JP2019530135A - 無線周波数電磁エネルギー供給のための方法およびシステム - Google Patents

無線周波数電磁エネルギー供給のための方法およびシステム Download PDF

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Abstract

電磁エネルギー供給システムは、一連の無線周波数チャネルを含む。それぞれのチャネルは、無線周波数フィードと、少なくとも1つの高電力増幅器と、位相シフト部とを有する。それぞれの高電力無線周波数増幅器は、入力無線周波数共通参照信号に対して、電力を増幅された周期信号を出力するよう構成された少なくとも1つの増幅部を含む。位相シフト部は、入力無線周波数信号に対して出力周期信号の位相を変調するよう構成されている。一連の無線周波数チャネルに接続されるコントローラは、それぞれの無線周波数チャネルからの出力周期信号に、共通参照信号に対する時変位相差および他の出力周期信号に対して経時平均が一定である位相差を持たせるよう構成される。

Description

本装置は、概して電磁調理のための方法および装置、より詳細には、電子レンジ内での電磁エネルギーの分布を制御するための方法および装置に関する。
従来の電子レンジは、閉じられたキャビティ全体に高周波交流電磁界が分布する誘電加熱プロセスにより食品を調理する。無線周波数スペクトラムのサブバンド、すなわち、2.45GHz付近のマイクロ波周波数は、主に水分中のエネルギーを吸収することにより誘電加熱を引き起こす。
従来の電子レンジにおいてマイクロ波周波数放射を発生させるために、高圧変圧器に印加された電圧が、マイクロ波周波数放射を発生させるマグネトロンに印加された高圧電力をもたらす。マイクロ波は、導波管を介して、食品の入った閉じられたキャビティに伝送される。マグネトロンのような単一の非コヒーレントなマイクロ波源により閉じられたキャビティで食品を調理することは、食品の不均一な加熱をもたらす。より均一に食品を加熱するために、電子レンジは、スターラや食品を回転させるためのターンテーブルのような、とりわけ、機械的な解決方法を有する。一般的なマグネトロンベースのマイクロ波源は、狭帯域ではなく、また、調整可能でもない(すなわち、経時変化し、選択できない周波数でマイクロ波を放射する)。このような一般的なマグネトロンベースのマイクロ波源に代わり、調整可能でコヒーレントなソリッドステートマイクロ波源が電子レンジに搭載されている。
一態様では、電磁エネルギー供給システムは、一連の無線周波数チャネルと、ここで、それぞれのチャネルは電磁エネルギーを放射するよう構成された無線周波数フィードを含む、無線周波数フィードに接続された少なくとも1つの高電力無線周波数増幅器と、ここで、それぞれの高電力無線周波数増幅器は入力無線周波数共通参照信号に対して電力を増幅された少なくとも1つの増幅部を含む、入力無線周波数信号に対して出力周期信号の位相を変調させるよう構成された位相シフト部と、を備える。前記システムはまた、一連の無線周波数チャネルに接続されたコントローラを備える。コントローラは、それぞれの無線周波数チャネルからの出力周期信号が、共通参照信号に対する時変位相差および経時的平均が一定である出力周期信号に対する位相差を有するよう構成される。
別の態様では、調理器具の閉じられたキャビティ中の食材を調理するために無線周波数電磁エネルギーを供給する方法は、マイクロ波信号発生部により第1位相における共通参照無線周波数信号を発生する工程と、一連の出力チャネルに共通参照無線周波数信号を供給する工程と、ここで、それぞれのチャネルは出力無線周波数信号を閉じられたキャビティに供給するよう構成される、位相シフト部によりそれぞれの出力無線周波数信号の位相を変調する工程と、を含む。それぞれの出力信号は、共通参照信号に対する時変位相差および経時的平均が一定である他の出力信号に対する位相差を提供するよう構成される。
本明細書に記載される様々な態様による、複数のコヒーレント無線周波数フィードを有する電磁調理器を示すブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、電磁エネルギー供給システムを示すブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、出力信号の位相が設定された電磁エネルギー供給システムの単一チャネルを図示するブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、出力信号の位相が設定された電磁エネルギー供給システムの単一チャネルの別の実施の形態を図示するブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、出力信号の位相が設定された電磁エネルギー供給システムの単一チャネルのさらに別の実施の形態を図示するブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、電磁エネルギー供給システムのチャネルに対する入力信号と出力信号との間の、所望の位相差と実際の位相差との間の関係を特徴づける伝達関数をプロットした図である。 図6の伝達関数の周期性を示す図である。 本明細書に記載される様々な態様による、電磁エネルギー供給システムの複数のチャネルに対する位相差を示す図である。 本明細書に記載される様々な態様による、電磁エネルギー供給システムの複数のチャネルに対する位相を設定するコントローラを示すブロック図である。 本明細書に記載される様々な態様による、無線周波数電磁エネルギーを供給する方法を示すフローチャートである。
添付の図面に示され、以下の明細書に記載される特定の装置およびプロセスは、添付の特許請求の範囲において定義された発明の概念の単なる例示的な実施の形態であることを理解されたい。したがって、本明細書に開示された実施の形態に関連する物理的な特徴は、特許請求の範囲に別段の記載がない限り、限定的であるとみなされるべきではない。
ソリッドステート無線周波数(RF)調理機器は、閉じられたキャビティの中に電磁放射を導入することによって食品を加熱し準備する。閉じられたキャビティ内の異なる位置にある複数のRFフィードが、放射するときに動的電磁波パターンを生成する。閉じられたキャビティ内で波形パターンを制御および形成するために、複数のRFフィードは閉じられたキャビティ内でコヒーレンス(すなわち、固定干渉パターン)を維持するために別々に制御された電磁特性を有する波を放射することができる。たとえば、各RFフィードは、他のフィードに関して異なる周波数、位相、または振幅を伝送することができる。その他の電磁特性はRFフィード間で共通であり得る。たとえば、各RFフィードは共通であるが可変である周波数を伝送することができる。
以下の実施の形態は、RFフィードが、閉じられたキャビティ内にある物体を加熱するように電磁放射を誘導する調理機器に関するものであるが、本明細書に記載された方法および本明細書から派生する発明の概念は、これに限定されるものではない。本明細書でカバーされる概念および方法は、複数のRFフィードが、1つの物体に対して作用するよう共用空間に向けて電磁放射を誘導する任意のRF装置に対して適用可能である。共用空間とは、閉じられたキャビティまたは自由空間内の領域を含み得る。例示的な装置として、オーブン、ドライヤー、蒸し器等が挙げられる。
図1は、一実施形態による複数のコヒーレントRFフィード26A〜26Dを有する電磁調理器10のブロック図を示す。図1に示されるように、電磁調理器10は、電力供給部12と、コントローラ14と、RF信号発生部16と、ヒューマンマシンインターフェース28と、複数のRFフィード26A〜26Dに接続された複数の高電力RF増幅器18A〜18Dとを備える。複数のRFフィード26A〜26Dはそれぞれ、複数の高電力RF増幅器18A〜18Dのうちの1つから閉じられたキャビティ20にRF電力を接続する。
電力供給部12は、主電源から得られた電力を、コントローラ14と、RF信号発生部16と、ヒューマンマシンインターフェース28と、複数の高電力RF増幅器18A〜18Dとに供給する。電力供給部12は、電力供給部12が電力を供給するそれぞれの装置に必要な電力レベルに主電源を変換する。電力供給部12は、可変の出力電圧レベルを供給することができる。たとえば、電力供給部12は、0.5ボルト刻みで選択的に制御される電圧レベルを出力することができる。このようにして、電力供給部12は、通常、28ボルトの直流を高電力RF増幅器18A〜18Dに供給するよう構成され得るが、15ボルトの直流のようにより低い電圧を供給して、所望のレベルでRF出力電力レベルを減少させることができる。
コントローラ14は、電磁調理器10に含まれていてもよく、調理サイクルを実施するために電磁調理器10のさまざまな構成要素と動作可能に接続され得る。コントローラ14はまた、ユーザ選択の入力の受信およびユーザへの情報伝達のために、コントロールパネルまたはヒューマンマシンインターフェース28と動作可能に接続され得る。ヒューマンマシンインターフェース28は、ダイヤル、照明、スイッチ、タッチスクリーン要素、およびディスプレイなどの、ユーザが調理サイクルのようなコマンドをコントローラ14へ入力すること、および情報を受信することを可能にする動作制御を含めることができる。ユーザインタフェース28は、相互に集中または分散させることができる1つまたは複数の要素を含めることができる。コントローラ14はまた、電力供給部12により供給された電圧レベルを選択してもよい。
コントローラ14は、メモリおよび中央演算装置(CPU)を備えることができ、好ましくは、マイクロコントローラにより実現され得る。メモリは、調理サイクルを完了する際にCPUによって実行される制御ソフトウェアを格納するために使用され得る。たとえば、メモリは、ユーザにより選択され電磁調理器10により完了することができる、1つ以上のあらかじめプログラムされた調理サイクルを格納することができる。コントローラ14はまた、1つ以上のセンサからの入力を受信することができる。コントローラ14と通信可能に接続され得るセンサの非限定的な例には、RF電力レベルを計測するRFエンジニアリングの分野で知られているピークレベル検出器、および閉じられたキャビティまたは1つ以上の高電力RF増幅器18A〜18Dの温度を計測する温度センサを含む。
