CN114200982A - 用于加热系统的线缆布置 - Google Patents

Abstract

一种系统包含：RF信号源，其被配置成在第一频率下输出RF信号；以及第一控制器，其被配置成在第二频率下生成编码指令的第一数据信号。第一滤波器耦合到所述RF信号源。所述第一滤波器是低通滤波器，其具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率。所述第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端。第二滤波器耦合到所述第一控制器。所述第二滤波器是高通滤波器，其具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率。所述第二滤波器被配置成耦合到所述线缆的所述第一端。所述系统包含被配置成耦合到所述线缆的第二端的阻抗匹配网络。第一电极耦合到所述阻抗匹配网络。

Description

用于加热系统的线缆布置

技术领域

本文中所描述的主题的实施例大体上涉及一种用于操作加热器具的设备及方法，所述加热器具使用电磁能来加温或加热含于腔内的装料。

背景技术

电容性加热系统包含含于加热隔室内的平坦电极。在装料(例如食物装料)放置在电极之间之后，电磁能被供应到电极以提供装料的加温或烹饪。

加热器具可包含功率放大器模块(PAM)和智能调谐单元(STU)。PAM将用于进行加热的RF能量供应到STU。STU包含阻抗匹配电路，其被配置成将RF能量有效地递送到器具的加热腔。PAM还将控制信号供应到STU以进行STU的阻抗匹配电路系统的调谐。在常规系统中，RF能量和控制信号经由连接于PAM和STU之间的单独的电缆而传送。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种系统，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；

第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中所述第一数据信号用具有第二频率的载波信号调制且所述第二频率不与所述第一频率重叠；

第一滤波器，其耦合到所述RF信号源且被配置成抑制所述第一数据信号经由所述第一滤波器的传输并允许所述RF信号经由所述第一滤波器传输，所述第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端；

第二滤波器，其耦合到所述第一控制器且被配置成抑制所述RF信号经由所述第二滤波器的传输并允许所述第一数据信号经由所述第二滤波器传输，所述第二滤波器被配置成耦合到所述线缆的所述第一端；

阻抗匹配网络，其被配置成耦合到所述线缆的第二端；以及

第一电极，其在被配置成接收装料的腔中，其中所述第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出且被配置成作为接收所述RF信号的结果而将电磁能辐射到所述腔中。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述阻抗匹配网络之间的第三滤波器，其中所述第三滤波器被配置成抑制所述第一数据信号经由所述第三滤波器的传输并允许所述RF信号经由所述第三滤波器传输。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括第二控制器，所述第二控制器耦合到所述线缆的所述第二端且被配置成基于所述指令修改由所述阻抗匹配网络执行的阻抗变换。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述第二控制器之间的第四滤波器，其中所述第四滤波器被配置成抑制所述RF信号经由所述第四滤波器的传输并允许所述第一数据信号经由所述第四滤波器传输。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括检测器，所述检测器被配置成测量沿着所述阻抗匹配网络和所述第一电极之间的传输路径的反射功率的量值。

根据一个或多个实施例，所述第二控制器被配置成将所述反射功率的所述量值编码为第二数据信号，其中所述第二数据信号用具有所述第二频率的所述载波信号调制，且所述第四滤波器被配置成允许所述第二数据信号传输通过所述第四滤波器。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括：

直流(DC)电源，其被配置成输出DC信号；以及

第五滤波器，其中所述第五滤波器耦合在所述DC电源和所述线缆的所述第一端之间，且所述第五滤波器被配置成抑制所述第一数据信号和所述RF信号经由所述第五滤波器的传输并允许所述DC信号传输通过所述第五滤波器。

根据一个或多个实施例，所述阻抗匹配网络包含被配置成接收所述DC信号的DC功率输出端，且所述系统进一步包含连接于所述DC功率输出端和所述线缆的所述第二端之间的第六滤波器，其中所述第六滤波器被配置成抑制所述第一数据信号和所述RF信号经由所述第六滤波器的传输并允许所述DC信号传输通过所述第六滤波器。

根据一个或多个实施例，所述载波信号的所述第二频率在2吉兆赫(GHz)和3GHz之间，且所述第二滤波器是具有500MHz和1.5GHz之间的范围内的截止频率的高通滤波器。

根据一个或多个实施例，所述第一滤波器包含具有700赫兹(Hz)或更小的截止频率的低通滤波器。

根据一个或多个实施例，所述线缆是屏蔽式50欧姆线缆。

根据本发明的第二方面，提供一种系统，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；

第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中所述第一数据信号具有第二频率；

第一滤波器，其耦合到所述RF信号源，其中所述第一滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的低通滤波器，所述第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端；

第二滤波器，其耦合到所述第一控制器，其中所述第二滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的高通滤波器，所述第二滤波器被配置成耦合到所述线缆的所述第一端；

阻抗匹配网络，其包含输入，所述阻抗匹配网络的所述输入被配置成耦合到所述线缆的第二端；以及

第一电极，其在被配置成接收装料的腔中，其中所述第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述阻抗匹配网络之间的第三滤波器，其中所述第三滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的低通滤波器。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括第二控制器，所述第二控制器耦合到所述线缆的所述第二端且被配置成基于所述指令修改由所述阻抗匹配网络执行的阻抗变换。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述第二控制器之间的第四滤波器，其中所述第四滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的高通滤波器。

根据一个或多个实施例，该系统进一步包括被配置成输出DC信号的直流(DC)电源和第五滤波器，其中所述第五滤波器耦合在所述DC电源和所述线缆的所述第一端之间，且所述第五滤波器是具有小于所述第一频率的截止频率的低通滤波器。

根据一个或多个实施例，所述阻抗匹配网络包含被配置成接收所述DC信号的DC功率输出端，且其中所述系统进一步包含连接于所述DC功率输出端和所述线缆的所述第二端之间的第六滤波器，其中所述第六滤波器是具有小于所述第一频率的截止频率的低通滤波器。

根据一个或多个实施例，所述线缆是屏蔽式50欧姆线缆。

根据本发明的第三方面，提供一种方法，包括：

致使射频(RF)信号源将具有第一频率的RF信号输出到线缆的第一端；以及

致使第一控制器将编码指令的第一数据信号输出到所述线缆的所述第一端，其中所述第一数据信号具有第二频率，所述线缆的第二端连接到阻抗匹配网络的输入，且被配置成接收装料的腔中的第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出。

根据一个或多个实施例，该方法进一步包括：

在耦合到所述线缆的所述第二端的第二控制器处接收所述第一数据信号；以及

基于所述指令修改由所述阻抗匹配网络执行的阻抗变换。

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，图式中类似的参考数字在各图中指代相似元件。

图1是根据示例实施例具有射频(RF)加热系统的加热器具的透视图。

图2A是根据示例实施例具有RF加热系统的加热设备的简化框图。

图2B是根据另一示例实施例具有RF加热系统和热加热系统的平衡加热设备的简化框图。

图3是描绘连接于系统的组件之间的多个导体或线缆的RF加热系统的简化图示。

图4是RF加热系统的实施例的简化框图，其中如图3中所描绘的系统的PAM和STU之间的多个线缆连接被单个线缆解决方案代替。

图5是RF加热系统的简化框图，其中在系统的PAM和STU之间建立单个线缆连接，其中所述系统包含滤波器组件以实现经由单个线缆连接传输的信号的调制和解调。

图6是描绘根据示例实施例使用离散组件实施图5的各种滤波器的电路的示意图。

图7是描绘根据示例实施例使用传输线片段实施图5的各种滤波器的电路的示意图。

图8是根据示例实施例包含连接于系统的PAM和STU之间的滤波器组件的RF加热系统的简化框图。

具体实施方式

以下详细描述在本质上仅仅是说明性的，并且不希望限制主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文中所使用，词语“示例性”和“示例”意味着“充当例子、例项或说明”。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，并不意图受到前述技术领域、背景技术或下面的具体实施方式中存在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被配置成使用射频(RF)能量就加热或烹饪装料例如食物装料或另一类型的装料)的器具或加热系统。在一实施例中，如本文所描述，所述器具可用以加热冷冻装料以进行解冻操作。示例加热器具、设备和/或系统可包含一个或多个加热系统，所述一个或多个加热系统可同时操作以便加热加热腔内的装料。

加热器具或系统可被实施为解冻系统，其使用相对低频率RF能量来使冷冻装料完全或部分解冻。所述器具包含装料可放置到其中的加热腔。一旦起始加热过程，所述器具就经由安置于加热腔内的一个或多个电极将RF能量施加到装料。RF能量可以是被配置成加温或加热装料的相对高量值且低频率RF能量。在一实施例中，使用固态低频率(1MHz-300MHz)RF能量源生成RF能量，如本文所描述。

在一实施例中，所述器具可包含仅RF加热系统，而无其它加热系统。此RF加热系统包含固态RF信号源、可变阻抗匹配网络和两个电极，其中所述两个电极通过加热腔分隔。更具体地说，RF加热系统可被实施为“电容性”加热系统，其中两个电极充当电容器的电极(或板)，且电容器电介质基本上包含腔的在两个电极和含于其中的任何装料之间的部分。

在其它实施例中，所述器具可任选地包含多个加热系统，所述多个加热系统包含RF加热系统和“热”加热系统。热加热系统可包含加热腔内的空气的任何一个或多个系统，例如一个或多个电阻加热元件。

包含在加热器具中的RF加热系统连同任选的热加热系统的实施例在若干方面不同于常规微波炉系统。举例来说，RF加热系统的实施例包含固态RF信号源，而不是用于常规微波炉系统中的磁控管。固态RF信号源的利用可以优于磁控管，因为固态RF信号源可明显更轻且更小，并且随时间推移不大可能展现性能降级(例如，功率输出损耗)。

此外，RF加热系统的实施例可在显著低于通常在常规微波炉系统中使用的2.45吉兆赫(GHz)频率的频率下在加热腔中生成电磁能。在一些实施例中，举例来说，加热系统在极高频率(VHF)范围(例如，30兆赫兹(MHz)到300MHz)内的频率下在加热腔中生成电磁能。各种实施例中利用的显著较低频率可能实现到装料中的更深能量穿透，且因此潜在地更快地加温或加热装料。更进一步，RF加热系统的实施例可包含单端或双端可变阻抗匹配网络，其基于来自器具的加热腔的反射RF功率的量值而动态控制。此动态控制使系统能够在整个加热过程中提供RF信号生成器和系统加热腔(加上装料)之间的良好匹配，这可增加系统效率并缩短加热时间(例如，缩短解冻或烹饪食物装料所需的时间)。

在各种实施方案中，并入到加热器具中的阻抗匹配网络可具有相对大量的潜在阻抗状态。也就是说，阻抗匹配网络可展现到阻抗匹配网络的输入和网络的输出之间的大量不同阻抗变换。可例如通过向阻抗匹配网络供应不同控制输入(例如，由系统控制器供应)来选择不同阻抗状态，所述不同控制输入被选择为配置阻抗匹配网络的一个或多个内部组件的状态。在如此配置那些内部组件的状态的情况下，可控制由阻抗匹配网络执行的阻抗变换。

在器具中，由阻抗匹配网络执行的阻抗变换可被配置成提供到加热腔内正加热的装料中的最佳RF功率递送。这通常涉及选择用于阻抗匹配网络的配置，其使来自加热系统的加热腔的反射能量的量最小化或减小。通过减小来自加热腔的反射能量的量，此方法可使正递送到定位于加热腔内的装料中的RF能量的量最大化或增加。通过提供到装料中的此优化RF功率递送，装料可更高效地且更快速地加热。

