KR101962887B1 - 반사 에너지 조종을 갖는 전기 오븐 - Google Patents

Abstract

전기 오븐에서 열의 분배를 제어하기 위한 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 갖는 전기 오븐 및 연관된 방법들이 본원에서 개시된다. 전기 오븐은 챔버, 챔버의 주입 포트에 결합된 에너지 소스, 및 챔버 내에 위치된 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 포함한다. 개시된 접근법들 중 일부에서, 가변 반사율 엘리먼트들은 비-방사성이다. 전기 오븐의 제어 시스템은 가변 반사율 엘리먼트들의 상태들을 변경함으로써 챔버 내에서 에너지의 분배를 변경 및 제어하도록 구성될 수 있다.

Description

반사 에너지 조종을 갖는 전기 오븐

[0001] 본 출원은, 2016년 12월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 제 62/434,179호 및 2016년 6월 13일에 출원된 미국 가출원 번호 제 62/349,367호의 이익을 청구하는, 2017년 6월 9일에 출원된 미국 출원 번호 제 15/619,390호를 우선권으로 청구하고, 이들 모두는 모든 목적들을 위해서 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다.

[0002] 전기 오븐들은 챔버 내의 물품들을 강한 전기장들에 노출시킴으로써 그 물품들을 가열시킨다. 통상적인 마이크로파 오븐들의 경우에, 전자기장들은 마그네트론으로부터의 마이크로파 방사의 결과이고, 그리고 2.45GHz 또는 915MHz 중 어느 하나의 주파수를 갖는 파들의 형태를 가장 자주 취한다. 이들 방사 형태들의 파장은 각각 12cm 및 32.8cm이다. 가열하는 동안, 마그네트론-전력공급 마이크로파 오븐의 챔버 내에서의 전자기파들은 짧은 시간 기간 동안에 주파수에 있어 일반적으로 +/- 5%의 범위 내에서 드리프팅 또는 홉핑할 수 있다. 본 개시내용을 위해, 전자기파의 평균 시간 파장은 연관된 전자기파의 "주파장(dominant wavelength)"으로 지칭되고, 전자기파의 주파수 또는 파장에 대해 제공되는 전기 오븐의 치수들은 그 전자기파의 주파장의 주파수 또는 파장을 지칭한다.

[0003] 가열되는 물품에 의해 흡수되지 않는 마이크로파 오븐 내의 파들은 챔버 내에서 반사하고 그리고 정상파들을 야기한다. 정상파들은 일관적이지만 상이한 방향들로 이동하는 파들의 보강 및 상쇄 간섭에 의해서 야기된다. 반사된 파들의 결합된 효과는 고 및 저 마이크로파 장 강도의 국부적인 지역들, 즉 앤티노드들(antinodes) 및 노드들(nodes)의 생성이다. 파들은 가열을 위해 에너지가 거의 또는 전혀 이용가능하지 않은 스폿들(spots)을 생성하기 위해 노드들에서 상쇄적으로 간섭할 수 있다. 파들은 피크 에너지가 이용가능한 스폿들을 생성하기 위해 앤티노드들에서 보강적으로 간섭한다. 방사선의 파장은 물품이 가열되고 있는 시간 동안 그 물품 내에서 열이 확산하는 길이 척도에 비해 상당하다. 그 결과, 전기 오븐들은 통상적인 방법들에 비해 불균일하게 음식을 가열시키는 경향이 있다.

[0004] 전기 오븐들이 가열되고 있는 물품의 특정 부피로 열을 유도하게 하는 메커니즘으로 인해, 그 전기 오븐들은 또한 불균일하게 음식을 가열시키기 쉽다. 마이크로파 오븐의 전자기파들은 물과 같은 분극 분자들로 하여금 앞뒤로 회전하게 하여, 운동 에너지의 형태로 에너지를 물품에 전달한다. 이로 인해서, 물은 마이크로파로 매우 효과적으로 가열되지만, 분극 분자들을 포함하지 않는 물품들은 효율적으로 가열되지 않을 것이다. 이것은, 단일 물품의 상이한 부분들이 고온으로 가열될 수 있는데 반해 다른 부분들은 그렇지 않기 때문에, 불균일한 가열의 문제를 악화시킨다. 예컨대, 자신의 높은 자당(sucrose) 및 수분 함량을 갖는 젤리 도넛의 내부는 매우 가열될 것이지만 외부 도넛은 그렇지 않다.

[0005] 전기 오븐들에서 불균일한 요리를 처리하기 위한 통상적인 방법들은 회전 쟁반 상에서 가열되고 있는 물품을 이동시키는 것 및 회전 교반기로 전자기 에너지의 분배를 균질화하는 것을 포함한다. 이들 접근법들은 전자기파들의 앤티노드가 물품 상의 특정 스폿에 인가되는 것을 방지하고, 그렇게 함으로써 이는 불균일한 가열을 방지할 것이다. 그러나, 그런 두 접근법들은 물품 자체 및 앤티노드의 상대적인 위치에 대한 그들의 처리에 있어 본질적으로 랜덤하다. 그런 두 접근법들은 또한 마이크로파로 불균일하게 가열되고 있는 특정 물품들의 문제를 해결하지 못한다. 이들 접근법들에서, 챔버에 인가되는 열은 가열되고 있는 물품의 위치 또는 특정 내부 특징들에 기반하여 조정되지 않는다.

[0006] 전기 오븐에서 열의 분배를 제어하기 위한 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 갖는 전기 오븐 및 연관된 방법들이 본원에서 개시된다. 전기 오븐은 챔버, 챔버의 주입 포트에 결합된 에너지 소스, 및 챔버 내에 위치된 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 포함한다. 개시된 접근법들 중 일부에서, 가변 반사율 엘리먼트들은 비-방사성이다. 전기 오븐의 제어 시스템은 가변 반사율 엘리먼트들의 상태들을 변경함으로써 챔버 내에서 에너지의 분배를 변경 및 제어하도록 구성될 수 있다.

[0007] 한 접근법에서, 전기 오븐에서 열의 분배를 제어하기 위한 반사 엘리먼트들의 세트를 갖는 전기 오븐은 챔버, 챔버의 주입 포트에 결합된 마이크로파 에너지 소스, 챔버의 구멍들의 세트를 통해 연장하는 유전체 스핀들들의 세트, 및 유전체 스핀들들의 세트에 연결되는 모터들의 세트를 포함한다. 반사 엘리먼트들의 세트는 유전체 스핀들들의 세트에 의해서 챔버의 표면 위에 유지된다. 모터들의 세트는 유전체 스핀들들의 세트를 통해 반사 엘리먼트들의 세트를 회전시킨다. 모터들의 세트, 반사 엘리먼트들의 세트, 및 유전체 스핀들들의 세트는 적어도 3개의 유닛들의 각각의 세트들이다.

[0008] 다른 접근법에서, 전기 오븐은 가열 챔버, 가열 챔버 내의 반사 엘리먼트들의 세트, 편파된 전자기파를 가열 챔버에 인가하도록 구성된 마이크로파 에너지 소스, 가열 챔버의 외벽을 통해 연장하는 유전체 스핀들들의 세트, 및 제1 배향을 갖는 제1 포지션과 제2 배향을 갖는 제2 포지션 사이에서 유전체 스핀들들의 세트를 통해 반사 엘리먼트들의 세트를 개별적으로 회전시키는 모터들의 세트를 포함한다. 편파된 전자기파의 주편파는 제1 배향에 수직한다. 편파된 전자기파의 주편파는 제2 배향에 평행하다.

[0009] 다른 접근법에서, 전기 오븐의 챔버 내의 물품을 가열하기 위한 방법은 에너지 소스로부터 챔버의 반사 엘리먼트들의 세트로, 제1 편파된 전자기파를 챔버에 인가하는 단계를 포함한다. 반사 엘리먼트들의 세트는 유전체 스핀들들의 세트에 의해서 챔버의 표면 위에 유지된다. 방법은 또한 모터들의 세트 및 상기 유전체 스핀들들의 세트를 사용하여 반사 엘리먼트들의 세트의 반사 엘리먼트들 각각을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함한다. 반사 엘리먼트들 각각을 독립적으로 회전시키는 단계는 반사 엘리먼트들의 세트의 제1 반사 엘리먼트를 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 회전시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 반사 엘리먼트가 제1 포지션에 있을 때, 반사 엘리먼트들의 세트로부터의 제1 편파된 전자기파를 물품으로 반사시키는 단계를 포함한다. 반사시키는 단계는 물품 상의 제1 위치에 국부적인 최대 에너지를 배치한다. 방법은 또한, 반사 엘리먼트들의 세트의 제1 반사 엘리먼트를 제2 위치로 회전시킨 이후에, 에너지 소스로부터의 제2 편파된 전자기파를 챔버에 인가하는 단계; 및 제1 반사 엘리먼트가 제2 포지션에 있을 때, 반사 엘리먼트들의 세트로부터의 제2 편파된 전자기파를 물품으로 반사시키는 단계를 포함한다. 반사시키는 단계는 물품 상의 제2 위치에 국부적인 최대 에너지를 배치한다. 제1 위치 및 제2 위치는 상이하다. 제1 반사 엘리먼트는 제1 포지션에서 제1 배향 및 제2 포지션에서 제2 배향을 갖는다. 제1 편파된 전자기파의 주편파는 제1 배향에 수직한다. 제2 편파된 전자기파의 주편파는 제2 배향에 평행하다. 제1 편파된 전자기파의 주편파는 제2 편파된 전자기파의 주편파와 동일하다.

[0010] 도 1은 가변 반사율 엘리먼트의 2개의 상이한 위상 세팅들에서, 그 엘리먼트 가까이에서 에너지의 정상파 포락선과 함께, 에너지가 그 엘리먼트로부터 반사될 때 챔버에서 에너지의 분배의 국부적인 최대치의 공간 관계를 예시한다.
[0011] 도 2는 인입파의 편파에 관련한 가변 반사율 엘리먼트의 2개의 상이한 배향들에서, 그 엘리먼트 가까이에서 에너지의 정상파 포락선과 함께, 에너지가 그 엘리먼트로부터 반사될 때 챔버에서 에너지의 분배의 국부적인 최대치의 공간 관계를 예시한다.
[0012] 도 3은 분해된 상태에 있으며 구동 모터에 부착된 가변 반사율 엘리먼트를 예시한다.
[0013] 도 4는 2개의 가변 반사율 엘리먼트들의 상태에 기반하여 반사된 전자기파의 상이한 위상 시프트들을 유도하는 전기 오븐의 벽을 예시한다.
[0014] 도 5는 2개의 상이한 구성들의 가변 반사율 엘리먼트들의 세트의 영향 하에서 마이크로파 에너지 소스로부터 에너지를 수신하는, 2개의 상태들의 전기 오븐의 챔버의 RF-반응성 LED들의 어레이를 예시한다.
[0015] 도 6a 및 도 6b는 전기 오븐에서 에너지 소스 및 가변 반사율 엘리먼트들의 상대적인 위치들에 대한 4개의 구성들을 예시한다.
[0016] 도 7은 가변 반사율 엘리먼트들의 세트의 배향을 변경하기 위한 구동 모터들의 세트를 갖는 인쇄 회로 기판을 예시한다. 그 도면은 인쇄 회로 기판의 전면의 상면도 및 인쇄 회로 기판의 후면의 등각도를 포함한다.
[0017] 도 8은 인쇄 회로 기판에 가변 반사율 엘리먼트를 장착하는 세부사항과, 그 가변 반사율 엘리먼트가 전기 오븐의 챔버의 표면과 어떻게 관련되는지를 예시한다.
[0018] 도 9는 전기 오븐의 챔버의 그 표면에 위치되는 통상적인 모드 교반기 및 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 갖는 전기 오븐의 천장을 예시한다.
[0019] 도 10은 가변 반사율 엘리먼트들을 숨겨서 보호하기 위해 RF-투명 플라스틱 커버가 추가된 도 9와 동일한 도면을 예시한다.
[0020] 도 11은 챔버의 물품을 가열하기 위한 방법들의 세트에 대한 흐름도 및 2개의 가변 반사율 엘리먼트들이 그들의 상태들에 기반하여 국부적인 최대치의 위치를 변경하는 방법에 대한 도면을 예시한다.
[0021] 도 12는 도 11의 단계들 중 하나의 단계를 실행하기 위한 방법들의 세트에 대한 흐름도를 예시한다.
[0022] 도 13은 도 11의 단계들 중 하나의 단계를 실행하기 위한 블록도들 및 방법들의 세트에 대한 흐름도를 예시한다.
[0023] 도 14는 가변 반사율 엘리먼트를 측면도 및 평면도로 예시한다.
[0024] 도 15는 2개의 전도성 구조들을 갖는 가변 반사율 엘리먼트를 측면도 및 평면도로 예시한다.
[0025] 도 16은 2개의 가변 반사율 엘리먼트들을 측면도 및 평면도로 예시한다.
[0026] 도 17은 가변 임피던스 디바이스들의 네트워크를 통해 연결되는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 평면도로 예시한다.
[0027] 도 18은 슬롯 구성을 갖는 가변 반사율 엘리먼트를 측면도 및 평면도로 예시한다.
[0028] 도 19는 챔버의 벽에 구멍에 의해서 형성된 슬롯 구성을 갖는 가변 반사율 엘리먼트를 측면도 및 평면도로 예시한다.
[0029] 도 20은 여러 상대적인 배향들을 갖는 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이를 예시한다.
[0030] 도 21은 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 물리적으로 이동하는 반사 엘리먼트를 갖는 가변 반사율 엘리먼트의 측면도 및 평면도를 예시한다.
[0031] 도 22는 여러 높이들을 갖는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 예시한다.
[0032] 도 23은 동일한 양의 시간 및 에너지를 사용하여 가열되었지만, 계란들의 하나의 세트는 챔버에서 열을 더욱 균일하게 분배하기 위해 적용되는 가변 반사율 엘리먼트들을 사용하여 가열되어진 계란들의 2개의 세트들을 예시한다.

[0033] 개시된 발명의 실시예들이 이제 상세히 참고될 것이고, 그 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 첨부한 도면들에서 예시된다. 각각의 예는 본 기술의 제한으로서가 아니라 본 기술의 설명으로서 제공된다. 사실, 본 기술의 범위로부터 벗어나지 않으면서 수정들 및 변동들이 본 기술에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게는 자명할 것이다. 이를테면, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징들이 다른 실시예와 사용됨으로써 또 다른 실시예가 산출될 수 있다. 따라서, 본 청구대상은 그러한 모든 수정들 및 변동들을 첨부된 청구항들 및 그 청구항들의 등가물들의 범위 내에 있는 것으로 포함한다는 것이 의도된다.

[0034] 본원에 개시된 방법들 및 시스템들은 전기 오븐에서 전자기 에너지의 조종을 가능하게 한다. 이들 방법들 및 시스템들은 물품이 챔버에서 가열되고 있는 동안에 챔버에서 노드들 및 앤티노드들의 패턴으로 생성되는 전자기 에너지의 분배를 변경하는데 사용될 수 있다. 일부 접근법들에서는, 가열 처리 내내 물품을 더욱 균일하게 가열하기 위해서 분배가 변경된다. 개시된 시스템들은 챔버 내에서 에너지의 강도 및 분배에 대한 제어를 가능하게 하는 가변 반사율 엘리먼트들의 반사 어레이를 그 챔버 내에 포함할 수 있다.

[0035] 제어 시스템은 가변 반사율 엘리먼트들의 상태들을 변경함으로써 분배를 변경하도록 구성될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이는 제어 시스템에 의해서 제어되는 연관된 가변 임피던스 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있다. 가변 임피던스 엘리먼트들의 임피던스는 상이한 임피던스 값들로 설정될 수 있다. 임피던스 값을 변경하는 것은 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율을 변경할 수 있다. 특히, 특정 파장의 반사된 전자기 에너지에 유도되는 위상 시프트를 조정하기 위해서 반사율이 변경될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이는 또한 한 포지션으로부터 다른 포지션으로 이동될 수 있는 전기 반사 엘리먼트들의 세트를 포함할 수 있다. 전기 반사 엘리먼트들의 세트의 엘리먼트들의 포지션은 챔버에서 에너지의 분배를 바꾸기 위해서 변경될 수 있다. 특히, 반사 엘리먼트들의 포지션은 챔버에서 전자기파의 주편파에 대해 반사 엘리먼트의 배향을 조정하기 위해 변경될 수 있다.

