Rf處理系統(tǒng)的校準(zhǔn)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請交叉引用
[0002] 本申請要求2013年5月21日提交的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/825, 760的權(quán)益，包 括說明書、權(quán)利要求書、和附圖的該申請的披露以其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 這是涉及一種用于施加電磁能的設(shè)備和方法，并且更具體地但非排他地用于校準(zhǔn) 一個(gè)RF處理設(shè)備的設(shè)備和方法的專利申請書。
[0004] 背景
[0005] 電磁波已經(jīng)被用于在不同的應(yīng)用中向物體供應(yīng)能量。在射頻（RF)輻射的情況下， 例如，可使用一個(gè)磁控管來供應(yīng)RF能量，該磁控管通常被調(diào)諧至單頻用于供應(yīng)僅在那個(gè)頻 率的RF能量。一種常用的用于供應(yīng)RF能量的裝置一個(gè)示例是微波爐。典型的微波爐在或 約2. 45GHz的單頻供應(yīng)RF能量。
[0006] 概述
[0007] 本發(fā)明的一些實(shí)施例包括一種用于通過由一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的射頻（RF) 輻射來處理腔中的物體的設(shè)備，該一個(gè)或多個(gè)輻射元件被配置成用于響應(yīng)于施加到其上的 RF能量來發(fā)射該RF輻射。
[0008] 在一些實(shí)施例中，該設(shè)備可包括：一個(gè)RF能量供應(yīng)部件，該RF能量供應(yīng)部件被配 置成用于將用于施加的RF能量供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)輻射元件；一個(gè)存儲器，該存儲器存儲與 該RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的一組系數(shù)；以及一個(gè)處理器，該處理器被配置成用于響應(yīng)于由一 個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的RF輻射接收反饋，并且基于該反饋和該組系數(shù)來控制將RF能量 施加到這些福射元件中的一個(gè)或多個(gè)福射元件。
[0009] 在一些實(shí)施例中，與該RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的該組系數(shù)包括該RF能量供應(yīng)部件 的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。
[0010] 可替代地或此外，與該RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的該組系數(shù)包括誤差校正系數(shù)，這些 誤差校正系數(shù)被配置成用于校正在該RF能量供應(yīng)部件的運(yùn)行中的系統(tǒng)誤差。
[0011] 在一些實(shí)施例中，來自該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)指示該RF能量供應(yīng)部件對 一個(gè)電信號的一個(gè)電響應(yīng)。
[0012] 在一些實(shí)施例中，該RF能量供應(yīng)部件包括一個(gè)具有低于30dB的方向性的雙向耦 合器。
[0013] 在一些實(shí)施例中，該處理器可包括：一個(gè)第一處理單元，該第一處理單元被配置成 用于接收反饋，并且基于該組系數(shù)校正該接收的反饋；以及一個(gè)第二處理單元，該第二處理 單元被配置成用于基于該校正的反饋來控制該RF能量的施加。
[0014] 在一些實(shí)施例中，該處理器可被配置成用于基于該組系數(shù)來校正該接收的反饋； 并且基于該校正的反饋來控制該RF能量的施加。
[0015] 在一些實(shí)施例中，該RF能量供應(yīng)部件包括一個(gè)RF能量源。
[0016] 可替代地或此外，該RF能量供應(yīng)部件包括一個(gè)RF能量傳輸線。
[0017] 在一些實(shí)施例中，該設(shè)備可包括至少兩個(gè)RF能量供應(yīng)部件，并且其中，該存儲器 被配置成用于存儲至少兩組系數(shù)，每組系數(shù)與一個(gè)對應(yīng)的RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)。
[0018] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于在一個(gè)掃描階段過程中接收反饋，并且 在一個(gè)處理階段過程中基于在該掃描階段過程中接收的反饋來控制該RF能量的施加。