一些可变阻抗匹配网络实施例可配置为大量状态，每一状态展现不同阻抗值或提供到可变阻抗匹配网络的输入和输出之间的阻抗变换的不同量值。举例来说，一些网络可具有数千个(例如，2,048或某一其它数目)的可能阻抗匹配状态，每一阻抗匹配状态展现网络的输入和输出之间的阻抗变换的不同量值。

在另外其它实施例中，RF信号源和器具的加热腔之间的阻抗匹配可通过器具改变正由器具的RF加热系统生成的RF信号的频率来实现。在各种实施例中，器具可使用频率调整与可变阻抗匹配网络组合来实现器具的RF加热系统和器具的加热腔之间的优化阻抗匹配。

一般来说，术语“加热”意味着使装料(例如，食物装料或其它类型的装料)的温度升高。如本文中所使用，术语“加热”更广义地表示借以经由提供空气粒子的热辐射和/或施加到装料的RF电磁能来增加装料的热能或温度的过程。术语“解冻”表示使冷冻装料(例如食物装料或其它类型的装料)的温度升高到装料不再冷冻的温度(例如，处于或接近于0摄氏度的温度)。如本文中所使用，术语“解冻”更广义地表示借以经由将射频(RF)功率提供到装料来增加装料的热能或温度的过程。相应地，在各种实施例中，可在任何初始温度下对装料执行“加热操作”，包含冷冻的装料，且可在高于初始温度的任何最终温度下停止加热操作，其中对于冷冻装料所述最终温度可对应于处于或接近于0摄氏度的装料调温状态(例如约-1或-2摄氏度的温度)，或所述温度可高于0摄氏度。如此，本文中所描述的“加热操作”和“加热系统”(其或者可称作“解冻操作”和“解冻系统”)或者可被称为“热增加操作”和“热增加系统”。术语“烹饪”指代加热食物装料的过程。

图1是根据示例实施例的加热系统100(例如，解冻系统或器具)的透视图。加热系统100包含加热腔110(例如，腔260、1260，图2A、2B)、控制面板120、RF加热系统150(例如，RF加热系统210、1210，图2A、2B)和任选的热加热系统160(例如，热加热系统250、1250，图2A、2B)，其全部固定在系统壳体102内。加热腔110由顶腔壁、底腔壁、侧腔壁和后腔壁111、112、113、114、115的内表面限定。任选的门116可定位于加热腔110上方且由闩锁机构保持以完全围封加热腔110。

在一些实施例中，一个或多个保持结构130可在加热腔110内接达。当食物装料或食物装料容器定位在加热腔110内时，保持结构130可被配置成与支架或与形成于食物装料容器的外表面中的配对结构啮合以将食物装料容器保持在加热腔110内相对于加热腔110处于特定位置(例如，距电极170和172中的一个或多个特定距离)和定向。在此类实施例中，容器可包含对于由加热系统100传输到加热腔110中的RF能量大体可渗透(即，透明)的材料，使得容器不会吸收RF能量，且其实际上传输到含于容器内的食物装料中。在各种实施例中，此容器可包含任何合适的材料(例如，微波安全材料)，例如聚丙烯、聚甲基戊烯、聚砜、聚四氟乙烯(PTFE)或其组合。然而，在加热系统100的各种其它实施例中，装料可直接放置到加热腔110中，且可不放置在支架上或者含于容器或将含纳装料的其它结构中。换句话说，可利用加热系统100在有或无容器的情况下加热装料。

加热系统100包含RF加热系统150(例如，RF加热系统210、1210，图2A、2B)。如图1中所示，加热系统100可任选地包含热加热系统160，其加热加热腔110中的空气且可包含电阻加热元件、对流风机、对流风扇加上电阻加热元件、气体加热系统或其它加热元件中的任一个。

如下文将更详细地描述，RF加热系统150包含一个或多个射频(RF)信号源(例如，RF信号源220、1220，图2A、2B)、电力供应器(例如，电力供应器226、1226，图2A、2B)、第一电极170(例如，电极240、1240，图2A、2B)、第二电极172(例如，电极242、1242，图2A、2B)、阻抗匹配电路系统(例如，网络270、1234、1270，图2A、2B)、功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统230、1230，图2A、2B)，以及RF加热系统控制器(例如，系统控制器212、1212，图2A、2B)。

第一电极170布置成接近腔壁(例如，顶壁111)，且第二电极172布置成接近相对的第二腔壁(例如，底壁112)。可替换的是，如上文所指出，第二电极172可被可移除支架结构或此支架结构内的电极代替。无论哪种方式，第一和第二电极170、172都与其余腔壁(例如，壁113-115和门116)电隔离，且其余腔壁可接地。在任一配置中，系统可以简单化的方式建模成电容器，其中第一电极170充当一个导电板(或电极)，第二电极172充当第二导电板(或电极)，且电极170、172(包含含于其中的任何装料)之间的空气腔充当第一和第二导电板之间的电介质。

在各种实施例中，RF加热系统150可以是“非平衡式”RF加热系统或“平衡式”RF加热系统。如稍后将结合图2A更详细地描述，当被配置成“非平衡式”RF加热系统时，系统150包含单端放大器布置(例如，放大器布置220，图2A)，以及耦合在放大器布置的输出和第一电极170之间的单端阻抗匹配网络(例如，包含网络234、270，图2A)，且第二电极172接地。但或者第一电极170可接地，且第二电极172可耦合到放大器布置。相比而言，当被配置成“平衡式”RF加热系统时，如稍后将结合图2B更详细地描述，系统150包含单端或双端放大器布置，以及耦合在放大器布置的输出与第一和第二电极170、172之间的双端阻抗匹配网络。在平衡或非平衡实施例中，阻抗匹配网络包含可变阻抗匹配网络，可在加热操作期间调整所述可变阻抗匹配网络来改进放大器布置和腔(加上装料)之间的匹配。此外，测量与控制系统可检测与加热操作相关的某些条件(例如，空系统腔、较差阻抗匹配和/或加热操作的完成)。

在一实施例中，热加热系统160包含热系统控制器(例如，热系统控制器252、1252，图2A、2B)、电力供应器、加热元件或组件，以及恒温器。加热元件可以是(例如)电阻加热元件，其被配置成在来自电力供应器的电流通过加热元件时加热环绕加热元件的空气。在此类实施例中，电阻加热元件可定位成当容器定位在加热系统160的加热腔内时与食物装料容器物理接触。

再次参看图1，且根据实施例，在加热系统100的操作期间，用户(未示出)可首先将一个或多个装料或装料容器放置到加热腔110中。如先前所描述，此装料容器可与加热腔110内的一个或多个保持结构130啮合以将容器保持在加热腔110内相对于加热腔110及其组件处于特定位置和定向。

为了起始加热过程，用户可指定用户想要系统100实施的一种类型的加热模式。用户可经由控制面板120(例如，通过按压按钮或进行烹饪模式菜单选择)来指定加热模式。

为了开始加热或解冻操作，用户可经由控制面板120提供“开始”输入(例如，用户可按压“开始”按钮)。作为响应，主机系统控制器(例如，主机/热系统控制器252、1252，图2A、2B)取决于正实施哪种烹饪模式在整个烹饪过程中将适当控制信号发送到热加热系统160和/或RF加热系统150。

当执行仅RF加热或组合的热加热和RF加热时，系统选择性地激活和控制RF加热系统150，使得在整个加热过程中可由装料吸收最大RF功率传递。在加热操作期间，装料的阻抗随着装料的热能增加而改变(且因此腔110加上装料的总输入阻抗也发生改变)。阻抗变化更改了装料对RF能量的吸收，且因此更改了反射功率的量值。根据实施例，功率检测电路系统(例如，功率检测电路系统230、1230，图2A、2B)连续地或周期性地测量沿着RF信号源和系统电极170和/或172之间的传输路径的反射功率。功率检测电路系统将其测量值传送到RF加热系统控制器。基于这些测量值，RF加热系统控制器(例如，RF加热系统控制器212、1212，图2A、2B)可致使控制器(例如，控制器282、1282，图2A、2B)在加热操作期间更改可变阻抗匹配网络(例如，网络270、1234、1270，图2A、2B)的状态以增加RF功率被装料的吸收。此外，在一些实施例中，RF系统控制器可基于来自功率检测电路系统的反馈检测加热操作的完成(例如，当装料温度已达到目标温度时)。

图1的加热系统100体现为台面型器具。基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解，加热系统的实施例也可并入到具有其它配置的系统或器具中。相应地，独立器具中的加热系统的上文所描述的实施方案并不意图将实施例的使用仅限于那些类型的系统。实际上，加热系统的各种实施例可并入到壁腔安装器具和包含并入在共同壳体中的多种类型的器具的系统中。举例来说，图1的加热系统的各种组件可并入到冰箱或冷冻柜中(例如，其中加热腔被实施为抽屉)，或并入到另一类型的系统中。

此外，尽管加热系统100被示出其组件相对于彼此处于特定相对定向，但应理解，各种组件也可以不同方式定向。另外，各种组件的物理配置可不同。举例来说，控制面板120可具有更多、更少或不同的用户界面元件，和/或用户界面元件可以不同方式布置。此外，尽管电极170、172示出为处于顶腔壁和底腔壁111、112处，但电极170、172也可位于相对侧壁处。此外，尽管图1中示出大体上立方体加热腔110，但应理解，在其它实施例中加热腔可具有不同形状(例如，圆柱形等等)。此外，加热系统100可包含图1中未明确描绘的额外组件(例如，腔内的固定或旋转板、电线等等)。

图2A是根据示例实施例的非平衡式加热系统200(例如，图1的加热系统100)的简化框图。在一实施例中，加热系统200包含主机/热系统控制器252、RF加热系统210、热加热系统250、用户界面292和限定腔260的包容结构266。应理解，图2A是出于解释和易于描述的目的的加热系统200的简化表示，且其实际实施例可包含其它装置和组件以提供额外功能和特征，和/或加热系统200可以是更大的电气系统的一部分。

包容结构266可包含底壁、顶壁和侧壁，其内表面限定腔260(例如，腔110，图1)。根据实施例，腔260可密封(例如，用门)以含有在加热操作期间引入到腔260中的热量和电磁能。

用户界面292可对应于控制面板(例如，控制面板120，图1)，举例来说，其使用户能够将关于加热操作的参数的输入提供到系统。此外，用户界面可被配置成提供指示加热操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数定时器、指示加热操作的进程或完成的可见标志、和/或指示加热操作的完成的可听音调)和其它信息。

热加热系统250包含主机/热系统控制器252、一个或多个热加热组件254，以及(在一些实施例中)恒温器256。在一些实施例中，主机/热系统控制器252和用户界面292的部分可一起包含在主机模块290中。

主机/热系统控制器252被配置成接收指示经由用户界面292接收的用户输入的信号，且将信号提供到用户界面292，使用户界面292能够产生指示系统操作的各个方面的用户可感知输出(例如，经由显示器、扬声器等等)。此外，主机/热系统控制器252将控制信号发送到热加热系统250的其它组件(例如，发送到热加热组件254)以根据所要系统操作选择性地激活、解除激活和以其它方式控制那些其它组件。主机/热系统控制器252还可从热加热系统组件254、恒温器256和传感器294(如果包含)接收指示那些组件的操作参数的信号，且主机/热系统控制器252可相应地修改系统200的操作，如稍后将描述。更进一步，主机/热系统控制器252从RF加热系统控制器212接收关于RF加热系统210的操作的信号。响应于所接收信号以及来自用户界面292和来自RF加热系统控制器212的测量值，主机/热系统控制器252可将额外控制信号提供到RF加热系统控制器212，所述额外控制信号影响RF加热系统210的操作。

所述一个或多个热加热组件254可包含被配置成加热腔260内的空气的组件。恒温器256被配置成感测腔260内的空气温度，且控制所述一个或多个热加热组件254的操作以将腔内的空气温度维持成处于或接近于温度设定点。

