用于射频电磁能量传递的方法和系统技术方案

一种电磁能量传递系统包括一组射频通道。各通道包括射频馈源、至少一个高功率放大器以及相移组件。各高功率射频放大器包括被配置成输出相对于输入射频公共基准信号放大了功率的周期信号的至少一个放大组件。相移组件被配置成相对于输入射频信号调制输出周期信号的相位。联接到该组射频通道的控制器可以被配置成使得来自射频通道中的每一个的输出周期信号具有相对于公共基准信号的时变相位差和相对于其它输出周期信号的在时间上平均时恒定的相位差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于射频电磁能量传递的方法和系统
技术介绍
本装置总体上涉及一种用于电磁烹饪的方法和装置，并且更具体地，涉及一种用于控制微波炉内的电磁能量分布的方法和装置。常规的微波炉通过电介质加热的过程来烹饪食物，其中高频交变电磁场分布在整个封闭腔中。无线电频谱的子带，在2.45GHz或其附近的微波频率主要通过吸收水中的能量来引起电介质加热。为了在常规微波中产生微波频率辐射，施加到高压变压器的电压导致施加到产生微波频率辐射的磁控管的高压功率。然后，微波通过波导被传输到包含食物的封闭腔。利用单一、非相干源(如磁控管)在封闭腔中烹饪食物会导致食物的不均匀加热。为了更均匀地加热食物，微波炉除了其它之外还包括机械的解决方案，诸如微波搅拌器和用于旋转食物的转盘。常见的基于磁控管的微波源不是窄带的并且不是可调谐的(即，以随时间变化并且不可选择的频率发射微波)。作为这种常见的基于磁控管的微波源的替代方案，可以在微波炉中包括可调谐并相干的固态源。
技术实现思路
在一方面，一种电磁能量传递系统包括一组射频通道；各通道包括被配置成辐射电磁能量的射频馈源；联接到该射频馈源的至少一个高功率射频放大器，各高功率射频放大器包括被配置成相对于输入射频公共基准信号输出放大了功率的周期信号的至少一个放大组件；以及被配置成相对于输入射频信号调制输出周期信号的相位的相移组件。该系统还可以包括联接到该组射频通道的控制器，其中该控制器配置成使得来自射频通道的每一个的输出周期信号具有相对于公共基准信号的时变相位差和相对于其它输出周期信号的在时间上被平均时恒定的相位差。在另一方面，一种传递射频电磁能量以烹饪烹饪装置的封闭腔中的食物的方法，包括首先利用微波信号生成组件生成公共基准射频信号；将公共基准射频信号馈送至一组输出通道，各通道被配置成将输出射频信号传递到封闭腔；以及通过相移组件对输出射频信号中的每一个的相位进行调制。各输出信号被配置成提供相对于公共基准信号的时变相位差和相对于其它输出信号的在时间上被平均时恒定的相位差。附图说明在附图中：图1是示出根据本文所描述的各个方面的具有多个相干射频馈源的电磁烹饪装置的框图。图2是示出根据本文所描述的各个方面的电磁能量传递系统的框图。图3是示出根据本文所描述的各个方面的电磁能量传递系统的对输出信号的相位进行设定的单个通道的框图。图4是示出根据本文所描述的各种方面的电磁能量传递系统的对输出信号的相位进行设定的单个通道的另一实施方式的框图。图5是示出根据本文所描述的各种方面的电磁能量传递系统的对输出信号的相位进行设定的单个通道的又一实施方式的框图。图6是描绘根据本文所描述的各个方面的表征电磁能量传递系统的通道的输入信号和输出信号之间的期望相位差与实际相位差之间的关系的传递函数的图。图7是示出图6的传递函数的圆形度的图。图8是示出根据本文所描述的各个方面的电磁能量传递系统的多个通道的相位差的图。图9是示出根据本文所描述的各个方面的用于对电磁能量传递系统的多个通道的相位进行设定的控制器的框图。图10是示出根据本文所描述的各个方面的传递射频电磁能量的方法的流程图。具体实施方式应当理解，附图中例示的以及以下说明书中描述的特定装置和过程仅是所附权利要求中限定的专利技术构思的示例性实施方式。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文公开的实施方式有关的其它物理特性不应被视为限制性的。固态射频(RF)烹饪器具通过将电磁辐射引入封闭腔来加热和制备食物。在封闭腔中的不同位置处的多个RF馈源在它们辐射时产生动态的电磁波图案。为了控制和形成封闭腔中的波形，多个RF馈源可以辐射具有单独受控的电磁特性的波以保持封闭腔内的相干性(即，固定的干涉图案)。例如，各RF馈源可以发送相对于其它馈源不同的频率、相位或振幅。其它电磁特性在RF馈源中可能是常见的。例如，各RF馈源可以以共同但可变的频率进行发送。尽管以下实施方式涉及其中RF馈源引导电磁辐射以加热封闭腔中的物体的烹饪器具，但是应当理解，本文所描述的方法和由此衍生的专利技术构思不限于此。所涵盖的构思和方法适用于其中多于一个的RF馈源将电磁辐射引导到共享空间以作用于物体的任何RF装置。共享空间可包括封闭腔或自由空间中的区域。示例性装置包括烘箱、干燥器、蒸汽机等。图1示出了根据一个实施方式的具有多个相干RF馈源26A至26D的电磁烹饪装置10的框图。如图1所示，电磁烹饪装置10包括电源12、控制器14、RF信号发生器16、人机接口28和联接到多个RF馈源26A至26D的多个高功率RF放大器18A至18D。多个RF馈源26A至26D分别将来自多个高功率RF放大器18A至18D中的一个的RF功率耦合到封闭腔20中。电源12将来自市电的电力提供至控制器14、RF信号发生器16、人机接口28和多个高功率RF放大器18A至18D。电源12将市电转换为其供电的每个装置所需的功率电平。电源12可以传递可变的输出电压电平。例如，电源12可以输出以0.5伏步长选择性地控制的电压电平。以这种方式，电源12可以被配置成通常向高功率RF放大器18A至18D的每一个提供28伏直流电，但是可以提供更低的电压，诸如15伏直流电，以使RF输出功率电平降低期望的电平。