頻率合成器8接收到的信號和控制器30的控制下，IQ調(diào)制器7可以產(chǎn)生RF信號，然后將該RF信號傳遞到可變增益放大器28，隨后傳遞到一個或多個功率放大器級16A、16Bo如上所述，功率放大器級16A、16B可以包括LDMOS或GaN功率晶體管。使用圖2中布置的IQ調(diào)制器7可以允許控制器30選擇并調(diào)整正向信號的幅值、相位和頻率，以便控制該腔體2中的RF輻射。
[0053]在備選實施例中，代替使用正交調(diào)制器和例如DAC 34的低頻DAC進行相位調(diào)制，可以使用數(shù)字中間頻率外差(digital intermediate frequency heterodyne)架構來實現(xiàn)相同目標，這種架構具有單個的更高速的DAC、濾波器、混頻器以及可選地附加濾波器。在這種示例中，可以直接根據(jù)DAC波形控制正向信號的相位。
[0054]RF信號可以從功率放大級16A、16B接著傳遞到定向耦合器18，并隨后通過天線引入腔體2(圖2未示出)。
[0055]這種布置可以提供對由通道4產(chǎn)生的RF輻射的密切控制?？刂破?0本身可以本地設置在通道4中，或可以集中設置在負責控制多個通道的公共控制器中。在將控制器本地設置在每個通道4中的情況下，控制器本身可以從集中化的控制器接收其他控制指令。這樣，可以協(xié)調(diào)由每個通道產(chǎn)生的RF輻射的頻率、相位和幅值。
[0056]通過E向信號耦接路徑20和反向信號耦接路徑22將定向耦合器18連接至檢測電路，以便監(jiān)控正向和反向RF信號。在圖2的示例中，檢測電路包括:正向信號檢測電路240，通過正向信號耦接路徑連接到定向耦合器18 ;以及單獨的反向信號檢測電路242，通過反向信號耦接路徑22連接到定向耦合器18。正向信號檢測電路240和反向信號檢測電路242分別均包括IQ解調(diào)器。每個IQ解調(diào)器可以是相干正交解調(diào)器，并且可以包括正交組合布置的功率晶體管，諸如LDMOS或GaN功率晶體管。
[0057]可以將IQ解調(diào)器連接至頻率合成器8以便允許對檢測到的正向和反向信號執(zhí)行正確解調(diào)(例如，相干下變頻)?？梢酝ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換器32 (ADC)向控制器30提供每個IQ解調(diào)器的輸出。ADC可以數(shù)字化同相信號和正交的信號以便表示對正向和反向信號的復合(complex)測量。這樣可以向控制器提供復合的正向和反向信號系數(shù)測量。因此，針對正向信號檢測電路240和反向信號檢測電路242使用IQ解調(diào)器可以允許向控制器提供與正向和反向信號有關的的幅值、頻率和相位信息。
[0058]如下所詳述，由正向和反向信號檢測電路提供給控制器30的信號可以被用于監(jiān)控從腔體2引入并返回的RF輻射，可以由控制器30使用這種監(jiān)控的結果以便改變每個通道4的操作，從而修改向腔體2引入的RF輻射。在一些示例中，可以隨著時間執(zhí)行這種監(jiān)控以便觀察到耦合在該腔體內(nèi)的能量的任何改變。這些觀察到的改變可以向控制器通知對被引入腔體2的RF輻射的修改。
[0059]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的RF加熱裝置10的另一示例。在該實施例中的正向信號產(chǎn)生組件與結合圖2所述的組件相同。然而，在該示例中，正向和反向信號檢測電路可以包括對數(shù)功率檢測器或RMS功率檢測器。具體地，可以通過正向信號耦接路徑20將第一對數(shù)或RMS功率檢測器260連接至定向耦合器18，可以通過反向信號耦接路徑22將第二對數(shù)或RMS功率檢測器262連接至定向耦合器18。因此，如圖3所示，正向和反向信號檢測電路可進行簡單操作，以便監(jiān)控正向和反向信號的標量功率并將該信息傳遞到控制器30。這種簡化排列可以降低與制造RF加熱裝置10相關的成本，其中不希望監(jiān)控多種正向和反向信號的相位或頻率?？梢酝ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換器32 (ADC)將每個檢測器260和262的輸出提供給控制器30。
[0060]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的RF加熱裝置10的通道4的另一實施例。如下所示，圖4所示的正向信號產(chǎn)生組件與結合圖2和3所述的布置不同。盡管在圖4的實施例中的正向和反向信號檢測電路與以上結合圖2所述的電路相同，然而設想圖4所示的正向信號產(chǎn)生組件的布置還可與使用結合圖3所述的類型的標量功率檢測電路相兼容。
[0061]在圖4的實施例中，IQ調(diào)制器7的輸出被連接到RF開關36。RF開關36可以用作隔離器開關。在開關36的第一位置中，將IQ調(diào)制器7的輸出連接到增益可變放大器28，隨后連接到功率放大器16。在開關36的第二位置中，將IQ調(diào)制器7與其它正向信號產(chǎn)生組件斷開。這可以允許在反向信號檢測電路242和/或控制器30檢測到較大反向信號的情況下，IQ調(diào)制器7、DAC 34和控制器30與其它正向信號產(chǎn)生組件相隔離。RF開關36還可以用于當頻率合成器8在頻率跳變期間是未鎖定時消隱(blanking) RF輸出，以便確保任何帶外輻射的功率較低，適合用于滿足EMC要求。
[0062]在該實施例中，功率放大器16的輸出可以連接到定向耦合器48，定向耦合器48可以向其他功率放大級46A、46B、46C、46D提供信號?？梢詫⑦@些功率放大器的輸出提供給環(huán)形器50A、50B，進而從環(huán)形器50A、50B提供給其他功率正交合并器52 (可以是高功率正交合并器)。這種布置可以實現(xiàn)在單個功率器件的功率等級以上的高功率通道。類似地，非正交合并器(例如，可以使用“y”合并器)。然后，RF信號可以經(jīng)由定向耦合器18傳遞至天線(未示出)，以便接著引入到該裝置10的腔體2?？梢詫h(huán)形器50A、50B的布置用于保護放大器 46A、46B、46C、46D，如 US 3，953，702 所述。
[0063]本領域技術人員應認識到所有實施例所示的小信號組塊(例如，如2所示的ADC32,DAC 34、IQ調(diào)制器7、可變增益放大器28和檢測電路240和242以及圖3和圖4中的相應組件)可以集成為靈活且低成本的RF集成電路，而不必對這里提出和討論的架構進行任何基本改變。
[0064]如上所述，定向耦合器18允許連接針對正向/反向信號檢測的檢測電路240和242。
[0065]例如，如結合圖2和4所示，在一些實施例中，正向和反向信號檢測電路可以操作用于檢測關于正向和反向RF信號的幅值、相位和頻率。例如，該電路可以包括IQ解調(diào)器。因此，在一些示例中，可以監(jiān)控腔體2內(nèi)的RF輻射的幅值、相位和頻率。這樣有可能進行監(jiān)控并響應于監(jiān)控結果來調(diào)整腔體2內(nèi)的RF輻射的幅值、相位和/或頻率。這樣可以有助于例如在烹飪食物或飲料期間或在工業(yè)材料或處理的加熱期間，自適應地控制在腔體2內(nèi)存在的RF輻射。用于監(jiān)控正向和反向功率檢測的現(xiàn)有技術使用對數(shù)放大器來檢測正向和反向信號的功率。然而，這種類型的放大器通常無法提供真實功率讀數(shù)，特別是腔體2中的RF輻射包含多個不同頻率的情況下。此外，針對正向和反向功率檢測的傳統(tǒng)監(jiān)控技術無法區(qū)分由不同天線引入腔體的RF輻射。因此，難以或無法獲得諸如針對在來自一個源的一個端口處的一個信號的實際返回損耗的因子。
[0066]通過針對每個通道4檢測正向和反向信號的幅值、頻率和/或相位信息，從而提供用于確定該RF加熱裝置的腔體2內(nèi)的條件的附加信息。原則上，可以啟用附加信息來提供反饋機制，以便密切控制在腔體內(nèi)的RF輻射。因此，在一些示例中，如上所述，該裝置10可以基于由正向和反向信號檢測電路收集的信息，改變每個通道4向腔體2引入的RF輻射的參數(shù)(幅值、頻率、相位)。由于每個通道4包括它自己的頻率合成器8，可以以通道為基礎執(zhí)行這種對引入該腔體內(nèi)的RF輻射的調(diào)整。
[0067]如上所述，反向信號可以包括與從給定通道的正向信號反射回的RF輻射有關的分量，還可以包括與通過不同通道引入到腔體2中的RF輻射有關的分量。在一些實施例中，每個通道可以操作在不同頻譜下，從而可以使用頻率分析逐通道地將與反向信號相關的輻射分成多個分量。例如，可以使用快速傅里葉變換技術來執(zhí)行這種頻率分析。
[0068]對與由多個通道產(chǎn)生的不同頻率的輻射相關的反向信號的貢獻的分割還可以用于管理由每個相應通道產(chǎn)生的RF輻射的頻率之間的互調(diào)制。該腔體內(nèi)的RF輻射的互調(diào)制可能導致落在針對該RF加熱裝置的操作分配的頻率之外的干擾信號?？?