在一实施例中，RF加热系统210包含RF加热系统控制器212、RF信号源220、供电和偏置电路系统226、第一阻抗匹配电路234(本文中“第一匹配电路”)、可变阻抗匹配网络270、第一和第二电极240、242，以及功率检测电路系统230。根据实施例，RF加热系统控制器212耦合到主机/热系统控制器252、RF信号源220、可变阻抗匹配网络270、功率检测电路系统230和传感器294(如果包含)。RF加热系统控制器212被配置成从主机/热系统控制器252接收指示各种操作参数的控制信号，且从功率检测电路系统230接收指示RF信号反射功率(和可能RF信号前向功率)的信号。响应于所接收信号和测量值，RF加热系统控制器212将控制信号提供到电力供应器和偏置电路系统226，且提供到RF信号源220的RF信号生成器222。此外，RF加热系统控制器212将控制信号提供到控制器282，所述控制器被配置成致使可变阻抗匹配网络270改变其状态或配置。更具体地说，控制器282提供控制信号，所述控制信号改变可变阻抗匹配网络270内的可变无源组件(例如，可变电感和/或电容)的值来改变它们的值。举例来说，控制器282可控制可变阻抗匹配网络270内的各种机械或电开关/中继器以将无源组件切换进出可变阻抗匹配网络270，这影响由可变阻抗匹配网络270提供的总体阻抗变换。

在实施例中，可变阻抗匹配网络270可包含需要DC电力供应器来操作的组件(例如，中继器等，如上文所提及)。相应地，系统200包含DC电源284，其被配置成经由导体285将DC电力供应信号供应到可变匹配电路270。

腔260提供具有第一和第二平行板电极240、242的电容性加热布置，所述平行板电极通过空气腔260分隔，在所述空气腔内可放置含有待加热或解冻的装料264的任选容器265。举例来说，第一电极240可定位于腔260上方，且第二电极242可定位于腔260下方。在其它实施例中，可排除相异的第二电极242，且第二电极的功能性可由包容结构266的一部分提供(即，在此类实施例中，包容结构266可被视为第二电极)。根据实施例，包容结构266和/或第二电极242可连接到接地参考电压(即，包容结构266和第二电极242接地)。第一和第二电极240、242定位在包容结构266内以在电极240、242之间限定距离246，其中在一实施例中，距离246使腔260成为子谐振腔。

大体来说，被设计用于较低操作频率(例如，10MHz和1GHz之间的频率)的RF加热系统210可被设计成具有为一个波长的较小分数的距离246。例如，当系统210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246选择为约0.5米时，距离246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210且距离246选择为约0.5米时，距离246是RF信号的一个波长的约二分之一。

在操作频率和电极240、242之间的距离246被选择以限定子谐振内腔260的情况下，第一和第二电极240、242电容耦合。更具体地说，第一电极240可类似于电容器的第一板，第二电极242可类似于电容器的第二板，且装料264、屏障262(如果包含)和腔260内的空气可类似于电容器电介质。因此，第一电极240可替代地在本文中被称为“阳极”，且第二电极242可替代地在本文中被称为“阴极”。

基本上，跨第一电极240和第二电极242的电压有助于加热腔260内的装料264。根据各种实施例，RF加热系统210被配置成生成RF信号以产生电极240、242之间的电压，所述电压的峰值在一个实施例中在约20伏到约3,000伏的范围内，或在另一实施例中在约3,000伏到约10,000伏的范围内，但系统210也可被配置成产生电极240、242之间的更低或更高的电压。

在一实施例中，第一电极240经由第一匹配电路234、可变阻抗匹配网络270和导电传输路径电耦合到RF信号源220。第一匹配电路234被配置成执行从RF信号源220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，导电传输路径包含串联连接且统称为传输路径228的多个导体228-1、228-2和228-3。根据实施例，导电传输路径228是“非平衡式”路径，其被配置成携载非平衡RF信号(即，以接地为参考的单个RF信号)。在一些实施例中，一个或多个连接器(未图示，但各自具有公和母连接器部分)可以沿着传输路径228电耦合，且传输路径228的在连接器之间的部分可以包括同轴线缆或其它合适的连接器。

可变阻抗匹配电路270被配置成执行从上文提及的中间阻抗到如装料264修改的腔260的输入阻抗(例如，约数百或数千欧姆，比如约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270包含无源组件(例如，电感器、电容器、电阻器)的网络。

根据实施例，RF信号源220包含RF信号生成器222和功率放大器(例如，包含一个或多个功率放大级224、225)。响应于由RF加热系统控制器212经由连接214提供的控制信号，RF信号生成器222被配置成产生具有ISM(工业、科学和医疗)频带中的频率的振荡电信号，但系统也可被修改以支持其它频带中的操作。在各种实施例中，RF信号生成器222可被控制以产生不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号生成器222可产生在VHF(极高频率)范围内(即，约30MHz和约300MHz之间的范围内)和/或在约1MHz到约100MHz和/或约100MHz到约3.0吉兆赫(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915MHz(+/-5％)。在一个特定实施例中，例如，RF信号生成器222可产生在约40.66MHz到约40.70MHz的范围内且在约10分贝毫瓦(dBm)到约15dBm的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2A的实施例中，功率放大器包含驱动器放大级224和最终放大级225。功率放大器被配置成从RF信号生成器222接收振荡信号，且放大所述信号以在功率放大器的输出处产生显著更高功率的信号。举例来说，输出信号可具有在约100瓦(W)到约400W(或更高)的范围内的功率电平。可使用由电力供应器和偏置电路系统226提供到每一放大级224、225的栅极偏置电压和/或漏极偏置电压来控制由功率放大器施加的增益。更具体地说，供电和偏置电路系统226根据从RF加热系统控制器212接收的控制信号将偏置和供应电压提供到每一RF放大级224、225。

在图2A中，功率放大器布置描绘为包含以特定方式耦合到其它电路组件的两个放大级224、225。在其它实施例中，功率放大器布置可包含其它放大器拓扑和/或放大器布置可包含仅一个放大级或多于两个放大级。举例来说，功率放大器布置可包含单端放大器、杜赫放大器、开关模式功率放大器(SMPA)或另一类型的放大器的各种实施例。

腔260和定位于腔260中的任何装料264(例如，食物、液体等等)与容器265组合对由第一电极240辐射到腔260中的电磁能(或RF功率)产生累积负载。更具体地说，腔260和容器265及装料264对系统产生阻抗，在本文中被称作“腔加装料阻抗”。腔加装料阻抗在加热操作期间随着装料264的温度增加且装料264烹饪而改变。腔加装料阻抗直接影响沿着RF信号源220和电极240之间的导电传输路径228的反射信号功率的量值。在大多数状况下，需要最大化传递到腔260中的信号功率的量值，和/或最小化沿着导电传输路径228的反射-前向信号功率比。

在实施例中，为了使RF信号生成器220的输出阻抗与腔加装料阻抗至少部分地匹配，第一匹配电路234沿着传输路径228电耦合。第一匹配电路234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234包含固定组件(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234可包含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234可以包含选自电感/电容(LC)网络、串联电感网络、分路电感网络或者带通、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234被配置成将阻抗升高到RF信号生成器220的输出阻抗与腔加装料阻抗之间的中间水平。

根据实施例，功率检测电路系统230沿着RF信号源220的输出和电极240之间的传输路径228耦合。在特定实施例中，功率检测电路系统230形成RF子系统210的一部分，且耦合到第一匹配电路234的输出和到可变阻抗匹配网络270的输入之间的导体228-2。在替代实施例中，功率检测电路系统230可耦合到传输路径228的在RF信号源220的输出和到第一匹配电路234的输入之间的部分228-1，或耦合到传输路径228的在可变阻抗匹配网络270的输出和第一电极240之间的部分228-3。

无论耦合于何处，功率检测电路系统230都被配置成监视、测量或以其它方式检测沿着RF信号源220和电极240之间的传输路径228行进的反射信号(即，在从电极240朝向RF信号源220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230还被配置成检测沿着RF信号源220和电极240之间的传输路径228行进的前向信号(即，在从RF信号源220朝向电极240的方向上行进的前向RF信号)的功率。经由连接232，功率检测电路系统230经由控制器282将传达反射信号功率(在一些实施例中，以及前向信号功率)的量值的信号供应到RF加热系统控制器212。在其中传达前向和反射信号功率量值两者的实施例中，RF加热系统控制器212可计算反射-前向信号功率比或S11参数或电压驻波比率(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-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200未与腔加装料阻抗充分匹配，且腔260内的装料264的能量吸收可能是次优的。在此情形下，RF加热系统控制器212编排更改可变匹配网络270的状态的过程以驱动反射信号功率或S11参数或VSWR值朝向或低于所要电平(例如，低于反射信号功率阈值和/或反射-前向信号功率比阈值和/或S11参数阈值和/或VSWR阈值)，因此重建可接受的匹配并促进装料264的更优能量吸收。

可变匹配电路270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S11参数和/或VSWR的量值和增加由装料264吸收的功率。

如上文所论述，可变阻抗匹配网络270用于使腔260加上装料264的腔加装料阻抗与容器265匹配以尽可能地使传递到装料264中的RF功率最大化。腔260、装料264和容器265的初始阻抗可能无法在加热操作开始时准确得知。此外，装料264的阻抗在加热操作期间随装料264升温而改变。根据实施例，RF加热系统控制器212可将控制信号提供到可变阻抗匹配网络270，从而致使对可变阻抗匹配网络270的状态的修改。这使RF加热系统控制器212能够在加热操作开始时建立可变阻抗匹配网络270的初始状态，所述初始状态具有相对低的反射-前向功率比，且因此具有相对高的装料264的RF功率的吸收率。此外，这使RF加热系统控制器212能够修改可变阻抗匹配网络270的状态，从而使得可遍及加热操作维持充分的匹配，即使装料264的阻抗发生改变。

加热系统200的一些实施例可包含温度传感器、IR传感器和/或重量传感器294。温度传感器和/或IR传感器可定位于使得能够在加热操作期间感测到装料264的温度的位置中。举例来说，当提供到主机/热系统控制器252和/或RF加热系统控制器212时，温度信息使主机/热系统控制器252和/或RF加热系统控制器212能够更改由热加热组件254产生的热能和/或由RF信号源220供应的RF信号的功率(例如，通过控制由电力供应器和偏置电路系统226提供的偏置电压和/或供应电压)，和/或确定何时应终止加热操作。此外，RF加热系统控制器212可使用温度信息来调整可变阻抗匹配网络270的状态。重量传感器可定位在装料264或装料264的容器265下方，且被配置成将装料264的重量和/或质量的估计值提供到主机/热系统控制器252和/或RF加热系统控制器212。主机/热系统控制器252和/或RF加热系统控制器212可使用此信息来(例如)确定加热操作的近似持续时间。此外，RF加热系统控制器212可使用此信息来确定由RF信号源220供应的RF信号的所要功率电平，和/或确定针对可变阻抗匹配网络270的初始设置。

与图2A相关联的描述内容详细地论述“非平衡式”加热设备，其中RF信号施加到一个电极(例如，电极240，图2A)，且另一电极(例如，电极242或包容结构266，图2A)接地。如上文所提及，加热设备的替代实施例包括“平衡式”加热设备。在此设备中，平衡RF信号提供到两个电极(例如，由推挽式放大器)。具体地说，在平衡式设备中，可变匹配子系统270容纳一种设备，其被配置成在设备的输入处经由传输路径的非平衡部分从RF信号源220接收非平衡RF信号，将非平衡RF信号转换为两个平衡RF信号(例如，具有120和340度之间(例如约180度)的相位差的两个RF信号)，且在设备的两个输出处产生两个平衡RF信号。举例来说，在实施例中，转换设备可以是平衡-不平衡变压器(balun)。平衡RF信号可接着经由单独的导体传达到电极240、242。

