(57)【要約】【課題】従来型食品加熱システムの欠陥を克服する、種々のシステムの利点を有する改善したシステムを提供する。【解決手段】加熱システムの実施形態は、負荷を格納するよう構成されたキャビティと、キャビティと流体連通し、また空気を加熱するよう構成された熱加熱システムと、及びＲＦ加熱システムとを備える。ＲＦ加熱システムは、ＲＦ信号を発生するよう構成されたＲＦ信号源と、キャビティにわたり位置決めされかつ容量的に結合された第１電極及び第２電極と、ＲＦ信号源と１つ又はそれ以上の第１電極及び第２電極との間に電気的に接続された伝送経路と、並びにＲＦ信号源と１つ又はそれ以上の第１電極及び第２電極との間における伝送経路に沿って電気的に結合された可変インピーダンス整合回路網とを有する。第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方は、ＲＦ信号を受信し、またこのＲＦ信号をキャビティ内に放射される電磁エネルギーに変換する。【選択図】図９
2020102440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱システムにおいて、
負荷を格納するよう構成されたキャビティと、
前記キャビティと流体連通し、また空気を加熱するよう構成された熱加熱システムと、及び
無線周波数（ＲＦ）加熱システムとであって、
ＲＦ信号を発生するよう構成されたＲＦ信号源、
前記キャビティにわたり位置決めされかつ容量的に結合された第１電極及び第２電極であり、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方は前記ＲＦ信号を受け取り、また前記ＲＦ信号を前記キャビティ内に放射される電磁エネルギーに変換する該第１電極及び第２電極、
前記ＲＦ信号源と１つ又はそれ以上の前記第１電極及び第２電極との間に電気的に接続された伝送経路、並びに
前記ＲＦ信号源と前記１つ又はそれ以上の第１電極及び第２電極との間における前記伝送経路に沿って電気的に結合された可変インピーダンス整合回路網
を有する、該ＲＦ加熱システムと、
を備える、加熱システム。
【請求項２】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記ＲＦ信号源は固体電力増幅器を含み、また前記ＲＦ信号は１０.０メガヘルツ（ＭＨｚ）〜１００ＭＨｚの範囲内における周波数を有する、加熱システム。
【請求項３】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記ＲＦ加熱システムは、さらに、
前記伝送経路に沿う反射信号電力を検出する電力検出回路と、並びに
前記電力検出回路及び前記可変インピーダンス整合回路網に電気的に接続されるＲＦ加熱システムコントローラであって、前記反射信号電力に基づいて前記インピーダンス整合回路網の可変コンポーネント値を変調させて前記反射信号電力を減少するよう構成された、該ＲＦ加熱システムコントローラと、
を有する、加熱システム。
【請求項４】
請求項３記載の加熱システムにおいて、
前記電力検出回路は、さらに、前記伝送経路に沿う順方向信号電力を検出するよう構成され、また
前記ＲＦ加熱システムコントローラは、前記インピーダンス整合回路網の前記可変コンポーネント値を変調させて前記反射信号電力を減少し、また前記順方向信号電力を増加するよう構成されている、
加熱システム。
【請求項５】
請求項３記載の加熱システムにおいて、
前記ＲＦ加熱システムは不平衡型システムであり、
前記伝送経路は前記ＲＦ信号源と前記第１電極との間で電気的に接続されており、また
前記第２電極は接地基準に接続されている、
加熱システム。
【請求項６】
請求項５記載の加熱システムにおいて、前記可変インピーダンス整合回路網は１つ又はそれ以上の可変インダクタを含むシングルエンド型回路網であり、また前記ＲＦ加熱システムコントローラは、前記反射信号電力に基づいて、前記１つ又はそれ以上の可変インダクタのインダクタンス値を変調して前記反射信号電力を減少するよう構成されている、加熱システム。
【請求項７】
請求項５記載の加熱システムにおいて、前記可変インピーダンス整合回路網は１つ又はそれ以上の可変キャパシタを含むシングルエンド型回路網であり、また前記ＲＦ加熱システムコントローラは、前記反射信号電力に基づいて、前記１つ又はそれ以上の可変キャパシタのキャパシタンス値を変調して前記反射信号電力を減少するよう構成されている、加熱システム。
【請求項８】
請求項３記載の加熱システムにおいて、
前記ＲＦ加熱システムは平衡型システムであり、また
前記伝送経路は前記ＲＦ信号源と前記第１電極及び前記第２電極の双方との間で電気的に接続されている、
加熱システム。
【請求項９】
請求項８記載の加熱システムにおいて、前記可変インピーダンス整合回路網は１つ又はそれ以上の可変インダクタを含むダブルエンド型回路網であり、また前記ＲＦ加熱システムコントローラは、前記反射信号電力に基づいて、前記１つ又はそれ以上の可変インダクタのインダクタンス値を変調して前記反射信号電力を減少するよう構成されている、加熱システム。
【請求項１０】
請求項８記載の加熱システムにおいて、前記可変インピーダンス整合回路網は１つ又はそれ以上の可変キャパシタを含むダブルエンド型回路網であり、また前記ＲＦ加熱システムコントローラは、前記反射信号電力に基づいて、前記１つ又はそれ以上の可変キャパシタのキャパシタンス値を変調して前記反射信号電力を減少するよう構成されている、加熱システム。
【請求項１１】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記熱加熱システムは対流加熱システムを有する、加熱システム。
【請求項１２】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記熱加熱システムは、１つ又はそれ以上の輻射加熱素子を含む輻射加熱システムを有する、加熱システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の加熱システムにおいて、前記第１電極は、前記キャビティと前記１つ又はそれ以上の加熱素子のうち第１輻射加熱素子との間に物理的に位置決めされており、また前記第１電極は、前記輻射加熱素子と前記キャビティとの間における空気フローを可能にする１つ又はそれ以上の開口を含む、加熱システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の加熱システムにおいて、前記熱加熱システムは、さらに、前記キャビティ内で前記１つ又はそれ以上の輻射加熱素子によって加熱された空気を循環させる対流ファンを有する、加熱システム。
【請求項１５】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記熱加熱システムは、１つ又はそれ以上のガスバーナーを有する、加熱システム。
【請求項１６】
請求項１記載の加熱システムにおいて、前記第２電極は、前記キャビティ内で底部キャビティ表面上方の或る高さに挿入される棚の少なくとも一部分を形成する、加熱システム。
【請求項１７】
負荷を格納するよう構成されたキャビティを有する加熱システムを動作させる方法において、
前記キャビティと流体連通する熱加熱システムによって前記キャビティ内の空気を加熱するステップと、
前記キャビティ内の空気を加熱するのと同時に、無線周波数（ＲＦ）信号源によって１つ又はそれ以上のＲＦ信号を、前記ＲＦ信号源と、前記キャビティにわたり位置決めされかつ容量的に結合された第１電極及び第２電極との間に電気的に接続された伝送経路に供給する信号供給ステップであって、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方は、前記ＲＦ信号を受信しかつ前記ＲＦ信号を前記キャビティ内に放射される電磁エネルギーに変換する、該信号供給ステップと、
電力検出回路によって前記伝送経路に沿う反射信号電力を検出するステップと、及び
コントローラによって可変インピーダンス整合回路網の１つ又はそれ以上のコンポーネントにおける１つ又はそれ以上のコンポーネント値を変調して前記反射信号電力を減少するステップと
を備える、方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、前記熱加熱システムは、対流加熱システム、輻射加熱システム、及びガス加熱システムから選択される、方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の方法において、前記１つ又はそれ以上のコンポーネント値を変調させるステップは、１つ又はそれ以上の可変インダクタ及び１つ又はそれ以上の可変キャパシタから選択される１つ又はそれ以上のコンポーネントの１つ又はそれ以上のコンポーネント値を変調させるステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書記載した発明要旨の実施形態は、概して、複数加熱源を用いてキャビティ内の付加を加熱する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型食品加熱システムは幾つかの形態で存在しており、主な差別化要因はシステムキャビティ内の食品を加熱するのに使用される加熱源である。多くの一般的食品加熱システムとしては、伝統的オーブン、対流オーブン、及びマイクロ波オーブンがある。伝統的オーブンは、１つ又はそれ以上の輻射加熱素子が配置されているオーブンキャビティを有する。電流が加熱素子を通過し、また素子の抵抗が各素子及び素子周りの周囲空気を温度上昇させる。対流オーブンは、オーブンキャビティと、加熱素子と、及び／又はファンアセンブリとを有し、加熱素子は、ファンアセンブリ内に設けることができる、又はオーブンキャビティ内に配置することができる。基本的には、ファンアセンブリは、加熱素子によって暖められた空気をオーブンキャビティ全体にわたり循環させ、この結果として、キャビティ全体にわたりより均一な温度分布を生じ、また伝統的オーブンよりもより迅速かつより均一に調理するのに使用される。最後に、マイクロ波オーブンは、オーブンキャビティと、キャビティマグネトロンと、導波路とを有する。キャビティマグネトロンは、導波路を介してオーブンキャビティに導かれる電磁エネルギーを発生する。電磁エネルギー（又はマイクロ波放射）は、食品負荷に衝突して食品の外側層を加熱する。例えば、代表的な２.５４ギガヘルツのマイクロ波オーブン周波数で、均一な高水分食品塊の外側ほぼ３０ミリメートルをマイクロ波加熱の使用により均一に加熱することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来型食品加熱システムそれぞれは、食品を加熱及び／又は調理するようになるときに利点及び欠点がある。例えば、伝統的オーブンは、構造簡単であり、信頼性が高く、及び比較的安価である。さらに、食品の外側表面におけるこげ色化及びカリカリにするのに必須なメイラード反応生成が極めて良好である。しかし、伝統的オーブンは食品を調理する上で比較的緩慢である。対流オーブンは、伝統的オーブンと類似の調理性能を有するが、調理時間がより迅速であり得る。しかし、対流オーブンのファンアセンブリは、オーブンを製造及び修理する上で費用がかかるものにする。最後に、マイクロ波オーブンは伝統的オーブン及び対流オーブンよりも食品の調理をより迅速にできる。従来型食品加熱システムの上述した特徴を考慮すると、電化製品製造業者は、それら欠陥を克服するとともに、種々のシステムの利点を有している改善したシステムを開発することに努力している。
【０００４】
本発明要旨のより完全な理解は、以下の図面と関連して考慮するとき詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することによって導かれることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】例示的実施形態による、無線周波数（ＲＦ）加熱システム及び対流加熱システムを有する加熱電化製品の斜視図である。
【図２】例示的実施形態による、平面状構体（例えば、棚又は電極）の平面図である。
【図３】例示的実施形態による、グリッド型構体（例えば、棚又は電極）の平面図である。
【図４】例示的実施形態による、図１の電化製品に使用できる一体型加熱素子を有する対流ブロワの斜視図である。
【図５】例示的実施形態による、図１の電化製品に使用できる対流ファンの斜視図である。
【図６】例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム及び輻射加熱システムを有する加熱電化製品の斜視図である。
【図７】例示的実施形態による、図６の電化製品に使用できる加熱素子の平面図である。
【図８】例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム及びガス加熱システムを有する加熱電化製品の斜視図である。
【図９】例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム及び熱加熱システムを有する不平衡型加熱装置の簡略化したブロック図である。
【図１０】例示的実施形態による、シングルエンド型可変インダクタンス整合回路網の概略図である。
【図１１】例示的実施形態による、例示的実施形態による、シングルエンド型可変容量性整合回路網の概略図である。
【図１２】例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム及び熱加熱システムを有する平衡型加熱装置の簡略化したブロック図である。
