或多个实施例，另外包括：移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与第三开关串联耦接。

根据一个或多个实施例，所述移相器包括可变移相器，并且其中所述控制器被配置成选择由所述可变移相器提供的相移量。

根据一个或多个实施例，所述再辐射器阵列包括无源天线阵列，所述无源天线选自由以下组成的组：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

根据本发明的第三方面，提供一种操作热增加系统的方法，包括：由位于加热腔近侧的微波生成模块将微波能量辐射到所述加热腔中；以及由控制器选择性地将位于所述加热腔中的第一位置处的第一再辐射器连接到位于所述加热腔中的第二位置处的第二再辐射器，以使由所述第一再辐射器吸收的能量能够被传送到所述第二再辐射器，以便由所述第二再辐射器将所述能量辐射到所述加热腔中。

根据一个或多个实施例，另外包括：由移相器对在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间传递的所述能量施加相移。

根据一个或多个实施例，所述移相器是可变移相器，并且所述控制器控制由所述可变移相器施加的相移幅度。

根据一个或多个实施例，另外包括：由所述控制器选择性地连接所述第一再辐射器和接地；以及由所述控制器选择性地连接所述第二再辐射器和接地。

根据一个或多个实施例，所述第一再辐射器和所述第二再辐射器各自包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

附图说明

当结合以下附图考虑时，可以通过参考具体实施方式和权利要求得出对主题的更全面的理解，其中贯穿附图，类似的附图标记指代类似的元件。

图1是根据示例实施例的加热器具的透视图。

图2是根据示例实施例的加热设备的简化框图。

图3是耦接到两个再辐射器的切换电路系统的框图。

图4是根据示例实施例的操作包括一个或多个微波生成模块的加热系统的方法的流程图。

图5A是根据示例实施例的具有再辐射器的加热器具的加热腔内的简化透视图。

图5B是根据示例实施例的加热腔内沿与再辐射器和负载相交的平面的俯视图，所述俯视图示出当再辐射器彼此断开连接时不同区域的峰值电场幅度。

图5C是根据示例实施例的加热腔内沿与再辐射器和负载相交的平面的俯视图，所述俯视图示出当再辐射器彼此连接时不同区域的峰值电场幅度。

图6A是根据示例实施例的具有再辐射器的加热系统的加热腔内的横截面侧视图，所述横截面侧视图示出当再辐射器彼此断开连接时不同区域的电场幅度。

图6B是根据示例实施例的加热系统的加热腔内的横截面侧视图，所述横截面侧视图示出当几对再辐射器彼此连接时不同区域的电场幅度。

具体实施方式

以下具体实施方式在本质上仅仅是说明性的并且不旨在限制本主题的实施例或这种实施例的应用和用途。如本文所使用的，“示例性(exemplary)”和“示例/例子(example)”意指“用作例子、实例或说明”。在本文中被描述为示例性或例子的任何实施方案不一定被解释为优选的或优于其它实施方案。此外，不旨在受在前的技术领域、背景技术或以下具体实施方式中呈现的任何明确或隐含的理论约束。

本文所述主题的实施例涉及可以并入独立器具或其它系统中的固态加热设备。通常，术语“加热”是指将负载(例如，食物负载或其它类型的负载)的温度升高到更高的温度。如本文所使用的，术语“加热”更广泛地意指负载(例如，食物负载或其它类型的负载)的热能或温度通过向负载提供RF功率而增加的过程。因此，在各个实施例中，“加热操作”可以对具有任何初始温度的负载执行，并且加热操作可以在任何高于初始温度的最终温度下停止。也就是说，本文所描述的“加热操作”和“加热系统”可替代地可以被称为“热增加操作”和“热增加系统”。

在加热操作期间(例如，当微波电磁能量通过波导或其它谐振元件注入加热腔中时)微波加热系统或其它RF加热系统的加热腔内的电场分布可能不均匀，其中加热腔内的一些位置接收到比平均水平更多的电磁能量，而其它位置接收到非常少的电磁能量或根本没有接收到电磁能量。具有较高峰值电场幅度的区域可能会在那些区域处的加热负载的部分中产生“热点”。具有低峰值电场幅度或无峰值电场幅度的区域可能会在那些区域处的加热负载的部分中产生“冷点”。

根据各个实施例，加热腔内的电磁能量的重新分布和/或随机散射(例如，使用位于加热腔中的再辐射器)可以有助于平滑加热腔内的电场分布，从而使加热腔内的负载更均匀地加热。可以根据特定加热系统的表征定制加热腔内的再辐射器放置。可替换的是，再辐射器的可编程阵列可以包括在加热腔中，所述加热腔包括阵列的几对再辐射器之间和/或阵列的再辐射器与接地之间的连接，这些连接可以通过控制一个或多个开关选择性地启用和禁用。再辐射器的可编程阵列不一定采用针对具有特定的一组特性和对应电场分布的一个特定加热系统中的电场重新分布和/或随机散射的预先设计的布置，而是可以重新配置成为具有各种特性和对应电场分布的各种加热系统提供电场重新分布和/或随机散射。

图1是根据示例实施例的加热系统100的透视图。加热系统100包括加热腔110、控制面板120、一个或多个微波功率生成模块131、132、电源(例如，图2中的电源230)和系统控制器(例如，图2中的系统控制器210)。加热腔110由顶腔壁111、底腔壁112、侧腔壁113、114和后腔壁115的内表面和门116的内表面限定。在门116关闭的情况下，加热腔110限定封闭的空气腔。如本文所使用的，术语“空气腔”可以意指容纳空气或其它气体的封闭区域或体积(例如，加热腔110)。

根据一个实施例，微波功率生成模块131、132中的每一个微波功率生成模块被布置成靠近腔壁113、114中的一个腔壁。在加热系统100的操作期间，用户(未示出)可以将一个或多个物体(例如，食物和/或液体)放入加热腔110中，并且可以通过控制面板120提供指定期望的加热持续时间和期望的功率水平的输入。作为响应，系统控制器(未示出)使微波功率生成模块131、132将微波频谱中的电磁能量(本文称为“微波能量”)辐射到加热腔110中。更具体地，系统控制器使微波功率生成模块131、132以与用户输入一致的一种或多种功率水平将微波能量辐射到加热腔110中持续一段时间。微波能量增加物体的热能(即，微波能量使物体升温)。