RF信号発生部16は、高電力増幅器に出力される実際の周波数、位相、および振幅を決定し発生する1つ以上の構成要素を含むことができる。RF信号発生部16は、好ましくはデジタル制御インターフェースとして実装される、プログラム制御可能なRF制御部を含むことができる。RF信号発生部16は、調理コントローラ14からは物理的に分離することができる。または、RF信号発生部16は、コントローラ14に物理的に搭載、または統合されていてもよい。RF信号発生部16は、特注の集積回路を含むがこれに限定されないRF信号を発生するのに適した電子部品で形成することができる。
図1に示されるように、RF信号発生部16は、共通であるが可変の周波数(たとえば、2.4GHzから2.5GHzの範囲)を共有するが、各RFフィード26A〜26Dに対して位相および増幅を設定可能である4つのRFチャネルを出力する。本明細書に記載された構成は、例示的なものであり、限定的なものとみなされるべきではない。たとえば、RF信号発生部16は、より多いまたはより少ないRFフィードに対して出力するよう構成されていてもよく、実装に応じてそれぞれのチャネルに対して固有の可変周波数を出力する機能を備えていてもよい。
ヒューマンマシンインターフェース28により提供されるユーザ入力、および複数の高電力増幅器18A〜18Dからの(図1において、RF信号発生部16を介してコントローラ14に至る高電力増幅器18A〜18Dのそれぞれからの経路によって示される)順方向および逆方向(または反射)電力の大きさを含むデータに基づいて、コントローラ14は調理の方針を決定し、RF信号発生部16の設定を計算することができる。このように、コントローラ14の主な機能の1つは、ユーザにより開始されたときに、調理サイクルを例示するように電磁調理器10を作動させることである。RF信号発生部16は、複数のRF波形、すなわち、コントローラ14により示された設定に基づいてそれぞれの高電力RF増幅器18A〜18Dごとに1つの波形を発生することができる。
それぞれRFフィード26A〜26Dのうちの1つに接続された高電力増幅器18A〜18Dは、RF信号発生部16により供給される低電力共通参照RF信号に基づいて、それぞれ高電力RF信号を出力する。それぞれの高電力増幅器18A〜18Dへ入力される低電力RF信号は、電力供給部12により供給された直流電力を高電力RF信号に変換することにより増幅され得る。1つの非限定的な例では、それぞれの高電力増幅器18A〜18Dは、50〜250ワットの範囲のRF信号を出力するよう構成され得る。それぞれの高電力増幅器の最大出力ワット数は、実装に応じて250ワットより大きくても小さくてもよい。それぞれの高電力増幅器18A〜18Dは、過度のRF反射を吸収するようにダミーロードを含むことができる。
複数のRFフィード26A〜26Dは、複数の高電力RF増幅器18A〜18Dからの電力を閉じられたキャビティ20に接続する。複数のRFフィード26A〜26Dは、空間的に分離されているが固定された物理的位置において、閉じられたキャビティ20に接続され得る。複数のRFフィード26A〜26Dは、導波管やアンテナを含むがそれに限定されない低電力損失伝搬のために設計された任意の構造を介して実装され得る。1つの非限定的な例として、マイクロ波工学において知られている金属製の方形導波管は、およそ0.03db/mの電力損失で、高電力増幅器18A〜18Dから閉じられたキャビティへRF電力を案内することができる。
さらに、それぞれのRFフィード26A〜26Dは、増幅器の出力において順方向および逆方向電力レベルまたは位相の大きさを計測する検出能力を含むことができる。高電力増幅器18A〜18Dと閉じられたキャビティ20との間のインピーダンス不整合の結果として、計測された逆方向の電力は高電力増幅器18A〜18Dに戻された電力レベルを示す。調理の方針を部分的に実施するためにコントローラ14およびRF信号発生部16へのフィードバックを提供することに加えて、逆方向電力レベルは、高電力増幅器18A〜18Dに損傷を与えうる過度の反射電力を示すことができる。
それぞれの高電力増幅器18A〜18Dにおける逆方向電力レベルの決定とともに、高電力増幅器18A〜18Dにおける温度検出は、逆方向電力レベルが所定の閾値を超えたかどうかを決定するのに要するデータを供給することができる。閾値を超える場合、電力供給部12、コントローラ14、RF信号発生部16、または高電力増幅器18A〜18Dを含むRF伝送チェーンにおける制御要素のいずれも、高電力増幅器18A〜18Dが低電力レベルに切り替わるか、完全に停止されるかを決定することができる。たとえば、それぞれの高電力増幅器18A〜18Dは、逆方向電力レベルまたは検出された温度が数ミリ秒の間に高すぎる場合、自動的に停止され得る。別の例では、電力供給部12は高電力増幅器18A〜18Dに供給される直流電力を遮断することができる。
閉じられたキャビティ20は、任意の仕切り24を挿入することにより、サブキャビティ22A〜22Bを選択的に含むことができる。閉じられたキャビティ20は、少なくとも一方の側に、食品または任意の仕切り24の載置および回収のために、閉じられたキャビティ20へのユーザアクセスを可能にする遮断ドアを含むことができる。
それぞれのRFフィード26A〜26Dの伝送帯域幅は、2.4GHzから2.5GHzの範囲の周波数を含むことができる。RFフィード26A〜26Dは他のRF帯域を伝送するよう構成されていてもよい。たとえば、2.4GHzから2.5GHzの周波数帯域は、産業科学医療用(ISM)バンドを構成するいくつかの帯域のうちの1つである。他のRF帯域の伝送も考えられ、13.553MHzから13.567MHz、26.957MHzから27.283MHz、902MHzから928MHz、5.725GHzから5.875GHz、および24GHzから24.250GHzの周波数により定義されるISMバンドに含まれる非限定的な例を含み得る。
電磁調理器10は、複数のRFフィード26A〜26Dで制御された量の電力を、閉じられたキャビティ20へ伝送することができる。さらに、それぞれのRFフィード26A〜26Dから供給される電磁エネルギーの振幅、周波数、および位相の制御を維持することにより、電磁調理器10は、閉じられたキャビティ20に伝送される電力をコヒーレントに制御することができる。コヒーレント高周波源は、電磁波の干渉特性を引き出すために制御された方法により電力を供給する。つまり、空間および継続時間の定義された領域を超えて、コヒーレント高周波源は、電場が加法的に分布されるように、固定干渉パターンを生成することができる。その結果、干渉パターンは、振幅はいずれの高周波源よりも大きい(すなわち、強め合う干渉)、またはいずれの高周波源よりも小さい(すなわち、弱めあう干渉)電磁場分布を生成するよう追加することができる。
高周波源の調整および動作環境(たとえば、閉じられたキャビティ20およびその中の内容物)の特徴化は、電磁調理のコヒーレントな制御を可能にし、RF電力と閉じられたキャビティ20内の対象物との接続を最大化することができる。動作環境への効率的な伝送は、RF発生手順の較正を必要とし得る。電磁加熱システムにおいて、電力レベルは、電力供給部12からの出力電力、高電力増幅器18A〜18Dの利得を含む多くの構成要素により制御され得る。出力電力に作用する他の要因は、構成要素の寿命、構成要素間の相互作用、および構成要素の温度を含む。
閉じられたキャビティ20の内部で生成される干渉パターンの制御は、それぞれのRFフィード26A〜26Dから出力される電磁信号間の相対位相差の精度に依存する。電磁調理器10のRF信号発生部16、高電力増幅器18A〜18D、およびRFフィード26A〜26Dは、同じ周波数および信号間の調整可能な位相差を有する2つまたはそれ以上の周期信号を同時に出力するよう構成され得るRF電磁エネルギー供給システムの好例である。
ここで図2を参照すると、RF電磁エネルギー供給システム100のブロック図が示されている。電磁エネルギー供給システム100は、一連の位相シフト部112A〜112D、増幅部114A〜114D、および伝送部116A〜116Dを含む。それぞれの位相シフト部112A〜112Dの出力は、増幅部114A〜114Dの入力に接続される。それぞれの増幅部114A〜114Dの出力は、伝送部116A〜116Dの入力に接続される。位相シフト部112A〜112Dから増幅部114A〜114D、伝送部116A〜116Dの直列接続により特徴づけられる信号経路は、RFチャネル122A〜122Dを形成する。
周期入力信号110は、それぞれの位相シフト部112A〜112Dに印加される。周期入力信号110は、RF信号発生部(図1の要素16を参照)により供給される低電力共通参照RF信号を含むがそれに限定されない、RF電磁エネルギー供給システムにおいて増幅されるのに適する任意の信号であり得る。
位相シフト部112A〜112Dはそれぞれ、周期入力信号110に対して変位される周期信号113A〜113Dを出力する。信号は周期的であるため、変位は位相シフトとして記載される。位相シフトは繰り返す周期信号の進行を表す円における2点間の角度である。位相シフト部112A〜112Dのそれぞれは、周期入力信号110に対して選択された位相差を有する周期信号113A〜113Dを出力するよう構成される。位相シフト部112A〜112Dは、デジタルプログラマブルRF位相調整器を含むがそれに限定されない、周期RF信号の位相を調整するのに適した任意の電子機器により形成され得る。
位相シフト部112A〜112Dは制御信号118A〜118Dにしたがって入力信号110に位相シフトを印加することができる。制御信号118A〜118Dは、位相シフト部112A〜112Dからの出力周期信号113A〜113Dがそれぞれ、入力信号110に対して制御された位相差を有するように位相シフトを特定することができる。出力周期信号113A〜113Dのそれぞれと入力信号110との間の位相差は、0°〜360°の間の範囲であり得る。さらに、出力周期信号113A〜113Dは、互いに0°〜360°の範囲の間の位相差を有し得る。制御信号118A〜118Dは、コントローラ108から出力されるデジタルワードK1〜K4を含むがそれに限らない、位相シフト部から出力される位相シフトを制御するのに適した任意の信号により形成される。
位相シフト部から出力された信号113A〜113Dは、それぞれの伝送部116A〜116Dを駆動する増幅部114A〜114Dへ入力される。増幅部114A〜114Dはそれぞれ、位相シフト部112A〜112Dにより印加された位相シフトを有する低出力入力信号110に基づいて高電力RF信号を出力する。増幅部114A〜114Dは、ソリッドステート高電力増幅器(たとえば、図1の要素18A〜18D)を含むがそれに限られず、RF信号を増幅するのに適した任意の増幅器とすることができる。
伝送部116A〜116Dは、増幅部114A〜114Dにおいて増幅された電気出力をRF波120A〜120Dに変換する。伝送部116A〜116Dは、導波管、アンテナ、およびそれらの組み合わせ(たとえば、図1のRFフィード26A〜26D)を含むがそれに限定されず、RF電力を伝送し、RF電力を電磁波に変換する、任意の構成部品により形成することができる。RF波120A〜120Dは、電磁エネルギーの伝播に適した、用途に応じて閉じられたキャビティ(たとえば、図1の要素20)またはフリースペースを含む、任意の空間に伝送され得る。
RF波120A〜120Dにより生成される干渉パターンを制御する電磁エネルギー供給システム100の能力は、位相シフト部112A〜112Dの組み合わせにより実現される位相シフトの精度、および増幅部114A〜114Dの伝送部116A〜116Dに対して付加された遅延に依存する。
ここで図3を参照すると、本明細書に記載される様々な態様にしたがって、出力信号の位相が設定される電磁エネルギー供給システムの単一チャネル222が図示されたブロック図が示されている。チャネル222は、直列に接続された位相シフト部212、増幅部214、および伝送部216を含む。入力信号210は、互いに1/4周期または90°位相がずれている2つの振幅変調正弦波を含む。2つの振幅変調正弦波は、当技術分野において直交信号と呼ばれ、同相成分211Aおよび直交成分211Bを含む。
位相シフト部212は、加算増幅器228への入力を供給するRF混合器224、226を含んでいてもよい。位相シフトされた出力信号213は、係数αが同相成分211Aの振幅を変調し、係数βが直交成分211Bの振幅を変調するように、2つの直交信号211A、211Bの線形結合として形成される。振幅変調直交信号211A、211Bは、加算増幅器228に入力される。このように、位相シフトされた出力信号213は、位相シフトが係数αおよびβの値によって決定される2つの直交信号211A、211Bの結合である。
位相シフト部212は、増幅部214に入力される位相シフトされた出力信号213を出力する。増幅部214は、位相シフトされた出力信号213の増幅されたバージョンである高電力RF信号を出力する。伝送部216は増幅部214の増幅された電気出力をRF波220に変換する。電磁エネルギー供給システムの複数のチャネルは同様に構成され、動作中に、それぞれのチャネルのαおよびβの値を個別に変調することができる。
ここで図4を参照すると、本明細書に記載される様々な態様にしたがって、係数αおよびβが1つまたはそれ以上の制御信号(たとえば、図2の要素118A〜118D)にエンコードされ得る電磁エネルギー供給システムの単一チャネル322が図示されたブロック図が示されている。電磁エネルギー供給システム(たとえば、図2の要素100)が複数のチャネル322を含むとき、すべてのチャネルは同じ直交入力311A、311Bを共有する。単一チャネル322は、図3に図示された単一チャネル222と同様のものである。したがって、同様の部分は100増加した数字で識別され、特に断りのない限り、第1の実施の形態の同様の部分の記述は、第2の実施形態にも適用されることを理解されたい。
位相シフト部312はコンバータブロック330を含むことができる。コンバータブロック330は、チャネルごとの位相シフトを特定する制御信号318(たとえば、デジタルワード)を、それぞれのチャネル322に対するαおよびβの値へ変換することができる。コンバータブロック330は、デジタル−アナログ変換回路、アナログ−デジタル変換回路、周波数変換器、変圧器、周波数−電圧変換器、電圧−周波数変換器、電流電圧変換器、およびハードウェアまたはソフトウェアで構成されるこれらの組み合わせを含むがこれに限定されず、ある形式の電子信号を受信し別の形式の信号を出力するのに適した任意の形式の電子デバイスにより形成することができる。
ここで図5を参照すると、本明細書で記載される様々な態様にしたがって、係数αおよびβがフィードバックにより決定され得る電磁エネルギー供給システムの単一チャネル422が図示されたブロック図が示されている。単一チャネル422は、図3に図示された単一チャネル322と同様のものである。したがって、同様の部分は100増加した数字で識別され、特に断りのない限り、図4で示される実施の形態の同様の部分の記述は、図5で示される実施の形態にも適用されることを理解されたい。
チャネル422は、直交入力信号411A、411Bにより特徴づけられるように入力信号に対して調整可能な位相差を有するRF電磁波を出力するために直列に接続された、位相シフト部412、増幅部414、および伝送部416を含む。
チャネル422はチャネルごとの位相シフトの設定において使用されるフィードバックを提供するよう構成された構成要素を含む。位相検出部432は直交入力信号411Aおよび411B、および増幅部414の出力に調整された位相を表す信号を受信することができる。位相検出部432は、直交入力信号411Aおよび411Bと増幅部414の出力との間の位相差を出力するように構成され得る。位相検出部432は、RF混合器、アナログ乗算器、論理回路等を含むがそれらに限定されず、2つの入力信号間の位相差を表す信号を生成するのに適した電子デバイスの任意の組み合わせにより形成することができる。
位相検出部432の出力は、加算増幅器434への入力である。さらに、加算増幅器434は、コンバータブロック436を経由してコントローラ408から出力される制御信号を表す入力を含む。加算増幅器434は、コンバータブロック436の出力と位相検出部432の出力の負の値との加算を出力するよう構成され得る。このように、加算増幅器434は、制御信号418にエンコードされた所望の位相差とチャネル422を通して出力された実位相差との間の差を出力することができる。
コンバータブロック436は、コントローラ408からの制御信号にエンコードされた所望の位相差が位相検出部432の出力と同等の信号に変換されるような信号を出力するように構成され得る。つまり、増幅部414の出力と直交入力信号411Aおよび411Bの間の位相差が制御信号418にエンコードされた所望の位相差と等しいとき、コンバータブロック436および位相検出部432の出力は等しくなければならない。ループアンプ438はコンバータブロック436の出力と位相検出部432の出力との間の差を増幅するよう構成され得る。ループアンプ438の増幅された出力は、位相シフト部412のコンバータブロック430の入力である。コンバータブロック430はループアンプ438の出力をαおよびβに変換する。
入力直交信号411Aおよび411Bと増幅部414の出力との間の位相差が正確に測定され所望の位相差と比較されると、入力直交信号411Aおよび411Bと増幅部414の出力との間の位相差が制御信号418にエンコードされた所望の位相差に近づくように、位相検出部432、コンバータブロック436、およびループアンプ438により形成されるフィードバックループがそれぞれのチャネル422に対するαおよびβの値を制御することができる。
ここで図6を参照すると、制御信号にエンコードされた所望の位相差と、それぞれのチャネルに対する入力信号と出力信号との間の実位相差との間の関係を特徴づける伝達関数510が示されている。図6に示されるように、横座標は所望の位相差を表し、縦座標はチャネルからの実位相差出力を表す。理論的チャネルにおいて、理想伝達関数512は線形である。実際のチャネルにおいて、制御信号にエンコードされた所望の位相差と、それぞれのチャネルに対する入力信号と出力信号との間の実位相差との間の関係は、基本的な実施の形態における限定により特徴づけられる。つまり、チャネルを形成する実際の構成要素の性能的な限界により、実現される位相差は所望の位相差とは異なる。
たとえば、図3および図4に記載されているチャネル222および322の実施の形態において、αおよびβの値を変調するRF混合器224、226、324、326、および変調直交入力信号を加算する加算増幅器228、328は、伝達関数が理想伝達関数に一致する精度、または程度を決定する。さらに、複数のチャネル間における増幅部の遅延の差は、バイアス誤差を導入することにより実現された位相差の精度を制限する可能性がある。第2の例において、図5に記載されたチャネル422の実施の形態において、位相検出部432、コンバータブロック436、およびループアンプ438の利得を含むフィードバック要素は精度を決定する。
図3〜図5に記載されたチャネルにおいて、直交入力信号間(すなわち、同相入力信号と直交入力信号)の位相差は、共通参照入力信号とそれぞれのチャネルの出力との間の位相差を特徴づける伝達関数の全体的な精度に寄与する。同相および直交入力信号が90°の位相シフトを有し、システム中のすべての介在する機能が完全に理想的であるとき、