【図１３】例示的実施形態による、ダブルエンド型可変インダクタンス整合回路網の概略図である。
【図１４】例示的実施形態による、ダブルエンド型可変キャパシタンス整合回路網の概略図である。
【図１５】例示的実施形態による、ＲＦモジュールの斜視図である。
【図１６】例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム及び熱加熱システムを有している加熱電化製品を動作させる方法のフローチャートである。
【図１７】例示的実施形態による、加熱システムにおけるドアの状態に関連する一時中断プロセスを実施する方法のフローチャートである。
【図１８】例示的実施形態による、可変整合回路網の較正プロセスを実施する方法のフローチャートである。
【図１９】対流のみの加熱電化製品並びにＲＦ加熱システム及び熱加熱システムを含む加熱電化製品の初期的に冷凍されている食品負荷対処理時間の内部温度をプロットしているグラフである。
【図２０】対流のみの加熱電化製品並びにＲＦ加熱システム及び熱加熱システムを含む加熱電化製品の初期的に冷蔵されている食品負荷対処理時間の内部温度をプロットしているグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、本来単に説明目的であり、発明要旨の実施形態又はこれら実施形態の用途及び使用方法に限定することを意図しない。本明細書で使用される用語「例示的（exemplary）」、及び「実施例（example）」は、「実施例としての目的を果たす、事例、又は説明例（serving as an example, instance, or illustration）」を意味する。例示的又は実施例として本明細書で説明される実施は、必ずしも他の実施よりも好ましい又は有利であると解すべきではない。さらに、上述の技術分野、背景、又は以下の詳細な説明で提示される明示的又は暗示的な任意な理論によって拘束することを意図しない。
【０００７】
本明細書記載の発明要旨の実施形態は、システムキャビティ内の負荷（例えば、食品負荷）を加熱するため同時に動作可能な複数の加熱システムを備える加熱電化製品、加熱装置及び／又は加熱システムに関する。複数の加熱システムとしては、無線周波数（ＲＦ）加熱システム及び「熱（thermal）」加熱システムがある。ＲＦ加熱システムは、固体（solid state）ＲＦ信号源と、可変インピーダンス整合回路網と、及び２つの電極とを有し、これら２つの電極はシステムキャビティによって離隔される。より具体的には、ＲＦ加熱システムは「容量性（capacitive）」加熱システムであり、この場合、２つの電極はキャパシタの電極（又はプレート）として共通し、またこのキャパシタ誘電体としては、基本的にシステムキャビティにおける２つの電極間の部分及びシステムキャビティ内に格納される任意な負荷がある。熱加熱システムとしては、キャビティ内の空気を加熱する任意な１つ又はそれ以上のシステム、とりわけ、１つ又はそれ以上の抵抗加熱素子、対流ブロワ、対流ファンプラス抵抗加熱素子、ガス加熱素子があり得る。ＲＦ加熱システムは、キャビティ内及び電極間に電磁場を発生し、負荷を容量的に加熱する。熱加熱システムはキャビティ内の空気を加熱する。ＲＦ及び熱複合加熱システムは、熱加熱システム単独で加熱するよりも負荷を一層迅速に加熱することができる。さらに、キャビティ内に放射されるＲＦエネルギーは、負荷の中心さえも一層加熱することができ、またしたがって、調理時間をより短くすることができる。本発明要旨の実施形態を用いて発生した電磁場は、従来型マイクロ波エネルギー場及び従来型熱加熱システム単独を用いて可能となるよりも食品負荷内により深層内に貫入することが分かった。さらに、ＲＦ及び熱複合加熱システムは、従来型マイクロ波オーブンシステム単独を用いては容易に達成できない負荷の褐色化及びクリスピー化を達成することができる。
【０００８】
熱加熱システムの実施形態は、少なくとも、加熱素子及びキャビティ温度制御システムを備える。熱加熱システムとしては、例えば、対流加熱システム、輻射加熱システム、及びガス加熱システムがあり得る。対流加熱システムは、システムキャビティ内の空気を循環させるよう構成されたファンを有する。幾つかの実施形態において、対流加熱システムは、さらに、空気を加熱する加熱素子を有する（例えば、対流加熱システムとしては、統合化された加熱素子を有する対流ブロワがあり得る）。他の実施形態において、明確に分かる加熱素子を用いてシステムキャビティ内の空気を加熱することができ、また対流システムは加熱された空気を単純に循環させることができる。輻射加熱システムは、システムキャビティ内に配置した１つ又はそれ以上の加熱素子（例えば、加熱コイル）を有することができる。最後に、ガス加熱システムは、ガスノズルサブシステムと、このノズルサブシステムから放出される天然ガスを点火させるよう構成された１つ又はそれ以上のパイロット着火サブシステムとを有する。燃焼する天然ガスは、結果としてキャビティ内の空気を加熱する。これら熱加熱システムそれぞれは、さらに、キャビティ温度制御システムを有し、このキャビティ温度制御システムは、システムキャビティ内の空気温度を感知し、また熱加熱システムにおける加熱素子の機能を作動させ、不作動にし、又は調整して、キャビティ内空気温度を、規定処理温度（例えば、ユーザーがユーザー・インタフェースを介して特定されたキャビティ温度設定ポイント）を含む比較的小さい温度範囲内に維持するよう構成される。
【０００９】
加熱電化製品内に熱加熱システムとともに設けられるＲＦ加熱システムの実施形態は、幾つかの点で従来型マイクロ波オーブンシステムとは異なる。例えば、ＲＦ加熱システムの実施形態は、従来型マイクロ波オーブンシステムで利用されるマグネトロンではなく、固体ＲＦ信号源を有する。固体ＲＦ信号源の利用は、固体ＲＦ信号源がマグネトロンよりも相当軽量かつ小さい点でマグネトロンよりも有利であり、また経時的性能劣化（例えば、パワー出力損失）がより少なくなり得る。さらに、ＲＦ加熱システムの実施形態は、代表的に従来型マイクロ波オーブンシステムで使用されている２.５４ギガヘルツ（ＧＨｚ）よりも相当低い周波数でシステムキャビティ内に電磁エネルギーを発生する。幾つかの実施形態において、例えば、ＲＦ加熱システムの実施形態は、ＶＨＦ（very high frequency）レンジ（３０メガヘルツ（ＭＨｚ）〜３００ＭＨｚ）内の周波数でシステムキャビティ内に電磁エネルギーを発生する。種々の実施形態で利用されるこれら相当低い周波数は、結果として負荷内へより深層に貫入し、またしたがって、潜在的により迅速かつより均一な加熱を可能にする。さらに、ＲＦ加熱システムの実施形態は、反射ＲＦ電力の大きさに基づいて動的に制御されるシングルエンド型又はダブルエンド型可変インピーダンス整合回路網を有する。この動的制御は、システムがＲＦ信号発生器とシステムキャビティ（プラス負荷）との間で加熱プロセス全体にわたり良好な整合を与えることができ、この結果として、向上したシステム効率を、また減少した加熱時間をもたらす。
【００１０】
概して、用語「加熱（heating）」は、負荷（例えば、食品負荷又は他タイプの負荷）の温度を上昇させることを意味する。「加熱」工程ともみなされる用語「解凍（defrosting）」は、冷凍された負荷（例えば、食品負荷又は他タイプの負荷）の温度を、その負荷がもはや凍っていない温度（例えば、０℃又はその近傍の温度）まで上昇させることを意味する。本明細書で使用される用語「加熱」は、より広く、負荷（例えば、食品負荷又は他タイプの負荷）の熱エネルギー又は温度を空気粒子及び／又はＲＦ電磁エネルギーの負荷への熱放射を供給することによって上昇させるプロセスを意味する。したがって、種々の実施形態において、「加熱工程（heating operation）」は任意な初期温度（例えば、０℃を超える又はそれ以下の任意な初期温度）を有する負荷に対して実施することができ、また加熱工程は所期温度より高い任意な最終温度（例えば、０℃を超える又はそれ以下の最終温度を含む）で停止することができる。そのことは、本明細書記載の「加熱工程」及び「加熱システム」は、代替的に、「温度上昇工程」及び「温度上昇システム」とも称することができる。
【００１１】
図１は、例示的実施形態による加熱システム１００（又は電化製品）の斜視図である。加熱システム１００は、加熱キャビティ１１０（例えば、図９、１２のキャビティ９６０、１２６０）、制御パネル１２０、ＲＦ加熱システム１５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）、及び対流加熱システム１６０（例えば、図９、１２の熱加熱システム９５０、１２５０の実施形態）を有し、これらはすべてシステムハウジング１０２内に固定する。加熱キャビティ１１０は、頂部、底部、側部、及び背部におけるキャビティ壁１１１、１１２、１１３、１１４、及び１１５並びにドア１１６の内面によって画定される。図１に示すように、ドア１１６はラッチ機構１１８を有することができ、このラッチ機構１１８はシステムハウジング１０２の対応する固定構体１１９に係合してドア１１６を閉じた状態に保持する。ドア１１６を閉じた状態で加熱キャビティ１１０は囲まれた空気キャビティを画定する。本明細書で使用されるように用語「空気キャビティ（air cavity）」又は「オーブンキャビティ」は、空気又は他のガスを封じ込める包囲エリア（例えば、加熱キャビティ１１０）を意味することができる。
【００１２】
幾つかの実施形態において、１つ又はそれ以上の棚支持構体１３０、１３２は加熱キャビティ１１０内でアクセスすることができ、また棚支持構体１３０、１３２は、底部キャビティ壁１１２より幾分高い位置に着脱可能及び再位置決め可能な棚１３４（棚が挿入されていない図１で破線で示す）を保持するよう構成される。例えば、図１に示すように、第１棚支持構体１３０は、底部キャビティ壁１１２上方の第１高さで互いに対向するキャビティ壁１１３、１１４に取り付けた第１レールセットを有し、第２棚支持構体１３２は、底部キャビティ壁１１２上方の第２高さで互いに対向するキャビティ壁１１３、１１４に取り付けた第２レールセットを有する。レールは互いに対向するキャビティ壁１１３、１１４それぞれの主平面からキャビティ１１０内に突出する。ユーザーは棚１３４をキャビティ１１０内で摺動させ、また棚１３４の左側及び右側の底端縁を棚支持構体１３０、１３２のいずれかのレール頂面に載置させることによってキャビティ１１０内に棚１３４を挿入することができる。他の実施形態において、棚支持構体１３０、１３２は、キャビティ１１０内に短距離突出する突起（例えば、互いに対向するキャビティ壁１１３、１１４それぞれにおける２つの突起）のセットとして構成することができる。他の代替的実施形態において、棚支持構体１３０、１３２は、互いに対向するキャビティ壁１１３、１１４それぞれの主平面から窪ませた溝のセットとして構成することができ、この溝内に棚１３４を摺動させることができる。しかし、棚支持構体１３０、１３２は（例えば、レール、突起、溝又はそれ以外のものとして）構成し、棚支持構体１３０、１３２は底部キャビティ壁１１２に平行であるがそれより上方に上昇した位置に棚１３４を保持するよう位置決めする。幾つかの実施形態においては、棚支持構体１３０、１３２は、棚１３４（例えば、棚内に埋設した電極）とＲＦ加熱システムにおける他の部分又は接地基準との間で電気的接続を生ずるよう構成する。他の実施形態において、棚支持構体１３０、１３２は、キャビティ壁及び／又はシステムの他の部分から棚１３４を電気的に絶縁するよう構成することができる。
【００１３】
幾つかの実施形態において、棚１３４は底部キャビティ壁１１２上方の所望高さに負荷（例えば、食品負荷）を保持するよう簡単に構成することができる。他の実施形態において、棚１３４はＲＦ加熱システムに関連する電極（例えば、図９、１２の電極９４２、１４５０）から構成する又は電極を含むことができる。したがって、棚支持構体１３０、１３２は、代替的に底部キャビティ壁１１２より幾分高い位置に着脱可能及び再位置決め可能な電極を保持するよう構成された電極支持構体であると見なすことができる。このような実施形態において、棚１３４及び／又は棚における一体化した電極は、上述したように、棚支持構体１３０、１３２の導電性形体（図示せず）を介してＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続することができる。代案的に、棚１３４及び／又は棚における一体化した電極は、１つの側壁（例えば、図１に示すような背部キャビティ壁１１５のような壁１１３〜１１５のうち１つの壁）における導電性コネクタ１３６、１３８を介してＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続することができる。さらに、幾つかの実施形態において、電極包含棚１３４を以下に説明する底部（又は第２）電極１７２に置換することができる。換言すれば、電極包含棚１３４内に一体化した電極はシステム内で接続され、また以下に説明する底部電極１７２の機能を実施することができる。
【００１４】
図２は、例示的実施形態による、システム１００内（及び／又は図６、８のシステム６００、８００内）で棚及び／又は電極として使用できる平面状構体２００の平面図である。構体２００は、平面状の頂部表面２０２及び底部表面２０４を有する。表面２０２、２０４間における厚さは、或る実施形態において１〜３センチメートルの範囲内とすることができるが、それより小さい又は大きいものとすることもできる。構体２００は、構体２００が挿入されるキャビティ（例えば、図１のキャビティ１１０）の幅にほぼ等しい（又は種々の実施形態においてそれよりも僅かに小さい又は大きい）幅２０６を有することができる。さらに、構体２００は、キャビティの奥行（例えば、図１におけるキャビティ１１０の閉鎖したドア１１６と背部壁１１５との間の距離）にほぼ等しい（又はそれよりも僅かに小さい）奥行２０８を有することができる。
【００１５】
電極として機能しない又は電極を含んでいない単純な棚（例えば、図１の棚１３４）として構成するとき、構体２００は、好適には動作中にキャビティ内で発生する電磁場に大きな影響を及ぼさない１つ又はそれ以上の材料（例えば、プラスチック又は他の誘電材料）から形成する。代案として、上述したように、構体２００は電極として構成し、この場合、構体２００は、１つ又はそれ以上の平面状の導電材料（例えば、銅、アルミニウム、等々）から形成することができ、これら導電材料は、保護誘電材料（例えば、プラスチック又は他の誘電材料）によりコーティング又は埋設することができる。さらに他の実施形態において、電極２７２（図２で破線により示した）を構体２００内に設けることができ、電極は１つ又はそれ以上の平面状導電材料（例えば、銅、アルミニウム、等々）から形成する。このような実施形態において、電極２７２は、電極２７２を支持し、また構体２００の残りの平面状部分を形成する保護誘電材料内に埋設することができる。
【００１６】
構体２００全体を電極として構成した、又は電極２７２を構体２００の一部分として含む実施形態において、構体２００は、ＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続するよう構成する。例えば、上述したように、構体２００は、構体の底端縁に導電性形体を有することができ、これら導電性形体は、棚支持構体（例えば、図１の棚支持構体１３０、１３２）における対応の導電性形体に接触する。
【００１７】
代案として、構体２００は導電コネクタ２３０を有することができ、この導電コネクタ２３０は、キャビティ側壁（壁１１３〜１１５のうち１つ、例えば、図１に示すような背部キャビティ壁１１５）における対応コネクタ（例えば、図１の導電コネクタ１３６、１３８のいずれか）に係合するよう構成する。構体２００全体を電極として構成するとき、コネクタ２３０は、簡単に構体２００に一体形成した突出部分とすることができる。代案として、構体２００が別個の電極２７２を有するとき、コネクタ２３０は、電極２７２における一体形成した突出部分とすることができる、又はコネクタ２３０は、別のやり方として電極２７２に電気的に接続することができる。いずれにせよ、構体２００をキャビティ内に摺動又は別のやり方で挿入するとき、コネクタ２３０はキャビティ側壁における対応のコネクタ（図１の導電コネクタ１３６、１３８のいずれか）に係合して、構体２００又は電極２７２をＲＦ加熱システム又は接地基準に電気的に接続する。
【００１８】
幾つかの実施形態において、構体２００は、構体２００が挿入されるキャビティ（例えば、図１のキャビティ１１０）における１つ又はそれ以上の壁に対する構体２００の固定を容易にする付加的開口２２０又は他の形体を有することができる。例えば、開口２２０は、ねじ又は他の取付け手段を収容するよう構成することができ、またねじ又は他の取付け手段はキャビティ内の他の形体に連結可能とすることができる。幾つかのケースにおいて、構体２００又は構体２００内における電極２７２の電気的接続は、ねじ又は他の取付け手段を介して電気的に接地（アース）することができる。
【００１９】
図２の構体２００は平面状構体であり、またしたがって、大量の空気フロー又は電磁エネルギーが構体２００を通過できるようにするには適さない。幾つかの実施形態において、大量の空気フロー又は電磁エネルギーが構体２００を通過できるようにするのが望ましい。したがって、幾つかの実施形態において、棚（例えば、図１の棚１３４）又は電極は棚又は電極における頂部表面と底部表面との間に開口を有することができる。このような開口は細長チャンネル、円形開口、矩形開口、又は異なる構成にした多数の開口のうち任意なものとすることができる。例えば、限定しないが、グリッド型構体を以下に説明する。当業者であれば、本明細書の記載に基づいて、代案として、他タイプの開口を有する「有孔（perforated）」構体を使用できることを理解するであろう。
【００２０】
図３は、例示的実施形態による、システム１００（及び／又は図６、８のシステム６００、８００）における棚又は電極として使用することができるグリッド型構体３００（例えば、棚又は電極）の平面図である。構体３００は、平面状頂部表面３０２及び底部表面３０４と、構体３００下方及び上方のエリア間で流体連通を生ずるよう頂部及び底部の表面３０２、３０４間に存在する複数の開口３１０とを有する。図３の実施形態において、構体３００は、開口３１０を矩形の形状とし、また２次元アレイとして配列したグリッド型構成を有する。他の実施形態において、開口は、細長形状とする及び／又は異なる形状及び配列とすることができる。
【００２１】
表面３０２、３０４間における厚さは、或る実施形態において１〜３センチメートルの範囲内とすることができるが、それより小さい又は大きいものとすることもできる。構体３００は、構体３００が挿入されるキャビティ（例えば、図１のキャビティ１１０）の幅にほぼ等しい（又は種々の実施形態においてそれよりも僅かに小さい又は大きい）幅３０６を有することができる。さらに、構体３００は、キャビティの奥行（例えば、図１におけるキャビティ１１０の閉鎖したドア１１６と背部壁１１５との間の距離）にほぼ等しい（又はそれよりも僅かに小さい）奥行３０８を有することができる。
【００２２】
電極として機能しない又は電極を含んでいない単純な棚（例えば、図１の棚１３４）として構成するとき、構体３００は、好適には動作中にキャビティ内で発生する電磁場に大きな影響を及ぼさない１つ又はそれ以上の材料（例えば、プラスチック又は他の誘電材料）から形成する。代案として、上述したように、構体３００は電極として構成し、この場合、構体３００は、１つ又はそれ以上の平面状の導電材料（例えば、銅、アルミニウム、等々）から形成することができ、これら導電材料は、保護誘電材料（例えば、プラスチック又は他の誘電材料）によりコーティング又は埋設することができる。さらに他の実施形態において、電極３７２（図３で破線により示した）を構体３００内に設けることができ、電極は１つ又はそれ以上の平面状導電材料（例えば、銅、アルミニウム、等々）から形成する。このような実施形態において、電極３７２は、電極３７２を支持し、また構体３００の残りの平面状部分を形成する保護誘電材料内に埋設することができる。
【００２３】
構体３００全体を電極として構成した、又は電極３７２を構体３００の一部分として含む実施形態において、構体３００は、ＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続するよう構成する。例えば、上述したように、構体３００は、構体の底端縁に導電性形体を有することができ、これら導電性形体は、棚支持構体（例えば、図１の棚支持構体１３０、１３２）における対応の導電性形体に接触する。
【００２４】
代案として、構体３００は導電コネクタ３３０を有することができ、この導電コネクタ３３０は、キャビティ側壁（壁１１３〜１１５のうち１つ、例えば、図１に示すような背部キャビティ壁１１５）における対応コネクタ（例えば、図１の導電コネクタ１３６、１３８のいずれか）に係合するよう構成する。構体３００全体を電極として構成するとき、コネクタ３３０は、簡単に構体３００に一体形成した突出部分とすることができる。代案として、構体３００が別個の電極３７２を有するとき、コネクタ３３０は、電極３７２における一体形成した突出部分とすることができる、又はコネクタ３３０は、別のやり方として電極３７２に電気的に接続することができる。いずれにせよ、構体３００をキャビティ内に摺動又は別のやり方で挿入するとき、コネクタ３３０はキャビティ側壁における対応のコネクタ（図１の導電コネクタ１３６、１３８のいずれか）に係合して、構体３００又は電極３７２をＲＦ加熱システム又は接地基準に電気的に接続する。
【００２５】
幾つかの実施形態において、構体３００は、構体３００が挿入されるキャビティ（例えば、図１のキャビティ１１０）における１つ又はそれ以上の壁に対する構体３００の固定を容易にする付加的開口３２０又は他の形体を有することができる。例えば、開口３２０は、ねじ又は他の取付け手段を収容するよう構成することができ、またねじ又は他の取付け手段はキャビティ内の他の形体に連結可能とすることができる。幾つかのケースにおいて、構体３００又は構体３００内における電極３７２の電気的接続は、ねじ又は他の取付け手段を介して電気的に接地（アース）することができる。
【００２６】
図１につき再び説明し、また上述したように、加熱システム１００は、ＲＦ加熱システム１５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）、及び対流加熱システム１６０（例えば、図９、１２の対流加熱システム９５０、１２５０）の双方を有する。以下により詳細に説明するように、ＲＦ加熱システム１５０は、１つ又はそれ以上の無線周波数（ＲＦ）信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１４２０）、電源（例えば、図９、１２の電源９２６、１４２６）、第１電極１７０（例えば、図９、１２の電極９４０、１２４０）、第２電極１７２（例えば、図９、１２の電極９４２、１２４２）、インピーダンス整合回路（例えば、図９〜１４の回路９３４、９７０、１０００、１１００、１２３４、１２７２、１３００、１４００）、電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１４３０）、及びＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のシステムコントローラ９１２、１２１２）を備える。
【００２７】
第１電極１７０はキャビティ壁（例えば、頂部壁１１１）近傍に配置し、第２電極１７２は反対側の第２キャビティ壁（例えば、底部壁１１２）近傍に配置する。代案として、棚１３４に対する記載との関連で上述したように、第２電極１７２は棚構体（例えば、図２、３の棚２００、３００）又は棚構体内の電極（例えば、図２、３の電極２７２、３７２）によって置換することができる。いずれにせよ、第１及び第２の電極（及び／又は図２、３の棚２００、３００若しくは電極２７２、３７２）は残りのキャビティ壁（例えば、壁１１３〜１１５及びドア１１６）から電気的に絶縁し、また残りのキャビティ壁を接地（アース）する。いずれの構成においても、システムは、極めて簡略的に言えばキャパシタとしてモデル化することができ、この場合、第１電極１７０は１つの導電プレート（又は電極）として機能し、第２電極１７２（又は図２、３の構体２００、３００若しくは電極２７２、２７３）は第２導電プレート（又は電極）として機能し、また第１及び第２の電極間における空気キャビティ（内部に格納される任意な負荷を含む）は、第１導電プレートと第２導電プレートとの間における誘電性媒体として機能する。図１には示さないが、非導電性バリア（例えば、図９、１２のバリア９６２、１４６２）もシステム１００内に設けることができ、またこの非導電性バリアは、負荷を第２電極１７２及び／又は底部キャビティ壁１１２から電気的及び物理的に絶縁するよう機能できる。
【００２８】
ＲＦ加熱システム１５０は、種々の実施形態において「不平衡型（unbalanced）」ＲＦ加熱システム又は「平衡型（balanced）」ＲＦ加熱システムとすることができる。後で図９につきより詳細に説明するように、「不平衡型」ＲＦ加熱システムとして構成するとき、システム１５０は、シングルエンド型増幅器構成（例えば、図９の増幅器構成９２０）、及び増幅器構成の出力と第１電極１７０との間に接続したシングルエンド型インピーダンス整合回路網（例えば、図９の回路網９３４、９７０を含む）を備え、また第２電極１７２（又は図２、３の構体２００、３００若しくは電極２７２、３７２）を接地（アース）する。代案として、第１電極１７０を接地し、また第２電極１７２を増幅器構成に接続することができる。これとは対照的にまた後で図１２につきより詳細に説明するように、「平衡型」ＲＦ加熱システムとして構成するとき、システム１５０は、シングルエンド型又はダブルエンド型の増幅器構成（例えば、図１２の増幅器構成１２２０、１２２０′）、並びに増幅器構成の出力と第１及び第２の電極１７０、１７２との間に接続したダブルエンド型インピーダンス整合回路網（例えば、図１２の回路網１２３４、１２７２を含む）。平衡型又は不平衡型のいずれかの実施形態において、インピーダンス整合回路網は、増幅器構成とキャビティ（プラス負荷）との間における整合を改善するよう加熱工程中に調整できる可変インピーダンス整合回路網を有する。さらに、測定及び制御システムは、加熱工程に関する所定条件（例えば、空システムキャビティ、不良インピーダンス整合、及び／又は加熱工程完了）を検出することができる。
【００２９】