[0019] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于在一個(gè)掃描階段過程中接收該反饋，在 該掃描階段內(nèi)RF輻射從該一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射，以用于確定該物體的一個(gè)或多個(gè)吸 收特性而無需實(shí)質(zhì)性處理該物體。
[0020] 在一些實(shí)施例中，該接收的反饋包括用于從該一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的RF輻 射的多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率的信息。
[0021] 在一些實(shí)施例中，該接收的反饋包括與該一個(gè)或多個(gè)輻射元件中的每一個(gè)輻射元 件關(guān)聯(lián)的息。
[0022] 在一些實(shí)施例中，該接收的反饋包括取決于該腔對該RF輻射的發(fā)射的一個(gè)響應(yīng) 的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。
[0023] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于基于該接收的反饋和存儲在該存儲器中 的該組系數(shù)來確定該物體的一個(gè)校正的電特性。
[0024] 在一些實(shí)施例中，該組系數(shù)包括針對該發(fā)射的RF輻射的每個(gè)頻率的至少一個(gè)系 數(shù)。
[0025] 在一些實(shí)施例中，該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)指示該RF能量供應(yīng)部件的可使 用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析器來確定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。
[0026] 在一些實(shí)施例中，這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值指示在該RF能量供應(yīng)部件中的一個(gè)反射信號 電壓與一個(gè)入射信號電壓之比。
[0027] 在一些實(shí)施例中，這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值指示在該RF能量供應(yīng)部件中的一個(gè)傳輸信號 電壓與一個(gè)入射信號電壓之比。
[0028] 在一些實(shí)施例中，該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)具有復(fù)合值。
[0029] 在一些實(shí)施例中，該處理器被進(jìn)一步配置成用于確定與一個(gè)替換部件關(guān)聯(lián)的一組 更新系數(shù)，該替換部件被配置成用于替換該RF能量供應(yīng)部件；用該組更新系數(shù)來更新該存 儲器；并且基于該反饋和該組更新系數(shù)來控制RF能量的施加。
[0030] 由此，本披露的一些實(shí)施例的一個(gè)方面可包括：一個(gè)RF能量供應(yīng)部件，該RF能量 供應(yīng)部件被配置成用于將用于施加的RF能量供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)輻射元件；存儲一組系數(shù) 的一個(gè)存儲器，該組系數(shù)與該RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)；以及一個(gè)處理器，該處理器被配置成 用于：確定與一個(gè)替換RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的一組更新系數(shù)；用該組更新系數(shù)來更新該存 儲器；響應(yīng)于由該一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的RF輻射來接收反饋；并且基于該反饋和該組 更新系數(shù)來控制該一個(gè)或多個(gè)輻射元件施加 RF能量。該組中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)可指示該 RF能量供應(yīng)部件對一個(gè)電信號的電響應(yīng)。
[0031] 在一些實(shí)施例中，更新該存儲器包括用該組更新系數(shù)取代存儲在該存儲器中的一 組系數(shù)。
[0032] 在一些實(shí)施例中，該替換部件包括一個(gè)RF能量源?？商娲鼗虼送猓撎鎿Q部件 包括一個(gè)RF能量傳輸線。
[0033] 在一些實(shí)施例中，為了確定該組更新系數(shù)，該處理器被配置成用于基于基線反饋 和存儲的該組系數(shù)建立物體的基線校正的電特性，在替換該RF能量供應(yīng)部件之后觀察新 的反饋，基于該新的反饋建立該物體的測量的電特性，并且基于該物體的該測量的電特性 和該物體的該基線校正的電特性來計(jì)算該組更新系數(shù)。在一些實(shí)施例中，該物體為該腔。
[0034] 在一些實(shí)施例中，該物體的測量和校正的電特性為該物體的測量的和校正的S參 數(shù)。
[0035] 在一些實(shí)施例中，該RF能量供應(yīng)部件為一個(gè)傳輸線，并且該組系數(shù)包括該傳輸線 的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。可替代地或此外，該能量供應(yīng)部件為一個(gè)RF能量源，并且該組系數(shù)包括誤差 校正項(xiàng)。
[0036] 在一些實(shí)施例中，該處理器與一個(gè)裝置關(guān)聯(lián)，該裝置被配置成用于從一個(gè)條形碼、 一個(gè)RFID標(biāo)簽以及與該替換部件關(guān)聯(lián)的一個(gè)電子存儲器裝置中的至少一個(gè)來自動(dòng)檢索該 組更新系數(shù)。
[0037] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于基于與該替換部件關(guān)聯(lián)的一個(gè)標(biāo)識符檢 索該組更新系數(shù)。該標(biāo)識符可包括在一個(gè)條形碼、一個(gè)RFID標(biāo)簽、以及與該替換部件關(guān)聯(lián) 的一個(gè)電子存儲器裝置中的至少一個(gè)中。在一些實(shí)施例中，該標(biāo)識符使得能夠訪問相對于 該設(shè)備遠(yuǎn)程存儲的該組更新系數(shù)。
[0038] 本披露的一些方面可包括一種用于設(shè)備的替換部件，該設(shè)備用于通過從一個(gè)或多 個(gè)輻射元件發(fā)射的射頻（RF)輻射來處理腔中的物體，該一個(gè)或多個(gè)輻射元件被配置成用 于響應(yīng)于施加到其上的RF能量來發(fā)射該RF輻射。該替換部件可包括：一個(gè)射頻（RF)能量 供應(yīng)部件，該RF能量供應(yīng)部件被配置成用于將用于施加的RF能量供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)輻射 元件；以及一個(gè)標(biāo)識符，該標(biāo)識符被配置成用于使得該設(shè)備的一個(gè)處理器能夠確定與該替 換部件關(guān)聯(lián)的一組系數(shù)以便更新該設(shè)備的一個(gè)存儲器，其中，該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系 數(shù)指示該替換部件對一個(gè)電信號的一個(gè)電響應(yīng)。
[0039] 在一些實(shí)施例中，該替換部件包括一個(gè)RF能量源、和/或一個(gè)RF能量傳輸線。
[0040] 在一些實(shí)施例中，該標(biāo)識符包括一個(gè)條形碼、一個(gè)RFID標(biāo)簽、或一個(gè)標(biāo)識號碼。
[0041] 在一些實(shí)施例中，該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)指示該替換部件的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。 這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值可包括指示在該替換部件中的一個(gè)反射信號電壓與一個(gè)入射信號電壓之 比的值。可替代地或此外，這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值包括指示在該替換部件中的一個(gè)傳輸信號電壓 與一個(gè)入射信號電壓之比的值。
[0042] 在一些實(shí)施例中，該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)具有復(fù)合值。
[0043] 本披露的一些方面可包括一種用于使用射頻（RF)輻射來處理腔中物體的設(shè)備。 該設(shè)備可包括：一個(gè)RF能量源；一個(gè)傳輸線，該傳輸線被配置成用于將RF能量從用于施加 的RF能量源供應(yīng)到一個(gè)福射元件，該福射元件被配置成用于響應(yīng)于施加到其上的RF能量 來發(fā)射RF輻射；一個(gè)存儲器，該存儲器存儲指示該傳輸線的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值的一組系數(shù)；以及 一個(gè)處理器。該處理器可被配置成用于：在用一個(gè)替換傳輸線替換該傳輸線之后檢索一組 新的系數(shù)，并且用該組新的系數(shù)來更新該存儲器；響應(yīng)于由該輻射元件發(fā)射的RF輻射來接 收反饋；并且基于該反饋和該組新的系數(shù)控制來自該RF能量源的RF能量的施加。
[0044] 本披露的一些實(shí)施例的一個(gè)方面可包括一個(gè)用于使用RF輻射來處理食物的烤 箱，該烤箱包括如以上所描述的設(shè)備。
[0045] 在一些實(shí)施例中，為了確定該組新的系數(shù)，該處理器被配置成用于基于基線反饋 和存儲的該組系數(shù)來建立物體的基線校正的電特性，在替換該RF能量供應(yīng)部件之后觀察 新的反饋，基于該新的反饋建立該物體的測量的電特性，并且基于該物體的該測量的電特 性和該物體的該基線校正的電特性來計(jì)算該組新的系數(shù)。在一些實(shí)施例中，該物體為該腔。
[0046] 在一些實(shí)施例中，該物體的測量和校正的電特性為該物體的測量的和校正的S參 數(shù)。
[0047] 在一些實(shí)施例中，該處理器與一個(gè)裝置關(guān)聯(lián)，該裝置被配置成用于從一個(gè)條形碼、 一個(gè)RFID標(biāo)簽以及與該替換傳輸線關(guān)聯(lián)的一個(gè)存儲器元件中的至少一個(gè)來檢索該組新的 系數(shù)。
[0048] 在一些實(shí)施例中，為了確定該組新的系數(shù)，該處理器被配置成用于基于與該替換 傳輸線關(guān)聯(lián)的一個(gè)標(biāo)識符來檢索該組新的系數(shù)。
[0049] 在一些實(shí)施例中，該標(biāo)識符包括在一個(gè)條形碼、一個(gè)RFID標(biāo)簽、以及與該替換傳 輸線關(guān)聯(lián)的一個(gè)電子存儲器裝置中的至少一個(gè)中。
[0050] 在一些實(shí)施例中，該標(biāo)識符使得能夠訪問相對于該設(shè)備遠(yuǎn)程存儲的該組新的系 數(shù)。
[0051] 根據(jù)本披露的一些方面，提供一種用于替換在使用RF輻射來處理腔中的物體的 設(shè)備中的射頻（RF)能量供應(yīng)部件的方法，其中，該設(shè)備被配置成用于基于與該RF能量供應(yīng) 部件關(guān)聯(lián)的一組系數(shù)來控制將該RF輻射施加到該腔，該組系數(shù)保存在與該設(shè)備關(guān)聯(lián)的一 個(gè)存儲器上。該方法可包括：從該設(shè)備移除該RF能量供應(yīng)部件；用一個(gè)替換RF能量供應(yīng) 部件來替換該移除的RF能量供應(yīng)部件；致使確定與該RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的一組系數(shù)； 并且致使用被確定用于該替換RF能量供應(yīng)部件的該組系數(shù)來更新與該設(shè)備關(guān)聯(lián)的該存儲 器。
[0052] 在一些實(shí)施例中，來自該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)指示該替換RF能量供應(yīng)部 件對一個(gè)電信號的一個(gè)電響應(yīng)。
[0053] 在一些實(shí)施例中，來自該組系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)指示該替換部件的一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 參數(shù)。
[0054] 在一些實(shí)施例中，確定與該替換RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的該組系數(shù)包括從相對于 該設(shè)備遠(yuǎn)程定位的一個(gè)存儲器和/或從與該替換RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的一個(gè)電子存儲器 裝置檢索該組系數(shù)。
[0055] 在一些實(shí)施例中，確定與該替換RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的該組系數(shù)包括通過一個(gè) 用戶接口從一個(gè)用戶接收指示該組系數(shù)的數(shù)據(jù)。
[0056] 在一些實(shí)施例中，確定與該替換RF能量供應(yīng)部件關(guān)聯(lián)的該組系數(shù)包括基于該設(shè) 備在安裝該替換RF能量供應(yīng)部件之前與之后的操作特性之間的觀察到的差異來計(jì)算該組 系數(shù)。
[0057] 在一些實(shí)施例中，該替換RF能量供應(yīng)部件包括一個(gè)RF能量源。
[0058] 在一些實(shí)施例中，該替換RF能量供應(yīng)部件包括一個(gè)RF能量傳輸線。
[0059] 本披露的一些方面可包括一種用于通過由一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的RF輻射來 處理腔中的物體的設(shè)備，該一個(gè)或多個(gè)輻射元件被配置成用于響應(yīng)于通過一個(gè)傳輸線施加 到其上的RF能量來發(fā)射該RF輻射。該設(shè)備可包括一個(gè)處理器和一個(gè)RF能量源，其中，該 處理器被配置成用于：接收指示該傳輸線對一個(gè)電信號的一個(gè)電響應(yīng)的信息，并且基于該 信息來控制該RF能量源。
[0060] 在一些實(shí)施例中，該處理器進(jìn)一步被配置成用于接收指示該腔對由一個(gè)或多個(gè)輻 射元件發(fā)射的RF福射的一個(gè)電響應(yīng)的反饋，并且基于該反饋和該信息來控制該RF能量源。 [0061] 在一些實(shí)施例中，該信息包括該傳輸線的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。