在替代平衡实施例中，替代RF信号生成器220可在单独的输出导体上产生平衡RF信号，所述单独的输出导体可经由适当匹配电路直接耦合到电极240、242。在此类实施例中，平衡-不平衡变压器可从系统200排除。

例如，图2B是根据示例实施例的平衡式加热系统1200(例如，加热系统100，图1)的简化框图。在一实施例中，加热系统1200包含主机/热系统控制器1252、RF加热系统1210、热加热系统1250、用户界面1292和限定腔1260的包容结构1266。应理解，图2B是出于解释和易于描述的目的的加热系统1200的简化表示，且其实际实施例可包含其它装置和组件以提供额外功能和特征，和/或加热系统1200可以是更大的电气系统的一部分。

包容结构1266可包含底壁、顶壁和侧壁，其内表面限定腔1260(例如，腔110，图1)。根据实施例，腔1260可密封(例如，用门116，图1)以含有在加热操作期间引入到腔1260中的热量和电磁能。系统1200可包含确保密封在加热操作期间完好无损的一个或多个互锁机构。如果互锁机构中的一个或多个指示密封被破坏，那么主机/热系统控制器1252可停止加热操作。

举例来说，用户界面1292可对应于控制面板(例如，控制面板120，图1)，其使用户能够将关于加热操作的参数(例如，烹饪模式、待加热装料的特性等等)、开始和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开锁)等的输入提供到系统。此外，用户界面可被配置成提供指示加热操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数定时器、指示加热操作的进程或完成的可见标志、和/或指示加热操作的完成的可听音调)和其它信息。

主机/热系统控制器1252可执行与总体系统1200相关联的功能(例如，“主机控制功能”)，以及更具体地说与热加热系统1250相关联的功能(例如，“热系统控制功能”)。因为在一实施例中主机控制功能和热系统控制功能可由一个硬件控制器执行，所以主机/热系统控制器1252示出为双功能控制器。在替代实施例中，主机控制器和热系统控制器可以是以通信方式耦合的相异控制器。

热加热系统1250包含主机/热系统控制器1252、一个或多个任选的热加热组件1254和任选的恒温器1256。主机/热系统控制器1252可包含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、各种寄存器等等)、一个或多个通信总线和其它组件。根据实施例，主机/热系统控制器1252耦合到用户界面1292、RF加热系统控制器1212、热加热组件1254、恒温器1256和传感器1294(如果包含)。在一些实施例中，主机/热系统控制器1252和用户界面1292的部分可一起包含在主机模块1290中。

主机/热系统控制器1252被配置成接收指示经由用户界面1292接收的用户输入的信号，且将信号提供到用户界面1292，使用户界面1292能够产生指示系统操作的各个方面的用户可感知输出(例如，经由显示器、扬声器等等)。此外，主机/热系统控制器1252将控制信号发送到热加热系统1250的其它组件(例如，发送到热加热组件1254)以根据所要系统操作选择性地激活、解除激活和以其它方式控制那些其它组件。主机/热系统控制器1252还可从热加热系统组件1254、恒温器1256和传感器1294(如果包含)接收指示那些组件的操作参数的信号，且主机/热系统控制器1252可相应地修改系统1200的操作，如稍后将描述。更进一步，主机/热系统控制器1252从RF加热系统控制器1212接收关于RF加热系统1210的操作的信号。响应于所接收信号以及来自用户界面1292和来自RF加热系统控制器1212的测量值，主机/热系统控制器1252可将额外控制信号提供到RF加热系统控制器1212，所述额外控制信号影响RF加热系统1210的操作。

所述一个或多个热加热组件1254可包含(例如)对流系统内的一个或多个加热元件、一个或多个煤气灶，和/或被配置成加热腔1260内的空气的其它组件。恒温器1256被配置成感测腔1260内的空气温度，且控制所述一个或多个热加热组件1254的操作以将腔内的空气温度维持处于或接近于温度设定点(例如，由用户经由用户界面1292建立的温度设定点)。此温度控制过程可由恒温器1256在与热加热组件1254的闭合环路系统中执行，或恒温器1256可与也参与所述一个或多个热加热组件1254的控制操作的主机/热系统控制器1252通信。在一些实施例中，当系统1200包含对流加热系统时可包含风扇，且所述风扇可选择性地激活和解除激活以使空气在腔内循环。

在一实施例中，RF子系统1210包含RF加热系统控制器1212、RF信号源1220、第一阻抗匹配电路1234(本文中“第一匹配电路”)、供电和偏置电路系统1226以及功率检测电路系统1230。RF加热系统控制器1212可包含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、各种寄存器等等)、一个或多个通信总线和其它组件。根据实施例，RF加热系统控制器1212耦合到主机/热系统控制器1252、RF信号源1220、可变阻抗匹配网络1270、功率检测电路系统1230和传感器1294(如果包含)。RF加热系统控制器1212被配置成从主机/热系统控制器1252接收指示各种操作参数的控制信号，且从功率检测电路系统1230接收指示RF信号反射功率(和可能RF信号前向功率)的信号。检测器230将其测量值传送到控制器1282，所述控制器继而将测量值传输到RF加热系统控制器1212。响应于所接收信号和测量值，RF加热系统控制器1212将控制信号提供到电力供应器和偏置电路系统1226且提供到RF信号源1220的RF信号生成器1222。此外，RF加热系统控制器1212将控制信号提供到控制器1282，所述控制器被配置成致使可变阻抗匹配网络1270改变其状态或配置。控制器1282提供控制信号，所述控制信号改变可变阻抗匹配网络1270内的可变无源组件(例如，可变电感和/或电容)的值以改变它们的值。举例来说，控制器1282可控制可变阻抗匹配网络1270内的各种机械或电开关/中继器以将无源组件切换进出可变阻抗匹配网络1270，这影响由可变阻抗匹配网络1270提供的总体阻抗变换。

在实施例中，可变阻抗匹配网络1270可包含需要DC电力供应器来操作的组件(例如，中继器等)。相应地，系统1200包含被配置成经由导体1285将DC电力供应信号供应到可变匹配电路1270的DC源1284。

腔1260包含电容性加热布置，所述电容性加热布置具有通过空气腔1260分隔开的第一和第二平行板电极1240、1242，在所述空气腔内可放置待加热的装料1264。举例来说，第一电极1240可定位于空气腔1260上方，且第二电极1242可定位在空气腔1260下方。在一些实施例中，第二电极1242可以支架的形式实施或含于插入在腔1260中的支架内，如先前描述。为了避免装料1264和第二电极1242(或腔1260的接地底部表面)之间的直接接触，不导电屏障1262可定位于第二电极1242上方。

再次，腔1260包含具有第一和第二平行板电极1240、1242的电容性加热布置，所述平行板电极通过空气腔1260分隔，在所述空气腔内可放置待加热装料1264。第一和第二电极1240、1242定位在包容结构1266内以限定电极1240、1242之间的距离1246，其中在一实施例中，距离1246使腔1260成为子谐振腔。

大体来说，被设计用于较低操作频率(例如，10MHz和100MHz之间的频率)的RF加热系统1210可被设计成具有为一个波长的较小分数的距离1246。举例来说，当系统1210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1246选择为约0.5米时，距离1246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1210且距离1246选择为约0.5米时，距离1246是RF信号的一个波长的约二分之一。

在操作频率和电极1240、1242之间的距离1246被选择以限定子谐振内腔1260的情况下，第一和第二电极1240、1242电容耦合。更具体地说，第一电极1240可类似于电容器的第一板，第二电极1242可类似于电容器的第二板，且装料1264、屏障1262(如果包含)和腔1260内的空气可类似于电容器电介质。因此，第一电极1240可替代地在本文中被称为“阳极”，且第二电极1242可替代地在本文中被称为“阴极”。

基本上，跨越第一电极1240和第二电极1242的电压有助于加热腔1260内的装料1264。根据各种实施例，RF加热系统1210配置成产生RF信号以在电极1240、1242之间产生电压，所述电压在一个实施例中处于约20伏到约3,000伏的范围中或在另一实施例中处于约3,000伏到约10,000伏的范围中，但所述系统1210也可以配置成在电极1240、1242之间产生更低或更高电压。

RF子系统1210的输出，且更具体地说RF信号源1220的输出，经由导电传输路径电耦合到可变匹配子系统1270，所述导电传输路径包含串联连接且统称为传输路径1228的多个导体1228-1、1228-2、1228-3、1228-4和1228-5。根据实施例，导电传输路径1228包含“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，以接地为参考的单个RF信号)，且“平衡”部分被配置成携载平衡RF信号(即，以彼此为参考的两个信号)。传输路径1228的“非平衡”部分可包含RF子系统1210内的非平衡第一和第二导体1228-1、1228-2、一个或多个连接器1236、1238(各自具有公和母连接器部分)，以及电耦合于连接器1236、1238之间的非平衡第三导体1228-3。根据实施例，第三导体1228-3包括同轴线缆，但电长度也可更短或更长。在替代实施例中，可变匹配子系统1270可与RF子系统1210一起容纳，且在此类实施例中，导电传输路径1228可排除连接器1236、1238和第三导体1228-3。无论如何，在一实施例中，导电传输路径1228的“平衡”部分包含可变匹配子系统1270内的平衡第四导体1228-4，以及电耦合于可变匹配子系统1270和电极1240、1242之间的平衡第五导体1228-5。

如图2B中所指示，可变匹配子系统1270容纳一种设备，其被配置成在设备的输入处经由传输路径的非平衡部分(即，包含非平衡导体1228-1、1228-2和1228-3的部分)从RF信号源1220接收非平衡RF信号，以将非平衡RF信号转换为两个平衡RF信号(例如，具有120和340度之间(例如约180度)的相位差的两个RF信号)，且在设备的两个输出处产生两个平衡RF信号。举例来说，在实施例中，转换设备可以是平衡-不平衡变压器1274。平衡RF信号经由平衡导体1228-4传达到可变匹配电路1272，且最终经由平衡导体1228-5传达到电极1240、1242。在实施例中，平衡导体1228-5是RF子系统1210的第一和第二输出，其中RF子系统1210是装置1200的RF信号源。

在替代实施例中，如图2B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信号生成器1220'可以在平衡导体1228-1'上产生平衡RF信号，所述平衡导体可以直接耦合到可变匹配电路1272(或经由各种中间导体和连接器耦合)。在此类实施例中，可从系统1200排除平衡-不平衡变压器1274。无论如何，双端可变匹配电路1272被配置成接收平衡RF信号(例如，经由连接1228-4或1228-1')，以执行对应于双端可变匹配电路1272的当时配置的阻抗变换，且经由连接1228-5将平衡RF信号提供到第一和第二电极1240、1242。

根据实施例，RF信号源1220包含RF信号生成器1222和功率放大器1224(例如，包含一个或多个功率放大级)。响应于由RF加热系统控制器1212经由连接1214提供的控制信号，RF信号生成器1222被配置成产生具有ISM(工业、科学和医疗)频带中的频率的振荡电信号，但系统也可被修改以支持其它频带中的操作。在各种实施例中，RF信号生成器1222可被控制以产生不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号生成器1222可产生信号，所述信号在VHF范围内(即，在约30.0MHz和约300MHz的范围内)和/或在约10.0MHz到约100MHz的范围内和/或在约100MHz到约3.0GHz的范围内振荡。一些合乎需要的频率可以是(例如)13.56MHz(+/-12％)、27.125MHz(+/-12％)、40.68MHz(+/-12％)和915MHz(+/-12％)。可替换的是，振荡频率可以低于或高于上文给出的范围或值。