対流システム１６０は、或る実施形態において、熱システムコントローラ（例えば、図９、１２の熱システムコントローラ９５２、１４５２）、電源、加熱素子、ファン、及びサーモスタットを備える。加熱素子は、例えば、電源からの電流が加熱素子を通過するとき加熱素子を包囲する空気を加熱するよう構成された抵抗加熱素子とすることができる。サーモスタット（又はオーブンセンサ）は、システムキャビティ内の空気温度を感知し、また感知したキャビティ温度に基づいて、加熱素子に電流を供給するよう電源を制御する。より具体的には、サーモスタットは、キャビティ空気温度を温度設定ポイントに又はその近傍に維持するよう動作する。さらに、熱システムコントローラは、対流ファンを選択的に作動及び不作動にし、加熱素子によって暖められた空気をシステムキャビティ１１０内で循環させることができる。図１に示すシステム１００において、ファンはシステムキャビティ１１０の外側のファン隔室内に配置し、またファンとシステムキャビティ１１０との間における流体（空気）連通は、１つ又はそれ以上のキャビティ壁における１つ又はそれ以上の開口によって行う。例えば、図１は、ファン隔室とシステムキャビティ１１０との間でキャビティ壁１１５における空気出口に対応する開口１６２を示す。
【００３０】
幾つかの実施形態において、加熱素子及びファンは、空気を加熱し、また加熱した空気を循環させる対流ユニット一式（「対流ブロワ」と称する）の一部を形成する。例えば、図４は、例示的実施形態による、図１の用途で使用できるファン及び一体化した加熱素子を有する対流ブロワ４００の斜視図である。対流ブロワ４００のコンポーネントはハウジング４０２内に収容し、このハウジング４０２は、加熱システム（例えば、図１のシステム１００）におけるファン隔室内にブロワ４００を確実に備え付けることができるようにする形体を有する。ブロワ４００は、電力入力（図示しない電源からの）に応答して内部ファン（図４では隠されている）を動作させるよう構成されたファンモータ４１０を有する。さらに、内部加熱素子（やはり図４では隠されている）を使用して内部隔室内の空気を加熱する。動作中、ファンは、空気（例えば、図１のシステムキャビティ１１０からの）を吸気口４２０から内部隔室内に引き込み、また内部隔室内で加熱した空気を空気出口４３０経由でブロワ４００から強制的に送り出す（例えば、図１のシステムキャビティ１１０に戻す）。システム（例えば、図１のシステム１００）に接地するとき、空気出口４３０は、ブロワ４００とシステムキャビティとの間に流体連通するキャビティ壁における開口に接続する。
【００３１】
図６及び８のシステム６００、８００のような他の実施形態において、対流システムによって循環される空気を対流システムの内部ではなく、キャビティ内の別個の加熱素子（例えば、図６の加熱素子６８２、６８４）又は作動バーナー（例えば、図８のガスバーナー８８２、８８４）のような加熱源によって加熱することができる。このような実施形態において、対流システムは、加熱システム（例えば、図６、８のシステム６００，８００）における、吸気口及び空気出口を介してシステムキャビティ（例えば、図６、８のキャビティ６１０、８１０）と流体連通するファン隔室内に収容した簡単なファンを有することができる。例えば、図５は、他の例示的実施形態による、システムが図６の電化製品６００，８００のような外部加熱源を有するときに加熱素子に使用できる対流ファン５００の斜視図である。対流ファン５００は単純にファン５１２に連結したファンモータ５１０を有し、またファンモータ５１０は電力入力（図示しない電源からの）に応答してファン５１２を作動させるよう構成する。作動している間に、ファンは、加熱された空気（例えば、図６、８のシステムキャビティ６１０、８１０内の加熱源によって加熱された空気）をシステムキャビティとファン隔室との間における吸気口を介してファン隔室内に引き込み、またファン隔室とシステムキャビティとの間の空気出口（例えば、図６、８の開口６６２、８６２）を介して加熱された空気をファン隔室からシステムキャビティ内に強制的に排出させる。
【００３２】
再び図１につき説明すると、また実施形態によれば、加熱システム１００の動作中、ユーザー（図示せず）は先ず１つ又はそれ以上の負荷（例えば、食品及び／又は液体）を加熱キャビティ１１０内に投入し、またドア１１６を閉じることができる。上述したように、ユーザーは底部キャビティ壁１１２上、底部キャビティ壁の絶縁層上、又は回転プレート（図示せず）上に負荷を配置することができる。代案として、上述したように、ユーザーは、任意な支持位置でキャビティ１１０内に挿入される棚１３４上に負荷を配置することができる。調理工程中ＲＦ加熱システムを利用するとき、及び棚１３４（又は図２、３における棚内電極２７２、３７２）が底部電極として機能する（例えば、電極１７２と置換する）とき、結果として負荷の頂部と第１電極１７０（又は頂部キャビティ壁１１１）との間の距離が最小となる位置に棚１３４を挿入するのが望ましいことがあり得る。このことは、ＲＦ加熱システムによって得られる容量性調理を、負荷の頂部が第１電極１７０（又は頂部キャビティ壁１１１）から離れているときよりもより効率的に動作させることができる。
【００３３】
後に図１６につきより詳細に説明するように、調理工程を開始するため、ユーザーは、システム１００に実施させたいと思う調理タイプ（又は調理モード）を特定することができる。ユーザーは、制御パネル１２０を介して（例えば、ボタンを押す又は調理モードメニュー選択することによって）調理モードを特定することができる。実施形態によれば、システム１００は、少なくとも以下の個別調理モード、すなわち、1) 対流だけの調理、2) ＲＦだけの調理、並びに3) 対流及びＲＦ複合調理を実施することができる。対流だけの調理モード（上述のモード１）のために、調理工程中に対流システム１６０を作動させ、またＲＦ加熱システム１５０は待機状態又は不作動状態にする。ＲＦだけの調理モード（上述のモード２であり、ＲＦだけの解凍を含む）のために、調理工程中ＲＦ加熱システム１５０を作動させ、また対流システム１６０を待機状態又は不作動状態にする。最後に、対流及びＲＦ複合調理モード（上述のモード３）のために調理工程中に対流システム１６０及びＲＦ加熱システム１５０双方を作動させる。このモードにおいて、対流システム１６０及びＲＦ加熱システム１５０双方は同時にかつ連続的に作動することができる、又は工程の一部分中にどちらかのシステムが不作動となる。
【００３４】
対流だけの調理モード（上述のモード１）又は対流及びＲＦ複合調理モード（上述のモード３）を実施するとき、システム１００は、ユーザーが制御パネル１２０を介して調理工程のためのキャビティ温度設定ポイント（又は標的オーブン温度）を特定する入力（例えば、約６５〜２６０℃（又は１５０〜５００°Ｆ））を可能にする。代案として、それとは異なり、キャビティ温度設定ポイントはシステム１００が取得又は決定することができる。幾つかの実施形態において、キャビティ温度設定ポイントは工程全体にわたり変化させることができる（例えば、システム１００は調理工程全体にわたりオーブン温度を変化させるソフトウェアプログラムを実行させることができる）。キャビティ温度設定ポイントを特定することに加えて、システム１００は、さらに、ユーザーが制御パネル１２０を介して調理スタート時間、ストップ時間及び／又は持続時間を特定する入力を行うことができるようにする。このような実施形態において、システム１００はシステムクロックをモニタリングし、ＲＦ及び対流加熱システム１５０、１６０を作動及び不作動にする時点を決定することができる。
【００３５】
ＲＦだけの調理モードは、負荷を穏やかに温めるのが望ましいとき、例えば、解凍工程のために、特に有用であり得る。ＲＦだけの調理モードを実施するとき、システム１００は、ユーザーが制御パネル１２０を介して実施すべき工程のタイプ（例えば、解凍工程又は他のＲＦだけの温め工程）を特定する入力を行うことができるようにする。例えば、解凍工程のために、システム１００は、負荷が所望温度（例えば、−２℃又は何らかの他の温度）に達した時点を示すＲＦシステムからのフィードバックをモニタリングするよう構成することができる。
【００３６】
幾つかの実施形態において、システムは、ユーザーが制御パネル１２０を介して負荷の特性を特定する入力を行うことができるようにする。例えば、特定される特性としては、負荷の大まかな重量があり得る。さらに、特定される特性としては、負荷が形成される材料（例えば、肉、パン、液体）があり得る。他の実施形態において、負荷特性は、何らかの他のやり方で、例えば、負荷パッケージング上のバーコードを走査することによって、又は負荷上若しくは負荷内に埋設された無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグからのＲＦＩＤ信号を受け取ることによって取得することができる。いずれにせよ、以下により詳細に説明するように、このような負荷特性に関する情報は、ＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システムコントローラ９１２、１２１２）が加熱工程の開始時にシステムのインピーダンス整合回路網の初期状態を確立できるようにし、この場合、初期状態は、最大ＲＦ電力を負荷に伝達できる最適状態に比較的近似することができる。代案として、負荷特性は、加熱工程を開始する前に入力又は受信せずにいることができ、またＲＦ加熱システムコントローラがインピーダンス整合回路網のデフォルト初期状態を確立することができる。
【００３７】
加熱工程を開始するため、ユーザーは制御パネル１２０を介して「スタート」入力を与えることができる（例えば、ユーザーが「スタート」ボタンを押すことができる）。これに応答して、ホストシステムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）は、調理プロセス全体にわたり、適切な制御信号を対流システム１５０及び／又はＲＦ加熱システム１６０に送信し、これに基づいて調理モードを実施する。システム動作の詳細を図１６〜１８につきより詳細に説明する。
【００３８】
基本的に、対流だけの調理又は対流及びＲＦ複合調理を実施するとき、システム１００は、対流加熱システム１６０を選択的に作動、不作動、及びそれ以外のやり方で制御し、システムキャビティ１１０をキャビティ温度設定ポイントまで予加熱し、またシステムキャビティ１１０内の温度をキャビティ温度設定ポイントに又はその近傍に維持する。システム１００は、サーモスタット信号に基づいて及び／又は対流加熱システム１６０からのフィードバックに基づいてキャビティ１１０内の温度を確立及び維持することができる。
【００３９】
ＲＦだけの調理又は対流及びＲＦ複合調理を実施するとき、システムは、ＲＦ加熱システム１５０を選択的に作動させ、また最大ＲＦ電力伝達が調理プロセス全体にわたり負荷によって吸収されるよう制御する。加熱工程中、負荷のインピーダンス（及びしたがって、キャビティ１１０プラス負荷の総入力インピーダンス）は、負荷の熱エネルギーが増大するにつれて変化する。このインピーダンス変化はＲＦエネルギーの負荷内への吸収度を変化させ、またしたがって、反射される電力の大きさを変化させる。或る実施形態によれば、電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１４３０）は、連続的又は周期的にＲＦ信号源とシステム電極１７０，１７２（又は棚１３４若しくは棚１３４内の電極２７２、３７２）との間における伝送経路に沿う反射電力を測定する。これら測定に基づいて、加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システムコントローラ９１２、１２１２）は、加熱工程中に可変インピーダンス整合回路網（例えば、図９、１２の回路網９７０，１２７２）の状態を変化させ、負荷によるＲＦ電力吸収を増大させることができる。さらに、幾つかの実施形態において、ＲＦシステムコントローラは、電力検出回路からのフィードバックに基づいて加熱工程の完了（例えば、負荷温度が標的温度に達した時点）を検出することができる。
【００４０】
加熱システム１００は、ＲＦ加熱システム１５０と対流加熱システム１６０の形態である熱加熱システムとの組合せとして説明する。他の実施形態において、ＲＦ加熱システムは、付加的又は代案的に、輻射加熱システム若しくはガス加熱システムと組み合わせることができ、これら輻射加熱システム及びガス加熱システムの双方ともに「熱加熱システム」として特徴付けることもできる。例えば、図６は、他の例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム６５０及び輻射加熱システム６８０を有する加熱電化製品６００の斜視図である。加熱システム６００は、加熱システム６００のコンポーネントをシステムハウジング６０２内に固定し、加熱システム６００が、加熱キャビティ６１０（例えば、図９、１２のキャビティ９６０、１２６０）、制御パネル６２０、及びＲＦ加熱システム６５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）を有する点で加熱システム１００（図１参照）に類似する。さらに、或る実施形態において、加熱システム６００は、さらに、対流加熱システム６６０を有するが、この対流加熱システム６６０は随意的である。しかし、加熱システム１００（図１参照）とは対比的に、システム６００は、加熱キャビティ６１０内に配置した加熱素子６８２、６８４を有する輻射加熱素子６８０（例えば、図９、１２の熱加熱システム９５０、１２５０の一実施形態）を有する。
【００４１】
加熱キャビティ６１０は、頂部、底部、側部、及び背部におけるキャビティ壁６１１、６１２、６１３、６１４、及び６１５並びにドア６１６の内面によって画定される。図６に示すように、ドア６１６はラッチ機構６１８を有することができ、このラッチ機構６１８はシステムハウジング６０２の対応する固定構体６１９に係合してドア６１６を閉じた状態に保持する。幾つかの実施形態において、１つ又はそれ以上の棚支持構体６３０、６３２は加熱キャビティ６１０内でアクセスすることができ、また棚支持構体６３０、６３２は、底部キャビティ壁６１２より高い種々の高さに着脱可能及び再位置決め可能な棚６３４（棚が挿入されていない図６で破線で示す）を保持するよう構成される。図１につき上述したように、棚６３４は、電極として構成する、又は電極を含むことができる。さらに、棚６３４は簡単な平面状構体（例えば、図２の構体２００に類似する）を有することができる、又は棚６３４はグリッド型の構体（例えば、図３の構体３００に類似する）を有することができる。このような実施形態において、棚６３４（又は棚内に一体化した電極）は、ＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に棚支持構体６３０、６３２における導電性形体（図示せず）を介して電気的に接続することができる。代案として、棚６３４及び／又は一体化した電極は、キャビティ側壁のうち１つにおける導電性コネクタ６３６、６３８を介してＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続することができる。
【００４２】
キャビティ壁６１１〜６１５、ドア６１６、ラッチ機構６１８、固定構体６１９、制御パネル６２０、棚支持構体６３０、６３２、及び再位置決め可能棚６３４は、これらシステムコンポーネントの様々な他の実施形態すべてを含めて、それぞれ図１につき上述したキャビティ壁１１１〜１１５、ドア１１６、ラッチ機構１１８、固定構体１１９、制御パネル１２０、棚支持構体１３０、１３２、及び再位置決め可能棚１３４にほぼ類似のものとすることができる。したがって、キャビティ壁１１１〜１１５、ドア１１６、ラッチ機構１１８、固定構体１１９、制御パネル１２０、棚支持構体１３０、１３２、及び再位置決め可能棚１３４に関する説明は、キャビティ壁６１１〜６１５、ドア６１６、ラッチ機構６１８、固定構体６１９、制御パネル６２０、棚支持構体６３０、６３２、及び再位置決め可能棚６３４にも適用することを意図するが、簡潔にするためその説明はここで繰り返さない。
【００４３】
上述したように、加熱システム６００は、ＲＦ加熱システム６５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）、及び輻射加熱システム６８０（例えば、図９、１２の輻射加熱システム９５０、１２５０）の双方を有する。輻射加熱システム６８０は、或る実施形態において、熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）、電源、１つ又はそれ以上の輻射加熱素子６８２、６８４、及びサーモスタット（又はオーブンセンサ）を備える。以下により詳細に説明するように、各加熱素子６８２、６８４は、例えば、電源からの電流が加熱素子を通過するとき加熱素子を包囲する空気を加熱するよう構成された抵抗加熱素子とすることができる。サーモスタット（又はオーブンセンサ）は、システムキャビティ６１０内の空気温度を感知する。感知したキャビティ温度に基づいて、サーモスタット（又は熱システムコントローラ）は、電源によって加熱素子６８２、６８４に供給される電流供給を制御する。より具体的には、サーモスタット（又は熱システムコントローラ）は、キャビティ空気温度を温度設定ポイントに又はその近傍に維持するよう動作する。
【００４４】
或る実施形態において、加熱素子６８２、６８４は、それぞれシステムキャビティ６１０の底部及び／又は頂部に若しくはそれらの近傍に配置することができる。他の実施形態において、１つ又はそれ以上の加熱素子は他のいずれかの場所に（例えば、システムキャビティ６１０の側面に若しくはそれらの近傍に、及び／又はシステムキャビティ６１０とは別個の隔室内に）配置することができる。いずれにせよ、加熱素子６８２、６８４はシステムキャビティ６１０と流体連通し、このことは加熱素子６８２、６８４によって加熱された空気がシステムキャビティ６１０全体にわたり流動できることを意味する。システムキャビティ６１０の底部に配置される加熱素子６８２はキャビティ６１０内の負荷に対して下側から熱を供給し、またシステムキャビティ６１０の頂部に配置される加熱素子６８４はキャビティ６１０内の負荷に対して上側から熱を供給する（例えば、温める、ベイクする、ボイルする、及び／又は褐色化するため）。
【００４５】
各加熱素子６８２、６８４は、電流が加熱素子を通過するとき加熱素子６８２、６８４を包囲する空気を加熱するよう構成される。例えば、各加熱素子６８２、６８４は、抵抗又はジュール加熱プロセスによって周囲の空気を加熱するよう構成された鞘状加熱素子を有することができる。このような加熱素子の例を図７に示し、この図７は、例示的実施形態による、図６の電化製品に使用することができる加熱素子７００（例えば、図６の加熱素子６８２、６８４のいずれか一方又は双方）の平面図である。加熱素子７００は、２次元面域（又は平面）内で波形形状をなす管状加熱素子７１０を有し、これにより管状加熱素子７１０の外周は、所定空間の周縁内（例えば、頂部又は底部のキャビティ壁６１１、６１２における周縁内）に嵌合する。管状加熱素子７１０は、導電性及び電気抵抗性の材料（例えば、ニクロム（ＮｉＣｒ））から形成したワイヤ又はコイルからなる内部導体、包囲する金属管（例えば、銅又はステンレス鋼合金から形成した）、及び外側絶縁コーティング（例えば、酸化マグネシウム粉末）を有することができる。加熱素子７１０の両側端部は、幾つかの実施形態においてブラケット７２０によって所定位置に保持することができ、これにより、輻射加熱システムにおけるコネクタの対応対（例えば、システムの１つ又はそれ以上の壁６１１〜６１５におけるコネクタ対）内に内部導体の露出端部７１２、７１４を挿入することができる。電流が加熱素子７１０のワイヤに導通するとき、電流は抵抗に当たり、この結果として加熱素子７１０を周囲の空気を加熱する。
【００４６】
図６に戻って説明すると、ＲＦ加熱システム６５０は、１つ又はそれ以上のＲＦ信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１２２０）、電源（例えば、図９、１２の電源９２６、１２２６）、第１電極６７０（例えば、図９、１２の電極９４０、１２４０）、第２電極６７２（例えば、図９、１２の電極９４２、１２４２）、インピーダンス整合回路（例えば、図９〜１４の回路９３４、９７０、１０００、１１００、１２３４、１２７２、１３００、１４００）、電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０）、及びＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のシステムコントローラ９１２、１２１２）を備える。
【００４７】
ＲＦ加熱システム６５０における、ＲＦ信号源、電源、第１電極６７０、第２電極６７２、インピーダンス整合回路、電力検出回路、及びＲＦ加熱システムコントローラは、これらシステムコンポーネントの様々な他の実施形態すべてを含めて、それぞれ図１につき上述したＲＦ信号源、電源、第１電極１７０、第２電極１７２、インピーダンス整合回路、電力検出回路、及びＲＦ加熱システムコントローラにほぼ類似のものとすることができる。したがって、図１に関連したこれらコンポーネントに関する説明は、ＲＦ加熱システム６５０における類似コンポーネントにも適用されるが、簡潔にするためその説明はここで繰り返さない。
【００４８】
そうは言っても、第１電極６７０及び／又は第２電極６７２（及び／又は棚６３４）は、加熱素子６８２、６８４によって加熱される空気の移動をほぼ制限又は阻害しないよう特別に設計することができる。さらに、加熱素子６８２、６８４並びに第１及び第２の電極６７０、６７２は、加熱素子６８２、６８４が電極６７０、６７２のいずれか一方又は双方によって生ずる電磁場をほぼ変化又は阻害しないように、互いに対して向き決めすることができる。
【００４９】
一実施形態によれば、加熱素子及び電極の双方が同一キャビティ壁に近接しているとき、加熱素子は電極とキャビティ壁との間に位置決めする。例えば、図６の実施形態において、キャビティ６１０の頂面側で電極６７０をキャビティ壁６１１に近接して位置決めし、また加熱素子６８４を電極６７０とキャビティ壁６１１との間に位置決めする。キャビティ６１０の底面側で電極６７２をキャビティ壁６１２に近接して位置決めし、また加熱素子６８２を電極６７２とキャビティ壁６１２との間に位置決めする。支柱又は他の構体を用いて電極６７０、６７２及び加熱素子６８２、６８４を互いに対して及びキャビティ壁６１１、６１２に対して、所望の向きで保持することができる。或る実施形態において、また図６に示すように、各電極６７０、６７２は、加熱素子６８４、６８２それぞれの近傍領域とシステムキャビティ６１０との間に流体連通する複数の開口を有する。例えば、各電極６７０、６７２は、或る実施形態において、構体３００（図３参照）に類似のグリッド状構体を有することができる。
【００５０】
他の実施形態において、加熱素子６８２、６８４のいずれか一方をシステム６００から除外することができる。加熱素子６８２を除外する実施形態において、電極６７２は、代替的に、簡単な平面状電極（例えば、図２の構体２００に類似するもの）とすることができる。加熱素子６８４を除外する実施形態において、電極６７０は、代替的に、簡単な平面状電極（例えば、図２の構体２００に類似するもの）とすることができる。さらに他の代案的実施形態において、電極６７０、６７２のいずれか一方を、それらに対応する加熱素子６８４、６８２と近接するキャビティ壁６１１、６１２との間に位置決めし、またこのような実施形態において、電極６７０、６７２は、簡単な平面状電極（例えば、図２の構体２００に類似するもの）とすることができる。
【００５１】
上述したように、システム６００は、随意的に対流システム６６０を有することができる。対流システム６６０を有するとき、キャビティ６１０内の空気加熱は加熱素子６８２、６８４によって達成できるため、この対流システム６６０は、単に電源及びファンを有することができる。しかし、対流システム６６０は、さらに、幾つかの実施形態において、一体化した加熱素子及びサーモスタットを有することができる。いずれにせよ、対流システムファンはシステムコントローラによって選択的に作動及び不作動にしてシステムキャビティ６１０内で循環させることができる。図６に示すシステム６００において、ファンはシステムキャビティ６１０の外部におけるファン隔室に配置し、ファンとシステムキャビティ６１０との間における流体（空気）連通は、１つ又はそれ以上のキャビティ壁における１つ又はそれ以上の開口（例えば、キャビティ壁６１５における開口６６２）を介して行う。
【００５２】
加熱システム６００の動作中、ユーザー（図示せず）は、先ず１つ又はそれ以上の負荷（例えば、食品及び／又は液体）を加熱キャビティ６１０内に投入し、ドア６１６を閉じることができる。ユーザーは、負荷を、底部電極６７２（又は電極６７２及び加熱素子６８２を除外する場合、底部キャビティ壁６１２）上、又は底部電極６７２、加熱素子６８２、及び／若しくはキャビティ壁６１２の上方における絶縁構体上に負荷を配置することができる。代案として、上述したように、ユーザーは、キャビティ６１０内で任意な支持位置に挿入される棚６３４上に負荷を配置することができる。
【００５３】
やはり、後で図１６につきより詳細に説明するように、調理工程を開始するため、ユーザーは、システム６００に実施させたいと思う調理タイプ（又は調理モード）を特定することができる。ユーザーは、制御パネル６２０を介して（例えば、ボタンを押す又は調理モードメニュー選択を行うことによって）調理モードを特定することができる。或る実施形態によれば、システム６００は、少なくとも以下の個別調理モード、すなわち、1) 輻射だけの調理、2) ＲＦだけの調理、並びに3) 輻射及びＲＦ複合調理を実施することができる。システム６００が対流加熱システム６６０をも有するとき、システム６００は、さらに、以下の付加的調理モード、すなわち、4) 対流及び輻射複合調理、並びに5) 対流、輻射及びＲＦ複合調理を実施することができる。
【００５４】
輻射だけの調理モード（上述のモード１）、輻射及びＲＦ複合調理（上述のモード３）、対流及び輻射複合調理（上述のモード４）、又は対流、輻射及びＲＦ複合調理（上述のモード５）を実施するとき、システム６００は、ユーザーが制御パネル６２０を介して調理工程のためのキャビティ温度設定ポイントを特定する入力（例えば、約６５〜２６０℃（又は１５０〜５００°Ｆ））を可能にする。代案として、それとは異なり、キャビティ温度設定ポイントはシステム６００が取得又は決定することができる。幾つかの実施形態において、キャビティ温度設定ポイントは工程全体にわたり変化させることができる（例えば、システム６００は調理工程全体にわたりオーブン温度を変化させるソフトウェアプログラムを実行させることができる）。キャビティ温度設定ポイントを特定することに加えて、システム６００は、さらに、ユーザーが制御パネル６２０を介して調理スタート時間、ストップ時間及び／又は持続時間を特定する入力を行うことができるようにする。このような実施形態において、システム６００はシステムクロックをモニタリングし、ＲＦ及び輻射加熱システム６５０、６８０を作動及び不作動にする時点を決定することができる。
【００５５】