所望の位相差と実際の位相差との間の理想伝達関数512は、図6に示されるように、直線である。理想的なチャネルにおいて、同相入力信号の位相が0°として参照される場合、チャネルは、βを1に等しく設定して直交入力を完全に通過させることにより、およびαを0に設定して同相入力信号を完全に抑制することにより、90°の位相シフトを生成するよう構成され得る。しかし、同相および直交信号の間の位相差が実際には、たとえば、90°ではなく88°である場合、αを0に、βを1に設定して90°の位相シフトを出力するようチャネルが構成されたとき、実際の位相シフトは88°である。同様に、同相信号が非対称である(すなわち、高調波さえない)とき、同相信号に対して180°の位相差を有する反転同相信号を通過させてα=−1およびβ=0に設定することにより、チャネルは180°の位相シフトを出力するよう構成され得る。したがって、所望の位相差から実際の位相差までの伝達関数の精度は、部分的には、同相および直交信号の間の位相誤差(すなわち90°からの偏差)、および同相および直交入力信号の奇数次および偶数次高調波ひずみにより決定される。したがって、同相および直交入力信号の間の位相誤差、および同相および直交入力信号の高調波ひずみにより起こる誤差は、所望の位相差から実際の位相差までの、伝達関数510の不正確性に影響し、位相特性の非線形性を特徴づける。
ここで図7を参照すると、図6の伝達関数の循環性を示す図が示されている。すなわち、所望の位相差と対比した実際の位相差の伝達関数610のある特性は、理想伝達関数612に対する偏差が360°の周期で繰り返されることである。たとえば、所望の位相差を361°に設定するよう構成されたチャネルは、所望の位相差を1°に設定するよう構成されたチャネルと同等である。
位相伝達関数612の循環性またはラッピングは、所望の位相差を生成するための参照として直交入力信号を有するチャネルを構成する任意のシステムに適用される。図1および図2に記載されるような4つのチャネルシステムにおいて、4つの所望の位相差は、4つの制御信号内に4つのデジタルワードK1からK4をエンコードするコントローラにより設定される。伝達関数612に対して、デジタルワードK1からK4は4つの点614A〜614Dをエンコードする。実現された伝達関数610が直線の理想伝達関数612から逸脱するため、実際の位相差は所望の位相差と同一にはならない。一連のデジタルワードK1からK4に固定された同一の値を加えることにより、第2のセットの4つの点616A〜616Dが伝達関数610上に配置される。伝達関数610が直線の理想伝達関数612から逸脱するため、第2のセットの点616A〜616Dは、第1のセットの点614A〜614Dとは異なる位相差をチャネルに出力させる。
ここで図8を参照すると、本明細書に記載されたさまざまな態様において、電磁エネルギー供給システムの複数のチャネルに対する位相差を示す図が示されている。電磁エネルギー供給システムのそれぞれのチャネルは、ベクトル710A〜710Dとしてエンコードされた出力信号を含む。それぞれのベクトル710A〜710Dは直交入力信号の組み合わせからなり図8に示されている。図8において、X軸が同相入力信号を示しY軸が直交入力信号を示す。したがって、それぞれのチャネルに対する出力信号間の位相差は、ベクトル間の角度の関数として決定される。
チャネルに対する出力信号を表すベクトル710A〜710Dはコントローラ(たとえば、図5の408)から出力される制御信号で伝送されるデジタルワード(すなわち、K1からK4)にエンコードされている。つまり、K1からK4の値の設定は、4つのベクトルそれぞれの角度を決定する。それぞれのデジタルワードK1からK4を同一の値で増加させることは、4つのベクトルの回転712A〜712Dをもたらす。位相伝達関数が理想伝達関数(たとえば、図7の破線612)である場合、4つのベクトル710A〜710Dの間の位相差は回転712A〜712Dによる影響を受けない。しかし、実現された伝達関数(たとえば、図7の実線610)が線形でないとき、4つのベクトルの位相増加は、それらが回転されたときお互いに異なる可能性があり、その結果として相対位相差が変化する。
コントローラは、それぞれのチャネルのそれぞれの出力信号に対する直交入力の相対的寄与を変化させることにより、4つのベクトルを円周上でゆっくり効率的に回転させるために固定時間でそれぞれのデジタルワードを増加するよう構成されていてもよい。それぞれの時間ステップにおいて、4つのベクトル間の位相差は、理想位相伝達関数に対する位相伝達関数の前述の偏差によりわずかに変化する。しかし、直交入力信号により定義された円周上を完全に回転した後、それぞれのベクトルは直交入力信号に対して、正確に同じ初期の位相差に戻る。その結果、完全な360°回転における4つのベクトルの位相差は、任意のベクトル回転の前の同じ初期位相差に戻る。したがって、チャネルの出力信号間の平均位相差は一定である。コントローラ(たとえば、図5の408)は、1ミリ秒あたり1°ずつ、それぞれのベクトルを回転させる値によりデジタルワードを増加させることを含むがそれに限定されない、位相伝達関数において位相偏差を軽減させるのに適した任意の値および時間ステップによりそれぞれのデジタルワードを増加させるもしくは減少させるよう構成されていてもよい。
ここで図9を参照すると、RF電磁エネルギー供給システムに対する位相差を設定するためのコントローラ808の1つの実施の形態を示すブロック図が示されている。コントローラ808は、ラップアラウンドカウント部812から出力される信号814にエンコードされた値に結合された一連の入力810A〜810Dを含む。出力信号814にエンコードされた値は、RF電磁エネルギー供給システムのそれぞれのチャネルの位相を設定する制御信号816A〜816Dを出力するための加算増幅器820A〜820Dを介して、一連の入力810A〜810Dのそれぞれに結合される。
一連の入力810A〜810Dは、一連のRFチャネルから出力される一連の信号に対する所望の位相差を表す。一連の入力810A〜810Dは、デジタルワードをエンコードする制御信号を含むがそれに限定されない、所望の位相差をエンコードするのに適した任意の制御信号であってもよい。一連の入力810A〜810Dは、デジタル制御インターフェースを含むがそれに限定されず、コントローラ808の内部または外部の任意の適切なRF制御コンポーネントに由来する。一連の入力810A〜810Dのそれぞれは、加算増幅器820A〜820Dに入力され、ラップアラウンドカウント部812からの出力信号814にエンコードされた値で増加もしくは減少される。
ラップアラウンドカウント部812は、漸進的に増加または減少する値をエンコードする信号を出力する。出力信号814は、デジタルワードの形式で値をエンコードすることができ、漸進的により大きいまたはより小さい値に反復する。ラップアラウンドカウント部812は、時計のような、反復信号の時間ステップを抑えるためのタイミング部818からの入力を含むことができる。最大値または最小値に達すると、ラップアラウンドカウント部812は、エンコードされた値をある初期値(たとえば、0)に戻すために、モジュラ算術演算を実行することができる。出力信号814にエンコードされたデジタルワードは、位相ステップΔφを表す。ラップアラウンドカウント部812が生成する最大値は、その値が反復処理でラップされるときに、大きな位相ステップを回避するため、360°の整数倍を表す。ラップアラウンドカウント部812は、動作サイクルにわたって、平均位相差が所望の位相差と同一であることを保証する信号を出力する。ラップアラウンドカウント部812は、Δφを1°に設定すること、および時間ステップを1ミリ秒に設定することを含むがそれに限定されない、位相伝達関数において位相偏差を緩和するのに適した任意の時間ステップに対する任意の値によりΔφをエンコードする、それぞれのデジタルワードを増加または減少させるよう構成されていてもよい。
別の実施の形態において、ラップアラウンドカウント部812は、タイミング部818によりトリガーされたそれぞれの時間ステップにおいて、出力信号814にエンコードされたデジタルワードをランダムに変更するよう構成されていてもよい。このようにして、位相ステップΔφは、0°から360°の位相の範囲に均一に分布され得る。他の位相分布も考えられ、ランダムな変動からは生じない任意の系統的な非線形性を補う分布を含んでいてもよい。さらに別の実施の形態において、ラップアラウンドカウント部812が、時間間隔が時間ステップにより変化する不定期の時間ステップによってデジタルワードを変更するよう構成されていてもよい。
ここで図10を参照すると、本明細書に記載されたさまざまな態様において、RF電磁エネルギー伝送の方法900を示すフローチャートが図示されている。方法900は、以下のステップを含む。第1位相において共通参照RF信号を生成する工程。一連の出力チャネルに共通参照RF信号を供給する工程。それぞれの出力RF信号の位相を変調する工程。それぞれの出力信号は、共通参照信号に対する時変位相差、および他の出力信号に対して経時的平均が一定である位相差を有するRF信号を伝送するよう構成される。
ステップ902において、電磁エネルギー供給システムは、RF発生部(たとえば、図1のRF信号発生部16)により共通参照信号を生成することができる。共通参照信号は、1/4周期または90°のような固定量によりお互いの位相において相違を有する、2つの増幅変調無線周波数正弦波を含むがそれに限定されず、任意の周期信号であり得る。
ステップ904において、電磁エネルギー供給システムは、RF発生部(たとえば、図1のRF信号発生部16)から一連のRFチャネル(たとえば、図2のRFチャネル122A〜122D)へ入力される共通参照信号を供給するまたは接続するよう構成されていてもよい。それぞれのRFチャネルは、アンテナからの信号を伝送するなどにより出力無線周波数信号を供給するよう構成されていてもよい。図1に対して上述したような調理機器において、それぞれのチャネルは、動作サイクルにしたがって調理される食材を保持する閉じられたキャビティに、無線周波数信号を出力するよう構成されていてもよい。