[0062] 一些實(shí)施例可包括一個(gè)用于使用RF輻射來處理食物的烤箱，該烤箱包括如以上 所描述的設(shè)備。
[0063] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于在一個(gè)掃描階段過程中接收反饋，在該 掃描階段過程中RF輻射從該一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射，以用于確定一個(gè)或多個(gè)吸收特性 而無需實(shí)質(zhì)性處理該物體；并且在一個(gè)處理階段過程中基于該反饋和該信息控制該RF能 量源，在該處理階段過程中用于處理該物體的RF輻射從該一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射。
[0064] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于通過從一個(gè)非易失性存儲器檢索該信息 來接收該信息。該設(shè)備可包括該非易失性存儲器。可替代地或此外，該非易失性存儲器可 遠(yuǎn)離該設(shè)備。
[0065] 在一些實(shí)施例中，該處理器被配置成用于從一個(gè)裝置接收該信息，該裝置被配置 成用于從一個(gè)條形碼、一個(gè)RFID標(biāo)簽以及一個(gè)電子存儲器裝置中的至少一個(gè)檢索該信息， 并且將該信息保存在該非易失性存儲器上。
[0066] 在一些實(shí)施例中，指示該傳輸線對一個(gè)電信號的一個(gè)電響應(yīng)的信息包括響應(yīng)于由 一個(gè)或多個(gè)輻射元件發(fā)射的RF輻射接收的信息。
[0067] 附圖簡要說明
[0068] 圖1A為根據(jù)一些所披露的實(shí)施例的示例性設(shè)備的圖示；
[0069] 圖1B為根據(jù)一些所披露的實(shí)施例的示例性設(shè)備的圖示；
[0070] 圖2為根據(jù)一些所披露的實(shí)施例的用于處理在設(shè)備中的物體的示例性方法的流 程圖；
[0071] 圖3A為根據(jù)所披露的示例性實(shí)施例的連接到兩個(gè)2端口電纜上的一個(gè)2端口裝 置的圖示；
[0072] 圖3B為根據(jù)所披露的示例性實(shí)施例的連接到兩個(gè)2端口電纜上的一個(gè)2端口裝 置的另一個(gè)圖示；
[0073] 圖4A為根據(jù)一些實(shí)施例的使用存儲的誤差校正系數(shù)處理在腔中的物體的示例性 方法的流程圖；
[0074] 圖4B和圖4C為根據(jù)一些實(shí)施例的將被采用以便基于校正的反饋來加熱物體的步 驟的流程圖；
[0075] 圖4D為根據(jù)示例性實(shí)施例的用于獲得腔的S參數(shù)的例程的流程圖；
[0076] 圖5A為呈現(xiàn)根據(jù)所披露的示例性實(shí)施例獲得的S參數(shù)的測量的、實(shí)際的、和校正 的幅值的不例性圖表；
[0077] 圖5B為呈現(xiàn)根據(jù)所披露的示例性實(shí)施例獲得的S參數(shù)的測量的、實(shí)際的、和校正 的相位的示例性圖表；以及
[0078] 圖6為根據(jù)所披露的示例性實(shí)施例的用于確定替換部件的一組網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的示例 性方法的流程圖。
[0079] 詳細(xì)說明
[0080] 以下詳細(xì)說明通過舉例提供，并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。所描述 的實(shí)施例包括不同的特征，本發(fā)明的全部實(shí)施例中并不需要這些特征中的全部特征。本發(fā) 明的范圍可通過參考所附權(quán)利要求書來總結(jié)。
[0081] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可涉及用于替換一種設(shè)備中的一個(gè)射頻（RF)能量供應(yīng)部件 的方法，該設(shè)備用于使用RF輻射來處理一個(gè)物體。該RF輻射可被發(fā)射到封閉該物體的一 個(gè)腔中。該設(shè)備可被配置成用于基于指示該腔（該物體在其中）對進(jìn)入電信號的電響應(yīng)的 反饋控制將RF輻射施加到該腔。因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例可涉及解釋、修改、和/或校正 取決于腔對一個(gè)進(jìn)入電信號的電響應(yīng)的值。該進(jìn)入信號可由該設(shè)備提供，例如通過將RF能 量施加到福射元件來提供，這些福射元件響應(yīng)該施加的RF能量將RF福射發(fā)射到該腔。該 腔的電響應(yīng)可以用從該腔發(fā)射出的RF輻射來表示，并且這些可被接收和測量。該RF輻射 可從該腔發(fā)射出，例如穿過將它們發(fā)射到該腔的輻射元件，穿過被配置成用于接收射出輻 射的接收元件，和/或穿過該腔中的接縫。此類發(fā)射的測量在此可被稱為反饋測量。該反 饋測量也可包括進(jìn)入信號的測量，因此在進(jìn)入信號與射出信號之