在图1所示的实施例中，微波功率生成模块131、132被布置成靠近多个腔壁113、114中的每一个腔壁。在替代性实施例中，系统中可以存在更多或更少的微波功率生成模块，包括靠近单个腔壁或门116的少至一个微波功率生成模块。在其它替代性实施例中，多个微波功率生成模块可以靠近任何给定的腔壁和/或门116。

一个或多个再辐射器176可以包括在区域173、174和175中的侧壁113、114和115中的一个或多个处(例如，在其上或靠近其)。另外地或可替换地，一个或多个再辐射器176可以包括在顶壁111和/或底壁112中的任一个或两个处和/或门116的内部。如本文所使用的，“再辐射器”是指一种天线，所述天线吸收冲击在天线上的电磁能量(例如，由微波功率生成模块131、132中的一个或多个发射的电磁能量)，并且然后通常以与系统100的其它再辐射器不同的相位再辐射所述电磁能量。在一个实施例中，再辐射器是无源辐射器，与通过到电源或发射器的直接连接驱动的有源辐射器相反。例如，再辐射器176可以包括偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线中的一个或其组合。

作为例子，加热系统100可以被表征(例如，使用电磁模拟和建模)为识别在加热负载期间加热腔110中电场不均匀的区域。基于加热系统100的表征，再辐射器176可以选择性地放置在壁113、114和115处的位置处(例如，在其上或靠近其)，期望所述位置对应于高于平均峰值电场幅度和低于平均峰值电场幅度。

例如，如果再辐射器176包括贴片天线，则贴片天线可以被位于壁113、114和/或115上。作为另一个例子，如果再辐射器176包括单极子天线或偶极子天线，则单极子天线或偶极子天线可以包括靠近壁113、114和/或115但是可能不被认为直接“在”对应的一个或多个壁上的天线元件。介电材料可以位于再辐射器176与一个或多个壁之间，介电材料位于此处以提供电绝缘。例如，一个或多个绝缘通孔可以包括在壁113、114和/或115中，并且再辐射器176的导体可以穿过这些通孔以连接到腔110外部的电路系统(例如，图3所示的切换电路系统)。可替换的是，再辐射器176可以以一维(1D)或二维(2D)阵列布置在区域173、174和/或175中的一个或多个区域中，不考虑加热系统100的电场表征而定位。

通过控制耦接在每个再辐射器176与一个或多个接地端之间的开关，可以选择性地激活(例如，与接地断开连接)或去激活(例如，与接地连接)每个再辐射器176。另外的开关可以耦接在再辐射器176中的每个再辐射器之间的传输路径中，使得每个再辐射器176可以选择性地连接到任何给定的其它再辐射器176中的一个或多个再辐射器或与其断开连接。例如，位于与高峰值电场幅度相关联的第一区域中的第一再辐射器可以选择性地连接到位于与低峰值电场幅度相关联的第二区域中的第二再辐射器，使得由第一再辐射器吸收的电磁能量可以被第一再辐射器和第二再辐射器两者再辐射。这可以显著减小第一区域和第二区域处的峰值电场幅度之间的差异。在一些实施例中，移相器(例如，图3中的移相器306)可以耦接在再辐射器176的两个连接的再辐射器之间，使得由两个连接的再辐射器发射的RF信号的相位相对于彼此偏移预定的量，或者对于移相器是可变移相器的实施例，偏移选定的量。在一些实施例中，再辐射器176可以选择性地以随机散射模式操作，在随机散射模式下，再辐射器176中的每一个与接地和其它再辐射器176中的每一个再辐射器断开连接。随机散射模式可以改善腔110内的电场覆盖，而无需选择性地针对任何特定区域进行再辐射。

每个微波功率生成模块131、132被配置成产生微波能量并将其辐射到加热腔110中，所述微波能量在腔110中引入电场。辐射的能量在微波频谱中的波长特别适合于加热液体和固体物体(例如，液体和食物)。例如，每个微波功率生成模块131、132可以被配置成将频率在约2.0千兆赫(GHz)到约3.0GHz范围内的微波能量辐射到加热腔110中。更具体地说，在一个实施例中，每个微波功率生成模块131、132可以被配置成将波长为约2.45GHz的微波能量辐射到加热腔110中。尽管每个微波功率生成模块131、132可以辐射波长大致相同的微波能量，但是微波功率生成模块131、132也可以辐射波长彼此不同的微波能量。另外，在包括微波功率生成模块的实施例的其它系统(例如，雷达系统、通信系统等)的实施例中，每个微波功率生成模块131、132可以在相对宽的带宽(例如，在约800兆赫(MHz)到约300GHz的微波频谱内的任何带宽)内辐射微波能量。

如下文将进一步详细描述的，每个微波功率生成模块131、132可以实施为集成的“固态”模块，因为每个微波功率生成模块131、132包括用于生成和辐射微波能量的固态电路配置，而不是典型地像常规微波炉那样包括磁控管。因此，当与常规的基于磁控管的微波系统相比，包括微波功率生成模块的实施例的系统的实施例可以在相对低的电压下操作、可能不太容易随着时间的推移而输出功率劣化和/或可以相对紧凑。

图1的加热系统100被具体化为台面式器具。可替换的是，加热系统的组件可以结合到其它类型的系统或器具中。因此，独立器具中的加热系统的上述实施方案并不意味着将实施例的用途仅限于那些类型的系统。

虽然加热系统100被示出为其组件具体地相对于彼此具有相对定向，但是应理解，各个组件也可以不同地定向。此外，各个组件的物理配置可以不同。例如，控制面板120可以具有更多、更少或不同的用户界面元件，和/或用户界面元件可以不同地布置。此外，虽然图1中示出了基本上立方形的加热腔110，但是应理解，在其它实施例中，加热腔可以具有不同的形状(例如，圆柱形等)。另外，加热系统100可以包括图1中未具体描绘的另外组件(例如，风扇、固定或旋转板、托盘、电绳等)。

图2是根据示例实施例的包括多个微波功率生成模块250、251、252的加热系统200(例如，图1中的加热系统100)的简化框图。在各个实施例中，加热系统200可以包括1到N个微波功率生成模块250-252，其中N可以是任何整数(例如，1到20的整数)。此外，加热系统200包括系统控制器210、用户界面220、电源230、加热腔240和至少包括第一再辐射器276-1和第二再辐射器276-2的再辐射器276(例如，图1中的再辐射器176、图3中的再辐射器376-1、376-2、图5A-5C中的再辐射器576-1、576-2、图6A和6B中的再辐射器676-1、676-2、676-3、676-4)。应理解，出于解释的目的并且为了便于说明，图2是加热系统200的简化表示，并且实用实施例可以包括其它装置和组件以提供额外的功能和特征，和/或加热系统200可以是更大的电气系统的一部分。