ステップ906において、位相シフト部(たとえば、図2の構成要素112A〜112D)はそれぞれのチャネルから出力されるそれぞれのRF信号の位相を変調することができる。電磁エネルギー供給システムは、それぞれのチャネルに対する出力RF信号の位相の変調を決定および制御するための任意の適切な技術および構成要素を含むことができる。技術および構成要素は、フィードバックおよびフィードフォワードトポロジー、RF位相調整器、プロセッサ、ループアンプ等を含んでもよいが、それに限定されない。
ステップ908において、電磁エネルギー供給システムは、共通参照信号に対する時変位相差、および他の出力信号に対して経時的平均が一定である位相差を有するRF信号を伝送することができる。電磁エネルギー供給システムは、確定的にまたは無作為にそれぞれの出力信号の位相を変化させるよう構成されていてもよい。
上述のように、方法は一連の連続的なRF電磁エネルギー伝送の位相の決定および設定のステップを含む。方法は、ソリッドステート電磁調理器に実装することができるようなRF電磁エネルギーシステムが、一連の所望の位相差を有するRF信号を正確に伝送することを可能にする。方法は、伝送された信号において結果として得られる位相差が経時的に所望の位相差を近づくため、出力RF信号のより良好なコヒーレントをもたらす。
本開示の目的のために、用語「接続された(coupled)」(接続(couple)、接続している(coupling)、接続された(coupled)等、その形式のすべてについて)は、一般的に、(電気的にまたは機械的に)2つの構成要素の直接的なまたは間接的な相互の接合を意味する。そのような接合は、実際は固定されていてもよく、または実際は可動であってもよい。そのような接合は、(電気的にまたは機械的に)2つの構成要素、および相互にまたは2つの構成要素により完全に単体として形成された任意の追加の中間構成要素により実現され得る。そのような接合は、本質的に恒久的なものでもよいし、特に明記がない限り、本来は着脱可能もしくは切離可能であってもよい。
また、例示的な実施の形態に示されている装置の要素の構成および配置は、例示に過ぎないことに留意することも重要である。本発明の少数の実施の形態だけが本明細書に詳細に記載されているが、本開示を検討する当業者は、列挙された主題の新規の教示および利点に実質的に逸脱することなく、多くの修正(たとえば、さまざまな要素の、サイズ、寸法、構造、形状、および割合、パラメータの値、取り付け位置、材料の使用、色彩、方向づけ、等)が可能であることを容易に理解するであろう。たとえば、一体的に形成されたものとして示されている要素は、複数の部品から構成されていてもよく、あるいは、複数の部品として示されている要素は、一体的に形成されていてもよい。また、インターフェースの動作は、逆転されるか、そうでなければ変更されてもよい。また、構造および/または要素の長さまたは幅、システムのコネクタまたは他の要素は変更されてもよい。また、要素間に供給される調整位置の性質または数は変更されてもよい。システムの要素および/または部品は、さまざまな色、質感、および組み合わせにおいて、十分な強度または耐久性を持つ、多種多様な材料のうち任意のものにより構成され得ることに留意されたい。したがって、すべてのそのような修正は、本発明の範囲内に含まれるように意図される。その他の代用、修正、変更、および省略は、本発明の主旨に逸脱することなく、所望のおよび他の例示的な実施の形態の設計動作条件、および配置についてなされ得る。
記載されたプロセス内の任意の記載されたプロセスまたはステップは、本装置の範囲内の構造を形成するために、他の記載されたプロセスまたはステップと組み合わされていてもよいことを理解されたい。本明細書において開示された例示的な構造またはプロセスは、説明目的のためのものであり、限定として解釈されるものではない。
本装置の概念から逸脱することなく、前述の構造および方法に対して変更や修正が行われることも理解されたい。さらに、それらの概念は、その言語による特許請求の範囲が明示的に述べない限り、添付の特許請求の範囲によりカバーされるよう意図されることを理解されたい。
上記の説明は、例示された実施の形態のみに関するものと考えられる。装置の修正は、当業者および装置を製造または使用する者に思いつくものであろう。したがって、図示され上述された実施の形態は、単に説明目的のためであり、均等論を含む特許法の原則に従って解釈される添付の特許請求の範囲によって定義される、装置の範囲を限定することを意図するものではない。

Claims (20)

  1. 一連の無線周波数チャネルと、
    前記一連の無線周波数チャネルのそれぞれは、
    電磁エネルギーを放射するよう構成された無線周波数フィード、
    前記無線周波数フィードに接続される少なくとも1つの高電力無線周波数増幅器、ここで、それぞれの前記高電力無線周波数増幅器は、入力無線周波数共通参照信号に対して電力を増幅した周期信号を出力するよう構成された少なくとも1つの増幅部を含む、
    前記入力無線周波数信号に対して、前記出力周期信号の位相を変調する位相シフト部、
    を有し、
    前記一連の無線周波数チャネルに接続されたコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記無線周波数チャネルのそれぞれからの前記出力周期信号に、前記共通参照信号に対する時変位相差、および他の前記出力周期信号に対して経時的平均が一定である位相差を持たせるよう構成されている、
    電磁エネルギー供給システム。
  2. さらに、
    前記一連の無線周波数チャネルに接続され、前記入力無線周波数共通参照信号を発生する無線周波数信号発生部、
    を備える、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記入力無線周波数共通参照信号は、固定位相差を有する2つの周期信号を含む、
    請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記固定位相差は90°である、
    請求項3に記載のシステム。
  5. 前記コントローラは、前記無線周波数チャネルのそれぞれにデジタルワードを送信することにより、前記共通参照信号に対する前記時変位相差を引き起こすよう構成される、
    請求項1ないし4のいずれか1項に記載のシステム。
  6. 前記コントローラは、さらに、前記デジタルワードを周期的に同じ値で増加または減少させ、前記無線周波数チャネルの前記出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の周期的な増加または減少を引き起こすよう構成されたラップアラウンドカウント部を含む、
    請求項5に記載のシステム。
  7. 前記ラップアラウンドカウント部は、360°の整数倍に相当する最大値を生成するよう構成される、
    請求項6に記載のシステム。
  8. 前記コントローラは、さらに、前記デジタルワードを乱数値で増加または減少させ、前記無線周波数チャネルの前記出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の増加または減少を引き起こすよう構成されたラップアラウンドカウント部を含む、
    請求項5に記載のシステム。
  9. 前記乱数値は、均一分布により選択される、
    請求項8に記載のシステム。
  10. 前記コントローラは、さらに、分布に応じて前記デジタルワードを増加または減少させるよう構成され、
    前記分布は、前記無線周波数チャネルの出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の増加または減少を引き起こすことによって、前記システムにおける系統誤差を補う、
    請求項5ないし9のいずれか1項に記載のシステム。
  11. さらに、
    前記無線周波数フィードがその内部に電磁エネルギーを放射する閉じられたキャビティを備える、
    請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 調理器具の閉じられたキャビティ内の食材を調理するために無線周波数電磁エネルギーを供給する方法であって、
    マイクロ波信号発生部により、第1位相における共通参照無線周波数信号を生成する工程と、
    一連の出力チャネルに前記共通参照無線周波数信号を供給する工程と、ここで、それぞれのチャネルは、閉じられたキャビティに出力無線周波数信号を供給するよう構成される、
    位相シフト部によりそれぞれの出力無線周波数信号の位相を変調させる工程と、
    を含み、
    それぞれの出力信号は、前記共通参照信号に対する時変位相差、および他の前記出力信号に対して経時的平均が一定である位相差を提供するよう構成される、
    方法。
  13. 前記共通参照信号は、固定位相差を有する2つの周期信号を含む、
    請求項12に記載の方法。
  14. 前記固定位相差は90°である、
    請求項13に記載の方法。
  15. 前記共通参照信号に対する時変位相差は、前記出力チャネルのそれぞれに送信されるデジタルワードにエンコードされている、
    請求項12ないし14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記デジタルワードは、周期的に同じ値で増加または減少することによって、前記出力チャネルの前記出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の周期的な増加または減少を引き起こす、
    請求項15に記載の方法。
  17. 前記デジタルワードにエンコードされ得る最大値は、360°の整数倍に相当する、
    請求項16に記載の方法。
  18. 前記デジタルワードは、乱数値で増加または減少することによって、前記出力チャネルの前記出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の増加または減少を引き起こす、
    請求項15に記載の方法。
  19. 前記乱数値は、均一分布により選択される、
    請求項18に記載の方法。
  20. 前記乱数値は、分布に応じて選択され、
    前記分布は、前記出力チャネルの前記出力信号と前記共通参照信号との間の前記位相差の増加または減少を引き起こすことによって、無線周波数電磁エネルギー供給システムを形成する電気的構成要素中の系統誤差を補う、
    請求項18に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021044114A (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 スリーエイ ロジックス カンパニー リミテッド3A LOGICS Co.,LTD. Cmosオシレーターから出力されたrf信号を熱エネルギーに転換する温度制御装置と加熱システム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3520569B1 (en) * 2016-09-30 2022-11-16 Whirlpool Corporation Intermediate transition between an antenna and a coplanar waveguide transmission line of a solid state amplifier

Family Cites Families (130)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3536129A (en) 1968-11-19 1970-10-27 Varian Associates Method for thawing frozen water-bearing substances utilizing microwave energy
US3603241A (en) 1970-02-13 1971-09-07 Doris Drucker Automatic food handling apparatus
US3835921A (en) 1973-02-01 1974-09-17 Donbar Dev Corp Rotatable heat exchanger
CA1081796A (en) 1978-02-09 1980-07-15 B. Alejandro Mackay Controlled heating microwave ovens using different operating frequencies
US4210795A (en) 1978-11-30 1980-07-01 Litton Systems, Inc. System and method for regulating power output in a microwave oven
US4374319A (en) 1979-11-27 1983-02-15 Sunset Ltd. Counter-top oven
US4481519A (en) 1981-11-05 1984-11-06 Raytheon Company Radio frequency signal direction finding apparatus
GB8618218D0 (en) 1986-07-25 1986-09-03 Magnetronics Ltd Edible product manufacture
EP0264935B1 (en) 1986-10-22 1992-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Automatic heating appliance with ultrasonic sensor
US4868357A (en) 1987-04-14 1989-09-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microwave heating appliance for automatically heating an object on the basis of a distinctive feature of the object
US4777336A (en) 1987-04-22 1988-10-11 Michigan State University Method for treating a material using radiofrequency waves
KR930001675B1 (ko) 1989-04-14 1993-03-08 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 비디오카메라의 화이트밸런스 조정장치
US5008506A (en) 1989-10-30 1991-04-16 Board Of Trustees Operating Michigan State University Radiofrequency wave treatment of a material using a selected sequence of modes
US4996403A (en) 1990-02-05 1991-02-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Acoustic emission feedback control for control of boiling in a microwave oven
EP0455169B1 (en) 1990-04-28 1996-06-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Heating cooker
US6150645A (en) 1990-07-11 2000-11-21 International Business Machines Corporation Radiation control system
AU7445391A (en) 1991-02-18 1992-09-15 Melvin L. Levinson Two-stage process for cooking/browning/crusting food by microwave energy and infrared energy
CA2077018C (en) 1991-08-30 1997-04-15 Kazunari Nishii Cooking appliance
US5961871A (en) 1991-11-14 1999-10-05 Lockheed Martin Energy Research Corporation Variable frequency microwave heating apparatus
US5521360A (en) 1994-09-14 1996-05-28 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Apparatus and method for microwave processing of materials
KR950004808B1 (ko) 1991-12-21 1995-05-10 주식회사금성사 전자레인지의 자동 요리 제어장치
IT1258067B (it) 1992-04-02 1996-02-20 Zeltron Spa Sistema di cottura a controllo automatico
JPH05256458A (ja) 1992-03-13 1993-10-05 Toshiba Corp 加熱調理器
JP2627730B2 (ja) 1993-09-23 1997-07-09 エルジー電子株式会社 電子レンジの自動整合装置
GB2293027A (en) 1994-09-07 1996-03-13 Sharp Kk Apparatus for and method of controlling a microwave oven
CN1301040C (zh) 1994-10-20 2007-02-14 松下电器产业株式会社 高频电波加热装置
US5756970A (en) 1995-05-03 1998-05-26 Whirlpool Corporation Thermal convection oven conversion algorithm
US5632921A (en) 1995-06-05 1997-05-27 The Rubbright Group, Inc. Cylindrical microwave heating applicator with only two modes
US5648038A (en) 1995-09-20 1997-07-15 Lambda Technologies Systems and methods for monitoring material properties using microwave energy
KR100234735B1 (ko) 1996-07-11 2000-01-15 구자홍 전자레인지의 균일가열방법 및 그 장치
US6066838A (en) 1997-01-10 2000-05-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microwave oven
US6034363A (en) 1997-02-10 2000-03-07 California Institute Of Technology Uniform batch processing using microwaves
FR2766272B1 (fr) 1997-07-15 1999-10-15 Moulinex Sa Dispositif et procede de reflectometrie hyperfrequences, et four a micro-ondes ainsi equipe
SE510484C2 (sv) 1997-08-22 1999-05-25 Antrad System Ab Apparat för uppvärmning och/eller mätning av dielektriska material
RU2001119995A (ru) 1998-12-17 2003-06-27 Персонал Кемистри И Уппсала Аб (Se) Микроволновое устройство и способы проведения химических реакций
US6559882B1 (en) 1999-09-02 2003-05-06 Ncr Corporation Domestic appliance
JP3762580B2 (ja) 1999-08-12 2006-04-05 株式会社東芝 加熱調理器
SE521313C2 (sv) 2000-09-15 2003-10-21 Whirlpool Co Mikrovågsugn samt förfarande vid sådan
ES2233264T3 (es) 2000-09-29 2005-06-16 Whirlpool Corporation Sistema de coccion y horno empleado en el.
US7111247B2 (en) 2001-07-02 2006-09-19 Lg Electronics Inc. Device and method for controlling menu display of microwave oven
US6904969B2 (en) 2001-10-15 2005-06-14 Whirlpool Corporation Time-bake cycle for a refrigerated oven
US7105787B2 (en) 2002-10-29 2006-09-12 Fiore Industries, Inc. Reverberating adaptive microwave-stirred exposure system
CA2510332A1 (en) 2002-12-18 2004-07-01 Biotage Ab Microwave heating system
US7191698B2 (en) 2003-04-03 2007-03-20 Battelle Memorial Institute System and technique for ultrasonic determination of degree of cooking
US20040206755A1 (en) 2003-04-18 2004-10-21 Hadinger Peter James Microwave heating using distributed semiconductor sources
US7279665B2 (en) * 2003-07-02 2007-10-09 Itherm Technologies, Lp Method for delivering harmonic inductive power
RU2253193C2 (ru) 2003-07-21 2005-05-27 Санкт-Петербургский государственный университет Микроволновая печь и способ оптимизации ее конструктивных параметров
US7461588B2 (en) 2004-08-31 2008-12-09 General Electric Company Methods and apparatus for operating a speedcooking oven
US20100231506A1 (en) 2004-09-07 2010-09-16 Timothy Pryor Control of appliances, kitchen and home
DE102004049927A1 (de) 2004-10-14 2006-04-27 Miele & Cie. Kg Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät
AU2005304583B2 (en) 2004-11-12 2012-02-16 Industrial Microwave Systems, Llc Methods and apparatuses for thermal treatment of foods and other biomaterials, and products obtained thereby
KR101232612B1 (ko) 2005-07-20 2013-02-13 삼성전자주식회사 조리장치와 조리시스템 및 그 조리제어방법
EP1795814A3 (en) 2005-12-06 2011-01-26 LG Electronics Inc. Electric oven
US8653482B2 (en) 2006-02-21 2014-02-18 Goji Limited RF controlled freezing
US8839527B2 (en) 2006-02-21 2014-09-23 Goji Limited Drying apparatus and methods and accessories for use therewith
WO2007096877A2 (en) 2006-02-21 2007-08-30 Rf Dynamics Ltd. Electromagnetic heating
MX2008011486A (es) 2006-03-08 2008-09-22 Premark Feg Llc Horno de coccion y metodos relacionados utilizando tecnologias de coccion multiples.
JP4979280B2 (ja) 2006-06-19 2012-07-18 パナソニック株式会社 マイクロ波加熱装置
JP5064924B2 (ja) 2006-08-08 2012-10-31 パナソニック株式会社 マイクロ波処理装置
KR100761295B1 (ko) 2006-10-27 2007-09-27 엘지전자 주식회사 조리기기
EP1928215B1 (en) 2006-11-28 2015-04-01 Whirlpool Corporation Microwave oven
FR2912572A1 (fr) * 2007-02-08 2008-08-15 St Microelectronics Sa Procede d'ajout d'un bruit aleatoire dans un circuit convertisseur temps-numerique et circuits pour mettre en oeuvre le procede
EP2127481A1 (en) 2007-02-21 2009-12-02 RF Dynamics Ltd. Rf controlled freezing
EP1998116B1 (en) 2007-05-30 2013-04-17 Whirlpool Corporation A process for automatically controlling the heating/cooking of a food item in a cooking oven and cooking oven adapted to carry out such process
JP5285608B2 (ja) * 2007-07-13 2013-09-11 パナソニック株式会社 マイクロ波加熱装置
US9131543B2 (en) 2007-08-30 2015-09-08 Goji Limited Dynamic impedance matching in RF resonator cavity
US20100224623A1 (en) 2007-10-18 2010-09-09 Kenji Yasui Microwave heating apparatus
JP4538504B2 (ja) 2008-01-22 2010-09-08 シャープ株式会社 加熱調理器
CN101884245B (zh) 2008-05-13 2013-02-13 松下电器产业株式会社 扩频高频加热装置
US8927913B2 (en) 2008-06-30 2015-01-06 The Invention Science Fund I, Llc Microwave processing systems and methods
US20090321428A1 (en) 2008-06-30 2009-12-31 Hyde Roderick A Microwave oven
US20160073453A1 (en) 2008-06-30 2016-03-10 Searete Llc Microwave oven
US8610038B2 (en) 2008-06-30 2013-12-17 The Invention Science Fund I, Llc Microwave oven
US20120097665A1 (en) 2008-11-10 2012-04-26 Alexander Bilchinsky Device and method for controlling energy
ES2369312T3 (es) 2008-12-19 2011-11-29 Whirlpool Corporation Horno microondas que alterna entre modos predefinidos.