功率放大器1224被配置成从RF信号生成器1222接收振荡信号，且放大所述信号以在功率放大器1224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100W到约400W或更大的范围内的功率电平，但所述功率电平也可更低或更高。可使用由电力供应器和偏置电路系统1226提供到放大器1224的一个或多个级的栅极偏置电压和/或漏极偏置电压来控制由功率放大器1224施加的增益。更具体地说，供电和偏置电路系统1226根据从RF加热系统控制器1212接收的控制信号将偏置电压和供应电压提供到每一RF放大级的输入和/或输出(例如，栅极和/或漏极)。

功率放大器可包含一个或多个放大级。在一实施例中，放大器1224的每一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)。在一实施例中，放大级的每一晶体管包含LDMOSFET。然而，应注意，晶体管并不意图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2B中，功率放大器布置1224描绘为包含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1224可包含其它放大器拓扑和/或放大器布置可包含两个或超过两个放大级。举例来说，功率放大器布置可包含单端放大器、双端(平衡)放大器、推挽式放大器、杜赫放大器、SMPA或另一类型的放大器的各种实施例。

举例来说，如图2B的中心的虚线框中指示，替代的RF信号生成器1220'可包含推挽式或平衡放大器1224'，所述放大器被配置成在输入处接收来自RF信号生成器1222的非平衡RF信号，放大所述非平衡RF信号，且在放大器1224'的两个输出处产生两个平衡RF信号，其中所述两个平衡RF信号随后经由导体1228-1'传达到电极1240、1242。在此类实施例中，可从系统1200排除平衡-不平衡变压器1274，且导体1228-1'可以直接连接到可变匹配电路1272(或经由多个同轴线缆和连接器或其它多导体结构连接)。

腔1260和定位于腔1260中的任何装料1264(例如，食物、液体等等)为由电极1240、1242辐射到腔1260中的电磁能(或RF功率)产生累积负载。更具体地说，且如先前所描述，腔1260和装料1264产生对系统的阻抗，所述阻抗在本文中被称作“腔加装料阻抗”。腔加装料阻抗在加热操作期间随装料1264的温度升高而改变。腔加装料阻抗直接影响沿着RF信号源1220和电极1240、1242之间的导电传输路径1228的反射信号功率的量值。在大多数状况下，需要最大化传递到腔1260中的信号功率的量值，和/或最小化沿着导电传输路径1228的反射-前向信号功率比。

在实施例中，为了使RF信号生成器1220的输出阻抗与腔加装料阻抗至少部分地匹配，第一匹配电路1234沿着传输路径1228电耦合。第一匹配电路1234被配置成执行从RF信号源1220的阻抗(例如，小于约10欧姆)到中间阻抗(例如，120欧姆、75欧姆或某一其它值)的阻抗变换。第一匹配电路1234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1234包含固定组件(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1234可包含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1234可以包含选自电感/电容(LC)网络、串联电感网络、分路电感网络或者带通、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1234被配置成将阻抗升高到RF信号生成器1220的输出阻抗和腔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1230沿着RF信号源1220的输出和电极1240、1242之间的传输路径1228耦合。在一特定实施例中，功率检测电路系统1230形成RF子系统1210的一部分，且耦合到RF信号源1220和连接器1236之间的导体1228-2。在替代实施例中，功率检测电路系统1230可耦合到传输路径1228的任何其它部分，例如耦合到RF信号源1220(或平衡-不平衡变压器1274)和可变匹配电路1272之间的导体1228-1、导体1228-3、导体1228-4(即，如以功率检测电路系统1230'所指示)，或者耦合到可变匹配电路1272和电极1240、1242之间的导体1228-5(即，如以功率检测电路系统1230"所指示)。为了简洁起见，功率检测电路系统在本文中以附图标记1230参考，但所述电路可以定位于其它位置，如由附图标记1230'和1230"指示。

每当耦合时，功率检测电路系统1230被配置成监视、测量、或以其它方式检测沿着RF信号源1220与(多个)电极1240、1242中的一个或两个之间的传输路径1228行进的反射信号(即，在从(多个)电极1240、1242朝向RF信号源1220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1230还被配置成检测沿着RF信号源1220和(多个)电极1240、1242之间的传输路径1228行进的前向信号(即，在从RF信号源1220朝向(多个)电极1240、1242的方向上行进的前向RF信号)的功率。

经由连接1232，功率检测电路系统1230经由控制器1282将传达反射信号功率的测得的量值以及在一些实施例中前向信号功率的测得的量值的信号供应到RF加热系统控制器1212。在其中传达前向信号功率量值和反射信号功率量值两者的实施例中，RF加热系统控制器1212可以计算反射-前向信号功率比或S11参数和/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-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1200未与腔加装料阻抗充分匹配，且腔1260内的装料1264的能量吸收可能是次优的。在此情形下，RF加热系统控制器1212可编排更改可变匹配电路1272的状态的过程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-前向信号功率比阈值和/或VSWR阈值)，因此重建可接受匹配并促进装料1264的更优能量吸收。

可变匹配电路1272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S11参数和/或VSWR的量值和增加由装料1264吸收的功率。

如上文所论述，可变匹配电路1272用于匹配腔1260加上装料1264的输入阻抗以尽可能地使传递到装料1264中的RF功率最大化。腔1260和装料1264的初始阻抗可能无法在加热操作开始时准确得知。此外，装料1264的阻抗在加热操作期间随装料1264升温而改变。根据实施例，系统控制器1212可以将控制信号提供到可变匹配电路1272，其造成对可变匹配电路1272的状态的修改。这使得系统控制器1212能够在加热操作开始时建立可变匹配电路1272的初始状态，所述初始状态具有相对低的反射-前向功率比和因此装料1264对RF功率的相对高的吸收率。另外，这使得系统控制器1212能够修改可变匹配电路1272的状态，使得贯穿加热操作可以维持充分匹配，即使装料1264的阻抗发生改变。

可变匹配电路1272可以具有多种配置中的任一种。举例来说，在各种实施例中，电路1272可包含选自电感/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1228的平衡部分中实施可变匹配电路1272的实施例中，可变匹配电路1272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1228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。根据更具体实施例，可变匹配电路1272包含可变电感网络。根据另一更具体实施例，可变匹配电路1272包含可变电容网络。在另外其它实施例中，可变匹配电路1272可包含可变电感元件和可变电容元件两者。经由来自RF加热系统控制器1212的控制信号建立由可变匹配电路1272提供继而影响由电路1272提供的阻抗变换的电感、电容和/或电阻值，如将稍后更详细地描述。在任何情况下，通过在加热操作的过程期间改变可变匹配电路1272的状态以与腔1260加上腔1260内的装料1264的不断改变的阻抗动态地匹配，系统效率可在整个加热操作期间维持在高水平。

加热系统1200的一些实施例可包含温度传感器、IR传感器和/或重量传感器1294。温度传感器和/或IR传感器可定位于使得能够在加热操作期间感测到装料1264的温度的位置中。举例来说，当提供到主机/热系统控制器1252和/或RF加热系统控制器1212时，温度信息使主机/热系统控制器1252和/或RF加热系统控制器1212能够更改由热加热组件1254产生的热能和/或由RF信号源1220供应的RF信号的功率(例如，通过控制由电力供应器和偏置电路系统1226提供的偏置电压和/或供应电压)，和/或确定应何时终止加热操作。此外，RF加热系统控制器1212可使用温度信息来调整可变阻抗匹配网络1270的状态。重量传感器定位在装料1264下方，且被配置成将装料1264的重量和/或质量的估计值提供到主机/热系统控制器1252和/或RF加热系统控制器1212。主机/热系统控制器1252和/或RF加热系统控制器1212可使用此信息(例如)来确定加热操作的近似持续时间。此外，RF加热系统控制器1212可使用此信息来确定由RF信号源1220供应的RF信号的所要功率电平，和/或确定针对可变阻抗匹配网络1270的初始设置。

根据各种实施例，与本文所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(例如，印刷电路板(PCB)、PCB的集合或其它基板)的电组件的组合件。此外，如先前所提到，主机/热系统控制器(例如，控制器252、1252，图2A、2B)和用户界面(例如，用户界面292、1292，图2A、2B)的部分可以主机模块(例如，主机模块290、1290，图2A、2B)的形式实施。更进一步，在各种实施例中，与RF加热系统(例如，RF加热系统控制器212、1212、供电和偏置电路系统226、1226以及RF信号源220、1220，图2A、2B)的RF信号生成部分的生成和控制相关联的电路系统也可以在本文中被称作功率放大器模块(PAM)286、1286的一个或多个模块的形式实施。在一实施例中，与包含第一匹配电路234、1234、可变阻抗匹配网络270、1270、控制器282、1282和检测器230、1230的若干系统组件相关联的电路系统可被实施为一个或多个模块(在本文中被称作智能调谐单元(STU)模块288、1288)。在一些实施例中，STU模块288、1288可分别定位于包容结构266、1266内。在这种情况下，导体232、228、1232和1228可被配置成通过其相应包容结构以建立适当的电连接。

在本公开中，加热系统被配置成使用RF能量解冻或加热装料。相比于常规微波技术，系统可在相对低频率(例如，约1MHz到约300MHz)下使用固态放大器以生成施加到系统的加热腔的RF能量。此外，相比于常规食物烹饪系统，相对高的场强度实现使用较低功率电平(例如，达到或大约300W)来烹饪食物装料。

在图2A和2B中示出的RF加热系统210、1210中，若干导体(例如，线缆)分别连接于PAM 286、1286和STU 288、1288之间。举例来说，导体228、1228将来自RF信号源220、1220的RF能量携载到包容结构266、1266中的电极中的一个或多个。导体232、1232可单独地用于接收来自检测器230或STU 288、1288内的其它组件的信号，其可包含来自其中的组件的状态信号，所述状态信号可包含包容结构266、1266的状态信号(例如，当前温度、门打开/关闭状态等)。导体285、1285分别将DC信号携载到STU 288、1288。

图3是描绘连接于系统300的组件之间的多个导体或线缆的RF加热系统300的简化图示。系统300包含PAM 302(例如，PAM 286、1286，图2A、2B)和包容结构304(例如，包容结构266、1266，图2A、2B)。包容结构304含有电极306(例如，电极240、242、1240、1242，图2A、2B)和STU 308(例如，STU 288、1288，图2A、2B)。

第一线缆309连接于PAM 302和STU 308之间。第一线缆309可类似于导体232、1232(图2A、2B)且被配置成将控制消息从PAM 302的RF加热系统控制器(例如，RF加热系统控制器212、1212，图2A、2B)携载到STU 308的可变阻抗匹配电路(例如，可变阻抗匹配网络270、1270，图2A、2B)的控制器(例如，控制器282、1282，图2A、2B)。

单独的线缆310连接于PAM 302和STU 308之间。线缆310可类似于导体228-2、1228-2、1228-3(图2A、2B)且被配置成携载由PAM302的RF信号源(例如，RF信号源220、1220，图2A、2B)输出的高RF能量。

包容结构304中的PAM 302和STU 308之间的此两个线缆309、310设计可能为RF加热系统300的制造过程带来不便，因为需要组装器来建立PAM 302和STU 308之间的四个单独的连接。额外线缆(例如，建立DC功率信号)可需要再建立额外连接。对于其中RF加热系统300布置为较大器具(例如冰箱，其中建立此类连接可能是麻烦的)内的解冻系统的一部分的系统装置，此不便可能加剧。