用户界面220可以对应于控制面板(例如，图1中的控制面板120)，例如，所述控制面板使用户能够向系统提供关于加热操作的参数(例如，加热操作的持续时间、加热操作的功率水平、与特定加热操作参数相关的代码等)、启动和取消按钮、机械控制(例如，门闩)等的输入。此外，用户界面可以被配置成提供指示加热操作的状态的用户可感知输出(例如，倒计时定时器、指示加热操作完成的可听音等)和其它信息。

系统控制器210耦接到用户界面220和电源230。例如，系统控制器210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、专用集成电路(ASIC)等)、易失性和/或非易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、各种寄存器等)、一个或多个通信总线以及其它组件。根据一个实施例，系统控制器210被配置成接收指示通过用户界面220接收的用户输入的信号，并且使电源230以对应于接收的用户输入的功率水平向微波功率生成模块250-252提供电力持续一段时间。

电源230可以根据从系统控制器210接收的控制信号选择性地向每个微波功率生成模块250-252提供电源电压。当从电源230供应适当的电源电压时，每个微波功率生成模块250-252将产生微波能量，所述微波能量被辐射到加热腔240中。如前所述，加热腔240限定了空气腔。空气腔和任何位于加热腔240中的物体(例如，食物、液体等)对应于由微波功率生成模块250-252产生的微波能量的负载。空气腔和空气腔内的物体向每个微波功率生成模块250-252呈现阻抗。

根据一个实施例，每个微波功率生成模块250-252包括振荡器子系统260、频率调谐电路系统280、阻抗匹配元件282、谐振元件284和偏置电路系统290。根据一个实施例，振荡器子系统260包括输入节点262、输出节点264、放大器布置270和谐振电路系统266。此外，振荡器子系统260可以包括分别耦接在晶体管272与输入节点262和/或输出节点264之间的输入阻抗匹配电路系统268和/或输出阻抗匹配电路系统269。

在一个实施例中，振荡器子系统260是功率微波振荡器，因为振荡器子系统260的元件被配置成以相对高输出功率(例如，在约100瓦(W)到约200W或更大范围内的输出功率)在输出节点264处产生振荡电信号，所述振荡电信号在微波频谱中具有频率。沿反馈路径耦接在输出节点264与输入节点262之间的谐振电路系统266完成谐振反馈环路，所述谐振反馈环路使得由放大器布置270产生的放大电信号以谐振电路系统266的谐振频率或接近其的频率振荡。在一个实施例中，谐振电路系统266被配置成以微波频谱中的频率谐振。根据更具体的实施例，谐振电路系统266被配置成以约2.45GHz的频率谐振。因此，由放大器布置270在输出节点264处产生的放大电信号以2.45GHz或接近2.45GHz的频率振荡。应当注意，在实践中，谐振电路系统266的实施例可以被配置成以不同的频率谐振，以适应利用加热系统200的特定应用的需要。根据一个实施例，谐振电路系统266包括环形振荡器。在其它实施例中，振荡器子系统260可以实施不同于环形振荡器的谐振器类型(例如，机械或压电谐振器或另一种类型的谐振器)。

在图2所示的实施例中，放大器布置270被实施为晶体管272，所述晶体管272具有耦接到放大器输入节点274的输入端(或控制端)和耦接到放大器输出节点275的输出端。在所示实施例中，晶体管272包括场效应晶体管(FET)，所述FET具有连接到放大器输入节点274的栅极端、连接到放大器输出节点275的漏极端和连接到节点278的源极端，所述节点278被配置成接收接地参考电压(例如，约0伏，尽管在一些实施例中接地参考电压可以高于或低于0伏)。尽管图2示出源极端直接耦接到接地，但是一个或多个中间电组件可以耦接在源极端与接地之间。在一个实施例中，晶体管272包括横向扩散金属氧化物半导体FET(LDMOSFET)。然而，应当注意，晶体管272不旨在局限于任何特定的半导体技术，并且在其它实施例中，晶体管272可以实现为氮化镓(GaN)晶体管、另一种类型的MOSFET、双极性结型晶体管(BJT)或利用另一种半导体技术的晶体管。

在图2中，放大器布置270被描绘成包括以特定方式耦接到其它电路组件的单个晶体管272。在其它实施例中，放大器布置270可以包括其它放大器拓扑，和/或放大器布置270可以包括多个晶体管或各种类型的放大器。例如，放大器布置270可以包括单端放大器、双端放大器、推挽放大器、多尔蒂(Doherty)放大器、开关模式功率放大器(SMPA)或另一种类型的放大器。

频率调谐电路系统280包括电容元件、电感元件和/或电阻元件，这些元件被配置成调节由振荡器子系统260生成的振荡电信号的振荡频率。在示例性实施例中，频率调谐电路系统280耦接在振荡器子系统260的接地参考电压节点与输入节点262之间。

根据一个实施例，振荡器子系统260还可以包括放大器输入阻抗匹配电路系统268，所述放大器输入阻抗匹配电路系统268耦接在振荡器子系统260的输入节点262与放大器输入274之间。阻抗匹配电路系统268被配置成以谐振电路系统266的谐振频率将放大器布置270的输入阻抗(放大器输入节点274处)匹配到谐振电路系统266和频率调谐电路系统280的阻抗(节点262处)。类似地，并且根据一个实施例，振荡器子系统260还可以包括耦接在放大器输出275与输出节点264之间的放大器输出阻抗匹配电路系统269，其中输出阻抗匹配电路系统269被配置成以谐振电路系统266的谐振频率将放大器布置270的输出阻抗(放大器输出节点275处)匹配到谐振电路系统266的阻抗。

加热腔240和任何位于加热腔240中的负载242(例如，食物、液体等)呈现电磁能量(或RF功率)的累积负载，所述电磁能量由一个或多个微波功率生成模块250-252辐射到腔240中(例如，腔240内的不同位置对应于不同的峰值电场幅度)。更具体地说，腔240和负载242向系统呈现阻抗，所述阻抗在本文中被称为“腔输入阻抗”。在加热操作期间，腔输入阻抗在负载242的温度增加时改变。