ＲＦだけの調理モード（上述のモード２であり、ＲＦだけの解凍を含む）のために、調理工程中ＲＦ加熱システム６５０を作動させ、また輻射加熱システム６８０を待機状態又は不作動状態にする。逆に、輻射及びＲＦ複合調理モード（上述のモード３）、並びに対流、輻射及びＲＦ複合調理（上述のモード５）のためには、調理工程中にＲＦ加熱システム６５０と輻射加熱システム６８０及び／又は対流システム６６０とを作動させる。これらモードにおいて、ＲＦ加熱システム６５０と、輻射加熱システム６８０及び／又は対流システム６６０とは同時にかつ連続的に作動することができる、又は工程の一部分中にどちらかのシステムが不作動となる。
【００５６】
加熱工程を開始するためには、ユーザーは制御パネル６２０を介して「スタート」入力を付与する（例えば、ユーザーは「スタート」ボタンを押す）ことができる。これに応じて、ホストのシステムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）は、実施している調理モードに基づいて、調理工程にわたり適切な制御信号を輻射加熱システム６８０、ＲＦ加熱システム６５０及び／又は対流システム６６０（有しているとき）を送信する。システム動作の詳細を図１６〜１８につきより詳細に説明する。
【００５７】
基本的に、輻射だけの調理又は輻射及びＲＦ複合調理を実施するとき、システム６００は、輻射加熱システム６８０を選択的に作動、不作動、及びそれ以外のやり方で制御し、システムキャビティ６１０をキャビティ温度設定ポイントまで予加熱し、またシステムキャビティ６１０内の温度をキャビティ温度設定ポイントに又はその近傍に維持する。システム６００は、サーモスタット測定値に基づいて及び／又は輻射加熱システム６８０からのフィードバックに基づいてキャビティ６１０内の温度を確立及び維持することができる。ＲＦだけの調理又は輻射及びＲＦ複合調理を実施するとき、システムは、ＲＦ加熱システム６５０を選択的に作動させ、また最大ＲＦ電力伝達が調理プロセス全体にわたり負荷によって吸収されるよう制御する。
【００５８】
さらに他の実施形態において、ＲＦ加熱システムは、付加的又は代案的に、上述したように、ガス加熱システムと組み合わせることができる。例えば、図８は、他の例示的実施形態による、ＲＦ加熱システム８５０及びガス加熱システム８８０を有する加熱電化製品８００の斜視図である。加熱システム８００は、加熱システム８００のコンポーネントをシステムハウジング８０２内に固定し、加熱システム８００が、加熱キャビティ８１０（例えば、図９、１２のキャビティ９６０、１２６０）、制御パネル８２０、及びＲＦ加熱システム８５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）を有する点で加熱システム１００、６００（図１、６参照）に類似する。さらに、或る実施形態において、加熱システム８００は、さらに、対流加熱システム８６０を有するが、この対流加熱システム８６０は随意的である。しかし、加熱システム１００、６００（図１、６参照）とは対比的に、システム８００は、加熱キャビティ８１０と流体（空気）連通するガスバーナー８８２、８８４を有するガス加熱素子８８０（例えば、図９、１２の熱加熱システム９５０、１２５０の一実施形態）を有する。
【００５９】
加熱キャビティ８１０は、頂部、底部、側部、及び背部におけるキャビティ壁８１１、８１２、８１３、８１４、及び８１５並びにドア８１６の内面によって画定される。図８に示すように、ドア８１６はラッチ機構８１８を有することができ、このラッチ機構８１８はシステムハウジング８０２の対応する固定構体８１９に係合してドア８１６を閉じた状態に保持する。幾つかの実施形態において、１つ又はそれ以上の棚支持構体８３０、８３２は加熱キャビティ８１０内でアクセスすることができ、また棚支持構体８３０、８３２は、底部キャビティ壁８１２より高い種々の高さに着脱可能及び再位置決め可能な棚８３４（棚が挿入されていない図８で破線で示す）を保持するよう構成される。図１につき上述したように、棚８３４は、電極として構成する、又は電極を含むことができる。さらに、棚８３４は簡単な平面状構体（例えば、図２の構体２００に類似する）を有することができる、又は棚８３４はグリッド型の構体（例えば、図３の構体３００に類似する）を有することができる。このような実施形態において、棚８３４（又は棚内に一体化した電極）は、ＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に棚支持構体８３０、８３２における導電性形体（図示せず）を介して電気的に接続することができる。代案として、棚８３４及び／又は一体化した電極は、キャビティ側壁のうち１つにおける導電性コネクタ８３６、８３８を介してＲＦ加熱システムの他の部分又は接地基準に電気的に接続することができる。
【００６０】
キャビティ壁８１１〜８１５、ドア８１６、ラッチ機構８１８、固定構体８１９、制御パネル８２０、棚支持構体８３０、８３２、及び再位置決め可能棚８３４は、これらシステムコンポーネントの様々な他の実施形態すべてを含めて、それぞれ図１につき上述したキャビティ壁１１１〜１１５、ドア１１６、ラッチ機構１１８、固定構体１１９、制御パネル１２０、棚支持構体１３０、１３２、及び再位置決め可能棚１３４にほぼ類似のものとすることができる。したがって、キャビティ壁１１１〜１１５、ドア１１６、ラッチ機構１１８、固定構体１１９、制御パネル１２０、棚支持構体１３０、１３２、及び再位置決め可能棚１３４に関する説明は、キャビティ壁８１１〜８１５、ドア８１６、ラッチ機構８１８、固定構体８１９、制御パネル８２０、棚支持構体８３０、８３２、及び再位置決め可能棚８３４にも適用することを意図するが、簡潔にするためその説明はここで繰り返さない。
【００６１】
上述したように、加熱システム８００は、ＲＦ加熱システム８５０（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）、及びガス加熱システム８８０（例えば、図９、１２の輻射加熱システム９５０、１２５０）の双方を有する。ガス加熱システム８８０は、或る実施形態において、ガス加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）、点火源（例えば、ホット表面又はグローバー点火装置）、ガスバルブ、１つ又はそれ以上のバーナー８８２、８８４、及びサーモスタット（又はオーブンセンサ）を備える。サーモスタット（又はオーブンセンサ）は、システムキャビティ８１０内の空気温度を感知する。感知したキャビティ温度に基づいて、サーモスタット（又は熱システムコントローラ）は、バーナー８８２、８８４に供給されるガス供給を増減するようガスバルブを制御する。より具体的には、サーモスタット（又はガス加熱システムコントローラ）は、キャビティ空気温度を温度設定ポイントに又はその近傍に維持するよう動作する。
【００６２】
或る実施形態において、バーナー８８２、８８４は、それぞれシステムキャビティ８１０の底部及び／又は頂部に若しくはそれらの近傍に（例えば、システムキャビティ８１０とは別個の隔室内に）配置することができる。バーナー８８２、８８４はシステムキャビティ８１０と流体連通し、このことはバーナー８８２、８８４における着火されたガスによって加熱された空気がシステムキャビティ８１０全体にわたり流動できることを意味する。システムキャビティ８１０の底部に配置されるバーナー８８２はキャビティ８１０内の負荷に対して下側から熱を供給し、またシステムキャビティ８１０の頂部に配置されるバーナー８８４はキャビティ８１０内の負荷に対して上側から熱を供給する（例えば、温める、ベイクする、ボイルする、及び／又は褐色化するため）。
【００６３】
ＲＦ加熱システム８５０は、１つ又はそれ以上のＲＦ信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１２２０）、電源（例えば、図９、１２の電源９２６、１２２６）、第１電極８７０（例えば、図９、１２の電極９４０、１２４０）、第２電極８７２（例えば、図９、１２の電極９４２、１２４２）、インピーダンス整合回路（例えば、図９〜１４の回路９３４、９７０、１０００、１１００、１２３４、１２７２、１３００、１４００）、電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０）、及びＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のシステムコントローラ９１２、１２１２）を備える。
【００６４】
ＲＦ加熱システム８５０における、ＲＦ信号源、電源、第１電極８７０、第２電極８７２、インピーダンス整合回路、電力検出回路、及びＲＦ加熱システムコントローラは、これらシステムコンポーネントの様々な他の実施形態すべてを含めて、それぞれ図１につき上述したＲＦ信号源、電源、第１電極１７０、第２電極１７２、インピーダンス整合回路、電力検出回路、及びＲＦ加熱システムコントローラにほぼ類似のものとすることができる。したがって、図１に関連したこれらコンポーネントに関する説明は、ＲＦ加熱システム８５０における類似コンポーネントにも適用されるが、簡潔にするためその説明はここで繰り返さない。
【００６５】
そうは言っても、第１電極８７０及び／又は第２電極８７２（及び／又は棚８３４）は、バーナー８８２、８８４によって加熱される空気の移動をほぼ制限又は阻害しないよう特別に設計することができる。さらに、バーナー８８２、８８４並びに第１及び第２の電極８７０、８７２は、バーナー８８２、８８４が電極８７０、８７２のいずれか一方又は双方によって生ずる電磁場をほぼ変化又は阻害しないように、互いに対して向き決めすることができる。
【００６６】
一実施形態によれば、バーナー及び電極の双方が同一キャビティ壁に近接しているとき、電極は電極とキャビティ壁との間に位置決めする。例えば、図８の実施形態において、キャビティ８１０の頂面側で電極８７０をキャビティ壁８１１に近接して位置決めし、またバーナー８８４をキャビティ壁８１１の背後（上方）の別個のバーナーキャビティ内に位置決めする。キャビティ８１０の底面側で電極８７２をキャビティ壁８１２に近接して位置決めし、またバーナー８８２をキャビティ壁８１２の背後（下方）の別個のバーナーキャビティ内に位置決めする。バーナー８８２、８８４で着火されたガスによって加熱された空気は溝孔８８３、８８５を経てシステムキャビティ８１０に進入することができる。他の実施形態において、バーナー８８２、８８４のいずれか一方は、システム８００から除外することができる。
【００６７】
上述したように、システム８００は、随意的に対流システム８６０を有することもできる。対流システム８６０を有するとき、キャビティ８１０内の空気加熱はバーナー８８２、８８４で着火されたガスによって達成できるため、この対流システム８６０は、単に電源及びファンを有することができる。しかし、対流システム８６０は、さらに、幾つかの実施形態において、一体化した加熱素子及びサーモスタットを有することができる。いずれにせよ、対流システムファン８６０はシステムコントローラによって選択的に作動及び不作動にしてシステムキャビティ８１０内で循環させることができる。図８に示すシステム８００において、ファンはシステムキャビティ８１０の外部におけるファン隔室に配置し、ファンとシステムキャビティ８１０との間における流体（空気）連通は、１つ又はそれ以上のキャビティ壁における１つ又はそれ以上の開口（例えば、キャビティ壁８１５における開口８６２）を介して行う。
【００６８】
加熱システム８００の動作中、ユーザー（図示せず）は、先ず１つ又はそれ以上の負荷（例えば、食品及び／又は液体）を加熱キャビティ８１０内に投入し、ドア８１６を閉じることができる。ユーザーは、負荷を、底部電極８７２（又は底部キャビティ壁８１２）上、又は底部電極８７２及び／若しくはキャビティ壁８１２の上方における絶縁構体上に負荷を配置することができる。代案として、上述したように、ユーザーは、キャビティ８１０内で任意な支持位置に挿入される棚８３４上に負荷を配置することができる。
【００６９】
やはり、後で図１６につきより詳細に説明するように、調理工程を開始するため、ユーザーは、システム８００に実施させたいと思う調理タイプ（又は調理モード）を特定することができる。ユーザーは、制御パネル８２０を介して（例えば、ボタンを押す又は調理モードメニュー選択を行うことによって）調理モードを特定することができる。或る実施形態によれば、システム８００は、少なくとも以下の個別調理モード、すなわち、1) ガスだけの調理、2) ＲＦだけの調理、並びに3) ガス及びＲＦ複合調理を実施することができる。システム８００が対流加熱システム８６０をも有するとき、システム８００は、さらに、以下の付加的調理モード、すなわち、4) 対流及びガス複合調理、並びに5) 対流、ガス及びＲＦ複合調理を実施することができる。
【００７０】
ガスだけの調理モード（上述のモード１）、ガス及びＲＦ複合調理（上述のモード３）、対流及びガス複合調理（上述のモード４）、又は対流、ガス及びＲＦ複合調理（上述のモード５）を実施するとき、システム８００は、ユーザーが制御パネル８２０を介して調理工程のためのキャビティ温度設定ポイントを特定する入力（例えば、約８５〜２６０℃（又は１５０〜５００°Ｆ））を可能にする。代案として、それとは異なり、キャビティ温度設定ポイントはシステム８００が取得又は決定することができる。幾つかの実施形態において、キャビティ温度設定ポイントは工程全体にわたり変化させることができる（例えば、システム８００は調理工程全体にわたりオーブン温度を変化させるソフトウェアプログラムを実行させることができる）。キャビティ温度設定ポイントを特定することに加えて、システム８００は、さらに、ユーザーが制御パネル８２０を介して調理スタート時間、ストップ時間及び／又は持続時間を特定する入力を行うことができるようにする。このような実施形態において、システム８００はシステムクロックをモニタリングし、ＲＦ及びガス加熱システム８５０、８８０を作動及び不作動にする時点を決定することができる。