此外，在一些实施例中，两个线缆309、310解决方案可生成一些电磁发射。具体地说，因为线缆309、310的长度趋向于相对较长(例如，在一些装置中为1-2米)，所以线缆长度在某种程度上与40.68MHz(PAM302内的RF信号源的典型操作频率)的四分之一波长相当。尽管可通过适当屏蔽且通过适当阻抗匹配来缓解来自线缆310(被配置成将RF信号从PAM 302携载到STU 308的线缆)的潜在RF信号泄漏，但如果线缆309未恰当地屏蔽，则携载指令到STU 308的单独的线缆309可单独地辐射RF能量。此外，电流环路路径312可形成于两个线缆309、310的接地线之间，如图3所示。如果线缆309和310的接地具有不同电阻，则这可能导致线缆309和310之间的电压电位差不同，从而潜在地形成RF环路电流312，这可能产生RF干扰的一些发射。

在当前系统中，利用单个线缆(例如，50欧姆传输线)来形成PAM302和STU 308之间的必需的连接，其中单个线缆携载RF信号以及数据信号和任何所需的DC电压。图4是简化框图，其中图3中所描绘的PAM和STU之间的多个线缆连接被单个线缆解决方案代替。

RF加热系统400包含PAM 402(例如，PAM 286、1286，图2A、2B)和包容结构404(例如，包容结构266、1266，图2A、2B)。

包容结构404含有系统加热腔(例如，腔260、1260，图2A、2B)、(多个)电极406(例如，电极240、242、1240、1242，图2A、2B)和STU 408(例如，STU 288、1288，图2A、2B)。

线缆409连接于PAM 402和STU 408之间。线缆409可被实施为50欧姆传输线线缆。此线缆可包含中心导体，以及环绕中心导体但与中心导体电隔离的接地屏蔽件。如此，线缆409可仅包含被布置成携载多个信号的单个导体，如下文描述。这可与物理线缆形成对比，物理线缆实际包含独立于彼此的携载多个不同信号的多个单独的导体。如下文所描述，线缆409的导电元件可实施图2A和2B中论述的导体228-1、1228-1、232、1232、285、1285的功能性。

线缆409被配置成在PAM 402和STU 408之间传送数据410，且相应地线缆409执行连接器232、1232(图2A、2B)的功能。具体地说，由PAM 402的RF加热系统控制器(例如，RF加热系统控制器212、1212，图2A、2B)生成的数据410(例如，指令)经由线缆409(且更具体地说经由线缆409的中心导体)传输到STU 408的可变阻抗匹配电路的控制器(例如，可变阻抗匹配网络270、1270(图2A、2B)的控制器282、1282)以用于设定其配置。相反，由STU 408或以其它方式在包容结构404内由例如功率检测电路系统(例如，检测器230、1230，图2A、2B)或其它传感器(例如，传感器294、1294，图2A、2B)等传感器生成或接收的数据412经由线缆409传输回到PAM 402的控制器(例如，RF加热系统控制器)。此数据可指示包容结构404内的装料或空间的温度、包容结构404的组件(例如，门或门锁)的状态、包容结构404内测量的反射功率的量值等。PAM 402的控制器可使用所述数据来建立指令，所述指令作为数据传送到STU408以设定可变阻抗匹配电路的配置或以其它方式控制RF能量从PAM 402到STU 408的递送(例如，通过在控制器确定加热过程完成时结束RF能量的递送)。

线缆409还被配置成将由PAM 402的RF信号源(例如，RF信号源220、1220，图2A、2B)输出的高功率RF能量信号414携载到STU408(以及具体地说，其中的阻抗匹配网络)，STU408将继而且在阻抗变换之后将RF功率414传输到电极406。相应地，线缆409还执行连接器228-1、1228-1(图2A、2B)的功能。

此外，在一些实施例中，线缆409还可携载来自PAM 402的相对低电压(例如，约5伏)DC信号416以在STU 408处作为DC信号418输出。相应地，线缆409还执行连接器285、1285(图2A、2B)的功能。DC信号418可用于为需要此类DC信号的STU 408的组件供电。举例来说，如果STU 408的可变阻抗匹配网络(例如，可变阻抗匹配网络270、1270，图2A、2B)包含需要DC电力供应器的中继器，则此类中继器可依赖于经由线缆409从PAM 402接收的DC功率信号418。

在此配置中，数据信号、高功率RF信号和DC电压在其经由线缆409传输时被一起调制，这是归因于PAM 402和STU 408之间仅存在单个线缆连接。一旦接收，所述信号就被解调且相应地使用。

以为了促进调制/解调过程，若干滤波器可并入到系统中。此类滤波器可用以控制经由线缆409传输的各种信号如何在PAM 402和STU 408内分布。因为所述信号(例如，数据信号、RF信号和DC信号)可全部在相异频率下(或在特定频带内)传导信号能量，所以基于频率的滤波器(例如，低通、高通或带通滤波器)可用以执行经由单个连接线缆409一起传输的信号的调制和解调，如本文所描述。具体地说，滤波器可用于在PAM 402中一起调制数据410、RF功率414和DC功率416信号以供经由线缆409(且更具体地说经由线缆409的中心导体)传输到STU408。类似地，在接收经调制信号后，一组类似的滤波器可用以将所接收信号划分为数据412、RF功率414和DC功率416信号以供由STU 408使用和处理。

图5是简化框图，其中在RF加热系统的PAM和STU之间建立单个线缆连接，其中所述系统包含滤波器组件以实现经由单个线缆连接传输的信号的调制和解调。

RF加热系统500包含PAM 502(例如，PAM 286、1286，图2A、2B)和STU 508(例如，STU288、1288，图2A、2B)。线缆509连接于PAM 502和STU 508之间。在实施例中，线缆509是50欧姆传输线，且可被屏蔽以便使沿着线缆509行进的RF能量的发射最小化。线缆509可以单个中心导体实施，所述单个中心导体被配置成实施图2A和2B中论述的导体228-1、1228-1、232、1232、285、1285的功能性。

线缆509被配置成在PAM 402和STU 408之间传送数据。具体地说，由PAM 402的RF加热系统控制器510(例如，RF加热系统控制器212、1212，图2A、2B)生成的数据(例如，指令)传输到载波调制模块512。载波调制模块512可被实施为并入到PAM 402(例如，PAM 286、1286，图2A、2B)中的离散组件，且被配置成用合适的载波信号(例如，2.4GHz载波或2.5GHz载波之间且包含2.4GHz载波及2.5GHz载波)调制从控制器510接收的数据信号或指令(例如，编码为串行数据信号)。在各种实施例中，因此，所述载波信号可具有2GHz到3GHz的范围内的频率。编码指令的经调制信号接着从载波调制模块512通过滤波器514。滤波器514被配置成允许从载波调制模块512接收的经调制高频率信号通过滤波器514。相反，滤波器514被配置成抑制DC电压信号或RF信号的传输通过滤波器514。举例来说，当由载波调制模块512利用的载波信号为约2.45GHz(即，显著高于DC信号的频率-0Hz或高功率RF信号的典型频率-近似40MHz)时，滤波器514可被配置成具有较低截止频率，其将抑制具有低于载波信号频率的频率的信号的传输(例如，截止频率可显著低于2.4GHz)。如此，滤波器514可被配置成高通滤波器，其被配置成允许高于较低截止频率的频率下的信号能量(例如，大于约650MHz到670MHz直到1GHz或更高的较低截止频率的频率下的信号能量)通过滤波器514，同时禁止低于截止频率的频率下的信号能量传输通过滤波器514。经调制数据信号从滤波器514传递到线缆509的第一端以供传输到STU 506。线缆509的第二端处产生的信号接着通过STU 506的滤波器516，所述滤波器516被配置成高通滤波器且可具有与滤波器514类似的配置。滤波器516允许从线缆509接收的信号的高频率部分(即，传达数据指令的信号能量)通过滤波器516到达载波调制模块518。STU 506包含载波调制模块518，其可被实施为并入到STU 506(例如，STU 288、1288，图2A、2B)中的离散组件，且被配置成将从滤波器516接收的高频率信号解调为由控制器510生成并由载波调制模块512编码为高频率信号的原始指令。所述指令接着传输到控制器521(例如，控制器282、1282，图2A、2B)，所述控制器可被配置成使用指令来(例如)修改并入到STU 506(在图5中未图示)中的可变阻抗匹配网络(例如，可变阻抗匹配网络272、1272，图2A、2B)的配置。

类似地，由STU 506的控制器521生成的数据(例如，来自一个或多个温度、门锁或功率检测传感器)可传输到载波调制模块518以供以高频率(例如，2.4GHz)载波信号进行调制。经调制高频率信号可接着经由滤波器516(其被配置成使高频率信号能够通过滤波器516)传输到线缆509。在此信号经由线缆509传达之后，所述高频率信号一旦被PAM502接收就通过滤波器514且由载波调制模块512解调。解调后的传感器数据接着被传递到控制器510以供处理。

PAM 502的放大器520(例如，RF信号源220、1220，图2A、2B)被配置成输出高功率RF信号。RF信号通过滤波器522和524到达线缆509。滤波器522通常被配置成阻挡DC信号使得由放大器520生成的任何DC信号能量都不会通过滤波器522，并且因此放大器520的输出的仅RF部分通过滤波器522。滤波器524被配置成低通滤波器，其被配置成阻挡由载波调制模块512生成的高频率信号，同时允许由放大器520输出的RF信号和DC信号通过。因为由放大器520输出的RF信号的频率可从约1MHz到300MHz变动，所以低通滤波器524的上部截止频率落在由放大器520输出的RF信号和由载波调制模块512生成的高频率数据信号的载波信号的频率之间。因此，在一些实施例中，低通滤波器524的上部截止频率可以在650MHz到670MHz的范围内且高达1-1.5GHz。

放大器520的输出(已通过滤波器522和524)经由线缆509传输到滤波器526。滤波器526以与作为被配置成阻挡由载波调制模块512和518生成的高频率信号的低通滤波器的滤波器524相同的方式配置，同时允许由放大器520生成的RF信号和DC信号通过。信号由滤波器526输出且被传递到滤波器528，滤波器528以与滤波器522类似的方式配置以阻挡DC信号，使得仅RF信号被传递到RF功率输出530。RF功率输出530处接收的RF信号可接着经由阻抗匹配网络(例如，匹配电路234、270、1234、1270，图2A、2B)传输，然后传输到RF加热系统的电极(例如，电极240、242、1240、1242，图2A、2B)。

PAM 502还可包含DC电源532，其被配置成生成用于为STU 506中的一个或多个组件(例如，STU 506中的可变匹配网络中的可需要DC电源来操作的中继器或其它组件)供电的DC信号。由DC电源532生成的DC信号(例如，5V DC信号)被传输到滤波器534。滤波器534被配置成阻挡非DC信号使得由DC电源532输出的DC信号通过滤波器534，但其它非DC信号被阻挡。DC信号接着经由线缆509传输到滤波器536。滤波器536以与滤波器534相同的方式配置使得DC信号通过滤波器536且可输出到DC功率输出端538。DC功率输出端538处的DC信号可传输到STU 506的需要DC信号来操作的各种组件。

在此配置中，滤波器514、522、524和534确保仅由载波调制模块512生成的高频率(例如，2.4GHz)信号、由放大器520生成的RF信号(例如，具有约1MHz-300 MHz范围内的频率)和由DC电源532生成的DC信号由线缆509同时传输(以此方式，信号被“组合”)。因为各种信号具有不同频率，所以各自在线缆509中组合的信号不会彼此干涉。