偏置电路系统290耦接在放大器布置270与节点254之间，所述节点254被配置成(例如，从电源230)接收正(或电源)电压。在一个实施例中，节点254处的电源电压与节点278处的接地电压的之间的电压差小于约50伏。在其它实施例中，电压差可以大于50伏。根据一个实施例，偏置电路系统290被配置成控制晶体管272的栅极端和漏极端处的直流(DC)或标称偏置电压，以在振荡器子系统260的操作期间导通晶体管272并维持晶体管272在有源模式下操作。在此方面，偏置电路系统290在放大器输入节点274处耦接到放大器布置270的晶体管272的栅极端，并且在放大器输出节点275处耦接到晶体管272的漏极端。根据一个实施例，偏置电路系统290包括温度传感器292和温度补偿电路系统294，所述温度补偿电路系统294被配置成感测或以其它方式检测晶体管272的温度并响应于晶体管272或放大器布置270的温度的增加和/或降低而调节放大器输入节点274处的栅极偏置电压。在此类实施例中，偏置电路系统290可以被配置成响应于温度变化而维持晶体管272的基本上恒定的静态电流。

此外，在一个实施例中，偏置电路系统290可以包括功率检测电路系统296。功率检测电路系统296耦接在振荡器子系统260的输出节点264与谐振元件284的远端之间(例如，在各个实施例中，功率检测电路系统296可以耦接到输出节点264、阻抗匹配元件282或谐振元件284)。功率检测电路系统296被配置成监测、测量或以其它方式检测在输出节点264处提供的振荡信号的功率。在一个实施例中，功率检测电路系统296还被配置成监测或以其它方式测量来自谐振元件284的信号反射的功率。响应于检测到信号反射的功率超过阈值，功率检测电路系统296可以使偏置电路系统290关闭或以其它方式禁用放大器布置270。以这种方式，功率检测电路系统296和偏置电路系统290协同配置成保护放大器布置270免受响应于谐振元件284处的阻抗变化的信号反射的影响。

阻抗匹配元件282耦接在振荡器子系统260的输出节点264与谐振元件284之间，而谐振元件284耦接到阻抗匹配元件282。阻抗匹配元件282被配置成执行从振荡器子系统260(或放大器布置270或晶体管272)的阻抗到中间阻抗的阻抗转换，而谐振元件284被配置成执行从中间阻抗到加热腔240(或由加热腔240限定的空气腔)的阻抗的另外的阻抗转换。换句话说，阻抗匹配元件282和谐振元件284的组合被配置成执行从振荡器子系统260(或放大器布置270或晶体管272)的阻抗到加热腔240(或由加热腔240限定的空气腔)的阻抗的阻抗转换。

谐振元件284被配置成将微波能量辐射到加热腔240中。更具体地，谐振元件284包括一个或多个天线、波导和/或被配置成将振荡器输出节点264处的振荡电信号以谐振电路系统266的谐振频率转换成电磁微波信号的其它硬件组件。例如，在谐振电路系统266被配置成以2.45GHz的谐振频率产生信号的加热系统应用中，谐振元件284将振荡器输出节点264处的振荡电信号以2.45GHz转换成微波电磁信号，并将微波信号引导到加热系统200的加热腔240中。谐振元件284可以包括例如偶极子天线、贴片天线、微带天线、缝隙天线或适于辐射微波能量的另一种类型的天线。

图2示出了包括多个微波功率生成模块250-252的加热系统200。如前所述，加热系统的其它实施例可以包括少至一个微波功率生成模块，或者可以包括多于三个微波功率生成模块。当加热系统包括多个微波功率生成模块时，微波功率生成模块可以以相同方式配置(例如，这些微波功率生成模块可以以相同的频率谐振、以相同的功率水平辐射微波能量等)，并且可以同时或以限定的顺序操作。可替换的是，微波功率生成模块可以以不同方式配置(例如，这些微波功率生成模块可以以不同的频率谐振，或者可以以不同的功率水平辐射微波能量)。在这种替代性实施例中，微波功率生成模块可以同时或以限定的顺序操作。

在系统200操作期间，加热腔240中的电场与磁场的比率由腔介质的阻抗分离。在一些实施例中，由于电介质加热是成正比的，因此可以使用电压驱动的天线将微波能量发射到腔240中，以产生高电场。在操作期间，第一电压型再辐射器276-1可以位于高电场区域中，并且由第一再辐射器276-1接收的能量可以通过传输路径馈送到位于低电场区域中的第二电压型再辐射器276-2。第二再辐射器276-2然后可以将接收到的能量辐射到低电场区域中。然而，在其它实施例中，电流型再辐射器276-1可以位于高磁场位置中，并且由电流型再辐射器276-1接收的能量可以通过传输路径馈送到位于低电场区域中的电压型再辐射器276-2。再次，电压型再辐射器276-2然后可以将接收到的能量辐射到低电场区域中。在任一实施例中，第一再辐射器276-1加上传输路径充当无源中继器，所述无源中继器基本上将功率从腔240的一个区域(即，第一再辐射器276-1所在的区域)移动到腔240的另一个区域(即，第二再辐射器276-2所在的区域)，以匹配到新模式条件。

在一个实施例中，再辐射器276基本上包括无源天线。电压型再辐射器276可以包括但不限于偶极子天线、单极子天线、贴片天线以及其组合或变型，而电流型再辐射器276可以包括但不限于例如环形天线、发夹天线以及其组合或变型。虽然仅示出了两个再辐射器276-1和276-2，但是应当理解，再辐射器276可以包括两个或更多个无源辐射器的1D或2D阵列或非均匀布置。再辐射器276-1和276-2可以选择性地放置在加热腔240的壁处(例如，在壁上或靠近其)的位置处。

在一个实施例中，当(例如，通过一个或多个微波功率生成模块250-252)在加热腔240中供应RF能量时，再辐射器276-1和276-2可以放置在加热腔240内期望(例如，基于系统200的表征)分别对应于高于平均峰值电场幅度(或磁场幅度)和低于平均峰值电场幅度的位置处。再辐射器276-1、276-2之间的“传输路径”可以包括导电传输线，所述导电传输线可以被配置成选择性地电连接和电断开连接再辐射器276-1、276-2。例如，传输路径可以包括一个或多个开关，并且再辐射器276-1和276-2可以选择性地连接在一起(即，通过系统控制器210闭合耦接在再辐射器276-1与再辐射器276-2之间的开关)，使得由一个再辐射器276-1吸收的电磁能量的一部分可以通过闭合的开关传送并由第二再辐射器276-2发射，从而提高第二再辐射器276-2附近的峰值电场幅度并有效地重新分布加热腔240中的电场。通过以这种方式重新分布加热腔240中的电场，负载242可以更均匀地加热。