[0036] 아래에서 설명될 바와 같이, 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율을 변경하는 것은 챔버에서 에너지의 분배 및 강도를 변경할 수 있다. 이를 위해서, 제어 시스템은 어레이의 특정 엘리먼트들의 서브세트와는 별개로 또는 그와 함께 어레이의 각각의 가변 임피던스 엘리먼트를 제어하도록 구성될 수 있다. 특정 접근법들에서, 제어 시스템은 가변 임피던스 엘리먼트들 중 적어도 2개를 독립적으로 제어할 수 있다. 유사한 방식으로, 챔버가 상이한 포지션들 사이에서 이동될 수 있는 적어도 2개의 반사 엘리먼트들의 세트를 포함하는 접근법들에서는, 제어 시스템이 적어도 2개의 반사 엘리먼트들의 포지션을 독립적으로 제어할 수 있다.

[0037] 도 1은 가변 반사율 엘리먼트의 반사율을 변경하는 것이 챔버에서 에너지의 분배 및 강도를 변경할 수 있는 방법의 예를 제공한다. 도 1은 챔버(101)의 벽에 임베딩되는 가변 반사율 엘리먼트(100)를 포함한다. 에너지 소스로부터의 입사 전자기파들(102 및 103)이 가변 반사율 엘리먼트(100)에 부딪친다. 전자기 에너지의 선량들(doses)이 상이한 시간들에 인가된다. 에너지가 엘리먼트(100)로부터 물품(104)으로 반사된다. 물품(104)은 전기 오븐에서 전자기 에너지에 의해서 가열되는 물품이다. 파형들(114 및 115)은 가변 반사율 엘리먼트(100)의 상이한 위상 세팅들에서 가변 반사율 엘리먼트(100) 가까이에서의 정상파 포락선을 나타낸다. 도 1의 좌측의 이미지들은 챔버에서 에너지의 분배의 국부적인 최대치의 위치들과 가변 반사율 엘리먼트(100)의 상태의 공간 관계를 예시한다. 전자기 에너지의 파(102)가 인가될 때, 가변 반사율 엘리먼트(100)는 제1 상태에 있고, 국부적인 최대치는 물품(104) 상의 위치(105)에 있다. 전자기 에너지의 파(103)가 인가될 때, 가변 반사율 엘리먼트(100)는 제2 상태에 있고, 국부적인 최대치는 물품(104) 상의 위치(106)에 있다. 그 결과, 에너지 소스가 자신이 생성하는 에너지의 특징을 변경할 필요가 없이, 국부적인 최대치의 위치는 물품(104) 상의 한 위치로부터 다른 위치로 이동할 것이다. 실제로, 전자기 에너지의 파들(102 및 103)은 단순히 2개의 상이한 시간 세그먼트들에 걸친 단일 무변경 에너지 스트림에 의해서 인가되는 에너지일 수 있다.

[0038] 가변 반사율 엘리먼트(100)는 가변 임피던스 엘리먼트(107)를 포함할 수 있다. 이런 접근법에서, 가변 반사율 엘리먼트의 상태는 가변 임피던스 엘리먼트의 임피던스를 제1 임피던스 값으로부터 제2 임피던스 값으로 변경함으로써 변할 수 있다. 예시된 바와 같이, 가변 임피던스 엘리먼트(107)는 가변 반사율 엘리먼트(100)의 본체를 이중벽(cavity wall)에 결합시킨다. 그러나, 가변 임피던스 엘리먼트는 대안적으로 가변 반사율 엘리먼트(100)의 본체를 상이한 가변 반사율 엘리먼트에 결합시킬 수 있다. 예시를 위해서, 가변 반사율 엘리먼트(100)는 거의 완벽한 반사율을 보이는 이상적인 전도체이다. 그러므로, 파형(114)의 착신파(108)는 가변 반사율 엘리먼트(100)의 표면에서 발신파(109)와 제로로 합산된다.

[0039] 도 1을 참조하면, 가변 임피던스 엘리먼트의 임피던스 변경이 챔버 내에서 에너지의 분배를 시프트시킬 수 있는 방법이 예시될 수 있다. 착신파(108)와 발신파(109)의 결합은 위치(110)에서 앤티노드를 통해 정상파를 생성하여, 그 포인트에서 국부적인 에너지 최대치를 생성한다. 그러나, 만약 가변 임피던스 엘리먼트(107)의 임피던스가 제2 값으로 변한다면, 정상파의 위상이 변경될 수 있다. 예시된 바와 같이, 착신파(111) 및 발신파(112)도 또한 가변 반사율 엘리먼트(100)의 표면에서 제로로 합산되지만, 앤티노드의 위치가 위치(113)로 시프트되었다. 그러므로, 가변 임피던스 엘리먼트의 임피던스를 조정함으로써, 챔버에서 국부적인 최대치들의 분배가 수정될 수 있다.

[0040] 도 2는 가변 반사율 엘리먼트의 반사율을 변경하는 것이 챔버에서 에너지의 분배 및 강도를 변경할 수 있는 방법의 다른 예를 제공한다. 도 2는 챔버(101)의 벽 상에 가변 반사율 엘리먼트(200)를 포함한다. 도 1에서와 동일한 엘리먼트들은 도 2에서 상응하여 라벨링되고 위의 개시내용에 일치한다. 도 1에서 처럼, 도 2의 좌측의 이미지들은 챔버에서 에너지의 분배의 국부적인 최대치의 위치들과 가변 반사율 엘리먼트(200)의 상태의 공간 관계를 예시한다. 전자기 에너지의 파(102)가 인가될 때, 가변 반사율 엘리먼트(200)는 제1 상태에 있고, 국부적인 최대치는 물품(104) 상의 위치(105)에 있다. 전자기 에너지의 파(103)가 인가될 때, 가변 반사율 엘리먼트(200)는 제2 상태에 있고, 국부적인 최대치는 물품(104) 상의 위치(106)에 있다. 그 결과, 에너지 소스가 자신이 생성하는 에너지의 특징을 변경할 필요가 없이, 국부적인 최대치의 위치는 물품(104) 상의 한 위치로부터 다른 위치로 이동할 것이다. 실제로, 전자기 에너지의 파들(102 및 103)은 단순히 2개의 상이한 시간 세그먼트들에 걸친 단일 무변경 에너지 스트림에 의해서 인가되는 에너지일 수 있다.

[0041] 가변 반사율 엘리먼트(200)의 특징들은 도 1의 가변 반사율 엘리먼트의 특징과 상이하다. 예시된 바와 같이, 전자기파(102)의 수신시 상태의 변경은, 전자기파(103)와 비교해서, 가변 반사율 엘리먼트(200)의 물리적인 이동에 의해서 특징화된다. 반사율의 위상은 입사파 편파의 상대적인 배향 및 가변 반사율 엘리먼트의 축에 따라 좌우된다. 챔버에 인가되는 전자기파들은 편파된 또는 부분적으로 편파된 전자기파일 수 있다. 그러므로, 가변 반사율 엘리먼트들의 배향을 변경함으로써, 챔버에서 에너지의 분배는 변경될 수 있다. 분배(214)는, 가변 반사율 엘리먼트(200)가 제1 배향을 가지고 제1 포지션에 있을 때, 야기된다. 분배(215)는, 가변 반사율 엘리먼트(200)가 제2 배향을 가지고 제2 포지션에 있을 때, 야기된다. 이런 예에서, 입사 전자기파들(102 및 103)의 편파는 동일하다. 분배(214)는, 가변 반사율 엘리먼트(200)의 배향이 파 편파에 평행할 때, 야기된다. 분배(215)는, 가변 반사율 엘리먼트(200)의 배향이 파 편파에 수직할 때, 야기된다.

[0042] 가변 반사율 엘리먼트(200)는 전도성 바(bar) 또는 금속 시트와 같은 전기 반사 엘리먼트를 포함할 수 있다. 반사율 엘리먼트는 유전체 스핀들(201)에 부착될 수 있다. 유전체 스핀들(201)은 챔버(101)의 벽에 있는 구멍(202)을 통해 연장할 수 있다. 모터(203)는 유전체 스핀들(201)에 힘을 인가하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 모터는 유전체 스핀들(201)을 회전시키고 그럼으로써 전기 반사 엘리먼트를 회전시키도록 구성될 수 있다. 대안적인 접근법에서, 가변 반사율 엘리먼트들은 다른 곳에서 언급되는 다양한 방식들로, 이를테면 임의의 형태의 회전 또는 병진운동에 의해서 물리적으로 재포지셔닝될 수 있다. 또한, 가변 반사율 엘리먼트들은 임의의 형태의 선형 또는 요동형 액추에이터를 사용하여 물리적으로 재포지셔닝될 수 있다.

[0043] 도 2를 참조하면, 가변 반사율 엘리먼트의 배향 변경이 챔버 내에서 에너지의 분배를 시프트시킬 수 있는 방법이 예시될 수 있다. 착신파(108)와 발신파(109)의 결합은 위치(110)에서 앤티노드를 통해 정상파를 생성하여, 그 포인트에서 국부적인 에너지 최대치를 생성한다. 그 이유는, 가변 반사율 엘리먼트의 배향이 착신파(108)의 편파에 수직하고 따라서 파가 반사 엘리먼트를 본질적으로 무시하고 대신 챔버(101)의 벽에 의해서 반사되기 때문이다. 예시된 바와 같이, 전자기파들(108 및 109)은 챔버의 표면에서 제로로 합산된다. 그러나, 만약 가변 반사율 엘리먼트(200)의 배향이 제2 값으로 변한다면, 정상파의 위상이 변경될 수 있다. 예시된 바와 같이, 착신파(111) 및 발신파(112)는 대신에 반사 엘리먼트(200)의 표면에서 제로로 합산되고, 앤티노드의 위치가 위치(113)로 시프트되었다. 그 이유는, 가변 반사율 엘리먼트의 배향이 착신파(111)의 편파에 평행하고 따라서 파가 반사 엘리먼트로부터 완벽하게 반사되기 때문이다. 그러므로, 가변 반사율 엘리먼트들의 배향을 변경함으로써, 챔버에서 국부적인 최대치들의 분배는 수정될 수 있다.

[0044] 도 1 및 도 2에 의해서 예시된 동작들은 특정 입사 편파에 대해 사실상 챔버의 사이즈를 다시 정함으로써 개념화될 수 있다. 도 1 및 도 2의 세심한 검토 및 그 도면들 각각에서의 위치들(110 및 113)의 비교들는, 가변 임피던스 디바이스(107)의 임피던스 또는 가변 반사율 엘리먼트(200)의 포지션을 변경하는 것이 챔버의 벽의 위치를 물리적으로 이동시키는 것과 동일한 효과를 가질 수 있는 방법을 예시한다. 전자기파들은 가변 반사율 엘리먼트들의 존재와 상관없이 전자기 오븐의 챔버의 벽들로부터 반사될 것이다. 가변 반사율 엘리먼트들의 부재 시에, 반사 패턴은 챔버 내에서 고유한 분배로 지칭될 수 있는 것을 야기할 것이다. 만약 챔버의 사이즈가 다시 정해진다면, 고유한 분배가 변경될 것이다. 전자기 에너지의 파는 그것의 파장 및 편파에 의해 특징화된다. 파는 일반적으로 전도성 표면으로부터의 역위상 반사로 인해 챔버의 벽에서 노드를 가질 것이다. 그러므로, 국부적인 최대치들은 챔버 벽의 이동과 함께 이동할 것이다. 그러나, 도 1에서와 같이 반사파들의 위상을 변경하는 것은 어떤 이동 부분들도 없이 국부적인 최대치들의 동일한 이동을 달성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자기파(102 및 103)를 반사시키기 위해 사용되는 것 간의 위상을 변경하는 것은 인가된 에너지의 파장의 1/4과 동일한 거리만큼 챔버 벽을 물리적으로 이동시키는 것과 동일한 결과를 달성한다. 다시 말하자면, 챔버는 사실상 1/4 파장만큼 사이즈가 다시 정해졌다. 게다가, 반사 엘리먼트의 배향을 변경하는 것도 마찬가지로 사실상 챔버의 사이즈를 다시 정하는 기능을 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자기파(102 및 103)를 반사시키기 위해 사용되는 반사 엘리먼트들의 배향을 변경하는 것은 챔버 벽을 물리적으로 이동시키는 것과 동일한 결과를 달성한다. 이런 경우에, 그 변경은 반사 엘리먼트가 벽으로부터 떨어져서 세팅되는 거리와 동일할 것이고, 이것은 잠재적으로 1/4 파장으로 설정될 수 있다.

[0045] 가변 반사율 엘리먼트들의 특정 구현이 도 3에서 제공되는데, 도 3은 분해된 상태(300) 및 조립된 상태(310)의 엘리먼트를 도시한다. 가변 반사율 엘리먼트는 연결 프롱(prong)들(302)의 세트 및 구동 샤프트 연결 실린더(303)를 갖는 유전체 스핀들(301)을 포함한다. 유전체 스핀들은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 유전체 스핀들은 사출 성형될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트는 반사 엘리먼트(304)를 포함한다. 이런 예에서, 반사 엘리먼트는 천공된 알루미늄 금속판의 패들(paddle)이지만, 강철 또는 구리와 같은 다른 전도성 재료들이 사용될 수 있다. 반사 엘리먼트(304)는 제1 표면(306) 및 제2 표면(307)을 포함한다. 전기 오븐에 조립되어 배치될 때, 제1 표면(306) 및 제2 표면(307)은 유전체 스핀들로부터 멀리 연장하고 그리고 챔버의 표면에 실질적으로 평행하게 놓인다. 제1 및 제2 표면들 둘 모두는 1:2보다 큰 종횡비를 갖는다. 이런 예에서, 패들은 6cm의 길이 및 1cm의 폭을 갖는다. 반사 엘리먼트를 위한 재료는 쉽게 천공될 수 있으면서 충분한 구조적 견고성 및 장기적 내구성이 여전히 유지될 수 있다. 예시된 경우에서, 패들은 0.6mm 두께이고, 그로 인해서 쉽게 천공된다. 패들은 또한 0.5cm의 반경을 갖는 둥근 모서리들을 갖는다. 두 표면들 모두는 유전체 스핀들이 포지셔닝되는 각도에 따라서 다양하게 상이한 방식들로 챔버에서 전자기파들과 상호작용할 것이다.

[0046] 도 3에서, 반사 엘리먼트(304)는 3개의 스핀들 연결기들(308)을 포함한다. 스핀들 연결기들은 엘리먼트의 전체적인 형상이 형성되는 것과 동시에 형성될 수 있다. 스핀들 연결기들(308)은 유전체 스핀들(301)로부터의 연결 프롱들(302)을 수용한다. 연결 프롱들이 플라스틱이고 반사 엘리먼트가 금속인 상황들에서, 엘리먼트는 스핀들과 반사 엘리먼트 간의 영구적 결합을 형성하기 위해서 간단한 열의 인가를 통해 플라스틱을 녹임으로써 쉽게 조립될 수 있다. 조립된 상태(310)에 도시된 바와 같이, 패들의 제1 및 제2 표면들이 1:6의 종횡비를 갖는 효과적으로 인접하는 하나의 평면을 형성하도록, 플라스틱이 패들의 평면으로 녹아 내렸다.

[0047] 조립된 상태(310)로 도시된 가변 반사율 엘리먼트는 구동 모터(312)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 구동 모터(312)는 일반적인 자동차 계기판 디스플레이에 지시 바늘을 포지셔닝시키는데 사용되는 게이지 모터일 수 있다. 게이지 모터들을 활용하는 접근법들은, 그 모터들이 광범위하게 이용가능하고, PCB-장착가능하며, 그리고 게이지 모터의 제어기에 알려지는 특정 각도들로 포지셔닝되도록 설계된다는 특정의 이익들을 보인다. 이런 특징은, 그것이 주어진 제어 조건들에 대해 반사 엘리먼트의 포지션에 관한 정보를 제어기에 본질적으로 제공한다는 점에서 유리하다. 본원에서 설명되는 특정 제어 시스템들은 각각의 가변 반사율 엘리먼트의 특정 배향에 대한 계속적인 추적에 의존하기 때문에, 이런 정보가 게이지 모터로부터 획득되는 용이함이 유리하다. 구동 모터(311)는 기준선(311)에 의해 도시된 바와 같이 구동 샤프트 연결 실린더(303)에 정합되는(mated) 모터 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 구동 샤프트 연결 실린더(303)의 반경은 모터 구동 샤프트가 연결 실린더로 미끄러져 들어가서 마찰 연결을 형성하게 하도록 선택될 수 있다.