在STU 506内，滤波器516被配置成使得信号的高频率部分(即，包含由载波调制模块512生成的经调制高频率信号的部分)被传递到载波调制模块518，而信号的DC和RF频率部分被阻挡。类似地，滤波器526和528被配置成使得信号的仅RF部分被传递到RF功率输出530，而信号的高频率部分被阻挡(被滤波器526)且信号的DC部分被阻挡(被滤波器528)。滤波器536被配置成使得信号的仅DC部分到达DC功率输出端538，而信号的RF和高频率部分被阻挡。

在此布置中，DC、RF和高频率信号在PAM 502的输出处一起被调制且一起经由单个连接线缆509(即，经由PAM和STU之间的单个导体)传输。在STU 506内，滤波器516、526、528和536操作以将从线缆509接收的信号划分为其组成部分-原始DC、RF和高频率信号，以供由STU 506的各种组件消耗。

图6是描绘实施图5的各种滤波器的电路600的示意图。电路600包含线缆602(例如，线缆509、409，图4、5)，其被配置成将加热系统的PAM连接到加热系统的STU。PAM控制器(例如，控制器510)被配置成经由接触垫604传输和接收高频率(例如，2.4GHz)数据信号。功率放大器(例如，放大器520，图5)被配置成将RF信号供应到接触垫606。DC电源(例如，DC电源532，图5)被配置成将DC电压供应到接触垫608。

类似地，STU控制器(例如，控制器521)被配置成经由接触垫610传输和接收高频率(例如，2.4GHz)数据信号。电路被配置成在接触垫612处输出RF信号。接触垫612可经由阻抗匹配网络(例如，网络234、270、1234、1270，图2A、2B)连接到一个或多个电极(例如，电极240、242、1240、1242、406、306，图2A、2B、3、4)。电路被配置成在接触垫614处输出DC信号。接触垫614可继而连接到STU中的需要所述DC电压来操作的一个或组件。

在电路600内，电感器616和电容器618并联连接以形成滤波器，所述滤波器阻挡由PAM的控制器生成的高频率(例如，2.4GHz)数据信号，同时允许RF信号和DC信号通过。电感器616的电感和电容器618的电容被配置成使得组件在高频率数据信号的频率下谐振，从而产生具有针对高频率信号的极高电阻或阻抗同时允许其它信号通过的滤波器620。在一实施例中，电感器616的电感为2.2奈亨利(nH)，且电容器618的电容为2.0pF，在RF信号频率下且针对DC信号具有最少阻抗。如此，滤波器620在操作上类似于图5的滤波器524。

电感器622和电容器624并联连接以形成滤波器626，滤波器626阻挡RF信号(例如，在40.68MHz下)，同时允许DC信号通过(即，从接触垫608接收)。电感器622的电感和电容器624的电容被配置成使得组件在RF信号的频率下谐振，从而产生具有针对RF信号的极高电阻同时允许其它信号通过的滤波器626。在一实施例中，电感器622的电感为250nH，针对DC信号具有最少阻抗。滤波器626结合对地分路电容器628操作，所述对地分路电容器628在实施例中具有近似10微法拉的电容。如此，滤波器626与分路电容器628组合在操作上类似于图5的滤波器534。

电感器630和电容器632串联连接且被配置成在由系统的控制器生成的高频率数据信号(例如，2.4GHz)的载波频率下谐振。在此配置中，由电感器630和电容器632形成的滤波器634被配置成将高频率数据信号传递到接触垫604或从接触垫604接收高频率数据信号(接触垫604可继而连接到加热系统的PAM的控制器)，同时阻挡例如RF信号和DC信号等其它信号。滤波器634与对地分路电容器636和电感器638(其串联连接)组合对包含RF信号的分量的通过滤波器634的任何信号的对地分路部分操作。如此，滤波器634与分路电容器636和分路电感638组合在操作上类似于图5的滤波器514。

电容器640选择为进一步阻挡DC信号到或从接触垫606的传输。在实施例中，电容器640可具有近似2毫法拉的电容。

电感器646和电容器648并联连接以形成滤波器，所述滤波器阻挡由系统的控制器生成的高频率(例如，2.4GHz)数据信号，同时允许RF信号和DC信号通过。电感器646的电感和电容器648的电容被配置成使得组件在高频率数据信号的频率下谐振，从而产生具有针对高频率信号的极高电阻同时允许其它信号通过的滤波器650。在一实施例中，电感器646的电感为2.2nH且电容器648的电容为2.0pF，在RF信号频率下且对DC信号具有最少阻抗。如此，滤波器650在操作上类似于图5的滤波器526。

电感器652和电容器654并联连接以形成滤波器656，滤波器656阻挡RF信号(例如，在40.68MHz下)，同时允许DC信号通过(即，从接触垫608接收)。电感器652的电感和电容器654的电容被配置成使得组件在RF信号的频率下谐振，从而产生具有针对RF信号的极高电阻同时允许其它信号通过的滤波器656。在一实施例中，电感器652的电感为250nH，针对DC信号具有最少阻抗。滤波器656结合对地分路电容器658操作，所述对地分路电容器658在实施例中具有近似10微法拉的电容。如此，滤波器656与分路电容器658组合在操作上类似于图5的滤波器536。

电感器660和电容器662串联连接且被配置成在由系统的控制器生成的高频率数据信号(例如，2.4GHz)的频率下谐振。在此配置中，由电感器660和电容器662形成的滤波器664被配置成将高频率数据信号传递到接触垫610或从接触垫610接收高频率数据信号(接触垫610可继而连接到系统控制器)，同时阻挡例如RF信号和DC信号等其它信号。滤波器664与对地分路电容器666和电感器668(其串联连接)组合对包含RF信号的分量的通过滤波器664的任何信号的对地分路部分操作。如此，滤波器664与分路电容器666和分路电感668组合在操作上类似于图5的滤波器516。

电容器670选择为进一步阻挡DC信号到或从接触垫612的传输。在实施例中，电容器670可具有近似2毫法拉的电容。

尽管图6描绘用于实施图5的各种滤波器的示例电路，但应理解，各种滤波器网络可使用与图6中示出的不同的电路组件组合来实施。使用电路组件(有源或无源)的任何组合实施的任何滤波元件可用于实施其中描绘的滤波器。

作为替代滤波器配置的图示，图7描绘图7的电路700的实施例，其中电路的各种组件被传输线元件替换。图7的电路700包含线缆702(例如，线缆509、409，图4、5)，其被配置成将加热系统的PAM连接到加热系统的STU。PAM控制器(例如，控制器510)被配置成经由接触垫704传输和接收高频率(例如，2.4GHz)数据信号。功率放大器(例如，放大器520，图5)被配置成将RF信号供应到接触垫706。DC电源(例如，DC电源532，图5)被配置成将DC电压供应到接触垫708。

类似地，STU控制器(例如，控制器521)被配置成经由接触垫710传输和接收高频率(例如，2.4GHz)数据信号。电路被配置成在接触垫712处输出RF信号。接触垫712可连接到一个或多个电极(例如，电极240、242、1240、1242、406、306，图2A、2B、3、4)。电路被配置成在接触垫714处输出DC信号。接触垫714可继而连接到STU中的需要所述DC电压来操作的一个或组件。

在电路700内，传输线元件772是等于从接触垫704接收或传输到接触垫704的高频率数据信号的频率下的四分之一波长传输线。相应地，对于那些高频率传输线元件772分路断开，从而防止那些高频率信号传输到接触垫706或708。

传输线元件774是等于高频率数据信号的频率下的四分之一波长传输线，且形成到那些信号的断路，从而进一步防止它们被传输到接触垫706或708。以此方式，传输线元件772和774提供与图5的滤波器524类似的功能性。

电容器732的值(例如，2.2pF)被配置成阻挡DC信号，同时允许高频率信号通过。传输线元件776是等于高频率数据信号的频率下的四分之一波长线，且结合电容器778操作以作为针对高频率数据信号的断路但针对RF信号的对地短路来操作。如此，电容器732、传输线元件776和电容器778的组合提供与图5的滤波器514的功能性类似的功能性。由电容器734、传输线736和电容器738(其可各自分别类似地被配置成电容器732、传输线776和电容器778)形成互补滤波器结构，这可进一步从通过电容器732的信号过滤DC和RF信号。

电感器722和电容器724并联连接以形成滤波器726，滤波器726阻挡RF信号(例如，在40.68MHz下)，同时允许DC信号通过(即，从接触垫708接收)。电感器722的电感和电容器724的电容被配置成使得组件在RF信号的频率下谐振，从而产生具有针对RF信号的极高电阻同时允许其它信号通过的滤波器726。在一实施例中，电感器722的电感为250nH，针对DC信号具有最少阻抗。滤波器726结合对地分路电容器728操作，所述对地分路电容器728在实施例中具有近似10微法拉的电容，来过滤对地非DC信号。如此，滤波器726与分路电容器728组合在操作上类似于图5的滤波器534。

电容器740选择为进一步阻挡DC信号到或从接触垫706的传输。在实施例中，电容器740可具有近似2毫法拉的电容。

传输线元件782是等于从接触垫710接收或传输到接触垫710的高频率数据信号的频率下的四分之一波长传输线。相应地，对于那些高频率传输线元件782分路断开，从而防止那些高频率信号传输到接触垫712或714。

传输线元件784是等于高频率数据信号的频率下的四分之一波长传输线，且形成到那些信号的断路，从而进一步防止它们被传输到接触垫712或714。以此方式，传输线元件782和784提供与图5的滤波器524类似的功能性。

电容器762的值(例如，2.2pF)被配置成阻挡DC信号，同时允许高频率信号通过。传输线元件786是等于高频率数据信号的频率下的四分之一波长线，且结合电容器788操作以作为针对高频率数据信号的断路但针对RF信号的对地短路来操作。如此，电容器762、传输线元件786和电容器788的组合提供与图5的滤波器514的功能性类似的功能性。由电容器764、传输线766和电容器768(其可各自分别类似地被配置成电容器732、传输线776和电容器778)形成互补滤波器结构，这可进一步从通过电容器732的信号过滤DC和RF信号。

电感器752和电容器754并联连接以形成滤波器756，滤波器756阻挡RF信号(例如，在40.68MHz下)，同时允许DC信号通过(即，从接触垫708接收)。电感器752的电感和电容器754的电容被配置成使得组件在RF信号的频率下谐振，从而产生具有针对RF信号的极高电阻同时允许其它信号通过的滤波器756。在一实施例中，电感器752的电感为250nH，针对DC信号具有最少阻抗。滤波器756结合对地分路电容器758操作，所述对地分路电容器758在实施例中具有近似10微法拉的电容，来过滤对地非DC信号。如此，滤波器756与分路电容器758组合在操作上类似于图5的滤波器534。

电容器770选择为进一步阻挡DC信号到或从接触垫7126的传输。在实施例中，电容器770可具有近似2毫法拉的电容。

图8是根据示例实施例包含连接于系统的PAM和STU之间的滤波器组件的RF加热系统800的简化框图。

系统800包含PAM 802(例如，PAM 286、1286、302、402、502，图2A、2B、3、4、5)，其通过线缆805(例如，线缆409、509、602、702，图4、5、6、7)耦合到STU 804(例如，STU 288、1288、308、408、506，图2A、2B、3、4、5)。PAM 802包含控制器806(例如，控制器212、1212、510，图2A、2B、5)，其被配置成用高频率载波信号调制数据和指令，且将所述高频率数据信号输出到滤波器808(例如，滤波器514、634、732、776、778，图5、6、7)。滤波器808被配置成允许高频率数据信号通过滤波器808，同时阻挡其它信号(例如，RF或DC信号)。

PAM 802还包含放大器810(例如，放大器220、1220、520，图2A、2B、5)，其被配置成将RF信号输出到滤波器812(例如，滤波器522、524、640、620、740、772、774，图5、6、7)。滤波器812被配置成允许RF信号通过滤波器812，同时阻挡其它信号(例如，高频率数据信号或DC信号)。