传输路径还可以包括移相器，所述移相器也可以选择性地耦接在再辐射器276-1与再辐射器276-2之间。可以断开或闭合与移相器串联耦接的开关，以选择性地使在再辐射器276-1与再辐射器276-2之间传递的信号的相位偏移。移相器可以是被配置成提供预定量的相移的固定移相器，或者移相器可以是提供对应于从系统控制器210接收的命令的相移量的可变移相器。

在一个实施例中，例如通过将再辐射器276-1、276-2连接到接地，再辐射器276-1和276-2中的每一个可以选择性地“失谐”或从操作中移除。例如，第一开关可以耦接在再辐射器276-1与接地之间，而第二开关可以耦接在再辐射器276-2与接地之间。闭合第一开关可以使再辐射器276-1短接到接地，从而通过禁用其再辐射能力有效地去激活再辐射器276-1。闭合第二开关可以使再辐射器276-2短接到接地，从而通过禁用其再辐射能力有效地去激活再辐射器276-2。

在一个实施例中，再辐射器276可以以可编程1D或2D阵列布置，其中再辐射器276中的每一个选择性地可连接到接地(例如，通过耦接在再辐射器276与接地之间的开关，其中开关可以由系统控制器210控制)。以这种方式，再辐射器276可以选择性地启用(即，配置成再辐射)和禁用(即，配置成不再辐射)，并且可以选择性地彼此连接到再辐射器276的1D或2D阵列的再辐射器(例如，通过耦接在可以由系统控制器210控制的任何给定对的再辐射器276之间的开关)，使得加热腔240内的电场可以选择性地重新分布。在一些实施例中，也可以包括与每对给定的再辐射器276之间的开关串联的可变移相器，或者作为每对给定的再辐射器276之间的单独的可切换连接，使得可以(例如，通过系统控制器210)选择性地控制由再辐射器276发射的信号的相位。通过选择性地启用和禁用再辐射器276自身之间以及再辐射器276与接地之间的连接，再辐射器276的阵列可以被定制成提供具有不同电磁特性的各种加热腔的电场的电场重新分布和/或随机散射。

在一些实施例中，腔240的电磁场特性可以在工厂中确定(例如，确定在操作期间腔中通常存在的高于平均电磁场和低于平均电磁场的区域)，并且再辐射器276可以定位于这种高于平均电磁场和低于平均电磁场的区域中。另外，系统控制器210可以被编程为基于腔240的电磁场特性的这种预表征来选择性地连接和断开连接多组再辐射器276。另外地或可替换的是，系统200可以包括位于腔240中的一个或多个感测装置298(例如，光学相机、红外相机等)，并且感测装置2**可以在操作期间感测或推断腔240中的电场和/或磁场分布，并且向系统控制器210提供指示感测到的场分布的信号。基于所述信号，系统控制器210可以动态控制多组再辐射器276之间的连通性，以促进能量从高电场或磁场区域转移到低电场区域，如前所述。

图3示出了一对再谐振器376-1和376-2(例如，图1中的再谐振器176、图2中的再谐振器276)的说明性电路300以及从所述对再谐振器376-1和376-2到彼此和接地的可切换连接(例如，传输路径)。应当理解，再谐振器376-1和376-2可以代表更大的再谐振器阵列中的任何两个再谐振器，并且不限于仅相邻的再谐振器对或仅2x1再谐振器阵列。再谐振器376-1和376-2可以位于加热系统(例如，图1中的加热系统100、图2中的加热系统200)的加热腔(例如，图2中的加热腔240)的一个或多个内壁处(例如，在壁上或靠近其)的第一位置和第二位置处。当有源时(例如，当未选择性地短接到接地时)，每个再谐振器376-1、376-2可以分别在第一位置和第二位置处吸收或重发射加热腔中的电磁能量。例如，由再谐振器376-1、376-2吸收的电磁能量可以来自通过将RF能量以RF信号形式施加到具有源谐振元件(例如，图2中的谐振元件284)的加热系统的一个或多个微波功率生成模块(例如，图2中的一个或多个微波功率生成模块250-252)而在腔中生成的电场。

电路300可以包括一对再谐振器376-1和376-2以及耦接在再谐振器376-1、376-2之间的一个或多个传输路径。第一传输路径可以选择性地启用无相移的再谐振器376-1、376-2之间的直接连接，并且第二传输路径可以选择性地启用具有相移的再谐振器376-1、376-2之间的直接连接。第一传输路径或第二传输路径中的仅一个传输路径将被控制以在任何给定时间连接再谐振器376-1、376-2。在替代性实施例中，电路300可以包括第一传输路径或第二传输路径中的仅一个传输路径。

电路300进一步包括开关302、304、308和310以及移相器306。例如，开关302、304、308和310可以包括如晶体管或继电器等电开关和/或机械开关。移相器306可以是固定的(例如，提供预定量的相移)或可变的(例如，提供可变量的相移)。开关302、304、308和310以及移相器306可以耦接到系统控制器(例如，图2中的系统控制器210)并由其控制。例如，当移相器306是可变移相器时，系统控制器可以控制开关302、304、308、310的状态(例如，断开或闭合)，并且可以选择由移相器306提供的相移量。

沿着第一传输路径，开关302电耦接在再谐振器376-1与再谐振器376-2之间(例如，没有中间组件)。闭合开关302将再谐振器376-1电连接到再谐振器376-2，使得被再谐振器376-1和376-2中的任一个或两个吸收的电磁能量分布在两个再谐振器376-1与376-2之间。

例如，当激励能量被施加到微波生成模块时，在腔中生成在再谐振器376-1处(即，在第一位置处)具有第一幅度并且在再谐振器376-2处(即，在第二位置处)具有第二幅度的电场。当开关302闭合同时施加RF能量时，由再谐振器376-1和376-2吸收的所产生的电磁能量重新分布在再谐振器376-1、376-2之间。例如，如果第一幅度大于第二幅度，则由闭合开关302引起的从第一再谐振器376-1重新分布到第二再谐振器376-2的能量被第二再谐振器376-2再辐射，这可能导致第二位置处的电场的幅度增加到第三幅度，其中第三幅度大于第二幅度。