[0048] 도 4는 단일 가변 반사율 엘리먼트에 의해서 제공되는 1-차원 경우와 비교해서 2개의 가변 반사율 엘리먼트들의 간단한 어레이가 더 큰 자유도를 갖는 에너지 분배의 국부적인 최대치를 조종할 수 있는 방법을 예시한다. 도 4는 제1 상태(400)의 전기 오븐의 벽을 예시한다. 벽은 2개의 위상 시프팅 엘리먼트들(401 및 402)을 포함한다. 제1 상태(400)에서, 위상 시프팅 엘리먼트들은, 전자기 에너지의 입사파(403)에 대한 응답으로 전기 오븐의 챔버에서 고유 또는 기준선 에너지 분배를 생성하는 중립 상태에 있다.

[0049] 도 4는 또한, 위상 시프팅 엘리먼트(402)의 상태 변경에 의해서 챔버의 사이즈가 사실상 다시 정해진 제2 상태(404)에 있는 전기 오븐의 벽을 예시한다. 예시된 바와 같이, 위상 시프팅 엘리먼트(402)의 상태는, 마치 그 위상 시프팅 엘리먼트(402)의 반사가 가상선(405)으로 표시된 위치에서 발생하고 있는 것처럼 챔버의 사이즈가 사실상 다시 정해지도록, 변경될 수 있다. 동시에, 위상 시프팅 엘리먼트(401)의 상태가 일정하게 유지되었다. 그러한 상황은, 위상 시프팅 엘리먼트들(401 및 402)을 위한 제어 시스템이 위상 시프팅 엘리먼트들의 상태를 독립적으로 수정할 수 있다는 사실에 의해서 가능하다. 예컨대, 위상 시프팅 엘리먼트들(401 및 402)과 연관된 가변 반사율 엘리먼트를 회전시키기 위해 사용되는 모터들은 엘리먼트(402)를 회전시키면서 엘리먼트(401)를 여전히 유지할 수 있다. 403과 동일한 전자기 에너지의 입사파에 대한 응답으로, 제2 상태(404)의 벽은 그 벽으로부터의 거리(408)에서 국부적인 최대치들(407)을 배치하는 곡선 반사 패턴(406)을 생성할 것이다. 국부적인 최대치(407)는 상태(400)를 참조하여 예시되지 않지만, 제1 상태(400)에 대한 국부적인 최대치는 위상 시프팅 엘리먼트(402)에 쉽게 더 근접할 것이라는 점이 주목된다. 또한, 국부적인 최대치(407)는 챔버의 벽으로부터 전자기 에너지의 파(403)의 반사에 의해서 생성되는 유일한 국부적인 최대치들은 아니다.

[0050] 도 4는 또한, 위상 시프팅 엘리먼트(401)의 상태 변경에 의해서 그리고 위상 시프팅 엘리먼트(402)의 다른 상태 변경에 의해서 챔버의 사이즈가 또한 사실상 다시 정해진 제3 상태(409)에 있는 전기 오븐의 벽을 예시한다. 상태(404)로부터 상태(409)로의 전환 시에, 위상 시프팅 엘리먼트들(401 및 402)은 동일한 정도로 변경되었다. 예로서, 만약 위상 시프팅 엘리먼트들이 가변 임피던스 디바이스와 각각 연관된다면, 이들 두 가변 임피던스 디바이스들의 임피던스 값은 상태(404)로부터 상태(409)로의 전환 시에 동일한 정도만큼 변경될 것이다. 이런 수정의 결과로서, 국부적인 최대치(407)는 두 위상 시프팅 엘리먼트들 모두로부터 대략 동일한 측방향 거리에서 계속 유지될 것이지만, 거리(408)보다 큰 새로운 거리(413)까지 벽으로부터 멀리 이동될 것이다. 이들 3개의 상태들에 의해 예시된 바와 같이, 어레이의 다수의 위상 시프팅 엘리먼트들의 사용은 챔버에서 에너지 분배의 국부적인 최대치의 위치를 변경하는 능력의 측면에서 증가적인 자유도를 제시한다.

[0051] 가변 반사율 엘리먼트들의 수가 증가함에 따라, 전기 오븐의 제어 시스템에 이용가능한 자유도들은 계속 증가한다. 엘리먼트들의 수가 3개를 초과할 때, 그리고 더욱이 엘리먼트들의 수가 5개를 초과할 때, 제어기는 챔버 내의 물품을 더욱 균일하게 가열시키기 위해서 또는 챔버 내의 비균질한 물품의 상이한 부분들을 상이하게 처리하도록 맞춰진 열 분배를 통해 그 물품을 가열시키기 위해서 챔버 내에서 에너지의 복잡한 분배들을 생산할 수 있다. 도 5는 19개의 반사 엘리먼트들을 갖는 전기 오븐 내부의 2개의 포토그래프들(500 및 510)을 포함한다. 그 포토그래프들에서, 전자기 에너지와 부딪칠 때 광을 방출할 수 있는 RF-반응성 LED들의 어레이를 통해 오븐은 증대되었다. 그러므로, LED들의 밝기는 챔버에 전자기 에너지의 분배를 평가하기 위한 프록시를 제공한다. 확인되는 바와 같이, 에너지 분배는 2개의 포토그래프들에서 매우 상이하고, 2개의 패턴들 사이의 핫 스폿들(520)의 분배의 차이는 복잡하다. 마이크로파 에너지 소스가 불변하고 19개의 반사 엘리먼트들 각각이 2개의 포지션들 중 하나의 포지션에만 단지 할당될 수 있는 기본 구현에서, 잠재적인 에너지 분배들의 수는 여전히 50만개의 고유 분배들을 초과할 것이다.

[0052] 제어 시스템의 융통성을 최대화시키기 위해서 많은 엘리먼트들 및 다양한 분배들의 어레이들이 적용될 수 있다. 예컨대, 어레이의 엘리먼트들은 전기 오븐의 벽 상에서 매 평방 인치의 중심에 배치될 수 있다. 에너지 소스에 대한 엘리먼트들의 분배들 및 상대적인 위치들의 많은 다른 예들이 적용될 수 있다. 어레이는 직선 어레이 또는 6각형 어레이일 수 있다. 어레이가 규칙적일 필요는 없다. 어레이는 2차원적일 수 있다. 어레이는 2차원적이면서도 불규칙적일 수 있다. 어레이는 또한 전기 오븐의 다른 특징들을 수용하기 위해서 인터럽트될 수 있다. 예컨대, 어레이는 균일한 5x5 어레이일 수 있지만, 어레이의 특정 유닛들은 챔버 표면에 도파관 임프레션(impression)을 위한 공간, 어레이의 엘리먼트들과 동일한 챔버 표면에 연결되는 모드 교반기, 카메라, 또는 임의의 다른 엘리먼트를 형성하기 위해서 생략될 수 있다.

[0053] 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이는 간격 "P"로 이격될 수 있고, 간격 "P"는 챔버에서 전자기 에너지의 분배를 변경하는데 유용한 회절 효과들을 생성하도록 설정된다. 회절 격자로부터의 반사는 격자 수학식

에 의해서 설명될 수 있다. 이 수학식에서,

는 반사된 빔의 각도이고,

는 임박한 빔의 입사 각도이고, P는 격자 간격이며, M은 회절 차수이며, 람다는 파장이다. 예컨대, 챔버에 인가되는 에너지의 파의 파장은 가장 짧은 파장을 갖는다. P가 λ/2 또는 그 초과인 접근법들에 이익들이 생긴다. 특히, 만약 챔버에 제공되는 에너지의 파장이 변경된다면 격자 간격을 변경하기 위해서, 아래에서 설명될 바와 같이, 어레이의 상이한 부분들이 활성화되거나 활성화해제될 수 있다.

[0054] 전기 오븐에서 국부적인 전자기 에너지 최대치들의 고유한 분배를 반영 및 재분배하는 증가된 능력은 가열 처리 전반에 걸쳐 물품에 열을 균일하게 인가하기 위한 제어기의 능력 측면에서 많은 이익들을 제공한다. 게다가, 동일한 양상들은 제어기로 하여금 비균질적인 물품의 상이한 부분들이 상이한 정도로 가열되는 것을 필요로 하는 불균일한 방식으로 그 물품에 열을 의도적으로 인가하게 한다. 본원에 개시된 접근법들에 따라, 어떤 이동 부분들도 없이 이들 이익들이 달성될 수 있다. 실제로, 본원에 설명된 특정 접근법들은 메인 공급 전압부터 가열되는 물품에 이르기까지 전체 에너지 공급 경로를 따라 어떤 이동 부분들도 없이 전기 오븐에서 물품으로 열의 가변적인 공간적 인가를 허용한다. 더욱이, 본원에 개시된 특정 접근법들에서, 챔버는 에너지가 단지 한 시점에 챔버에 인가될 필요가 있기 때문에 최소 주입 포트들의 세트를 가질 수 있다. 소정의 접근법들에서, 가변 반사율 엘리먼트들은 순전히 반사성이며, 챔버를 통한 자유 공간을 통해서를 제외하곤 어떤 에너지도 수신하지 않는다. 다시 말하자면, 엘리먼트들은 단지 에너지를 반사하고, 그 엘리먼트들은 추가적인 에너지를 챔버로 유도하지 않는다.

[0055] 다음의 개시내용은 3개의 부분들로 분할된다. 제1 부분은 챔버의 일반적인 구조 및 상대적인 위치들, 에너지 소스, 및 가변 반사율 엘리먼트들에 대한 상이한 옵션들을 설명한다. 제2 부분은 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이의 기능의 설명을 제공한다. 제3 부분은 가변 반사율 엘리먼트들의 구조에 대한 다양한 옵션들의 설명을 제공한다.

[0056] 전기 오븐 구조 및 어레이 위치

[0057] 전기 오븐 및 어레에 대한 상이한 잠재적 구성들이 아래에서 설명된다. 도 6a 및 도 6b는 전기 오븐의 에너지 소스 및 가변 반사율 엘리먼트들의 상대적인 위치들에 대한 다수의 구성들을 예시하지만, 많은 다른 구성들이 가능하다. 예시된 구성들에 공통적인 전기 오븐의 많은 특징들이 존재하기 때문에, 도면들 각각에서의 동일한 특징들은 동일한 참조 번호들로 라벨링된다. 전기 오븐에 어레이를 장착하기 위한 구현은, 상이한 물리적 포지션들에 배치될 수 있는 반사 엘리먼트들의 경우에, 도 7 내지 도 10에 예시된다.

[0058] 각각의 전기 오븐은 에너지를 챔버(602)에 공급하기 위한 에너지 소스(601)를 포함한다. 에너지 소스는 마그네트론일 수 있고, AC 메인 전압으로부터의 에너지를 마이크로파 에너지로 변환하는 전력 변환 회로를 지원할 수 있다. 에너지 소스는 또한 고체-상태 RF 전력 생성기일 수 있다. 챔버 벽들은 챔버에 전자기 에너지를 유지하기 위해서 전도성 또는 매우 높은 유전 상수 재료로 형성될 수 있다. 챔버에서 에너지 소스로부터의 에너지의 분배는 챔버 내에서 국부적인 최대치들 및 최소치들의 전자기 에너지(605)의 분배를 생성할 수 있다. 이들 국부적인 최대치들 및 최소치들은 챔버에서 전자기 에너지의 정상파들에 의해서 형성되는 앤티노드들 및 노드들에 대응할 수 있다.

[0059] 마이크로파 에너지는 챔버에 제공되는 전자기 에너지의 파를 포함할 수 있다. 그 파는 파장 및 편파를 갖는 편파된 전자기파일 수 있다. 마이크로파 에너지는 915MHz 또는 2.45GHz의 주파수를 가질 수 있다. 그러나, 마이크로파 에너지의 주파수는 가변적일 수 있다. 주파수 변동은 전기 오븐의 빔 조종 성능들을 향상시킬 수 있는데, 그 이유는 동일한 위상 시프트가 챔버에 인가되는 에너지의 주파수에 기반하여 에너지의 분배에 대한 상이한 공간 변경을 생성할 것이기 때문이다. 주파수가 파장에 비례하기 때문에, 라디안 단위의 동일한 위상 시프트는 미터 단위의 상이한 공간 시프트를 생성할 것이다.

[0060] 에너지 소스(601)로부터 물품(606)까지의 에너지 경로를 따라 에너지가 제공된다. 각각의 전기 오븐은 챔버(602)의 제1 표면 상에 위치되는 주입 포트(603)를 포함한다. 에너지 소스(601)는 주입 포트(603)를 통해 챔버(602)에 에너지를 인가한다. 다시 말하자면, 주입 포트(603)는 에너지 소스(601)로부터 물품(606)까지의 에너지 경로 상에 위치된다. 그 에너지 경로는 또한 에너지 소스(601)의 출력을 주입 포트(603)에 연결하는 도파관(604)을 포함할 수 있다. 그 도파관은 전기 오븐들을 위한 통상적인 도파관 또는 동축 케이블일 수 있다. 주입 포트는 챔버 내에 하우징되는 안테나에 연결될 수 있다. 안테나는 단극, 쌍극, 패치 또는 이중 패치 안테나일 수 있다. 주입 포트는 전기 오븐의 천장, 바닥 또는 측벽들 상에 있을 수 있다. 에너지 경로는 또한 챔버(602)에 위치되는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트(608)로의 챔버를 통한 에너지의 송신을 포함한다. 에너지 경로는 또한 가변 반사율 엘리먼트들의 세트로부터 물품(606)으로의 그 에너지의 반사율을 포함한다. 그러나, 어레이, 에너지 소스 및 물품의 상대적인 위치는 선택되는 특정 구성에 기반하여 가변적이다.

[0061] 특정 접근법들에서, 에너지 경로는 어떤 이동 부분들도 포함하지 않는다. 에너지 소스(601) 및 세트(608)는 그것들이 언제라도 전기 오븐에 관련해 그들의 형상 또는 위치 중 어느 하나를 변경하지 않도록 전기 오븐에 관련해 고정된 물리적 구성들을 가질 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 세트(608)는 가변 임피던스를 갖는 고체 상태 디바이스들의 어레이에 결합되는 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이일 수 있다. 비록 에너지 경로는 어떤 이동가능 피스들(pieces)도 필요로 하지 않지만, 전기 오븐 전체는 열의 재분배를 돕기 위해서 이동가능 피스들을 여전히 포함할 수 있다. 예컨대, 전기 오븐은 물품(606)을 유지하기 위해서 쟁반(607)을 포함할 수 있다. 인가된 에너지 및 물품 둘 모두가 시간에 걸쳐 그것들의 공간 포지션을 변경하도록, 쟁반은 원형 또는 위/아래 및 측방향 형태로 이동하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 쟁반(607)은 전기 오븐에 관련해 고정된 물리적 구성을 가질 수 있다. 쟁반은 이런 접근법에서 국부적인 에너지 최대치들의 위치를 조정하는데 사용되지 않고, 대신에 물품을 오븐으로부터 더 쉽게 제거하게 하거나 또는 물품으로부터의 흘림 또는 물품의 녹음의 경우에 챔버를 더 쉽게 세척하게 하는데 간단히 사용될 것이다.

[0062] 다른 접근법들에서, 세트(608)의 엘리먼트들 각각은 이동 부분들을 포함할 것이다. 그 세트의 각각의 엘리먼트는 입사 전자기파의 편파에 대해 자신의 배향을 변경하기 위해서 다양한 포지션들에 설정될 수 있는 가변 반사율 엘리먼트일 수 있다. 예컨대, 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 고정된 포지션들의 세트의 사이에서, 이를테면 배향이 입사파의 편파에 평행한 고정된 포지션과 배향이 입사파의 편파에 수직하는 고정된 포지션 사이에서 회전하도록 구성될 수 있다. 이런 접근법의 특정 예들은 아래에서 더 상세히 설명된다.

[0063] 도 6a 및 도 6b에 예시된 접근법들 각각에서, 에너지는 단지 단일 주입 포트를 통해 챔버에 인가된다. 그로 인해서, 챔버(602)는 주입 포트(603)로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않는다. 예시된 바와 같이, 챔버(602)는 가변 반사율 엘리먼트들 세트(608)를 포함하지만, 그 엘리먼트들은 비-방사성이다. 즉, 그 엘리먼트들은 추가적인 에너지를 챔버 내로 방사하는 독립적인 안테나들이 아니고, 누적형 에너지 소스로 기능하다. 대신에, 세트(608)의 엘리먼트들은 단순히 에너지 소스(601)로부터의 에너지를 반사한다. 이런 접근법의 이익으로서, 어레이의 엘리먼트들이 방사성 엘리먼트들로서 동작하고 외부 소스로부터의 고유의 전력을 챔버로 브로드캐스팅하도록 하기 위해서, 챔버는 추가적인 주입 포트들을 가질 필요는 없다. 아래에서 언급되는 다른 접근법들에서, 챔버는 하나 초과의 주입 포트를 포함할 것이다. 그러나, 심지어 이런 접근법들에서, 각각의 개별적인 가변 반사율 엘리먼트는 마이크로파 에너지를 챔버로 주입하는데 사용되는 주입 포트와 연관될 필요가 없다.

[0064] 전기 오븐은 작동자에게 편의를 제공하는 많은 특징들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전기 오븐은 물품(606)을 챔버(602) 내에 넣기 위한 차폐형 문 또는 슬롯을 포함할 수 있다. 전기 오븐은 또한 전기 오븐의 표면 내에 또는 그 표면 상에 그러나 챔버(602) 밖에 위치되는 제어 시스템, 제어 패널 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

[0065] 전기 오븐에 대한 제1 잠재적 구성은 도 6에서 전기 오븐(600)으로 예시되어 있다. 전기 오븐(600)은 챔버(602) 내의 물품(606)을 포함한다. 오븐은 또한 챔버의 제1 벽에 주입 포트(603)를 포함한다. 이런 접근법에서, 주입 포트는 챔버의 지붕 상에 있다. 전기 오븐(600)은 또한 챔버(602)의 벽 상에 가변 반사율 엘리먼트들의 세트(608)를 포함한다. 전기 오븐(600)의 경우에, 세트(608)는 챔버의 단일 측벽 상에 배치된다. 그러나, 그 세트는 챔버의 모서리에 걸쳐 확장하여 다수의 측벽들에 미칠 수 있다. 챔버(602)는 또한 단일 또는 다수의 측벽들 상에서 이격된 별개의 세트들을 포함할 수 있다. 고유한 분배가 최대치 또는 적어도 국부적인 최대치를 갖는 챔버의 벽 상에 세트들이 배치되는 접근법들에 특정 이익들이 발생한다. 이런 구성들에서는, 챔버에서 에너지의 더 큰 비율이 어레이의 디바이스들의 상태에 의해서 제어되기 때문에, 조종 메커니즘의 효능이 최대화될 수 있다. 관련된 구성은, 세트(608)가 위치되는 측벽에 대향하는 챔버(602)의 측벽 상에 주입 포트(603)가 위치되는 전기 오븐(610)에 의해서 예시된다. 이런 접근법은, 주입 포트(603)로부터의 에너지가 주로 물품(606) 및 세트(608) 둘 모두로 지향된다는 점에서 특정의 이익들을 보여줄 수 있다.

[0066] 전기 오븐에 대한 다른 잠재적 구성은 도 6b에서 전기 오븐(620)으로 예시되어 있다. 전기 오븐(620)에서, 에너지는 챔버(602)의 천장 상의 전기 오븐(620)의 최상부로부터 물품(606)에 아래로 다시금 인가된다. 그러나, 이런 구성에서, 세트(608)는 챔버의 인공 바닥(false floor)(621) 뒤에 위치된다. 인공 바닥(621)은 챔버의 벽의 다른 벽들의 외관을 가질 수 있고 구조적 지지부를 제공할 수 있지만, 챔버에 유도되는 전자기 에너지에 투명할 것이다. 만약 쟁반(607)이 이런 구성에 포함된다면, 그 쟁반(607)은 에너지 소스(601)로부터의 전자기 에너지에 투명한 재료로 마찬가지로 형성될 수 있다.

[0067] 특정 접근법들에서, 인공 바닥은 물품(606)이 세트(608)로부터 반사되는 파의 근접장 내에 있도록 보장하기 위해 챔버의 실제 바닥 표면으로부터 및/또는 챔버의 바닥 표면으로부터 이격될 것이다. 예컨대, 인공 바닥은 챔버의 바닥 표면으로부터 챔버에 인가되는 가장 짧은 전자기파들의 파장의 0.159보다 작게 되도록 포지셔닝될 수 있다. 다른 접근법들에서는, 세트(608)는 챔버의 바닥 표면으로부터 이격된 가변 반사율 엘리먼트들일 수 있고, 인공 바닥은 대신에 가변 반사율 엘리먼트들로부터 챔버에 인가되는 가장 짧은 전자기파들의 파장의 0.159보다 작게 되도록 포지셔닝될 수 있다. 어느 경우에서든, 설명된 거리는 인공 바닥에 수직으로 측정되는 수직 거리이다. 이들 접근법들은 파의 근접장이 세트(608)에 의해서 더욱 쉽게 제어될 수 있다는 점에서 특정의 유리한 양상들을 보여줄 수 있다. 그 이유는 반사 엘리먼트들에 의해서 유도되는 교란들이 엘리먼트들로부터 더 먼 것에 비교해 근접장에서 에너지의 분배에 더 큰 영향을 주기 때문이다. 인공 바닥(621)과 같은 인공 바닥을 활용하는 추가적인 이익은, 챔버에서의 전자기 분배가 제로로 되는 경향이 있는 챔버의 실제 바닥으로부터 물품(606)이 들어 오려진다는 점이다.

[0068] 전기 오븐에 대한 다른 잠재적 구성은 도 6b에서 전기 오븐(630)으로 예시되어 있다. 전기 오븐(630)에서, 에너지는 챔버(602)의 천장 상의 주입 포트(603)를 통해 오븐의 최상부로부터 다시금 인가된다. 그러나, 이런 접근법에서, 챔버(602)에 유도되는 에너지는 챔버의 천장으로부터 물품(606)의 방향으로 수직으로 이격되는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트(608)에 의해서 즉시 부딪친다. 이로 인해서, 세트(608)는 그 세트(608)에 대한 기판으로서 또한 기능할 수 있는 챔버의 인공 천장(631) 뒤에 배치될 수 있다. 대안적인 잠재적 구성은 챔버(602)의 천장 상에 임베딩되는 어레이를 가질 것이다. 그러나, 예시된 접근법은, 에너지가 제1 경우에 챔버에 도달하기 전에 그 에너지가 어레이를 통과한다는 점에서, 상이하게 작용한다. 결과적으로, 어레이는 프레넬(Fresnel) 또는 동심원 회절판 포커싱의 형태로 에너지를 포커싱하는 기능을 할 수 있다. 이런 접근법은, 주입 포트의 바로 가까이에 있는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트 및 정렬된 근처의 주입 포트를 통해, 천장 대신 챔버의 바닥 또는 임의의 측벽에 구축될 수 있다. 다시 말하자면, 주입 포트는 챔버의 바닥 상에 위치될 수 있고, 엘리먼트들의 세트는 전기 오븐(620)에 포지셔닝될 수 있다. 게다가, 이런 접근법은 프레넬 포커싱을 위해 이들 다수의 측면들 상에 동반한 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이들을 갖는 챔버의 다수의 측면들 상의 다수의 주입 포트들과 활용될 수 있다.

[0069] 도 7은 인쇄 회로 보드(701)의 후면의 등각도(710)와 함께 인쇄 회로 보드(701)의 전면의 평면도(700)를 제공한다. 인쇄 회로 보드(701)는 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이(702)가 도 6a 및 도 6b의 가변 반사율 엘리먼트들의 세트(608)로서 기능할 수 있도록 전기 오븐에 장착되도록 구성된다. 예시된 경우의 인쇄 회로 보드는 U-형상이다. 그러나, 인쇄 회로 보드는 사용되는 가변 반사율 엘리먼트들의 패턴에 따라 임의의 다른 형상을 취할 수 있다. 인쇄 회로 보드(701)의 전면은 전력 조정 회로들(703) 및 제어 로직 회로들(704)을 포함한다. 제어 로직 회로들(704)은 ARM 프로세서들 또는 등가물들일 수 있다. 인쇄 회로 보드의 전면은 또한 도 3의 구동 모터(311)와 동일한 특징들을 보일 수 있는 다수의 구동 모터들(705)을 포함한다. 구동 모터들 각각은 제어 로직 회로들(704)로부터 제공되고 이들 로직 회로들에 저장되는 명령들에 기반하여 어레이(702)의 대응하는 가변 반사율 엘리먼트를 개별적으로 회전시킬 수 있다.

[0070] 도 8은 어레이(702)의 개별 가변 반사율 엘리먼트(801)에 대한 2개의 상세도들을 제공한다. 도면(800)에서, 유전체 스핀들(201)의 구동 샤프트 연결 실리더(303)에 정합되는 모터 구동 샤프트(802)를 갖는 반사 엘리먼트가 PCB(701) 상에 도시되어 있다. 구동 샤프트(802)는 구동 모터의 일부일 수 있고, 금속으로 제조될 수 있다. 이어서, PCB는, 구동 샤프트(802)가 전기 오븐의 챔버로 연장하지 않고 단지 유전체 스핀들의 더 두꺼운 부분(803)이 챔버로 연장하는 방식으로 장착된다.

[0071] 도면(810)은 유전체 스핀들이 전기 오븐의 챔버에 대해 포지셔닝될 수 있는 방법의 예를 제공한다. 스핀들은 챔버(812)의 표면에 있는 구멍(811)을 통해 연장할 수 있다. 구멍은 챔버의 표면에 천공되거나 또는 레이저 절단에 의해서 형성될 수 있다. 구멍은 유전체 스핀들(803)과 견고한 밀봉을 형성하도록 충분히 작게 제조되어서 챔버의 어떤 에너지 누설도 막을 수 있다. 유전체 스핀들이 챔버 내로 연장하는 지점 위에서는 그 유전체 스핀들이 더 두껍다는 사실은 에너지가 챔버로부터 누설되지 않게 보장하는데 있어 더욱 도움을 준다. 이어서, 유전체 스핀들의 두꺼운 부분의 길이는 가변 반사율 엘리먼트의 반사 엘리먼트가 챔버의 표면으로부터 떨어져서 유지되는 거리를 설정할 것이다.

[0072] 도 9는 PCB(701)가 전기 오븐에 장착되었을 때 반사 엘리먼트들의 세트(702)의 도면을 제공한다. 도면은 전기 오븐의 챔버의 바닥으로부터 챔버의 천장을 올려다 본 것이다. 각각의 유전체 스핀들의 두꺼운 부분 및 반사 엘리먼트들은 표면(900)에 있는 구멍들을 통해 연장하는 것으로 확인된다. PCB(701)는 각각의 유전체 스핀들의 두꺼운 부분이 표면(900) 상에 거의 있도록 챔버로부터 떨어져서 설정된다. 안테나(901)는 이중 패치 안테나이며, 챔버의 주입 포트에 결합된다. 도 10은 인공 천장(1000)을 갖는 챔버의 동일한 도면이다. 인공 천장은 플라스틱, 이를테면 폴리프로필렌 또는 마이크로파 에너지에 투명한 일부 다른 재료로 제조될 수 있다. 안테나 및 반사 엘리먼트들의 세트는 그것들이 스플래터 또는 다른 간섭으로부터 차폐되도록 하기 위해서 인공 천장(1000) 뒤에 포지셔닝되기 때문에, 보이지 않는다.

[0073] 반사 엘리먼트들은, 전자기 에너지의 파장에 의존하고 그리고 반사 엘리먼트들에 의해 유도되는 간섭을 최대화하도록 선택되는 특정 거리로 챔버의 표면 위에 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 반사 엘리먼트들의 표면은 챔버의 표면으로부터 오프셋되는 평면을 정의한다. 챔버의 표면 및 인공 천장에 수직하여 측정되는 수직 간격은 챔버에 유도되는 가장 짧은 전자기파의 파장의 0.6보다 작다. 도 9에 의해 예시된 접근법에서, 반사 엘리먼트들의 표면에 의해서 정의되는 평면은 챔버의 표면으로부터 거의 25mm인데, 이것은 도 9의 전기 오븐이 수신하도록 설계되는 전자기 에너지에 대한 대략 1/4 파장의 거리와 동일하다. 그 간격은 챔버에 유도되는 전자기 에너지를 통해 가변 반사율 엘리먼트들에 의해서 야기되는 간섭을 최대화하고 그리고 그로 인해서 전기 오븐을 위한 제어 시스템에 이용가능한 챔버에서의 전자기 분배의 패턴들의 가변성을 최대화하도록 선택된다. 반사 엘리먼트들이 챔버의 벽으로부터 떨어져서 유지되는 특정 거리는, 만약 전기 오븐이 상이한 주파수들의 전자기파들을 챔버로 유도하도록 설계된다면, 가변적일 수 있다. 구동 샤프트들은 이러한 효과를 허용하기 위해 기계적으로 연장가능할 수 있다.

[0074] 예시된 바와 같이, 안테나도 마찬가지로 챔버의 표면으로부터 떨어져 이격된다. 도 9에 의해 예시된 접근법에서, 안테나는 챔버의 표면으로부터 거의 13mm에 있다. 그러나, 이런 간격은 안테나의 기하학적 구조에 의해서 설정되고, 반사 엘리먼트들에 대한 최적의 간격과 일반적으로 무관하다. 이로 인해서, 어레이의 간격이 불규칙적일 수 있다는 사실은 설계 관점에서 상당한 이익들을 제공하는데, 그 이유는 안테나 및 반사 엘리먼트가 그렇지 않으면 충돌하는 수직 간격의 2개의 지역들에서 최상으로 수행하는 것이 발생하는 경우, 어레이가 안테나를 위한 방(room)을 제공하기 위해 인터럽트될 수 있기 때문이다.

[0075] 앞서 언급된 바와 같이, 반사 엘리먼트들의 세트는 전기 오븐의 임의의 표면 또는 표면 상에 배치될 수 있다. 그러나, 반사 엘리먼트들이 주입 포트와 동일한 챔버의 측면 상에 그리고 전기 오븐(430)에서 가열될 물품의 반대편 상에 위치되는 접근법들에 특정 이익들이 생긴다. 그 이익은, 가열하기 위해 전기 오븐에 배치된 대부분의 물품들이 단지 전자기파의 첫번째 통과 시에 비교적 작은 양의 에너지를 흡수한다는 사실에 관련한다. 예컨대, 에너지가 천장 주입 포트로부터 전달되는 전기 오븐에 배치된 차 한잔은 첫번째 통과 시에 전자기 에너지의 10-15%만을 흡수하고, 그리고 그 에너지의 대략 80%는 천장까지 다시 반사된다. 그러므로, 천장 상에 반사 엘리먼트의 세트를 배치하는 것은, 발신파가 챔버에 전달되자마자 반사 엘리먼트가 그 발신파를 간섭하고 그리고 반사 엘리먼트는 그 발신파가 물품으로부터 반사될 때의 에너지의 상당 양과 직결된다는 점에서, 유리하다. 그 효과는 각각의 후속하는 반사에 대해 계속되고, 그리고 대부분의 에너지가 반사 엘리먼트들에 의해 설정되는 평면에 수직으로 전달된다는 사실에 의해서 더해진다.

[0076] 위의 접근법들에서, 단일 주입 포트는 에너지를 챔버에 유도하는데 활용되었다. 그러나, 다수의 주입 포트들 및 에너지 소스들은 에너지를 챔버에 유도하는데 활용될 수 있다. 이들 대안적인 접근법들은, 그 세트의 엘리먼트들이 비-반사성이고 추가적인 에너지를 챔버에 유도하지 않는 한, 도 6a 및 도 6b의 접근법들과 여전히 일치할 것이다. 특히, 챔버는 물품(606) 위에 2개의 주입 포트들을 포함할 수 있거나, 또는 주입 포트들 둘 모두는 열이 다수의 방향들로부터 물품으로 지향될 수 있도록 물품(606)의 위 및 아래에 있다. 각각의 주입 포트는 동일한 마이크로파 에너지 소스, 이를테면 단일 마그네트론에 연결될 수 있거나, 고유의 연관된 마이크로파 전력 공급부를 가질 수 있다. 이전처럼, 챔버는 또한 주입 포트 및 제2 주입 포트로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않을 것이다.