控制器806还被配置成调制放大器810对RF能量的递送。控制器806通常被配置成从控制器820(经由滤波器818和808以及线缆805)接收指示包容结构826的状态的数据输入，且基于所述数据控制放大器810的输出。

PAM 802包含DC电源814(例如，DC电源532，图5)，其被配置成将DC功率信号输出到滤波器816(例如，滤波器534、626、726，图5、6、7)。滤波器816被配置成允许DC信号通过滤波器816，同时阻挡其它信号(例如，高频率数据信号或RF信号)。

通过滤波器808、812、816中的每一个的信号组合且经由线缆805传输到STU 804。具体地说，滤波器808、812、816直接耦合到线缆805的第一端使得通过滤波器808、812和816中的每一个的信号同时经由线缆805传输，且以该方式，信号在经由线缆805传输期间组合。在其中线缆805为可移除或可更换的系统实施方案中，滤波器808、812和816可被配置成耦合到线缆805的第一端以便允许移除线缆805以进行替换或维修。

经由线缆805传输的信号由滤波器818(例如，滤波器516、664、762、786、788，图5、6、7)接收。滤波器818被配置成允许经由线缆805接收的信号的高频率数据信号部分通过到STU控制器820(例如，控制器521，图5)，同时阻挡所接收信号的其它部分(例如，RF信号和DC信号)。控制器820被配置成解调高频率数据信号以便检索由控制器806在其中编码的指令。控制器820接着使用指令来设定由可变阻抗网络822(例如，阻抗网络234、270、1234、1270，图2A、2B)执行的阻抗变换。

系统800包含传感器824(例如，传感器/检测器230、294、256、1230、1294、1256，图2A、2B)，其被配置成测量包容结构或其中的组件的一个或多个属性(例如，空气温度、门锁状态、反射功率等)。传感器824的输出传输到控制器820。控制器820可将从传感器824接收的测量值编码为数据，且用高频率载波信号调制所述数据以生成高频率数据信号。控制器820可接着将所述高频率载波信号传输穿过滤波器818、线缆805和滤波器808到达控制器806。控制器806可解调所接收高频率数据信号以检索由传感器824生成的原始数据值。控制器806可接着使用所述数据来生成新的指令，新的指令将被传输到控制器820以配置可变阻抗网络822的状态或控制放大器810对RF信号的递送。

由PAM 802经由线缆805传输的信号还由滤波器828(例如，滤波器526、528、650、670、784、770，图5、6、7)接收。滤波器828被配置成允许经由线缆805接收的信号的RF信号部分通过到RF信号输出830，同时阻挡高频率数据信号和DC信号部分。RF信号输出830被配置成经由可变阻抗网络822将所接收RF信号传输到包容结构826中的电极832、834中的一或两者。

由PAM 802经由线缆805传输的信号还由滤波器836(例如，滤波器536、656、756，图5、6、7)接收。滤波器836被配置成允许经由线缆805接收的信号的DC信号部分通过到DC功率输出端838，同时阻挡高频率数据信号和RF信号部分。DC信号输出端838被配置成将所接收DC信号传输到可变阻抗网络822中的需要DC信号来操作的组件(或系统800的其它组件)。

在此布置中，滤波器818、828、836直接耦合到线缆805的第二端。在其中线缆805为可移除或可更换的系统实施方案中，滤波器818、828、836可被配置成耦合到线缆805的第二端使得允许移除线缆805以进行替换或维修。

在图8中，STU 804描绘为外部包容结构826，但应理解，在各种实施例中，STU 804和其中的组件可定位于包容结构826内。在此类配置中，线缆805通过包容结构中的开口以形成PAM 802和STU 804之间的连接。

在实施例中，高频率数据信号、RF信号和DC信号的频率不重叠。举例来说，在典型应用中，举例来说，高频率数据信号可具有2.4GHz的频率，但可利用其它高频率信号(例如，ISM频带中)只要所使用的频率不与系统的RF信号的频率重叠，RF信号可具有1MHz到300MHz的范围内的频率，且DC信号具有0Hz的频率。大体来说，实施例可被配置成使得高频率数据信号的频率与RF信号的频率分隔至少500MHz。因为信号具有显著不同的频率，所以滤波器808、818、812、828、816和836可被配置成高通、低通或带通滤波器，其被配置成允许所要频率通过滤波器，同时阻挡不合需要的频率。

举例来说，滤波器808和818可被配置成高通滤波器，其具有小于高频率数据信号的频率但大于RF信号的频率的截止频率。举例来说，当高频率数据信号的频率为近似2.4GHz且RF信号的频率为300MHz或更小时，滤波器808、818的截止频率可从500MHz到1.5GHz，但可在各种实施例中使用不同的截止频率。

举例来说，滤波器812和828可被配置成带通滤波器，其被配置成传递具有约RF信号的频率的频率的信号，同时阻挡其它频率。举例来说，当高频率数据信号的频率为近似2.4GHz且RF信号的频率为约40.68MHz时，由滤波器812、828传递的带宽可包含约13MHz(对应于较低截止频率)到约120MHz(对应于上部截止频率)的频率范围，但可在各种实施例中利用不同带宽。如本领域的一般技术人员将显而易见，代替于将滤波器812和828实施为带通滤波器，每一滤波器可被实施为被配置成阻挡高频率数据信号的高通滤波器和被配置成阻挡DC信号的低通滤波器的串联连接的组合。

举例来说，滤波器816和836可被配置成低通滤波器，其具有小于RF信号的频率但大于DC信号的频率(即，0Hz)的截止频率。举例来说，当RF信号的频率大于近似1MHz时，滤波器816、836的截止频率可为约700Hz，但可在各种实施例中使用不同截止频率。

在一实施例中，一种系统包含：射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中第一数据信号用具有第二频率的载波信号调制且所述第二频率不与第一频率重叠；以及第一滤波器，其耦合到RF信号源且被配置成抑制第一数据信号经由第一滤波器的传输并允许RF信号经由第一滤波器传输。第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端。所述系统包含第二滤波器，其耦合到第一控制器且被配置成抑制RF信号经由第二滤波器的传输并允许第一数据信号经由第二滤波器传输。第二滤波器被配置成耦合到线缆的第一端。所述系统包含被配置成耦合到线缆的第二端的阻抗匹配网络，以及被配置成接收装料的腔中的第一电极。第一电极耦合到阻抗匹配网络的输出，且被配置成作为接收RF信号的结果而将电磁能辐射到腔中。

在另一实施例中，一种系统包含：射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中第一数据信号具有第二频率；以及第一滤波器，其耦合到RF信号源。第一滤波器是低通滤波器，其具有第一频率和第二频率之间的截止频率。第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端。所述系统包含耦合到第一控制器的第二滤波器。第二滤波器是高通滤波器，其具有第一频率和第二频率之间的截止频率。第二滤波器被配置成耦合到线缆的第一端。所述系统包含：阻抗匹配网络，其包含输入，所述阻抗匹配网络的所述输入被配置成耦合到线缆的第二端；以及第一电极，其在被配置成接收装料的腔中。第一电极耦合到阻抗匹配网络的输出。

在另一实施例中，一种方法包含致使射频(RF)信号源将具有第一频率的RF信号输出到线缆的第一端，以及致使第一控制器将编码指令的第一数据信号输出到线缆的第一端。第一数据信号具有第二频率。线缆的第二端连接到阻抗匹配网络的输入。被配置成接收装料的腔中的第一电极耦合到阻抗匹配网络的输出。

本文所含的各图中示出的连接线意图表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意，许多替代性或额外的功能关系或物理连接可存在于本主题的实施例中。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(并且尽管在共同节点处接收或输出，但是仍然可以对两个或更多个信号进行多路复用、调制或者以其它方式区分)。

以上描述提及元件或节点或特征“连接”或“耦合”在一起。如本文所使用，除非另外明确地陈述，否则“连接”意味着一个元件直接接合到另一元件(或直接与另一元件连通)，且不必以机械方式。同样，除非另外明确地陈述，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。

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含在提交本专利申请时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims (10)

1.一种系统，其特征在于，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；

第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中所述第一数据信号用具有第二频率的载波信号调制且所述第二频率不与所述第一频率重叠；

第一滤波器，其耦合到所述RF信号源且被配置成抑制所述第一数据信号经由所述第一滤波器的传输并允许所述RF信号经由所述第一滤波器传输，所述第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端；

第二滤波器，其耦合到所述第一控制器且被配置成抑制所述RF信号经由所述第二滤波器的传输并允许所述第一数据信号经由所述第二滤波器传输，所述第二滤波器被配置成耦合到所述线缆的所述第一端；

阻抗匹配网络，其被配置成耦合到所述线缆的第二端；以及

第一电极，其在被配置成接收装料的腔中，其中所述第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出且被配置成作为接收所述RF信号的结果而将电磁能辐射到所述腔中。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述阻抗匹配网络之间的第三滤波器，其中所述第三滤波器被配置成抑制所述第一数据信号经由所述第三滤波器的传输并允许所述RF信号经由所述第三滤波器传输。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括第二控制器，所述第二控制器耦合到所述线缆的所述第二端且被配置成基于所述指令修改由所述阻抗匹配网络执行的阻抗变换。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括耦合在所述线缆的所述第二端和所述第二控制器之间的第四滤波器，其中所述第四滤波器被配置成抑制所述RF信号经由所述第四滤波器的传输并允许所述第一数据信号经由所述第四滤波器传输。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，进一步包括检测器，所述检测器被配置成测量沿着所述阻抗匹配网络和所述第一电极之间的传输路径的反射功率的量值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二控制器被配置成将所述反射功率的所述量值编码为第二数据信号，其中所述第二数据信号用具有所述第二频率的所述载波信号调制，且所述第四滤波器被配置成允许所述第二数据信号传输通过所述第四滤波器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：

直流(DC)电源，其被配置成输出DC信号；以及

第五滤波器，其中所述第五滤波器耦合在所述DC电源和所述线缆的所述第一端之间，且所述第五滤波器被配置成抑制所述第一数据信号和所述RF信号经由所述第五滤波器的传输并允许所述DC信号传输通过所述第五滤波器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述阻抗匹配网络包含被配置成接收所述DC信号的DC功率输出端，且所述系统进一步包含连接于所述DC功率输出端和所述线缆的所述第二端之间的第六滤波器，其中所述第六滤波器被配置成抑制所述第一数据信号和所述RF信号经由所述第六滤波器的传输并允许所述DC信号传输通过所述第六滤波器。

9.一种系统，其特征在于，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成输出具有第一频率的RF信号；

第一控制器，其被配置成生成编码指令的第一数据信号，其中所述第一数据信号具有第二频率；

第一滤波器，其耦合到所述RF信号源，其中所述第一滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的低通滤波器，所述第一滤波器被配置成耦合到线缆的第一端；

第二滤波器，其耦合到所述第一控制器，其中所述第二滤波器是具有所述第一频率和所述第二频率之间的截止频率的高通滤波器，所述第二滤波器被配置成耦合到所述线缆的所述第一端；

阻抗匹配网络，其包含输入，所述阻抗匹配网络的所述输入被配置成耦合到所述线缆的第二端；以及

第一电极，其在被配置成接收装料的腔中，其中所述第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出。

10.一种方法，其特征在于，包括：

致使射频(RF)信号源将具有第一频率的RF信号输出到线缆的第一端；以及

致使第一控制器将编码指令的第一数据信号输出到所述线缆的所述第一端，其中所述第一数据信号具有第二频率，所述线缆的第二端连接到阻抗匹配网络的输入，且被配置成接收装料的腔中的第一电极耦合到所述阻抗匹配网络的输出。

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