沿着第二传输路径，开关304和移相器306(PS)串联电耦接在再谐振器376-1与再谐振器376-2之间(例如，与开关302并联)。闭合开关304将再谐振器376-1通过移相器306连接到再谐振器376-2，使得被再谐振器376-1和376-2中的每一个吸收的电磁能量相移并分布在两个再谐振器376-1与376-2之间。

开关308电耦接在再谐振器376-1与接地之间。闭合开关308将再谐振器376-1短接到接地，从而防止再谐振器376-1有效地再谐振、有效地禁用再谐振器376-1。开关310电耦接在再谐振器376-2与接地之间。闭合开关310将再谐振器376-2短接到接地，从而防止再谐振器376-2有效地再谐振、有效地禁用再谐振器376-2。

由于已经描述了加热系统的电气和物理方面的实施例，因此将结合图4描述用于操作这种加热系统的方法的各个实施例。更具体地，图4是根据示例实施例的操作具有一个或多个微波生成模块(例如，图2中的微波生成模块250、251、252)和多个再谐振器(例如，图1-3中的再谐振器176、276-1、276-2、376-1、376-2)的加热系统(例如，图1中的系统100、图2中的系统200)的方法的流程图。

当系统控制器(例如，图2中的系统控制器210)接收到指示用于执行微波加热操作的参数并且指示微波加热操作应该开始的信息时，所述方法可以在框402开始。例如，指示参数的信息可以从通过系统的用户界面(例如，图1中的控制面板120；图2中的用户界面220)提供的用户输入中得出。例如，所述信息可以传达加热操作的持续时间和加热操作的功率水平。

根据各个实施例，系统控制器任选地可以接收指示负载类型(例如，肉类、液体或其它材料)和/或负载重量的额外输入。例如，可以通过与用户界面的交互(例如，由用户从识别的负载类型的列表中进行选择)从用户接收关于负载类型的信息。可替换的是，系统可以被配置成扫描在负载外部可视的条形码或从负载上或嵌入负载内的RFID装置接收电子信号。可以通过与用户界面的交互从用户或者从系统的重量传感器接收关于负载重量的信息。如上文所指示的，对指示负载类型和/或负载重量的输入的接收是任选的，并且可替换的是，系统可能不接收这些输入中的部分或全部。

例如，在用户已经将负载(例如，图2中的负载242)放入系统的加热腔(例如，图2中的加热腔240)、已经(例如，通过关闭门)密封加热腔并且已经按下开始按钮(例如，图1中的控制面板120的开始按钮；图2中的用户界面220的开始按钮)之后，可以接收开始指示。在一个实施例中，腔的密封可以接合一个或多个安全互锁机构，所述一个或多个安全互锁机构在接合时指示供应到加热腔的微波能量基本上不会泄漏到腔外的环境中。安全互锁机构的脱离接合可能使系统控制器立即暂停或终止加热操作。

在框404中，系统控制器使电源(例如，图2中的电源230)以将使一个或多个微波生成模块产生与加热操作所指定的参数一致的一个或多个激励信号的方式向一个或多个微波生成模块(例如，图2中的微波生成模块250、251、252)提供电力。

在框406中，一个或多个激励信号可以被传送到一个或多个微波生成模块的一个或多个相应谐振元件(例如，图2中的谐振元件284)。例如，激励信号可以是由谐振电路(例如，图2中的谐振电路266)以预定谐振频率(例如，2.45GHz)产生的振荡电信号。

在框408中，一个或多个谐振元件可以响应于一个或多个激励信号将微波能量供应到加热腔中。例如，一个或多个谐振元件可以将从谐振电路系统接收的振荡电信号以2.45GHz转换成微波电磁信号，并将这些信号引导到加热腔中。

在框410中，系统控制器可以选择性地激活(或去激活)位于加热腔中的一个或多个再辐射器(例如，图1中的再辐射器176、图2中的再辐射器276、图3中的再辐射器376-1、376-2、图5A-C中的再辐射器576-1、576-2、图6A、6B中的再辐射器676-1、676-2、676-3、676-4)。例如，系统控制器可以通过控制耦接在再辐射器与接地之间的一个或多个开关(例如，图3中的开关308、310)来激活或去激活再辐射器。此外，在一些实施例中，系统控制器可以通过控制耦接在再辐射器之间的一个或多个其它开关(例如，图3中的开关302、304、图5A-5C中的开关508、图6A、6B中的开关608-1、608-2)来电连接多组再辐射器，使得由第一再辐射器吸收的电磁能量可以通过包括激活的开关的传输路径传送到第二再辐射器。例如，如果与第二再辐射器的区域中的电磁能量相比第一再辐射器的区域中最初存在更高幅度的电磁能量，则第一再辐射器处的电磁能量的一部分可以沿着传输路径通过激活的开关之一传送到第二再辐射器并由所述第二再辐射器发射，从而减小两个区域中的电磁能量的幅度差异并有效地重新分布加热腔中的电场。

在框412中，对于包括沿传输路径耦接在两个再辐射器之间的可变移相器(例如，图3中的移相器306)的加热系统的实施例，系统控制器可以选择性地控制由可变移相器向在两个再辐射器之间传输的电信号施加的相移的幅度。例如，根据一些实施例，系统控制器可以选择性地控制移相器以施加零度到180度范围内的相移。一个或多个谐振元件可以继续供应微波能量，直到停止提供激励信号，此时所述方法结束。

图5A示出了加热系统500(例如，图1中的加热系统100、图2中的加热系统200)的加热腔566(例如，图2中的加热腔240)的内部的透视图。加热腔566包括位于加热腔566的不同壁处(例如，在壁上或靠近其)的第一再辐射器576-1和第二再辐射器576-2(尽管再辐射器576-1和576-2也可以位于同一壁上)。负载564(例如，图2中的负载242)位于加热腔底壁上的区域572上方。在由系统500执行加热操作期间，RF能量(例如，微波能量)通过一个或多个微波生成模块(未示出；例如，图2中的微波生成模块250、251、252)供应到加热腔566中，并且作为结果，可以在加热腔566中产生电场。此电场在不同位置处的幅度受腔566中当前支持的传播模式以及给定位置距向腔中供应微波能量的一个或多个微波生成模块的一个或多个谐振元件的距离的影响。(例如，由于传播模式和加热腔566固有的非理想性)电场幅度最初(例如，在再辐射器576-1和576-2激活之前)可能在整个腔中不均匀地分布。