[0077] 세트(608)의 예시된 엘리먼트들의 간격은 배타적이지 않다. 언급된 바와 같이, 엘리먼트들은 많은 방식들로 이격될 수 있다. 특히, 그 세트는 어레이의 특정 엘리먼트들을 활성화해제시킴으로써 가변적인 반사 각도를 갖는 회절 격자를 생성하도록 이격될 수 있다. 게다가, 그 세트는 상이한 서브-세트들 또는 패턴들이 상이한 파장들을 갖는 전자기 에너지를 조종하기 위해 활성화해제될 수 있도록 이격될 수 있다. 위의 이격 논의를 참조하면, 엘리먼트들이 에너지 소스로부터 챔버로 공급되는 에너지의 가장 짧은 파장의 파장의 적어도 절반만큼 이격되도록, 그 엘리먼트들은 또한 이격될 수 있다. 또한, 그 세트는 어레이로 구성될 수 있지만, 그 어레이는 챔버 표면, 카메라 또는 모드 교반기에서 도파관 임프레션과 같은 전기 오븐의 특징들에 대한 인터럽트들을 가질 수 있다. 예컨대, 전기 오븐이 2개의 주입 포트들을 포함하는 상황들에서, 어레이는 마이크로파 오븐의 천장 상에 있는 2개의 오프셋 안테나들에 대한 공간을 제공하도록 조정될 수 있다.

[0078] 가변 반사율 엘리먼트들의 세트는 불규칙적으로 이격됨에도 불구하고 챔버에서 상당한 수의 유용한 에너지 분배들을 계속 제공할 수 있다. 도 9는, 안테나(901) 및 카메라(902)를 위한 공간을 만들기 위해 엘리먼트들이 제거됨으로써 예시된 반사 엘리먼트들의 세트가 5x5 어레이에서 19개의 엘리먼트들을 포함하는 이런 융통성의 예이다. 밀도를 증가시키는 것은 제어 시스템의 융통성을 증가시키는 경향이 있지만, 간격이 챔버에 유도되는 가장 작은 전자기파의 파장의 절반보다 작게 될 때 리턴들(returns)은 감소하고 궁극적으로는 거의 제로까지 떨어진다. 도 9의 예시된 경우에서, 어레이 피치는 2.45GHz의 주파수의 전자기파를 챔버에 유도하는 마이크로파 에너지 소스를 고려해 선택된 63mm이고, 이는 59mm의 절반 파장과 대응한다.

[0079] 어레이 기능

[0080] 챔버 내의 물품을 가열하기 위한 방법들의 세트는 도 11의 흐름도(1100), 도면(1110), 및 도면(1120)을 참조하여 설명될 수 있다. 흐름도(1100)는 에너지 소스로부터 가변 반사율 엘리먼트들의 세트로, 제1 전자기파를 챔버에 인가하는 단계(1101)를 포함한다. 흐름도(1100)의 방법들은 위에서 설명된 구성들에 적용될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들의 세트는 가변 임피던스 디바이스들의 세트 또는 이동가능 반사 엘리먼트들의 세트를 포함할 수 있다. 가변 임피던스 디바이스들은 고체 상태 디바이스들일 수 있다. 단계(1102)는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트로부터의 제1 전자기파를 물품으로 반사시키는 것을 포함한다. 단계들(1101 및 1102)은 순차적인 단계들로서 예시되지만, 그 단계들 둘 모두는 순환적인 및/또는 동시적인 방식으로 발생할 수 있다. 이런 의미에서, 전자기파는 임의적인 시간 기간 내에 에너지 소스에 의해서 생성되는 에너지의 양일 수 있다.

[0081] 도면(1110)은 제1 전자기파(1103)가 제1 가변 반사율 엘리먼트(1104) 및 제2 가변 반사율 엘리먼트(1105)에 전달되는 것을 예시한다. 제1 전자기파는 챔버의 주입 포트로부터 직접 엘리먼트들에 입사될 수 있거나, 또는 챔버의 다른 곳으로부터의 반사일 수 있다. 엘리먼트들(1104 및 1105)로부터 방사하는 동심원들은 단계(1102)에서 생성되는 반사된 전자기 에너지를 나타낸다. 특히, 각각의 원은 반사된 에너지의 국부적인 최대 크기를 나타낸다. 도면(1110)에서, 2개의 엘리먼트들은 그 세트의 내부 최대 원이 동일한 반경을 갖도록 동일한 위상들을 갖는 패턴들을 생성한다. 그 결과, 2개의 반사된 신호들은 위치(1107)에서 앤티노드를 갖는 에너지 분배 패턴을 생성하기 위해 결합한다. 에너지 분배는 많은 그러한 국부적인 최대치들을 포함할 것이다. 특히, 에너지 분배 패턴은 챔버에서 가열되는 물품 상의 제1 위치에 국부적인 최대 에너지를 배치할 수 있다.

[0082] 단계(1115)에서, 가변 반사율 엘리먼트들 중 하나의 가변 반사율 엘리먼트의 반사율은 변경된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "반사율"이란 용어는 원격통신들의 분야에서 정의될 때 반사 계수를 참조하여 사용된다. 그 계수는 반사 시점에서 부하 및 소스의 임피던스를 사용하여 계산된다. 그것은 크기 및 위상 둘 모두를 갖는 복소수이다. 아래에서 설명된 바와 같이, 가변 반사율 엘리먼트의 반사율은 많은 방식들로 수정될 수 있다. 특히, 하나의 방식은 가변 반사율 엘리먼트와 연관된 선택적인 고체-상태 디바이스의 임피던스를 변경하는 것이다. 다시 말해서, 단계(1102)는 고체 상태 디바이스들의 어레이의 제1 고체 상태 디바이스가 제1 임피던스 값을 가질 때 수행될 수 있고, 단계(1115)는 제1 고체 상태 디바이스의 임피던스를 제2 임피던스 값으로 변경하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 가변 반사율 엘리먼트의 배향은 가변 반사율 엘리먼트를 물리적으로 재포지셔닝함으로써 변경될 수 있다. 특정 접근법들에서, 가변 반사율 엘리먼트의 90°회전은 가변 반사율 엘리먼트로부터 반사되는 파의 위상을 변경할 것이다. 다시 말해서, 단계(1102)는 전기 반사 엘리먼트가 제1 포지션으로 배향될 때 수행될 수 있고, 단계(1115)는 반사 엘리먼트를 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 회전시키는 것을 포함할 수 있다.

[0083] 이어서, 흐름도(1100)는 제2 전자기파가 에너지 소스로부터 챔버로 인가되는 단계(1121)에서 계속된다. 제2 및 제1 전자기파들은 2개의 상이한 시간들에서 동일한 연속적 에너지 공급의 2개의 상이한 부분들일 수 있다. 다시 말해서, 에너지 소스는 전력 및 인가 방향의 측면에서 변할 필요가 없다. 그러므로, 도면(1120)을 참조하면, 제2 전자기파(1113)는 도면(1110)의 제1 전자기파(1103)와 동일한 일반적 특징을 가질 수 있다.

[0084] 단계(1122)는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트로부터의 제2 전자기파를 물품으로 반사시키는 것을 포함한다. 이 단계를 예시하기 위해서, 도면(1120)은 또한 가변 반사율 엘리먼트들(1104 및 1105)을 포함한다. 앞서 언급된 바와 같이, 제2 전자기파(1113)는 제1 전자기파(1103)와 동일한 일반적 특징을 가질 수 있다. 그러나, 엘리먼트들(1104 및 1105) 중 하나의 엘리먼트의 반사율이 변경되기 때문에, 국부적인 최대치의 위치는 위치(1107)로부터 위치(1114)로 이동된다. 예시된 바와 같이, 가변 반사율 엘리먼트(1105)의 반사율의 변경은 반사율의 위상 시프트를 초래했다. 이것은 엘리먼트(1105)에 의해서 반사되는 에너지의 제1 국부적인 최대치가 그 엘리먼트의 중심에 물리적으로 더 가깝다는 사실에 의해서 예시된다. 이런 접근법을 사용하며, 단계(1122)는 챔버에서 분배된 에너지 패턴의 국부적인 최대치의 위치로 하여금 그것들의 위치들을 변경하게 할 수 있다. 특히, 가열되고 있는 물품 상에서 국부적인 최대치의 위치는 제1 및 제2 위치들이 상이한 경우에 제1 위치로부터 제2 위치로 변경될 수 있다.

[0085] 도면(1120)에서, 반사기들이 이상적인 포인트 반사기들이고 이동 부분들을 포함하지 않는 경우, 국부적인 최대치들의 위치는 기껏해야 최대 1 파장만큼 수정될 수 있다. 그러나, 만약 어레이의 다수의 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율이 수정될 수 있다면, 국부적인 최대치들은 더 큰 정도의 융통성으로 이동될 수 있다. 기본적인 예에서, 흐름도(1100)는 제2 가변 반사율 엘리먼트의 반사율이 수정되는 단계(1130)를 포함할 수 있다. 그 단계는 단계(1115) 전에, 그 이후에, 또는 그것과 동시에 수행될 수 있기 때문에 가상선으로 도시되어 있다. 가변 반사율 엘리먼트들과 인터페이스하도록 구성되는 제어 시스템에 따라, 어레이의 가변 반사율 엘리먼트들은 각각 독립적으로 수정될 수 있거나, 그것들은 그룹들로 수정될 수 있거나, 그것들은 상호관련되는 방식으로 수정될 수 있다. 예컨대, 엘리먼트(1104)는 엘리먼트(1105)와 동시에 변경된 그것의 반사율을 가질 수 있지만 수정 효과를 배가시키기 위해서 반대 방향으로의 위상 변경을 가질 수 있다.

[0086] 각각의 가변 반사율 엘리먼트의 반사율은 응용에 따라 상이한 방식들로 변경될 수 있다. 예컨대, 반사율은 그 반사율의 위상이 0°와 180°사이에서 단계적으로, 이를테면 1°의 단계들로 계속해서 튜닝되도록 조정될 수 있거나, 또는 특정 값들, 이를테면 0°, 90°, 및 180°로 하드 스위칭될 수 있다. 게다가, 반사율의 위상 및 크기 둘 모두는 변경될 수 있다. 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 반사율의 연관된 변동을 제공하기 위해서 가변 임피던스 디바이스와 연관될 수 있다. 특히, 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 반사율의 연관된 변동을 제공하기 위해서 PIN 다이오드 또는 FET와 같은 고체-상태 디바이스와 연관될 수 있다. FET의 예를 사용하여, 제어 게이트 상의 전압은 반사 계수를 설정하는 부하의 임피던스를 변경하기 위해 2개의 전압들 사이에서 계속해서 스윕될 수 있다. 또한 FET 예를 참조하면, 가변 반사율 엘리먼트의 메인 본체를 다른 회로 노드에 대안적으로 연결하거나 또는 그것을 플로팅(floating)으로 유지하기 위해 FET를 완전히 턴온 또는 턴오프시키기 위해서 전압이 하위 및 상위 기준 전압 사이에서 스위칭될 수 있다. 다양한 포지션들로 이동될 수 있는 전기 반사 엘리먼트의 예를 사용하면, 반사율의 위상 및 크기는 입사파의 편파에 대해 엘리먼트의 배향을 변경함으로써 변경될 수 있다. 그 엘리먼트는 반사율의 위상의 원하는 변경들에 대응하는 가변적인 단계 사이즈들만큼 분리되는 물리적 포지션들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 전기 반사 엘리먼트는 이를테면 10°, 45°, 또는 90° 간격씩 순환적으로 회전함으로써 규칙적인 패턴에 따라 다양한 고정 포지션들로 이동될 수 있다. 제어기는 엘리먼트를 회전시키고 그리고 취해진 다수의 고정된 회전 단계들을 합함으로써 그것의 현재 포지션 값을 계속 추적하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제어기는 엘리먼트를 특정의 고정된 위치들로 회전시키고 그리고 엘리먼트가 이동된 고정된 값을 저장함으로써 그것의 현재 포지션을 직접 계속 추적하도록 구성될 수 있다.

[0087] 도 12는 흐름도(1100)에서 방법 단계들(1101 및 1121)을 실행하는데 활용될 수 있는 방법들의 세트에 대한 흐름도(1200)를 예시한다. 흐름도(1200)는 AC 전력이 AC 메인 전압 소스로부터 수신되는 단계(1201)로 시작한다. 이 단계는 선택적인 전력 컨디셔닝 및 변환 회로와 결합하여 동작하는 에너지 소스(1101)에 의해서 수행될 수 있다. AC 메인 전압 소스라는 용어는 미국에서 활용되는 60Hz AC 메인 전압 소스에서 표준 120V를 포함하는 전 세계적인 표준 AC 전압들 및 주파수들을 포함하는 것으로 여겨진다.

[0088] 흐름도(1200)는 AC 전력이 마이크로파 에너지로 변환되는 단계(1202)로 계속된다. 이 단계는 에너지 소스(601)의 마그네트론을 사용하여 수행될 수 있다. 그 단계는 이를테면 인버터 기술의 사용 및 고체 상태 디바이스들의 사용을 통해 많은 다른 전력 변환 선택들에 의해서 수행될 수 있다. 이로 인해서, 마이크로파 전력의 주파수, 진폭 및 편파는 단일 가열 세션에 걸쳐 변할 수 있다. 단계(1202)는 또한 단일 전기 오븐에서 다수의 마이크로파 에너지 변환기들의 사용을 포함할 수 있다.

[0089] 흐름도(1200)는 마이크로파 에너지가 챔버의 주입 포트를 통해 챔버에 전달되는 단계(1203)로 계속된다. 단계(1202)에서 생성된 마이크로파 에너지는 마이크로파 변환기로부터 주입 포트까지의 도파관을 사용하여 주입 포트에 전달될 수 있다. 주입 포트 및 도파관은 엘리먼트들(603 및 604)일 수 있다. 에너지는 또한 다수의 도파관들을 사용하여 챔버의 다수의 주입 포트들에 채널링될 수 있다. 이들 접근법들은 다수의 마이크로파 변환기들이 단계(1202)에서 활용된 접근법들과 결합될 수 있다.

[0090] 이어서, 흐름도(1200)는 인가된 에너지가 가변 반사율 엘리먼트들의 세트로부터 반사되는 흐름도(1100)의 단계(1102 또는 1122)로 돌아간다. 가변 반사율 엘리먼트들의 세트는 단지 에너지 소스에 의해서 생성되는 에너지로부터 챔버를 통해 마이크로파 에너지를 수신한다. 예컨대, 에너지 소스가 마그네트론인 상황들에서, 마그네트론은 챔버에 전달될 마이크로파 에너지 모두를 생성하고, 그리고 챔버에서 주입 포트 또는 포트들을 통해서 그것 모두를 전달한다. 다시 말해서, 추가적인 도파관들은 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이의 엘리먼트들에 전력을 제공하지 않는다. 이들 접근법들에서, 챔버는 주입 포트로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않는다. 그러므로, 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이의 엘리먼트들은 비-방사성 엘리먼트들이다. 엘리먼트들이 에너지를 챔버 내로 방사하기 위한 어떤 방식도 없으며, 그 엘리먼트들은 챔버에 제공되는 에너지를 단지 반사한다.

[0091] 합성물 설정

[0092] 챔버의 가변 반사율 엘리먼트들의 세트는 그 엘리먼트들이 반사하는 에너지의 위상을 변경하는데 있어 그것들의 목적을 제공하고 그럼으로써 챔버의 사이즈를 사실상 다시 정하기 위해서 다양한 특징들을 갖는 어레이 또는 어레이들로서 배열될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들의 세트의 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 가변 임피던스 디바이스와 대응할 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들의 세트의 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 전기 반사 엘리먼트와 대응할 수 있다. 특정 접근법들에서, 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이의 각각의 가변 반사율 엘리먼트는 가변 임피던스 디바이스와 고유하게 대응할 수 있다. 가변 임피던스 디바이스들은 고체 상태 디바이스들일 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들은 전도성 또는 절연 지지부를 사용하여 챔버의 벽에 부착되는 반사 엘리먼트를 포함할 수 있다. 반사 엘리먼트는 금속 판으로 형성될 수 있다. 반사 엘리먼트는 가변 임피던스 디바이스를 통해 접지면 또는 다른 가변 반사율 엘리먼트 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 가변 임피던스 디바이스들은 챔버의 벽에 위치될 수 있다. 예컨대, 가변 임피던스 디바이스들은 챔버의 벽의 PCB에 위치될 수 있거나, 가변 반사율 엘리먼트의 본체를 벽에 연결하는 구조에 하우징될 수 있다. 접지면은 챔버의 벽일 수 있거나, 인쇄 회로 보드 상의 금속 층일 수 있다. 금속 층은 구리일 수 있다.