【００７１】
ＲＦだけの調理モード（上述のモード２であり、ＲＦだけの解凍を含む）のために、調理工程中ＲＦ加熱システム８５０を作動させ、またガス加熱システム８８０を待機状態又は不作動状態にする。逆に、ガス及びＲＦ複合調理モード（上述のモード３）、並びに対流、ガス及びＲＦ複合調理（上述のモード５）のためには、調理工程中にＲＦ加熱システム８５０とガス加熱システム８８０及び／又は対流システム８６０とを作動させる。これらモードにおいて、ＲＦ加熱システム８５０と、ガス加熱システム８８０及び／又は対流システム８６０とは同時にかつ連続的に作動することができる、又は工程の一部分中にどちらかのシステムが不作動となる。
【００７２】
加熱工程を開始するためには、ユーザーは制御パネル８２０を介して「スタート」入力を付与する（例えば、ユーザーは「スタート」ボタンを押す）ことができる。これに応じて、ホストのシステムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）は、実施している調理モードに基づいて、調理工程にわたり適切な制御信号をガス加熱システム８８０、ＲＦ加熱システム８５０及び／又は対流システム８６０（有しているとき）を送信する。システム動作の詳細を図１６〜１８につきより詳細に説明する。
【００７３】
基本的に、ガスだけの調理又はガス及びＲＦ複合調理を実施するとき、システム８００は、ガス加熱システム８８０を選択的に作動、不作動、及びそれ以外のやり方で制御し、システムキャビティ８１０をキャビティ温度設定ポイントまで予加熱し、またシステムキャビティ８１０内の温度をキャビティ温度設定ポイントに又はその近傍に維持する。システム８００は、サーモスタット測定値に基づいて及び／又はガス加熱システム８８０からのフィードバックに基づいてキャビティ８１０内の温度を確立及び維持することができる。ＲＦだけの調理又はガス及びＲＦ複合調理を実施するとき、システムは、ＲＦ加熱システム８５０を選択的に作動させ、また最大ＲＦ電力伝達が調理プロセス全体にわたり負荷によって吸収されるよう制御する。
【００７４】
図１、６、８の加熱システム１００、６００、８００それぞれは、カウンタートップ型電化製品として実現する。当業者であれば、本明細書の記載に基づいて、加熱システムの実施形態を他の構成を有するシステム又は電化製品内に組み入れることができることを理解するであろう。したがって、上述したスタンドアロン電化製品として加熱システムを実施することは、実施形態の使用をそれらタイプのシステムにのみ限定するつもりではない。その代わり、加熱システムの様々な実施形態を壁キャビティ設置機器、及び共通ハウジング内に組み入れた複数タイプの電化製品を含むシステムに組み込むことができる。
【００７５】
さらに、加熱システム１００、６００、８００はそれらのコンポーネントを互いにの特別な相対的向きで示したが、種々のコンポーネントを異なる向きにすることもできる。加えて、種々のコンポーネントの物理的構成は異なるものとすることができる。例えば、制御パネル１２０、６２０、８２０は、より多い、より少ない、又は異なるユーザー・インタフェース要素を有することができる、及び／又はユーザー・インタフェース要素は異なる配列とすることができる。加えて、ほぼ立方体状の加熱キャビティ１１０を図１、６及び８に示したが、当然のことながら、他の実施形態において、加熱キャビティは異なる形状（例えば、円筒状等々）を有することができる。さらに、加熱システム１００、６００、８００は、図１、６、及び８に特別には示していない付加的コンポーネント（例えば、キャビティ内における静止式又は回転式のプレート、電気コード等々）を有することができる。
【００７６】
図９は、例示的実施形態による、不平衡型（unbalanced）加熱システム９００（例えば、図１、６、８の加熱システム１００、６００、８００）における簡略化したブロック図である。加熱システム９００は、或る実施形態において、ホスト／熱システムコントローラ９５２、ＲＦ加熱システム９１０、熱加熱システム９５０、ユーザー・インタフェース９９２、及びオーブンキャビティ９６０を画定する格納構体９６６を有する。図９は、説明目的及び記載を容易にするため加熱システム９００を簡略化した説明図であり、また実際上の実施形態は付加的機能及び特徴をもたらす他のデバイス及びコンポーネントを有することができる、及び／又は加熱システム９００はより大きい電気的システムの一部とすることができるものであると理解されたい。
【００７７】
格納構体９６６は底壁、頂壁及び側壁を有することができ、その内面がキャビティ９６０（例えば、図１、６、８のキャビティ１１０、６１０、８１０）を画定する。或る実施形態によれば、キャビティ９６０を封止して（例えば、図１、６、８のドア１１６、６１６、８１６で）、加熱工程中にキャビティ９６０内に導入される熱及び電磁エネルギーを封じ込めることができる。システム９００は、加熱工程中に封止の無欠性を確実にする１つ又はそれ以上のインターロック機構（例えば、図１、６、８のラッチ機構及び固定構体１１８、１１９、６１８，６１９、８１８、８１９）を有することができる。１つ又はそれ以上のインターロック機構が封止破綻を示す場合、ホスト／熱システムコントローラ９５２は加熱工程を中止することができる。
【００７８】
ユーザー・インタフェース９９２は制御パネル（例えば、図１、６、８の制御パネル１２０、６２０、８２０）に対応し、例えば、この制御パネルにより、ユーザーは、加熱工程（例えば、調理モード、加熱すべき負荷の特性、等々）、開始及び取消ボタン、機械的制御（例えば、ドア／ドロワー開放ラッチ）、等々に関連するパラメータをシステムに対してユーザーが入力することができる。さらに、ユーザー・インタフェースは、加熱工程の状態を示すユーザーが知覚可能な出力（例えば、カウントダウン・タイマー、加熱工程の進行又は完了を示す可視表示及び／又は加熱工程の完了を示す可聴発信音）及び他の情報を発生するよう構成することができる。
【００７９】
図１６及び１８につきより詳細に説明するように、ホスト／熱システムコントローラ９５２は、システム９００全体に関連する機能（例えば、「ホスト制御機能」）、及びより具体的には、熱加熱システム９５０に関連する機能（例えば、「熱システム制御機能」）を実施することができる。或る実施形態において、ホスト制御機能及び熱システム制御機能は１つのハードウェアコントローラによって実施することができるため、ホスト／熱システムコントローラ９５２はデュアル機能コントローラとして示す。他の実施形態において、ホストコントローラ及び熱システムコントローラは通信で接続される個別コントローラとすることができる。
【００８０】
熱加熱システム９５０は、ホスト／熱システムコントローラ９５２、１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント９５４、サーモスタット９５６、及び幾つかの実施形態におけるファン９５８を有する。ホスト／熱システムコントローラ９５２は、１つ又はそれ以上の汎用又は専用のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、等々）、揮発性及び／又は不揮発性のメモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、種々のレジスタ、等々）、１つ又はそれ以上の通信バス、及び他のコンポーネントを含むことができる。或る実施形態によれば、ホスト／熱システムコントローラ９５２は、ユーザー・インタフェース９９２、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２、熱加熱コンポーネント９５４、サーモスタット９５６、ファン９５８、及びセンサ９９４（設ける場合には）に接続する。幾つかの実施形態において、ホスト／熱システムコントローラ９５２及びユーザー・インタフェース９９２の部分は、ともにホストモジュール９９０内に設けることができる。
【００８１】
ホスト／熱システムコントローラ９５２は、ユーザー・インタフェース９９２を介して受け取るユーザー入力を示す信号を受信し、またユーザー・インタフェース９９２がシステム動作の様々な局面を示すユーザー知覚可能な出力（例えば、ディスプレイ、スピーカー等々）を発生できるようにする信号をユーザー・インタフェース９９２に供給するよう構成する。さらに、ホスト／熱システムコントローラ９５２は、所望システム動作に従って、熱加熱システム９５０の他のコンポーネント（例えば、熱加熱コンポーネント９５４及びファン９５８）に対して制御信号を送信して、それら他のコンポーネントを選択的に作動させる、不作動にする、及び他の制御をする。ホスト／熱システムコントローラ９５２は、さらに、熱加熱システムコンポーネント９５４、サーモスタット９５６、及びセンサ９９４（設ける場合には）から、それらコンポーネントの動作パラメータを示す信号を受信することができ、またホスト／熱システムコントローラ９５２は、後で説明するように、システム９００の動作を変調することができる。さらにまた、ホスト／熱システムコントローラ９５２は、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２からＲＦ加熱システム９１０の動作に関する信号を受信する。ユーザー・インタフェース９９２及びＲＦ加熱システムコントローラ９１２から受信した信号及び測定値に応答して、ホスト／熱システムコントローラ９５２は、ＲＦ加熱システム９１０の動作に影響を及ぼす付加的制御信号をＲＦ加熱システムコントローラ９１２に供給できる。
【００８２】
１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント９５４としては、例えば、１つ又はそれ以上の加熱素子（例えば、図６の加熱素子６８２、６８４、及び／又は図１、６、８の対流システム１６０、６６０、８６０）、１つ又はそれ以上のガスバーナー（例えば、図８のガスバーナー８８２、８８４）、及び／又はオーブンキャビティ９６０内の空気を加熱するよう構成された他のコンポーネントがあり得る。サーモスタット９５６（又はオーブンセンサ）は、オーブンキャビティ９６０内の空気温度を感知し、また１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント９５４の動作を制御してオーブンキャビティ内の空気温度を温度設定ポイント（例えば、ユーザーがユーザー・インタフェース９９２を介して確立する温度設定ポイント）に又はその近傍に維持するよう構成される。この温度制御プロセスは、熱加熱コンポーネント９５４を有する閉ループシステム内のサーモスタット９５６によって実施することができ、サーモスタット９５６は、１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント９５４の動作を制御することにも関与するホスト／熱システムコントローラ９５２と通信することができる。最後に、システム９００が対流システム（図１、６、８の対流システム１６０、６６０、８６０）を有するとき、ファン９５８を設け、またオーブンキャビティ９６０内で空気を循環させるようファン９５８を選択的に作動及び不作動にする。
【００８３】
ＲＦ加熱システム９１０は、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２、ＲＦ信号源９２０、電源及びバイアス回路９２６、第１インピーダンス整合回路９３４（ここで「第１整合回路」）、可変インピーダンス整合回路網９７０、第１及び第２の電極９４０、９４２、及び電力検出回路９３０を有する。ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、１つ又はそれ以上の汎用又は専用のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、等々）、揮発性又は不揮発性のメモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、種々のレジスタ、等々）、１つ又はそれ以上の通信バス、及び他のコンポーネントを含むことができる。或る実施形態において、システムコントローラ９１２は、ホスト／熱システムコントローラ９５２、ＲＦ信号源９２０、可変インピーダンス整合回路網９７０、電力検出回路９３０、及びセンサ９９４（設ける場合には）に接続する。ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、ホスト／熱システムコントローラ９５２から種々の動作パラメータを示す制御信号を受信し、また電力検出回路９３０からＲＦ信号反射電力（及び可能であればＲＦ信号順方向電力）を示す信号を受信するよう構成する。受信した信号及び測定値に応答して、以下により詳細に説明するように、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、制御信号を、電源及びバイアス回路９２６に、またＲＦ信号源９２０のＲＦ信号発生器９２２に供給する。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、制御信号を可変インピーダンス整合回路網９７０に供給して、この回路網９７０の状態又は形態を変更させる。