US8218402B2 (en) 2009-01-29 2012-07-10 Bradly Joel Lewis Multi device programmable cooking timer and method of use
EP2239994B1 (en) 2009-04-07 2018-11-28 Whirlpool Corporation A microwave oven with a regulation system using field sensors
US20120067873A1 (en) 2009-05-19 2012-03-22 Panasonic Corporation Microwave heating device and microwave heating method
WO2010147439A2 (ko) 2009-06-19 2010-12-23 엘지전자 주식회사 마이크로웨이브를 이용한 조리기기
RU2012104702A (ru) 2009-07-10 2013-08-20 Панасоник Корпорэйшн Устройство для микроволнового нагрева и способ управления микроволновым нагревом
CN102474924B (zh) 2009-09-29 2013-08-14 松下电器产业株式会社 高频加热装置以及高频加热方法
JP5657016B2 (ja) 2009-11-10 2015-01-21 ゴジ リミテッド エネルギーを制御するための装置および方法
US8922969B2 (en) 2009-12-03 2014-12-30 Goji Limited Ferrite-induced spatial modification of EM field patterns
EP2512206A4 (en) 2009-12-09 2013-11-13 Panasonic Corp HIGH FREQUENCY HEATING DEVICE AND HIGH FREQUENCY HEATING PROCESS
US20110139773A1 (en) 2009-12-16 2011-06-16 Magnus Fagrell Non-Modal Interplate Microwave Heating System and Method of Heating
WO2011108016A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Sauro Bianchelli Innovative domestic appliance with dual function
CN103039123B (zh) 2010-05-03 2015-09-30 高知有限公司 空间受控能量递送
WO2011149275A2 (en) 2010-05-26 2011-12-01 Lg Electronics Inc. Cooking apparatus
KR101727904B1 (ko) 2010-05-26 2017-04-18 엘지전자 주식회사 마이크로웨이브를 이용한 조리기기 및 그 동작방법
KR101752523B1 (ko) 2010-07-01 2017-06-29 고지 엘티디. 무선 주파수 에너지에 의한 대상물 처리
EP2627585A4 (en) 2010-10-12 2014-12-31 Goji Ltd DEVICE AND METHOD FOR APPLYING ELECTROMAGNETIC ENERGY TO A CONTAINER
ITTO20100843A1 (it) 2010-10-18 2012-04-19 Indesit Co Spa Forno a microonde
US8742306B2 (en) 2011-01-04 2014-06-03 Goji Ltd. Calibrated energy transfer
WO2012109634A1 (en) 2011-02-11 2012-08-16 Goji Ltd. An interface for controlling energy application apparatus
US11168894B2 (en) 2011-05-20 2021-11-09 Premark Feg L.L.C. Combination cooking oven with operator friendly humidity control
US20140287100A1 (en) 2011-08-11 2014-09-25 Goji Ltd. Controlling rf application in absence of feedback
EP2752086B2 (en) 2011-08-31 2021-12-08 Goji Limited Object processing state sensing using rf radiation
WO2013078325A1 (en) 2011-11-22 2013-05-30 Goji Ltd. Control of rf energy application based on temperature
EP2618634A1 (en) 2012-01-23 2013-07-24 Whirlpool Corporation Microwave heating apparatus
US9161390B2 (en) 2012-02-06 2015-10-13 Goji Limited Methods and devices for applying RF energy according to energy application schedules
US9210740B2 (en) 2012-02-10 2015-12-08 Goji Limited Apparatus and method for improving efficiency of RF heating
EP2637477B1 (en) 2012-03-05 2022-03-09 Whirlpool Corporation Microwave heating apparatus
EP2824991B1 (en) 2012-03-09 2019-11-27 Panasonic Corporation Microwave heating device
US9804104B2 (en) 2012-03-19 2017-10-31 Goji Limited Applying RF energy according to time variations in EM feedback
CN108542496B (zh) 2012-03-31 2021-12-07 微立方有限责任公司 用于微波应用的返回功率
US9301344B2 (en) 2012-05-24 2016-03-29 Goji Limited RF energy application based on absorption peaks
CN104350810B (zh) 2012-06-07 2016-08-24 松下知识产权经营株式会社 高频加热装置
EP2677839A1 (en) 2012-06-18 2013-12-25 Whirlpool Corporation Microwave heating apparatus with multi-feeding points
EP2677838B1 (en) 2012-06-18 2017-12-06 Whirlpool Corporation Microwave heating apparatus
US10470255B2 (en) 2012-07-02 2019-11-05 Goji Limited RF energy application based on electromagnetic feedback
EP2880963A4 (en) 2012-08-06 2015-08-12 Goji Ltd METHOD FOR DETECTING DARK DISCHARGE AND DEVICE USING THIS METHOD
KR20140030023A (ko) 2012-08-29 2014-03-11 삼성전자주식회사 조리장치 및 그 제어방법
WO2014054276A1 (ja) 2012-10-03 2014-04-10 三菱電機株式会社 電磁波送信装置、電力増幅装置及び電磁波送信システム
US9420641B2 (en) 2013-01-23 2016-08-16 Whirlpool Corporation Microwave oven multiview silhouette volume calculation for mass estimation
GB2512819B (en) 2013-03-18 2021-07-14 Wayv Tech Limited Microwave heating apparatus
CN103175237B (zh) 2013-03-27 2015-07-15 福州高奇智芯电源科技有限公司 微波炉及其自适应功率输出控制方法
US10470256B2 (en) 2013-04-16 2019-11-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlled broadband microwave heating
CN105230119B (zh) 2013-05-21 2019-06-04 高知有限公司 Rf处理系统的校准
RU2016102640A (ru) 2013-06-28 2017-08-03 Конинклейке Филипс Н.В. Способ и устройство для обработки замороженных пищевых продуктов
WO2015024177A1 (en) 2013-08-20 2015-02-26 Whirlpool Corporation Method for detecting the status of popcorn in a microwave
EP3056063A1 (en) 2013-10-07 2016-08-17 Goji Limited Apparatus and method for sensing and processing by rf
US20150136760A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Stmicroelectronics (Canada), Inc. Microwave oven using solid state amplifiers and antenna array
WO2015081210A1 (en) 2013-11-27 2015-06-04 New York University System and method for providing magnetic resonance temperature measurement for radiative heating applications
US10667337B2 (en) 2013-12-23 2020-05-26 Whirlpool Corporation Method of control of a multifeed radio frequency device
EP3087807A4 (en) 2013-12-23 2017-08-16 Whirlpool Corporation Method of calibrating a multifeed radio frequency device
EP3111724B1 (en) 2014-02-28 2018-01-03 Arçelik Anonim Sirketi Microwave oven having a physically adjustable waveguide dynamically displaced by a movement control means
US10368404B2 (en) 2014-03-21 2019-07-30 Whirlpool Corporation Solid-state microwave device
EP2983290B1 (en) * 2014-08-07 2017-12-20 Nxp B.V. Circuit for detecting phase shift applied to an RF signal
EP3235202A4 (en) * 2014-12-19 2018-08-15 ZTE Corporation Efficient output power combining digital microwave radio system
WO2016144872A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 Whirlpool Corporation Method of calibrating a high power amplifier for a radio frequency power measurement system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021044114A (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 スリーエイ ロジックス カンパニー リミテッド3A LOGICS Co.,LTD. Cmosオシレーターから出力されたrf信号を熱エネルギーに転換する温度制御装置と加熱システム

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US20190208588A1 (en) 2019-07-04
JP6811307B2 (ja) 2021-01-13
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EP3516927B1 (en) 2021-05-26
WO2018056977A1 (en) 2018-03-29
EP3516927A4 (en) 2020-05-20
EP3516927A1 (en) 2019-07-31
CN109565913A (zh) 2019-04-02
US11246191B2 (en) 2022-02-08

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