[0093] 앞서 언급된 바와 같이, 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율은 반사되는 에너지의 위상을 조정하기 위해서 변경될 수 있다. 그 반사율은 전기 오븐 내에 또는 전기 오븐 상에 위치되는 제어 시스템에 응하여 조정될 수 있다. 이를 위해서, 가변 반사율 엘리먼트들은 제1 상태로부터 제2 상태로 변경될 수 있다. 가변 반사율 엘리먼트들은 이진 상태들로 정의되고 반사되는 에너지에 대한 디지털 튜너들로서 기능할 수 있거나, 또는 많은 수의 상태들 사이에서 계속해서 전환하고 반사되는 에너지에 대한 아날로그 튜너들로서 기능할 수 있다. 예컨대, 각각의 가변 반사율 엘리먼트에 의해 유도되는 위상 시프트는 0°에서 90°로 그리고 그 반대로 될 수 있거나, 또는 스펙트럼에 대한 각각의 그라데이션(gradation) 사이에서의 원활한 전환으로 0° 내지 180°의 어느 하나일 수 있다. 다른 예로서, 입사 전자기파의 주편파에 대해 각각의 가변 반사율 엘리먼트의 배향은 0°에서 90°로 그리고 그 반대로 변경될 수 있거나, 또는 스펙트럼에 대한 각각의 그라데이션 사이에서의 원활한 전환으로 0° 내지 180°의 어느 하나일 수 있다. 특히, 심지어 이진 경우에도, 가변 반사율 엘리먼트는 세트의 단지 하나의 엘리먼트이고, 따라서 각각의 개별 엘리먼트가 단지 2개의 상태들만을 갖는다는 사실에도 불구하고 반사 에너지의 제어에 대한 융통성을 제공하기 위해서 엘리먼트들의 수는 증가될 수 있다.

[0094] 제어기는 임의의 정해진 시간에 전기 오븐에서 최적의 에너지 분배를 결정하는 과업과 함께 그 데이터가 상위-레벨 제어 시스템에 이용가능하게 만들기 위해서 각각의 가변 반사율 엘리먼트의 상태를 저장하도록 설계될 수 있다. 그 값이 각각의 조정 이후에 저장될 수 있어서, 엘리먼트의 상태를 변경한 각각의 액션 이후에 현재 상태 값이 업데이팅된다. 자신의 물리적 포지션을 변경한 전기 반사 엘리먼트를 갖는 가변 반사율 엘리먼트의 특정 예에서, 제어기는 챔버에서 사용되는 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트에 대해 독립적으로 대응하는 현재 포지션 값을 저장할 수 있다. 이어서, 제어기는 반사 엘리먼트들의 세트의 이동, 이를테면 회전에 대한 응답으로 대응하는 현재 포지션 값들을 변경하는 명령들을 또한 저장할 수 있다. 예컨대, 만약 가변 반사율 엘리먼트가 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로의 포지션 변경이 이루어졌다면, 현재 포지션 값은 제1 포지션에 대응하는 값으로부터 제2 포지션에 대응하는 값으로 변경될 수 있다. 이런 정보를 정확히 추적하기 위해서, 제어기에 의해서 취해지는 각각의 액션은 가변 반사율 엘리먼트의 상태에 대한 저장된 값이 그 엘리먼트의 실세계 상태를 정확히 반영하게 보장하도록 주의 깊게 이루어질 필요가 있을 것이다. 대안적으로, 가변 반사율 엘리먼트들의 상태를 설정하기 위한 메커니즘은 단일 저장된 변수가 그것의 현재 상태를 반영할 수 있도록 쉽게 추적되게 설계될 수 있다. 구동 모터(311)와 같은 액추에이터에 의해서 포지셔닝되는 엘리먼트의 특정 예에서, 각각의 액추에이터의 포지션은 RAM의 메모리 위치에서 가변적일 수 있다. 메모리 위치는 액추에이터에게 접근가능하거나 또는 액추에이터에 의해서 판독가능할 수 있다. 이어서, 엘리먼트의 포지션을 조정하는 것은 그 메모리 위치에 새로운 값을 기록하는 것, 및 액추에이터가 메모리 위치에 접근하고 엘리먼트를 새로운 위치로 이동시키게 할 수 있는 것을 포함할 것이다.

[0095] 앞서 설명된 바와 같이, 제어기는 전기 오븐에서 회로 보드에 위치되는 ARM 프로세서들과 같은 제어 로직일 수 있고, 반사 엘리먼트의 포지션은 회로 보드를 통해 제어 로직으로부터 명령들을 수신하는 게이지 모터에 의해서 설정될 수 있다. 반사 엘리먼트들이 얇은 금속 알루미늄 판에 의해서 형성되는 접근법들에서, 게이지 모터들에 의해서 제공되는 낮은 토크는 반사 엘리먼트들의 가벼운 중량으로 인해 문제가 되지 않을 것이다. 또한, 각각의 반사 엘리먼트가 어느 포지션으로 회전되었는지를 제어기들이 쉽게 계속 추적할 수 있도록, 게이지 모터들은 특정 위치로 신뢰적으로 회전하게 하는 명령들을 수신하게 설계된다. 이런 특징은 전기 오븐에 대한 전체 제어 루프의 동작을 가능하게 할 것이다.

[0096] 전기 반사 엘리먼트들에 대한 잠재적 상태들은 제어기에 의해서 사전에 저장되고, 그리고 제어기가 동작하였을 때 소환될 수 있다. 예컨대, "90°" 또는 "기준선"과 같은 자신의 포지션을 변경하도록 구성된 전기 반사 엘리먼트에 대한 고정된 포지션들의 세트가 저장될 수 있다. 이어서, 제어기는 이들 값들을 소환하고, 그리고 가변 반사율 엘리먼트들을 정해진 상태에 둘 시간일 때 모터를 사용하여 그것들을 구현할 수 있다.

[0097] 특정 접근법들에서는, 가변 반사율 엘리먼트들에서 마이크로파 에너지의 불필요한 흡수 또는 소실을 막기 위해서, 가변 반사율 엘리먼트들은 에너지 소스에 의해서 인가되는 에너지의 주파수 또는 주파수들에서 실질적으로 반응적인 임피던스를 갖도록 설계된다. 이는, 가변 반사율 엘리먼트들 자체들에서의 불필요한 손실 또는 가열을 야기하기 보다는 입사 에너지가 물품을 가열시키기 위해 효과적으로 반사되고 사용되도록 보장한다. 특정의 접근법들에서, 이는 1Ω 보다 작은 임피던스에서 자신의 연관된 가변 반사율 엘리먼트들의 상태를 변경할 필요가 있는 임의의 가변 임피던스 디바이스들의 저 임피던스 상태를 유지하는 것을 포함할 것이다.

[0098] 추가로, 가변 반사율 엘리먼트들이 반사된 에너지의 진폭에 영향을 주도록 보장하기 위해 특정 단계들이 취해질 수 있다. 특정 접근법들에서는, 가변 반사율 엘리먼트들이 에너지를 흡수할 수 있게 하고 그리고 챔버에서의 균형을 달성하기 위해 가변 반사율 엘리먼트들 중 하나 또는 그 초과의 가변 반사율 엘리먼트를 통해 챔버로부터 에너지를 꺼내는 것이 유리할 수 있다. 예컨대, 가변 반사율 엘리먼트들의 서브세트는 가변 반사율 엘리먼트를 챔버 벽의 주입 포트에 유선연결하는 가변 임피던스 디바이스를 포함할 수 있다. 가변 임피던스 디바이스는 중립 상태에서 챔버에 인가되는 에너지의 주파수에서 에너지에 대한 높은 임피던스를 보여주지만, 연관된 엘리먼트가 챔버로부터 에너지를 제거해야 하는 시간에는 그와 동일한 주파수에서 낮은 임피던스를 보여줄 수 있다.

[0099] 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율은 챔버에 인가되는 에너지에 대한 상이한 주파수들을 수용하기 위해서 챔버의 특징들을 수정하도록 변경될 수 있다. 일부 접근법들에서, 챔버에 인가되는 에너지의 주파수는 그 에너지가 가변 반사율 엘리먼트들에 어떻게 반응하는지에 큰 영향을 미칠 것이다. 예컨대, 분배된 에너지 패턴의 국부적인 최대치를 임의의 방향으로 10cm 이동시키기 위해 제1 주파수에서 전달되는 에너지를 튜닝하도록 구성되는 어레이는 국부적인 최대치를 제2 주파수에서 1cm 초과로 이동시키지 못할 수 있을 것이다. 그 결과, 어레이는 전기 오븐에서 균일한 가열을 달성하기 위해 국부적인 최대치들의 포지션을 현저하게 변경하지 못할 수 있을 것이다. 이런 문제점을 완화시키기 위해서, 상이한 어레이들이 인가되는 에너지의 상이한 주파수들을 처리하기 위해 챔버에서 형성될 수 있다. 상이한 어레이들은, 제2 어레이가 동작하고 있을 때 한 어레이의 사용되지 않는 엘리먼트들이 중립 상태에서 록킹(locked)되는 경우, 서로의 서브세트들일 수 있다. 중립 상태는 인가되는 에너지의 현재 주파수에서 챔버의 맨 벽(bare wall)의 반사율을 모방하도록 설정될 수 있거나, 위상 또는 크기에 있어 제로 변경을 갖는 모든 에너지를 완전히 반사시키도록 설정될 수 있다.

[0100] 특정의 접근법들에서, 가변 반사율 엘리먼트들의 세트는 자신들의 포지션을 물리적으로 변경하는 전기 반사 엘리먼트들의 세트를 포함할 수 있다. 예컨대, 가변 반사율 엘리먼트들은 유전체 지지부에 의해서 챔버의 표면 위에 유지되는 반사 엘리먼트를 포함할 수 있다. 반사 엘리먼트는 금속 판으로 형성될 수 있다. 유전체 지지부는 반사 엘리먼트를 회전시키는데 사용되는 유전체 스핀들일 수 있다. 회전은 챔버의 벽에 수직하거나 챔버의 벽에 평행하는 중심 축을 중심으로 수행될 수 있다. 그 축은 또한 상이한 각도로 챔버 벽으로부터 오프셋될 수 있다.

[0101] 도 13은, 단계(1115)가 가변 반사율 엘리먼트들에 관해서 바로 위에서 제공된 설명에 따라 수행될 수 있는 방법에 대한 설명을 제공하는 블록도를 예시한다. 단계(1300)에서, 가변 반사율 엘리먼트는 제1 상태로부터 제2 상태로 변경된다. 이들 2개의 상태들은 가변 반사율 엘리먼트가 보여줄 수 있는 모든 상태들을 설명할 수 있거나, 또는 그것들은 다수의 상태들 중 2개의 상태들일 수 있다. 단계(1301)에서, 가변 임피던스 디바이스의 임피던스는 변경된다. 가변 임피던스 디바이스는 가변 반사율 엘리먼트와 대응할 수 있고, 그리고 가변 반사율 엘리먼트와 고유하게 대응할 수 있다. 단계(1302)에서, 가변 반사율 엘리먼트의 물리적 포지션은 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 변경된다.

[0102] 도 13은 단계(1301)가 실행될 수 있는 특정 방식들의 블록도들을 포함한다. 도면(1303)에서, 가변 반사율 엘리먼트 본체는 일 상태에서 플로팅되어 남겨지고, 제2 상태에서 접지에 연결된다. 그 결과, 디바이스의 일 단부로부터 다른 단부로 전하가 흐르는데 걸리는 시간은 변경되고, 반사율의 위상은 변경될 것이다. 참조 번호(1304)에 의해 예시된 다른 접근법에서, 가변 임피던스 엘리먼트는 버랙터이고, 커패시턴스의 변경은 반사되는 에너지의 위상을 변경한다. 참조 번호(1305)에 의해 예시된 접근법은 임의의 복소 임피던스가 가변 반사율 엘리먼트의 반사율을 변경하기 위해 가변될 수 있다는 것을 표시하기 위해서 이런 개념을 확대한다. 더 많은 특정 예들이 도 14 내지 도 20에 대해 아래에서 제공된다. 도 13의 도면(1306)에서, 가변 반사율 엘리먼트는 전자기 에너지의 입사파의 편파에 대해 자신의 배향을 변경하도록 90° 회전되는 전기 반사 엘리먼트를 포함한다. 이 경우의 회전 축은 도면(1306)이 챔버의 벽의 평면도이도록 그 벽에 수직한다. 도면(1307)에서, 가변 반사율 엘리먼트는, 한 단부는 고정되고 대향 단부에 연결된 지지부를 연장시킴으로써 회전되는 전기 반사 엘리먼트를 포함한다. 더 많은 특정 예들이 도 21 및 도 22에 대해 아래에서 제공된다.

[0103] 가변 반사율 엘리먼트들의 본체는 다양한 타입들의 안테나들을 위해 활용되는 구조에 따라 구성될 수 있다. 예컨대, 패치, 쌍극, 단극, 슬롯, 또는 분할 링 공진기 안테나 구조들이 가변 반사율 엘리먼트들의 본체를 형성하기 위해 이용될 수 있다. 그러나, 방사성 디바이스들과 연관된 추가적인 물리적 구조들의 사용은 일반적으로 필요하지 않을 것이다. 특정 예에서, 가변 반사율 엘리먼트는 가변 임피던스 디바이스를 통해 접지로의 선택적인 연결을 갖는 단극 반사기일 수 있다. 다른 예에서, 가변 반사율 엘리먼트는 두 절반들 간에 가변 임피던스 연결을 갖는 나비넥타이 구성에서 2개의 인접한 단극들의 단일 부분으로서 구성될 수 있다. 이런 접근법에서, 단일 가변 임피던스 디바이스는 2개의 가변 반사율 엘리먼트들을 하나의 상태에서 격리하고 2개의 가변 반사율 엘리먼트들 모두를 다른 상태에서 유선연결함으로써 그 2개의 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율을 조정할 것이다. 어레이는 단극들와 쌍극들의 혼합과 같은 그것의 합성 엘리먼트들에 대한 상이한 구조들의 혼합을 반복 패턴으로 포함할 수 있다.

[0104] 가변 반사율 엘리먼트들은 2개 또는 그 초과의 상태로 동작하도록 구성될 수 있다. 이들 상태들 중 하나는 디바이스의 본체가 플로팅하는 것을 포함할 수 있고, 다른 상태는 본체가 접지에 유선연결되는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이들 상태들 중 하나는 디바이스의 본체가 플로팅하는 것을 포함할 수 있고, 다른 상태는 본체가 다른 가변 반사율 엘리먼트에 유선연결되는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 접근법에서, 디바이스는 2개 초과의 상태들을 보여줄 수 있고, 이들 상태들은 플로팅되어 남겨지는 것, 접지면에 유선연결되는 것, 및 하나 또는 그 초과의 다른 가변 반사율 엘리먼트들에 유선연결되는 것을 포함할 수 있다. 각각의 엘리먼트가 보여줄 수 있는 다수의 상태들을 혼합하기 위해, 디바이스를 다양한 상태들 사이에서 전환하는데 사용되는 연관된 가변 임피던스 디바이스 자체가 2개 초과의 상태들을 보여줄 수 있다. 다시 말해서, 가변 임피던스 디바이스는 가변 반사율 엘리먼트의 본체를 격리하거나, 그 본체를 다른 노드에 배선연결하거나, 그 본체를 중간 임피던스를 통해 노드에 연결할 수 있다.

[0105] 도 14는 예시적인 가변 반사율 엘리먼트(1400)를 측면도(도 14의 상부 이미지) 및 평면도(도 14의 하부 이미지) 둘 모두로 예시한다. 엘리먼트(1400)는 대안적으로 플로팅하거나 접지면에 유선연결됨으로써 디바이스에 의해 제공되는 위상 시프트를 변경한다. 엘리먼트(1400)는 지지 구조(1403)에 임베딩되는 가변 임피던스 디바이스(1402) 및 단극 안테나의 형상의 본체(1401)를 포함한다. 지지 구조는 접지면(1404)에 연결된다. 접지면은 챔버의 벽이거나, 또는 그 벽에 배치되는 인쇄 회로 보드 상의 전도성 층일 수 있다. 가변 임피던스 디바이스(1402)는 PIN 다이오드 또는 FET와 같은 스위치일 수 있다. 스위치는 2개의 상태들 사이에서 변경할 수 있고, 이는 마찬가지로 가변 반사율 엘리먼트(1400)로 하여금 상이한 반사율을 갖는 2개의 상태들 사이에서 변경하게 할 것이다. 제1 상태에서, 스위치는 개방되고 높은 임피던스를 가질 것이고, 본체(1401)는 플로팅될 것이다. 제2 상태에서, 스위치는 폐쇄되고 낮은 임피던스를 가질 것이고, 본체(1401)는 접지면(1404)에 유선연결될 것이다. 접지면(1404)은 디바이스(1400)에 특정적일 수 있거나, 또는 다수의 가변 반사율 엘리먼트들에 의해서 공유될 수 있다. 동일한 구성을 갖는 엘리먼트는 또한, 만약 가변 임피던스 디바이스(1402)의 임피던스가 점진적으로 수정될 수 있다면, 다수의 위상 시프트들을 보일 수 있다. 디바이스는 또한 디바이스의 본체를 상이한 위치들에서 접지면에 연결할 수 있는 다수의 연관된 가변 임피던스 디바이스들을 갖도록 수정될 수 있다.