图5B示出了系统500沿与第一再辐射器576-1和第二再辐射器576-2(例如，图1-3中的再辐射器176、276、376-1、376-2)以及负载564相交的平面的俯视图。开关508(例如，图3中的开关302)可以耦接在第一再辐射器576-1与第二再辐射器576-2之间。在本示例中，开关508可以由加热系统500的系统控制器(例如，图2中的系统控制器210)控制断开，从而将第一再辐射器576-1与第二再辐射器576-2电隔离。加热腔566内的不同区域被示出为基于那些区域内的峰值电场幅度来描绘。例如，当给定量的激励能量被供应给一个或多个微波生成模块的一个或多个谐振元件时，区域512可以具有第一相对低的电场强度(例如，约60V/m的平均峰值电场幅度)，而区域514可以具有第二相对高的电场强度(例如，约120V/m的平均峰值电场幅度)。

当开关508闭合时，至少区域514中的电磁能量被第一再辐射器576-1吸收、通过包括开关508的传输路径传送到第二再辐射器576-2并由第二再辐射器576-2发射到区域512中。电场的所得重新分布示出于图5C中。新区域516由电场的重新分布引起，并且可以具有大于先前区域512的平均峰值电场幅度。此场可以或可以不小于先前区域514的场。例如，区域516可以具有约90V/m的平均峰值电场幅度。

图6A和6B示出了加热系统600(例如，图1的加热系统100、图2的加热系统200)的横截面侧视图，所述加热系统600包括加热腔640(例如，图2中的加热腔240)、微波生成模块650(例如，图2中的微波生成模块250、251、252)、再辐射器676-1、676-2、676-3、676-4(例如，图1中的再辐射器176、图2中的再辐射器276、图3中的再辐射器376-1、376-2、图5A、5B、5C中的再辐射器576-1、576-2)、基于从系统控制器(未示出；例如，图2中的系统控制器210)接收到的指令可控制地连接或断开连接再辐射器676-1和再辐射器676-2的第一开关608-1(例如，图3中的开关302、图5中的开关508)、基于从系统控制器接收到的指令可控制地连接或断开连接再辐射器676-3和再辐射器676-4的第二开关608-2(例如，图3中的开关302、图5中的开关508)以及定位在加热腔中的负载664。由微波生成模块的谐振元件(例如，图2中的谐振元件284)供应的微波能量使在加热腔640中产生不均匀的电场。在本示例中，腔内不同位置处的电场的平均峰值幅度具有不同的阴影明暗度。

在图6A所示的例子中，当开关608-1和608-2断开时，靠近再辐射器676-1和676-3的平均峰值电场幅度大约是靠近再辐射器676-2和676-4的平均峰值电场幅度的三倍。例如，靠近再辐射器676-1和676-3的平均峰值电场幅度可以为约180V/m，而靠近再辐射器676-2和676-4的平均峰值电场幅度可以为约30V/M。当开关608-1和608-2闭合时，如图6B所示，随着靠近再辐射器676-1并被其吸收的电磁能量被传递到再辐射器676-2并由其发射以及靠近再辐射器676-3并被其吸收的电磁能量被传递到再辐射器676-4并由其发射，腔中的电场被重新分布。例如，再辐射器676-1和676-3处的平均峰值电场幅度可以降低到约120V/m，而再辐射器676-2和676-4处的平均峰值电场幅度可以增加到约60V/m。

本文中包含的各个附图中示出的连接线旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。应当注意的是，本主题的实施例中可以存在许多替代性或另外的功能关系或物理连接。此外，某些术语在本文中还可以仅供参考使用并且因此不旨在是限制性的，并且术语“第一”、“第二”和其它此类关于结构的数值术语并不暗示序列或顺序，除非上下文明确指明。

如本文所使用的，“节点”意指给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或数量存在于的任何内部或外部参考点、连接点、结点、信号线、导电元件等等。此外，两个或更多个节点可以由一个物理元件实现(并且即使在公共节点处接收或输出，可以对两个或更多个信号进行多路复用、调制或以其它方式进行区分)。

前面的描述是指“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如本文所使用的，除非另有明确说明，否则“连接”意指一个元件直接地并且不一定是机械地接合到另一个元件(或与另一个元件直接连通)。同样，除非另外明确说明，否则“耦接”意味着一个元件直接地或间接地并且不一定是机械地接合到另一个元件(或与另一个元件直接或间接连通)。因此，尽管附图所示的示意图描绘了元件的一种示例性布置，但是在所描绘主题的实施例中可以存在另外的中间元件、装置、特征或组件。

在示例实施例中，一种热增加系统可以耦接到用于容纳负载的加热腔。所述热增加系统可以包括微波生成模块、第一再辐射器、第二再辐射器、第一传输路径和控制器。所述微波生成模块可以被配置成向所述加热腔供应射频(RF)能量，使得在所述加热腔中产生电场。所述第一再辐射器可以位于所述加热腔中的第一位置处。所述第二再辐射器可以位于所述加热腔中的第二位置处。所述第一传输路径可以包括耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第一开关。所述控制器可以被配置成控制所述第一开关。

在一些实施例中，当所述第一开关被所述控制器闭合同时所述RF能量被供应时，所述第一再辐射器可以在所述第一位置处吸收电磁能量，并通过所述第一传输路径将所述电磁能量传送到所述第二再辐射器，并且所述第二再辐射器可以在所述第二位置处发射所述电磁能量以重新分布所述电场。

在一些实施例中，当所述第一开关被所述控制器闭合时，所述第一再辐射器可以与所述第二再辐射器电隔离。

在一些实施例中，所述热增加系统可以进一步包括耦接在所述第一再辐射器与接地之间的第二开关以及耦接在所述第二再辐射器与接地之间的第三开关。所述控制器可以被配置成控制所述第二开关以选择性地将所述第一再辐射器短接到接地，并且控制所述第三开关以选择性地将所述第二再辐射器短接到接地。

在一些实施例中，所述热增加系统可以进一步包括移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与所述第一开关串联连接。

在一些实施例中，所述热增加系统可以进一步包括第二传输路径，所述第二传输路径包括与所述第一传输路径并联耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第四开关。

在一些实施例中，所述第一再辐射器可以包括选自偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线的无源天线。

在一些实施例中，所述第一再辐射器和所述第二再辐射器可以是电压型再辐射器，各自包括选自偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线的无源天线。