控制器14可以包括在电磁烹饪装置10中，该控制器14可以在工作上与电磁烹饪装置10的各种组件相联接以实现烹饪周期。控制器14还可以在工作上与用于接收用户选择的输入以及将信息传送给用户的控制面板或人机接口28相联接。人机接口28可以包括诸如刻度盘、灯、开关、触摸屏元件以及显示器的操作控制装置，使得用户能够向控制器14输入诸如烹饪周期的命令以及接收信息。用户接口28可以包括一个或更多个元件，这些元件可以相对于彼此集中或分散。控制器14还可以选择由电源12提供的电压电平。控制器14可以设置有存储器和中央处理单元(CPU)，并且可以优选地在微控制器中实现。存储器可用于在完成烹饪周期时存储可由CPU执行的控制软件。例如，存储器可以存储一个或更多个预编程的烹饪周期，其可以由用户选择并且由电磁烹饪装置10完成。控制器14还可以从一个或更多个传感器接收输入。可与控制器14可通信地联接的传感器的非限制性示例包括RF工程领域中用于测量RF功率电平的已知的峰值电平检测器和用于测量封闭腔或者一个或更多个功率放大器18A至18D的温度的温度传感器。RF信号发生器16可以包括一个或更多个组件以确定并生成要输出到高功率放大器的实际频率、相位和振幅。RF信号发生器16可以包括可编程RF控制组件，优选地实现为数字控制接口。RF信号发生器16可以与烹饪控制器14物理分离或者可以物理地安装到控制器14上或集成到控制器14中。RF信号发生器16可以由适于生成RF信号的包括但不限于定制集成电路的电子组件形成。如图1所示，RF信号发生器16输出四个RF通道，它们分享共同的但可变的频率(例如，范围从2.4GHz到2.5GHz)，但是可以针对各个RF馈源26A至26D对相位和振幅进行设定。本文所描述的配置是示例性的并且不应该被认为是限制性的。例如，RF信号发生器16可以被配置成输出更多或更少的RF馈源并且可以包括根据实现方式为所述通道的每一个输出唯一可变频率的能力。基于由人机接口28提供的用户输入和包括来自多个高功率放大器18A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁能量传递系统，所述电磁能量传递系统包括：一组射频通道，各通道包括：射频馈源，所述射频馈源被配置成辐射电磁能量；联接到所述射频馈源的至少一个高功率射频放大器，每个高功率射频放大器包括至少一个放大组件，所述至少一个放大组件被配置成输出相对于输入射频公共基准信号放大了功率的周期信号；以及相移组件，所述相移组件被配置成对输出周期信号相对于所述输入射频信号的相位进行调制；以及联接到所述一组射频通道的控制器，所述控制器被配置成使得来自所述射频通道中的每一个的所述输出周期信号具有相对于所述公共基准信号的时变相位差和相对于其它输出周期信号的在时间上平均时恒定的相位差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁能量传递系统，所述电磁能量传递系统包括：一组射频通道，各通道包括：射频馈源，所述射频馈源被配置成辐射电磁能量；联接到所述射频馈源的至少一个高功率射频放大器，每个高功率射频放大器包括至少一个放大组件，所述至少一个放大组件被配置成输出相对于输入射频公共基准信号放大了功率的周期信号；以及相移组件，所述相移组件被配置成对输出周期信号相对于所述输入射频信号的相位进行调制；以及联接到所述一组射频通道的控制器，所述控制器被配置成使得来自所述射频通道中的每一个的所述输出周期信号具有相对于所述公共基准信号的时变相位差和相对于其它输出周期信号的在时间上平均时恒定的相位差。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括联接到所述一组射频通道的用于生成所述输入射频公共基准信号的射频信号发生器。3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，所述输入射频公共基准信号包括具有固定的相位差的两个周期信号。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述固定的相位差是90度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置成通过将数字字发送到所述射频通道中的每一个来引起相对于所述公共基准信号的所述时变相位差。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器还包括回绕计数组件，所述回绕计数组件被配置成周期性地将所述数字字增加或减少相同的值，以引起所述射频通道的所述输出信号与所述公共基准信号之间的所述相位差的周期性增大或减小。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述回绕计数组件被配置成生成对应于360度的整数倍的最大值。8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器还包括回绕计数组件，所述回绕计数组件被配置成将所述数字字增加或减少随机值，以引起所述射频通道的所述输出信号与所述公共基准信号之间的相位差的增大或减小。9.根据权利要求8所述的系统，其中，根据均匀分布来选择所述随机值。10.根据权利要求5至9中任一项所述的系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·布林达尼，A·加利瓦诺尼，P·A·M·范德卡曼，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP