[发明专利]固态射频发生系统和电磁烹饪装置

说明书

提供一种用于电磁烹饪装置的固态射频发生系统和电磁烹饪装置。该系统包括：信号发生器，该信号发生器用于生成输入RF信号；RF馈源，该RF馈源被配置成将电磁辐射引入该腔中并且接收从该腔反射的电磁辐射；以及联接在信号发生器与RF馈源之间的高功率放大器。该高功率放大器包括：放大级，该放大级被配置成输出功率放大的信号；以及环行器，该环行器用于将放大的输出信号引导到RF馈源，并且将从RF馈源接收到的任何反射的辐射重定向到假负载。该系统还包括硬件保护组件，该硬件保护组件用于检测反射的辐射中的后向功率并且如果该后向功率在防止对环行器的损坏的时间标度内超过功率阈值，则降低提供给放大级的功率。

技术领域

本装置总体上涉及一种用于电磁烹饪装置的RF能量传输系统，并且更具体地，涉及一种用于固态RF电磁烹饪装置的RF能量传输系统，该能量传输系统保护高功率放大器免受反射的电磁波的影响。

背景技术

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。

为了在常规微波中生成微波频率辐射，施加到高功率放大器的高压变压器的电压导致施加到生成微波频率辐射的磁控管的高压功率。然后，微波通过波导被发送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，固态源可以包括在可调谐并相干的微波炉中。

发明内容

在一方面，提供了一种用于具有其中放置食物负载的封闭腔的电磁烹饪装置的固态射频发生系统。该固态射频发生系统包括：小信号发生器，该小信号发生器用于生成输入RF信号；RF馈源，该RF馈源被配置成将电磁辐射引入封闭腔中以加热和烹饪食物负载，该RF馈源被配置成接收从封闭腔反射的电磁辐射；以及联接在小信号发生器和RF馈源之间的高功率RF放大器。该高功率RF放大器包括：至少一个放大级，所述至少一个放大级被配置成输出相对于输入RF信号放大了功率的信号；以及环行器（circulator），该环行器用于将放大的输出信号引导到RF馈源，并将从RF馈源接收到的任何反射波及其相关的功率重定向到假负载。该系统还包括硬件保护组件，该硬件保护组件用于检测RF馈源所接收到的反射的电磁辐射中的后向功率，并且如果该后向功率在防止对环行器的电应力或损坏的时间标度内超过功率阈值，则降低提供给至少一个放大级的功率。

在另一方面，提供了一种用于具有其中放置食物负载的封闭腔的电磁烹饪装置的固态射频发生系统。该固态射频发生系统包括：小信号发生器，该小信号发生器用于生成输入RF信号；多个RF馈源，所述多个RF馈源被配置成将电磁辐射引入封闭腔中以加热和烹饪食物负载，所述多个RF馈源分别被配置成接收从封闭腔反射的电磁辐射；以及联接到多个RF馈源的一组高功率RF放大器。各高功率RF放大器包括：至少一个放大级，所述至少一个放大级被配置成输出相对于输入RF信号放大了功率的信号；以及环行器，该环行器用于将放大的输出信号引导到RF馈源并且将从RF馈源接收到的任何反射波及其相关的功率重定向到假负载。该系统还包括硬件保护组件，该硬件保护组件用于检测多个RF馈源所接收到的反射的电磁辐射中的后向功率，并且如果来自多个RF馈源中的任何一个的后向功率在防止对多个高功率RF放大器中的一个的环行器的电应力或损坏的时间标度内超过功率阈值，则降低提供给所述多个高功率放大器的功率。