在一些实施例中，所述第一再辐射器是电流型再辐射器，所述电流型再辐射器包括选自环形天线和发夹天线的无源天线，并且所述第二再辐射器可以是电压型再辐射器，所述电压型再辐射器包括选自偶极子天线、单极子天线和贴片天线的无源天线。

在示例实施例中，热增加系统可以包括加热腔、微波生成模块、再辐射器阵列、第一开关、第二开关和控制器。所述微波生成模块可以被配置成向所述加热腔供应微波能量，从而在所述加热腔中产生电场。所述再辐射器阵列可以至少包括位于所述加热腔中的第一位置处的第一再辐射器和位于所述腔中的第二位置处的第二再辐射器。所述第一开关可以耦接在所述第一再辐射器与接地之间。所述第二开关可以耦接在所述第二再辐射器与接地之间。所述控制器可以被配置成控制所述第一开关和所述第二开关。

在一些实施例中，所述热增加系统可以进一步包括第一传输路径，所述第一传输路径包括第三开关，所述第三开关在闭合时将所述第一再辐射器电连接到所述第二再辐射器，其中控制器被配置成控制所述第三开关。

在一些实施例中，当所述第三开关被所述控制器闭合并且所述微波能量被供应时，所述第一再辐射器可以在所述第一位置处吸收第一电磁能量并且通过所述第一传输路径将所述第一电磁能量传送到所述第二再辐射器，而第二再辐射器可以在所述第二位置处发射所述第一电磁能量以重新分布所述电场。

在一些实施例中，所述热增加系统可以包括移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与所述第三开关串联耦接。

在一些实施例中，所述移相器可以包括可变移相器，并且其中所述控制器被配置成选择由所述可变移相器提供的相移量。

在一些实施例中，所述再辐射器阵列可以包括选自偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线的无源天线阵列。

在示例实施例中，一种操作热增加系统的方法可以包括以下步骤：由位于加热腔近侧的微波生成模块将微波能量辐射到加热腔中；以及由控制器选择性地将位于所述加热腔中的第一位置处的第一再辐射器连接到位于所述加热腔中的第二位置处的第二再辐射器，以使由所述第一再辐射器吸收的能量能够被传送到所述第二再辐射器，以便由所述第二再辐射器将能量辐射到所述加热腔中。

在一些实施例中，所述方法可以进一步包括由移相器对在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间传递的所述能量施加相移的步骤。

在一些实施例中，所述移相器可以是可变移相器，并且所述控制器可以控制由所述可变移相器施加的相移的幅度。

在一些实施例中，所述方法可以进一步包括由所述控制器选择性地连接所述第一再辐射器和接地以及由所述控制器选择性地连接所述第二再辐射器和接地的步骤。

在一些实施例中，所述第一再辐射器和所述第二再辐射器各自可以包括选自偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线的无源天线。

虽然前述具体实施方式中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应该理解的是，存在大量的变体。还应当理解的是，本文描述的一个或多个示例性实施例不旨在以任何方式限制所要求保护的主题的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个所描述的实施例的便捷路线图。应当理解的是，在不脱离由权利要求限定的范围的情况下，可以对元件的功能和布置作出各种改变，所述改变包括在提交本专利申请时的已知的等效物和可预见的等效物。

Claims (8)

1.一种耦接到用于容纳负载的加热腔的热增加系统，其特征在于，所述热增加系统包括：

微波生成模块，所述微波生成模块被配置成向所述加热腔供应射频能量，使得在所述加热腔中产生电场；

第一再辐射器，所述第一再辐射器位于所述加热腔中的第一位置处；

第二再辐射器，所述第二再辐射器位于所述加热腔中的第二位置处；

第一传输路径，所述第一传输路径包括耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第一开关；以及

控制器，所述控制器被配置成控制所述第一开关；

第二开关，所述第二开关耦接在所述第一再辐射器与接地之间；以及

第三开关，所述第三开关耦接在所述第二再辐射器与接地之间，其中所述控制器被配置成控制所述第二开关以选择性地将所述第一再辐射器短接到接地，并且控制所述第三开关以选择性地将所述第二再辐射器短接到接地。

2.根据权利要求1所述的热增加系统，其特征在于，当所述第一开关被所述控制器闭合同时所述射频能量被供应时，所述第一再辐射器在所述第一位置处吸收电磁能量，并通过所述第一传输路径将所述电磁能量传送到所述第二再辐射器，并且所述第二再辐射器在所述第二位置处发射所述电磁能量以重新分布所述电场。

3.根据权利要求2所述的热增加系统，其特征在于，当所述第一开关被所述控制器断开时，所述第一再辐射器与所述第二再辐射器电隔离。

4.根据权利要求1所述的热增加系统，其特征在于，另外包括：

移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与所述第一开关串联连接。

5.一种耦接到用于容纳负载的加热腔的热增加系统，其特征在于，所述热增加系统包括：

微波生成模块，所述微波生成模块被配置成向所述加热腔供应射频能量，使得在所述加热腔中产生电场；

第一再辐射器，所述第一再辐射器位于所述加热腔中的第一位置处；

第二再辐射器，所述第二再辐射器位于所述加热腔中的第二位置处；

第一传输路径，所述第一传输路径包括耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第一开关；以及

控制器，所述控制器被配置成控制所述第一开关；

移相器，所述移相器沿所述第一传输路径与所述第一开关串联连接；

第二传输路径，所述第二传输路径包括与所述第一传输路径并联耦接在所述第一再辐射器与所述第二再辐射器之间的第四开关。

6.根据权利要求1所述的热增加系统，其特征在于，所述第一再辐射器包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

7.根据权利要求1所述的热增加系统，其特征在于，所述第一再辐射器和所述第二再辐射器是电压型再辐射器，所述电压型再辐射器各自包括选自由以下组成的组的无源天线：偶极子天线、单极子天线、贴片天线、环形天线和发夹天线。

8.一种热增加系统，其特征在于，包括：

加热腔；

微波生成模块，所述微波生成模块被配置成向所述加热腔供应微波能量，从而在所述加热腔中产生电场；

再辐射器阵列，所述再辐射器阵列至少包括位于所述加热腔中的第一位置处的第一再辐射器和位于所述腔中的第二位置处的第二再辐射器；

第一开关，所述第一开关耦接在所述第一再辐射器与接地之间；

第二开关，所述第二开关耦接在所述第二再辐射器与接地之间；以及

控制器，所述控制器被配置成控制所述第一开关和所述第二开关。