[0106] 도 15는 다른 예시적인 가변 반사율 엘리먼트(1500)를 측면도 및 평면도 둘 모두로 예시한다. 엘리먼트(1500)는 본체(1501)의 길이를 따라 어느 지점에서 그 본체(1501)가 접지면(1502)에 유선연결되는지를 교번시킴으로써 엘리먼트에 의해 제공되는 위상 시프트를 변경한다. 엘리먼트(1500)는 또한 구조(1504)에 임베딩되는 가변 임피던스 디바이스(1503)를 포함한다. 그러나, 엘리먼트(1500)는 본체(1501)를 접지에 끊임없이 유선연결하는 추가적인 전도성 구조(1505)를 포함한다. 가변 임피던스 디바이스(1503)는 위의 엘리먼트(1502)과 동일한 특성들을 보여줄 수 있고, 유사한 제어 신호에 반응할 수 있다. 그러나, 가변 반사율 엘리먼트(1500)의 반사율에 대한 영향은 본체(1501)가 접지에 계속해서 유선연결되는 사실로 인해 상이할 것이다.

[0107] 한 접근법에서, 엘리먼트(1500)는 1505에서의 접지에 영구 종결되는 지점부터 지점(1506)에서의 대안 종단까지의 거의 λ/4 길이이다. 이 경우(단지 하나의 단부에서 접지되는 경우)에, 엘리먼트(1500)는 공진 엘리먼트로서 동작하고, 반사되는 파는 입사파와 동위상이다. 가변 임피던스 디바이스(1503)가 스위칭될 때, 그것은 더욱 본체(1501)의 전기 길이를 따라 접지면으로의 추가적인 종결을 생성한다. 그로 인해서, 엘리먼트(1500)는 하나의 상태로부터 다른 상태로 스위칭된다. 이런 상황에서, 엘리먼트(1500)는 비-공진되고, 주반사가 전도성 접지면으로 발생한다. 반사되는 파가 이제 입사파와 이위상되어, 반사되는 에너지에서의 실질적인 위상 시프트를 초래한다. 하나의 접근법에서, 위상 시프트는 거의 180°(π 라디안)이다.

[0108] 구조들(1504 및 1505) 둘 모두는 지지 구조들일 수 있거나, 또는 단지 하나의 구조만이 지지 구조일 수 있는데 반해 다른 구조는 단순히 전도성 전기 연결을 제공한다. 특히, 구조(1505)는 본체(1501)를 접지면(1502)에 용접하는 용접 지점일 수 있다.

[0109] 도 16은 예시적인 가변 반사율 엘리먼트들의 쌍(1600)을 측면도 및 평면도로 예시한다. 엘리먼트(1600)는 연결 상태와 비연결 상태 사이에서 교번함으로써 가변 반사율 엘리먼트들의 쌍에 의해 제공되는 위상 시프트를 변경한다. 예시된 바와 같이, 가변 반사율 엘리먼트들의 쌍(1600)은 본체(1601) 및 본체(1602)를 포함한다. 2개의 본체들은 지지부(1603) 상에 놓인다. 지지부(1603)는 절연성이어서 RF 에너지를 전도하지 않는다. 이로 인해서, 구조(1604)는 접지면일 필요가 없다. 그러나, 구조(1604)는 또한 챔버의 벽 또는 그 위에 형성된 특수화된 표면일 수 있다. 디바이스들(1601 및 1602)의 쌍은 임베딩된 가변 임피던스 디바이스와 다른 구조(1605)를 공유한다. 가변 임피던스 디바이스가 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 변경될 때, 가변 반사율 엘리먼트들의 쌍(1600)은 그 엘리먼트들이 플로팅하는 상태로부터 그 엘리먼트들이 인접 가변 반사율 엘리먼트에 유선연결되는 상태로 그 엘리먼트들이 전환한다는 점에서 그들의 반사율을 각각 변경할 것이다. 예시된 실시예에서, 전체 구조는 계속 플로팅될 것이지만, 각각의 개별 엘리먼트는 그것이 자신의 바이어스 포인트에 영향을 줄 외부 구조에 연결되기 때문에 더 이상 플로팅되지 않는 것으로 개념화될 수 있다. 디바이스들 각각은 또한 디바이스의 본체를 상이한 위치들에서 다른 디바이스에 연결할 다수의 연관된 가변 임피던스 디바이스들을 갖도록 수정될 수 있다.

[0110] 도 17은 예시적인 가변 반사율 엘리먼트들의 세트(1700)를 평면도로 예시한다. 디바이스들의 세트는 단일 절연 지지 구조(1705) 상에 모두 놓여 있는 4개의 단극 안테나 엘리먼트들(1701, 1702, 1703 및 1704)을 포함한다. 도 16에서 처럼, 기저 구조(1706)는 접지면일 필요가 없지만, 그것은 또한 챔버의 벽 또는 그 위에 형성된 특수화된 표면일 수 있다. 디바이스들은 가변 임피던스 디바이스들의 네트워크(1707)를 통해 함께 연결된다. 네트워크(1707)에서 스위치들의 상태를 변경하는 제어 시스템은 스위치들을 독립적으로 조정할 수 있다. 각각의 엘리먼트의 반사율은 엘리먼트가 어떤 엘리먼트들에 연결되는지에 의해서 뿐만 아니라 이들 엘리먼트들이 이어서 어떤 엘리먼트들에 연결되는지에 의해서도 영향을 받을 것이기 때문에, 디바이스들의 세트가 보여줄 수 있는 잠재적 반사율 값들의 수는 64개의 상이한 상태들에 의해서 설명될 수 있다.

[0111] 도 18은 예시적인 가변 반사율 엘리먼트(1800)를 측면도 및 평면도로 예시한다. 예시된 바와 같이, 디바이스는 슬롯(1802)을 갖는 슬롯 안테나 형상의 본체(1801)를 포함한다. 슬롯(1802)의 폭(도 18에서 슬롯(1802)의 수직 치수)은 전기 오븐에 의해서 챔버에 인가되는 에너지의 파장보다 훨씬 작을 수 있다. 슬롯(1802)의 길이(수평 치수)는 그 파장과 비교해서 상당할 수 있다. 특히, 슬롯(1802)의 길이는 그 파장의 절반일 수 있다. 본체(1801)는 접지면으로서 기능할 수 있는 금속판 또는 일부 다른 전도성 재료일 수 있다. 디바이스(1800)는 또한 층(1804)으로부터 본체(1801)를 분리하는 지지 구조들(1803)을 포함한다. 지지 구조들(1803)은 별도의 구조들일 수 있거나, 그것들은 하나의 인접하는 재료 피스의 2개의 부분들일 수 있다. 지지 구조는 절연 재료일 수 있다. 층(1804)은 챔버의 벽 또는 그 벽 상에 배치되는 층일 수 있다. 대안적인 접근법에서, 본체(1801) 자체는 챔버 자체의 벽 또는 그 벽 상에 바로 배치되는 층일 수 있다. 후자의 경우에, 슬롯(1802)은 그 층의 제거에 의해서 노출되는 벽의 부분일 수 있다. 전자의 경우에, 슬롯(1802)은 벽 구조의 디봇(divot) 또는 벽 외부의 계곡-형상 만곡부와 같은 벽의 파여진 부분일 수 있다. 엘리먼트(1800)는 또한 임박한 에너지에 부여되는 위상 시프트를 변경하도록 기능할 수 있는 가변 임피던스 디바이스(1805)를 포함한다.

[0112] 가변 임피던스 디바이스(1805)는 PIN 다이오드 또는 FET와 같은 스위치일 수 있다. 스위치는 2개의 상태들 사이에서 변경할 수 있고, 이는 마찬가지로 가변 반사율 엘리먼트(1800)로 하여금 상이한 반사율을 갖는 2개의 상태들 사이에서 변경하게 할 것이다. 가변 임피던스 디바이스가 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 변경될 때, 가변 반사율 엘리먼트(1800)는 파장에 비교해 슬롯(1802)의 유효 길이가 변경되었기 때문에 임박한 에너지에 적용되는 위상 시프트를 변경할 것이다. 본체(1801)를 관통하는 슬롯 주위에서의 전류들이 이제 그것들이 슬롯을 선회하는 2개의 루핑 경로들을 갖는다는 사실은 디바이스(1800)의 반사율을 또한 변경할 것이다.

[0113] 도 19는 예시적인 가변 반사율 엘리먼트(1900)를 측면도 및 평면도로 예시한다. 측면도는 단면도이고, 평면도 상에서 기준선 A로부터 획득된다. 예시된 가변 반사율 엘리먼트(1900)는 위에서 설명된 실시예들 중 하나의 실시예의 예이고, 여기서 슬롯(1901)은 구멍의 형태로 벽(1902)의 파여진 부분에 의해서 형성된다. 벽(1902)은 슬롯(1901)과 같은 슬롯들로 구멍이 뚤린 연속적인 금속판 층일 수 있다. 층(1904)은 금속판과 같은 고체 재료 벽일 수 있다. 대안적으로, 층(1904)은 챔버로부터 마이크로파 에너지의 누설을 막기 위해서 구멍들 근처의 벽(1902) 뒤에 배치되는 많은 포켓들 중 하나를 포함할 수 있다. 슬롯(1901)의 치수들은 슬롯(1802)의 치수들과 유사할 수 있다. 슬롯(1901)의 깊이는 λ/4일 수 있고, 여기서 λ는 챔버에 인가되는 에너지의 파장이다. 예컨대, 챔버에 인가되는 에너지의 파의 파장은 가장 짧은 파장을 갖는다. 가변 임피던스 디바이스(1905)는 가변 임피던스 디바이스(1805)와 동일한 물리적 및 동작 특성들을 보일 수 있다.

[0114] 어레이의 개별적인 엘리먼트들은 다양한 방식들로 챔버의 벽에 걸쳐 이격, 분산 및 배향될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 어레이는 챔버의 모든 벽을 커버할 수 있거나, 단일 벽으로 제한될 수 있거나, 다수의 벽들에 미칠 수 있다. 자신의 가변적인 이격, 분배 및 배향을 갖는 다수의 어레이들이 또한 챔버 내에 있을 수 있다. 또한 앞서 언급된 바와 같이, 어레이의 엘리먼트들은 전기 오븐의 벽 상에서 구석구석의 중심에 배치될 수 있다. 그러나, 밀도 클라우드는 또한 매 6 평방 인치마다 하나 미만의 엘리먼트와 같이 평방 인치마다 하나 미만의 엘리먼트일 수 있다. 개별적인 엘리먼트들이 중심점을 중심으로 대칭적이지 않는 한, 개별적인 엘리먼트들의 서로에 대한 배향은 일정할 수 있거나 또는 챔버 내에서 엘리먼트마다 다를 수 있다. 개별적인 엘리먼트들의 배향이 일정한 구현들에서, 그 배향은 챔버 자체에 관련해 상이한 구현들에서 다를 수 있다. 예컨대, 엘리먼트들 모두는 챔버의 x, y 또는 z-축을 따라 배향될 수 있다.

[0115] 개별적인 엘리먼트들의 배향은 특정 편파가 유리하지 않도록 어레이 전체에 걸쳐 변경될 수 있다. 예컨대, 도 20은 어레이에 걸쳐 반복 패턴으로 2개의 상이한 배향들로 분배되는 도 18의 스타일의 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이(2000)에 대한 예시를 제공한다. 예시된 바와 같이, 어레이의 한 세트의 엘리먼트들은 제1 배향(2001)을 갖고, 어레이의 제2 세트의 엘리먼트들은 제2 배향(2002)을 갖는다. 각각의 엘리먼트는 또한 엘리먼트의 슬롯에 미치는 가변 임피던스 엘리먼트(2003)를 포함한다. 어레이의 각각의 엘리먼트는 그것의 이웃들의 절반과 동일한 배향 및 그것의 이웃들의 다른 절반과 상이한 배향을 갖는다. 제1 배향 및 제2 배향은 90°만큼 다르다. 다른 접근법들에서, 어레이의 엘리먼트들은 2개 초과의 배향들을 가질 수 있다. 배향의 변동은 또한 어레이에 걸쳐 랜덤하게 분배될 수 있거나, 또는 도 20에 예시된 더욱 복잡한 패턴을 따를 수 있다. 예컨대, 배향은 하나의 이웃부터 다른 이웃까지 어레이에 걸쳐 연속적인 단계적 방식으로 90° 미만의 설정된 수치의 각도들만큼 변경될 수 있다.

[0116] 가변 임피던스 엘리먼트들은 정해진 주파수에서 상이한 임피던스 값들을 보여줄 수 있는 임의의 엘리먼트일 수 있다. 가변 임피던스 엘리먼트들은 기계적 또는 전기기계적 디바이스들일 수 있다. 가변 임피던스 엘리먼트들은 또한 수동 또는 능동 전기 회로를 포함할 수 있다. 가변 임피던스 엘리먼트들은 연관된 가변 반사율 엘리먼트들의 본체로의 가변 물리적 연결을 이루는 솔레노이드 또는 중계부일 수 있다. 가변 임피던스 엘리먼트들은 가변적인 저 임피던스 용량성 연결을 갖는 전기기계적 스위치일 수 있다.

[0117] 가변 임피던스 엘리먼트들은 전기 오븐 내에서 또는 전기 오븐 상에서 동작할 필요가 있는 이동 부분들의 감소가 있을 것이라는 점에서 고체 상태 디바이스들인 접근법에 특정의 이익들이 생긴다. 일 예에서, 가변 임피던스 엘리먼트들은 전위차계들 또는 가변 인덕터들과 같이 가변 임피던스를 갖는 수동 디바이스의 네트워크 또는 버랙터들일 수 있다. 버랙터들은 커패시터의 커패시턴스를 조정하기 위해 커패시터 판들 간의 가변적인 거리를 갖도록 설계된 커패시터들일 수 있다. 다른 예에서, 가변 임피던스 엘리먼트들은 전계 효과 트랜지스터들과 같은 스위치들을 대안적으로 포함할 수 있다. 스위칭 디바이스들은 FET, BJT 또는 PIN 다이오드와 같은 임의의 전력 스위칭 디바이스일 수 있다. 특히, 스위치들은 고전력 응용들에 특별히 적용가능한 LDMOS(lateral diffusion metal oxide semiconductor) FET들일 수 있다. 다른 예에서, 가변 임피던스 디바이스들은 무선 주파수 또는 고전력 응용들을 위해 사용되는 PIN 다이오드들 또는 다른 디바이스들일 수 있다. 전력 디바이스들은 500V 초과의 오프 상태의 오프 전압들을 유지하고 250mΩ 미만의 온 상태 레지스턴스를 제공하도록 설계될 수 있다.

[0118] 본원에서 개시된 접근법들 중 일부에서는, 전기 오븐이 가열되고 있는 물품에 가변적인 방식으로 에너지를 전달하는데 필요한 이동 부분들이 적다. 특정 접근법들에서는, 제1 전자기파가 단계(1101)에서 인가될 때와 제2 전자기파가 단계(1120)에서 인가될 때 사이에서 기계적 이동을 하는 어떤 컴포넌트들도 전기 오븐은 포함하지 않는다. 특히, 만약 가변 임피던스 디바이스들이 고체 상태 디바이스들이라면, 그것들은 제어 시스템으로부터 수신되는 순수 전기 커맨드에 대한 응답으로 가변 반사율 엘리먼트들의 위상을 변경할 수 있고, 그리고 응답으로 어떤 기계적 이동들도 수행할 필요가 없는 동시에 가변 반사율 엘리먼트들의 반사율은 여전히 수정할 수 있다. 또한, 에너지의 분배는 가변 반사율 엘리먼트들의 어레이를 사용하여 조종될 수 있기 때문에, 물품이 놓이는 이동가능 쟁반 또는 모드 교반기의 사용 없이도 더욱 균일한 가열이 이루어질 수 있다. 게다가, 만약 일반 마그네트론이 고체 상태 디바이스들만을 활용하는 마이크로파 에너지 변환기로 대체된다면, 어떤 이동 부분들도 AC 메인 전압으로부터 가열되는 물품까지의 전체 에너지 경로 상에 놓이지 않을 잠재성이 존재한다.

[0119] 도 21은 예시적인 가변 반사율 엘리먼트(2100)를 측면도(도 21의 상부 이미지) 및 평면도(도 21의 하부 이미지) 둘 모두로 예시한다. 엘리먼트(2100)는 그것의 물리적 포지션을 제1 포지션으로부터 제2 포지션을 변경함으로써 에너지의 분배를 변경한다. 엘리먼트(2100)는 반사 엘리먼트(2101)를 포함하는데, 이 경우에 반사 엘리먼트(2101)는 알루미늄, 강철 또는 구리와 같은 금속판으로 형성될 수 있는 비교적 평탄한 전도성 재료의 피스이다. 반사 엘리먼트(2101)는 챔버 벽(2102)의 단절부(2104)를 통해 연장하는 유전체 스핀들(2103)에 의해서, 챔버 벽(2102)에 의해 정의되는 챔버의 표면 위에 유지된다. 스핀들은 유전체이고, 작은 구멍을 통과하며, 일반적으로 마이크로파 에너지가 챔버 밖으로 누설되게 하는 안테나의 생성을 방지하도록 구성된다. 챔버 외부의 모터는 화살표(2105)로 예시된 바와 같이 유전체 스핀들(2103)에 힘을 부여함으로써 유전체 스핀들(2103)을 통해 반사 엘리먼트(2101)를 회전시킬 수 있다. 그 힘은 스핀들(2103)에 부착된 회전자에 의해서 인가될 수 있다. 모터는 고정된 포지션들의 세트로부터 선택되는 포지션들의 세트 사이에서 스핀들을 회전시킬 수 있다. 예컨대, 반사 엘리먼트(2101)가 90°아크를 통해 앞뒤로 회전되도록 모터는 스핀들을 조정할 수 있다.

[0120] 도 22는 도 21의 가변 반사율 엘리먼트(2100) 및 추가적인 가변 반사율 엘리먼트(2200)를 포함하는 가변 반사율 엘리먼트들의 세트를 예시한다. 특정 구현에서 가변 반사율 엘리먼트들의 세트가 제어기에 의해서 독립적으로 처리될 수 있고 또한 균일한 엘리먼트들일 필요가 없다는 사실을 예시하기 위해서 2개의 엘리먼트들이 도시되어 있다. 챔버의 표면 위에 유지되는 반사 엘리먼트들의 특정 예에서, 유전체 스핀들들은 디바이스들을 상이한 높이들로 유지할 수 있다. 엘리먼트들의 세트의 각각의 엘리먼트는 그들 고유의 높이를 가질 수 있다. 예시된 경우에서, 그 세트는 예시를 위해 2개의 엘리먼트들을 포함한다. 그러나, 챔버 내의 엘리먼트들의 세트는 적어도 3개의 유닛들의 세트일 수 있고, 특정 구현들에서는 3개보다 많은 유닛들을 포함할 것이다. 엘리먼트(2100) 및 엘리먼트(2200)는, 각각의 반사 엘리먼트가 그 엘리먼트에 모두 고유한 단절부, 유전체 스핀들 및 모터와 연관될 수 있다는 것으로 도시하기 위해 제공된다. 예시된 바와 같이, 엘리먼트(2200)는 동시에 회전되는 엘리먼트(2100)의 방향과 정반대 방향(2202)으로 회전할 수 있다.

[0121] 도 23은 위에서 설명된 특정 접근법들에 따라 동작하는 전기 오븐의 성능에 대한 예를 제공한다. 도 23은 2개의 이미지들(2300 및 2310)을 포함한다. 이미지(2300)는, 일반적으로 위의 개시내용에 따른 전기 오븐에 따라 균일하게 요리된 2개의 계란들을 도시한다. 오븐은 도 9에 도시된 구성과 유사하게 19개의 반사 엘리먼트들의 세트를 포함하고, 그리고 가열되고 있는 물품을 적외선 카메라를 사용하여 평가하고 반사 엘리먼트들을 조정하여 계란들에 열을 균일하게 인가하도록 프로그래밍된다. 이미지(2310)는, 챔버 내에 있으면서 이미지(2300)의 계란들과 동일한 시간량 동안 동일한 전체 에너지 레벨에 노출되는 동일한 쟁반 내의 2개의 계란들을 도시한다. 그러나, 이미지(2310)에서 계란들을 요리하기 위해 사용되는 전기 오븐은 통상적인 회전 쟁반 상에 대한 가열 처리 내내 계란들을 이동시킴으로써 열을 균일하게 분배하려 시도한다. 이미지들은 상당히 자명하다. 그것들은 통상적인 회전 쟁반 상에 놓인 2개의 계란들이 불균일하게 요리되어진 것을 도시한다. 계란들 중 하나의 계란의 노른자는 파열되었다. 두 노른자들의 일관성들은 균일하지 않고, 흰자들은 몇몇 위치들에서 태워져 있다. 반대로, 이미지(2310)의 계란들은 균일하게 요리되어서 노른자들이 내내 동일한 일관성을 보인다.

[0122] 비록 명세서는 본 발명의 특정 실시예들에 대해 상세히 설명되었지만, 당업자들은 전술한 설명에 대해 이해를 하였을 때 이들 실시예들에 대한 변경들, 이들에 대한 변형들 및 이들의 등가물들을 쉽게 구상할 수 있다는 것이 인지될 것이다. 비록 가변 반사율 엘리먼트들의 특정 단면들이 챔버 내의 연관된 임피던스 디바이스를 도시하였지만, 가변 임피던스 디바이스들은 챔버 밖에 있고 그리고 챔버의 포트를 통해 디바이스의 본체에 전기적으로 연결될 수 있다. 위에서 논의된 방법 단계들 중 임의의 단계는 이들 방법 단계들을 위한 명령들을 저장하는 컴퓨터-판독가능 비-일시적 매체와 동작하는 프로세서에 의해서 수행될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 전기 오븐 내의 메모리 또는 네트워크 접근가능 메모리일 수 있다. 비록 본 개시내용의 예들은 전자기 에너지의 인가를 통해 물품들을 가열시키는 것을 포함하지만, 임의의 다른 형태의 가열이 결합하여 또는 대안으로 사용될 수 있다. "물품"이라는 용어는 균질한 단일 물품으로 제한되지 않고, 가열될 임의의 물질 집합체를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 발명에 대한 이들 및 다른 수정들 및 변형들은 첨부된 청구항들에서 더욱 특별히 기술되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자들에 의해 실시될 수 있다.

Claims (32)

1. 전기 오븐에서 열의 분배를 제어하기 위한 반사 엘리먼트들의 세트를 갖는 전기 오븐으로서,
   챔버;
   상기 챔버의 주입 포트에 결합된 마이크로파 에너지 소스;
   상기 챔버의 구멍들의 세트를 통해 연장하는 유전체 스핀들(spindle)들의 세트; 및
   상기 유전체 스핀들들의 세트에 연결되는 모터들의 세트; 및
   상기 모터들의 세트를 제어하는 제어기를 포함하고,
   상기 반사 엘리먼트들의 세트는 상기 유전체 스핀들들의 세트에 의해서 상기 챔버의 표면 위에 유지되고,
   상기 모터들의 세트는 상기 유전체 스핀들들의 세트를 통해 상기 반사 엘리먼트들의 세트를 회전시키고,
   상기 제어기는 상기 모터들의 세트를 사용하여 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트의 회전을 독립적으로 야기하는 명령들을 저장하며, 그리고
   상기 모터들의 세트, 상기 반사 엘리먼트들의 세트, 및 상기 유전체 스핀들들의 세트는 적어도 3개의 유닛들의 각각의 세트들인, 전기 오븐.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전기 오븐은,
   상기 마이크로파 에너지 소스를 형성하고, 메인 전압 소스로부터 AC 전력을 수신하며, 그리고 상기 AC 전력을 마이크로파 에너지로 변환하는 마그네트론; 및
   상기 마그네트론을 상기 주입 포트에 결합시키는 도파관을 더 포함하고,
   상기 챔버는 상기 주입 포트로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않으며, 그리고
   상기 반사 엘리먼트들의 세트는 비-방사성 엘리먼트들인, 전기 오븐.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로파 에너지 소스는 전자기파를 상기 챔버에 인가하고,
   상기 전자기파는 주파장(dominant wavelength)을 가지며, 그리고
   상기 반사 엘리먼트들의 세트의 모든 반사 엘리먼트는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 모든 다른 반사 엘리먼트로부터 상기 주파장의 절반 초과만큼 이격되는, 전기 오븐.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트에 대해 독립적으로 대응하는 현재 포지션 값을 저장하고, 그리고
   상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트의 회전에 대한 응답으로 상기 대응하는 현재 포지션 값을 변경하는 명령들을 저장하는, 전기 오븐.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 전기 오븐은,
   상기 마이크로파 에너지 소스를 형성하고, 메인 전압 소스로부터 AC 전력을 수신하며, 그리고 상기 AC 전력을 마이크로파 에너지로 변환하는 마그네트론; 및
   상기 마그네트론부터 상기 주입 포트까지의 도파관을 더 포함하고,
   상기 마이크로파 에너지 소스는 전자기파를 상기 챔버에 인가하고,
   상기 전자기파는 주편파(dominant polarization)를 갖고,
   상기 명령들은 상기 주편파에 대해 제1 배향을 갖는 제1 포지션과 상기 주편파에 대해 제2 배향을 갖는 제2 포지션 사이에서 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 반사 엘리먼트를 조정하고,
   상기 주편파는 상기 제1 배향에 수직하며, 그리고
   상기 주편파는 상기 제2 배향에 평행하는, 전기 오븐.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 모터들의 세트를 사용하여 고정 포지션들의 세트 사이에서 상기 반사 엘리먼트들의 세트를 독립적으로 회전시키는 명령들을 저장하며, 그리고
   상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트에 대해 독립적으로 상기 고정 포지션들의 세트로부터의 대응하는 현재 포지션 값을 저장하는, 전기 오븐.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 전기 오븐은 상기 챔버의 인공 바닥(false floor)을 더 포함하고,
   상기 마이크로파 에너지 소스는 전자기파를 상기 챔버에 인가하고,
   상기 전자기파는 주파장을 갖고,
   상기 반사 엘리먼트들의 세트는 상기 인공 바닥 뒤에 위치되며, 그리고
   상기 인공 바닥과 상기 반사 엘리먼트들의 세트 간의, 상기 인공 바닥에 수직으로 측정되는 수직 거리는 상기 주파장의 0.159보다 작은, 전기 오븐.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 주입 포트는 상기 반사 엘리먼트들의 세트로부터 상기 챔버의 중심을 가로질러 포지셔닝되는, 전기 오븐.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은 상기 챔버의 인공 천장(false ceiling)을 더 포함하고,
    상기 주입 포트는 상기 챔버의 표면 상에 포지셔닝되며, 그리고
    상기 반사 엘리먼트들의 세트는 상기 인공 천장 뒤에 위치되는, 전기 오븐.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 마이크로파 에너지 소스는 전자기파를 상기 챔버에 인가하고,
    상기 전자기파는 주파장을 가지며, 그리고
    상기 챔버의 표면과 상기 반사 엘리먼트들의 세트 간의, 상기 인공 천장에 수직으로 측정되는 수직 거리는 상기 주파장의 0.6보다 작은, 전기 오븐.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은 상기 챔버의 제2 주입 포트를 더 포함하고,
    상기 챔버는 상기 주입 포트 및 상기 제2 주입 포트로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않는, 전기 오븐.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들의 세트의 반사 엘리먼트들 각각은,
    상기 챔버의 표면에 평행하고, 상기 유전체 스핀들들의 세트의 유전체 스핀들로부터 제1 방향으로 멀리 연장하는 제1 표면, 및
    상기 챔버의 표면에 평행하고, 상기 유전체 스핀들로부터 제2 방향으로 멀리 연장하는 제2 표면을 포함하는, 전기 오븐.
14. 전기 오븐으로서,
    가열 챔버;
    상기 가열 챔버의 반사 엘리먼트들의 세트;
    편파된 전자기파를 상기 가열 챔버에 인가하도록 구성된 마이크로파 에너지 소스;
    상기 가열 챔버의 외벽을 통해 연장하는 유전체 스핀들들의 세트; 및
    제1 배향을 갖는 제1 포지션과 제2 배향을 갖는 제2 포지션 사이에서 상기 유전체 스핀들들의 세트를 통해 상기 반사 엘리먼트들의 세트를 개별적으로 회전시키는 모터들의 세트를 포함하고,
    상기 편파된 전자기파의 주편파는 상기 제1 배향에 수직하며, 그리고
    상기 편파된 전자기파의 주편파는 상기 제2 배향에 평행한, 전기 오븐.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 편파된 전자기파는 주파장을 가지며, 그리고
    상기 반사 엘리먼트들의 세트의 모든 반사 엘리먼트는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 모든 다른 반사 엘리먼트로부터 상기 주파장의 절반 초과만큼 이격되는, 전기 오븐.
16. 제14 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은,
    상기 마이크로파 에너지 소스를 형성하고, 메인 전압 소스로부터 AC 전력을 수신하며, 그리고 상기 AC 전력을 마이크로파 에너지로 변환하는 마그네트론;
    상기 가열 챔버 내의 주입 포트; 및
    상기 마그네트론부터 상기 주입 포트까지의 도파관을 더 포함하고,
    상기 가열 챔버는 상기 주입 포트로부터의 마이크로파 에너지 이외의 어떠한 마이크로파 에너지도 수신하지 않으며, 그리고
    상기 반사 엘리먼트들의 세트는 비-방사성 엘리먼트들인, 전기 오븐.
17. 제14 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은 상기 모터들의 세트를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 모터들의 세트를 사용하여 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 회전을 독립적으로 야기하는 명령들을 저장하는, 전기 오븐.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트에 대해 독립적으로 대응하는 현재 포지션 값을 저장하고, 그리고
    상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 회전에 대한 응답으로 상기 대응하는 현재 포지션 값들을 변경하는 명령들을 저장하는, 전기 오븐.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들의 세트는 상기 유전체 스핀들들의 세트에 의해서 상기 가열 챔버의 표면 위에 유지되고, 그리고
    상기 반사 엘리먼트들의 세트는 적어도 3개의 반사 엘리먼트들을 포함하는, 전기 오븐.
20. 제14 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은 상기 모터들의 세트를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 모터들의 세트를 사용하여 고정 포지션들의 세트 사이에서 상기 반사 엘리먼트들의 세트를 독립적으로 회전시키는 명령들을 저장하며, 그리고
    상기 제어기는 상기 반사 엘리먼트들의 세트의 각각의 반사 엘리먼트에 대해 독립적으로 상기 고정 포지션들의 세트로부터의 대응하는 현재 포지션 값을 저장하는, 전기 오븐.
21. 제14 항에 있어서,
    상기 전기 오븐은 상기 가열 챔버의 인공 천장을 더 포함하고,
    주입 포트가 상기 가열 챔버의 표면 상에 포지셔닝되며, 그리고
    상기 반사 엘리먼트들의 세트는 상기 인공 천장 뒤에 위치되는, 전기 오븐.
22. 제21 항에 있어서,
    상기 마이크로파 에너지 소스는 전자기파를 상기 가열 챔버에 인가하고,
    상기 전자기파는 주파장을 가지며, 그리고
    상기 가열 챔버의 표면과 상기 반사 엘리먼트들의 세트 간의, 상기 인공 천장에 수직으로 측정되는 수직 거리는 상기 주파장의 0.6보다 작은, 전기 오븐.
23. 제14 항에 있어서,
    상기 반사 엘리먼트들의 세트의 반사 엘리먼트들 각각은,
    상기 가열 챔버의 외벽에 평행하고, 상기 유전체 스핀들들의 세트의 유전체 스핀들로부터 제1 방향으로 멀리 연장하는 제1 표면, 및
    상기 가열 챔버의 외벽에 평행하고, 상기 유전체 스핀들로부터 제2 방향으로 멀리 연장하는 제2 표면을 포함하는, 전기 오븐.
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