【００８４】
オーブンキャビティ９６０は、加熱すべき負荷９６４を配置することができる空気キャビティ９６０によって離隔される互いに平行な第１及び第２のプレート電極９４０、９４２がある容量性加熱構成を有する。例えば、第１電極９４０は空気キャビティ９６０の上方に位置決めし、また第２電極９４２は空気キャビティ９６０の下方に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、第２電極９４２は、上述したように、キャビティ９６０内に挿入される棚（図１〜３、６、８の棚１３４、２００，３００、６３４、８３４）の形態、又は棚内に収容する形態として実装することができる。他の実施形態において、個別の第２電極９４２は除外することができ、また第２電極の機能性は、格納構体９６６の一部分によって設けることができる（すなわち、格納構体９６６は、このような実施形態において第２電極と見なすことができる）。
【００８５】
或る実施形態によれば、格納構体９６６及び／又は第２電極９４２は、接地基準電圧に接続する（すなわち、格納構体９６６及び第２電極９４２は接地（アース）する）。代案として、キャビティ９６０の底部表面に対応する格納構体９６６の少なくとも一部分を導電性材料から形成し、また格納構体９６６（又は第１電極９４０に平行な格納構体９６６の少なくとも一部分）が容量性加熱構成の第２電極として機能するとき接地することができる。負荷９６４と第２電極９４２（又はキャビティ９６０の接地した底部表面）との間における直接的な接触を回避するため、非導電性バリア９６２を、第２電極９４２又はキャビティ９６０の底部表面上に位置決めすることができる。
【００８６】
さらに、オーブンキャビティ９６０は、加熱すべき負荷９６４を配置することができる空気キャビティ９６０によって離隔される互いに平行な第１及び第２のプレート電極９４０、９４２を有する容量性加熱構成を含む。第１及び第２の電極９４０、９４２は、これら電極９４０、９４２間に距離９４６を画定するよう格納構体９６６内に位置決めし、或る実施形態においてこの距離９４６がキャビティ９６０にサブ共振キャビティをもたらす。
【００８７】
様々な実施形態において、距離９４６は約０.１０メートル〜約１.０メートルの範囲内であるが、この距離は、それより短い又は長いものとすることもできる。或る実施形態によれば、距離９４６はＲＦサブシステム９１０によって発生するＲＦ信号の１波長未満とする。換言すれば、上述したように、キャビティ９６０はサブ共振キャビティである。幾つかの実施形態において、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／２未満である。他の実施形態において、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／４未満である。さらに他の実施形態において、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／８未満である。さらに別の実施形態において、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／５０未満である。さらにまた別の実施形態において、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／１００未満である。
【００８８】
概して、より低い動作周波数（例えば、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ）用に設計したシステム９１０は、１波長のより小さい分数値となる距離９４６を有するよう設計する。例えば、システム９１０が約１０ＭＨｚの動作周波数（約３０メートルの波長に対応する）のＲＦ信号を発生するよう設計され、また距離９４６が約０.５メートルとなるよう選択されるとき、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／６０である。逆に、システム９１０が約３００ＭＨｚの動作周波数（約１メートルの波長に対応する）用に設計され、また距離９４６が約０.５メートルとなるよう選択されるとき、距離９４６はＲＦ信号の１波長の約１／２である。
【００８９】
動作周波数及び電極９４０、９４２間の距離９４６がサブ共振内部キャビティ９６０を画定するよう選択されている状態では、第１電極９４０及び第２電極９４２は容量的に結合される。より具体的には、第１電極９４０はキャパシタの第１プレートと見立てることができ、また第２電極９４２はキャパシタの第２プレートと見立てることができ、またキャビティ９６０内の負荷９６４、バリア９６２（設ける場合には）及び空気はキャパシタ誘電体と見立てることができる。したがって、第１電極９４０は、代替的に本明細書において「アノード」と称することができ、また第２電極９４２は、代替的に本明細書において「カソード」と称することができる。
【００９０】
基本的に、第１電極９４０及び第２電極９４２に加わる電圧はキャビティ９６０内の負荷９６４を加熱する。様々な実施形態によれば、ＲＦ加熱システム９１０は、電極９４０、９４２間に、一実施形態において約９０ボルト〜約３０００ボルトの範囲内、他の実施形態において約３０００ボルト〜約１０,０００ボルトの範囲内における電圧を生ずるＲＦ信号を発生するよう構成するが、システム９１０は、電極９４０、９４２間により低い又はより高い電圧を発生するよう構成することもできる。
【００９１】
第１電極９４０は、或る実施例において、第１整合回路９３４、可変インピーダンス整合回路網９７０、及び導電性伝送経路を介してＲＦ信号源９２０に電気的に接続する。第１整合回路９３４は、ＲＦ信号源９２０のインピーダンス（例えば、約１０オーム未満）から中間インピーダンス（例えば、５０オーム、７５オーム、又は何らかの他の値）にインピーダンス変換を行うよう構成する。或る実施形態によれば、導電性伝送経路は、互いに直列接続した複数の導体９２８-１、９２８-２、及び９２８-３を有し、またこれらを集合的に伝送経路９２８と称する。或る実施形態によれば、導電性伝送経路９２８は、不平衡ＲＦ信号（すなわち、アースに対して基準となる単一ＲＦ信号）を搬送するよう構成された「不平衡型（unbalanced）」経路である。幾つかの実施形態において、１つ又はそれ以上のコネクタ（図示しないが、それぞれ雄型及び雌型のコネクタ部分を有する）を伝送経路９２８に沿って電気的に接続することができ、伝送経路９２８のコネクタ間における部分は、同軸ケーブル又は他の適当なコネクタを有することができる。このような接続を図１２に示し、また後で説明する（例えば、コネクタ１２３６、１２３８及びコネクタ１２３６、１２３８間における同軸ケーブルのような導体１２２８-３）。
【００９２】
後でより詳細に説明するように、可変インピーダンス整合回路網９７０は、上述した中間インピーダンスから、負荷９６４によって変調されるオーブンキャビティ９６０の入力インピーダンス（例えば、約１０００オーム〜約４０００オーム又はそれ以上のような、数１００又は数１０００のオーダーでのインピーダンス）へのインピーダンス変換を実施するよう構成する。或る実施形態において、可変インピーダンス整合回路網９７０は、受動コンポーネント（例えば、インダクタ、キャパシタ、抵抗）のネットワークを有する。
【００９３】
他の特別な一実施形態によれば、可変インピーダンス整合回路網９７０は、キャビティ９６０内に位置決めされ、また第１電極９４０に電気的に接続される複数の固定値を有する集中化インダクタ（例えば、図１０、１１のインダクタ１０１２〜１０１５、１１５４）を有する。さらに、一実施形態において、可変インピーダンス整合回路網９７０は、キャビティ９６０の内部又は外部に位置付けることができる複数の可変インダクタンス回路網（例えば、図１０の回路網１０１０、１０１１）を有する。他の実施形態によれば、可変インピーダンス整合回路網９７０は、キャビティ９６０の内部又は外部に位置付けることができる複数の可変キャパシタンス回路網（例えば、図１１の回路網１１４２、１１４６）を有する。可変インダクタンス回路網又は可変キャパシタンス回路網それぞれによって得られるインダクタンス又はキャパシタンスの値は、後でより詳細に説明するように、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２からの制御信号を用いて確立される。いずれにしても、絶えず変化するキャビティ・プラス・負荷のインピーダンスに動的に整合するよう、加熱工程の過程にわたり可変インピーダンス整合回路網９７０の状態を変化させることによって、負荷９６４が吸収するＲＦ電力の量を、加熱工程中の負荷インピーダンスにおける変動にも係わらず、高いレベルで維持することができる。
【００９４】
或る実施形態によれば、ＲＦ信号源９２０は、ＲＦ信号発生器９２２及び電力増幅器（例えば、１つ又はそれ以上の電力増幅器段９２４、９２５）を有する。接続線９１４上でＲＦ加熱システムコントローラ９１２によって供給される制御信号に応じて、ＲＦ信号発生器９２２は、ＩＳＭ（工業的、科学的、及び医療的：industrial, scientific, and medical）帯域の周波数を有する周期振動電気信号を生ずるよう構成するが、システムは、他の周波数帯域での動作を支援するよう変更することもできる。ＲＦ信号発生器９２２は、様々な実施形態において、異なる電力レベル及び／又は異なる周波数の周期振動信号を発生するよう制御することができる。例えば、ＲＦ信号発生器９２２は、ＶＨＦ（超短波）レンジ（すなわち、約３０.０メガヘルツ（ＭＨｚ）〜約３００ＭＨｚの間におけるレンジ）、及び／又は約１０.０ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚ、及び／又は約１００ＭＨｚ〜約３.０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のレンジで周期振動する信号を発生することができる。幾つかの望ましい周波数としては、例えば、１３.５６ＭＨｚ（±５パーセント）、２７.１２５ＭＨｚ（±５パーセント）、４０.６８ＭＨｚ（±５パーセント）、及び２.４５ＧＨｚ（±５パーセント）があり得る。１つの特別な実施形態において、例えば、ＲＦ信号発生器９２２は、約４０.６６ＭＨｚ〜約４０.７０ＭＨｚのレンジ及び約１０デシベル・ミリワット（ｄＢｍ）〜約１５ｄＢｍの範囲における電力レベルの信号を発生することができる。代案として、振動周波数及び／又は電力レベルはより低い又はより高いものとすることもできる。
【００９５】
図９の実施形態において、電力増幅器は、駆動増幅器段９２４及び最終増幅器段９２５を有する。この電力増幅器は、ＲＦ信号発生器９２２からの周期振動信号を受け取り、またこの信号を電力増幅器の出力側で相当高い電力の信号になるまで増幅するよう構成する。例えば、出力信号は、約１００ワット〜約４００ワット又はそれ以上の範囲における電力レベルを有することができる。電力増幅器によって得られる増幅率は、電源及びバイアス回路９２６によって各増幅器段９２４、９２５に供給されるゲートバイアス電圧及び／又はドレイン供給電圧を用いて制御することができる。より具体的には、電源及びバイアス回路９２６は、バイアス電圧及び供給電圧をＲＦ加熱システムコントローラ９１２から受け取る制御信号に従って各ＲＦ増幅器段９２４、９２５に供給する。
【００９６】
或る実施形態において、各増幅器段９２４、９２５は、例えば、入力端子（例えば、ゲート又は制御端子）及び２つの通電端子（例えば、ソース端子及びドレイン端子）を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような、電力トランジスタとして実装する。様々な実施形態において、インピーダンス整合回路（図示せず）は、駆動増幅器段９２４の入力側（例えば、ゲート）に、駆動増幅器段９２４と最終増幅器段９２５との間に、及び／又は最終増幅器段９２５の出力側（例えば、ドレイン端子）に接続することができる。或る実施形態において、増幅器段９２４、９２５における各トランジスタは、側方拡散金属酸化膜半導体ＦＥＴ（ＬＤＭＯＳＦＥＴ）トランジスタを有する。しかし、トランジスタはいかなる特定半導体技術に限定することを意図するものでなく、また他の実施形態において、各トランジスタは、窒化ガリウム（ＧａＮ）トランジスタ、他のタイプのＭＯＳＦＥＴトランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、又は他の半導体技術を利用したトランジスタとして実現することができることに留意されたい。
【００９７】
図９において、電力増幅器構成は、他の回路コンポーネントに特定様態で接続した２つの増幅器段９２４、９２５を有するものを示す。他の実施形態において、電力増幅器構成は他の増幅器トポロジーを含む、及び／又は増幅器構成は１個のみの増幅器段を有する（例えば、図１２の増幅器１２２４の実施形態で示すように）、又は２つより多い増幅器段を有することができる。例えば、電力増幅器構成は、シングルエンド型増幅器、ドハーティ増幅器、スイッチモード電力増幅器（ＳＭＰＡ）、又は他タイプの増幅器の様々な実施形態を有することができる。
【００９８】
オーブンキャビティ９６０及びこのオーブンキャビティ９６０内に配置した任意な負荷９６４（例えば、食品、液体、等々）は、第１電極９４０によってキャビティ９６０内に照射される電磁エネルギー（又はＲＦパワー）に対して累積負荷を提示する。より具体的には、キャビティ９６０及び負荷９６４は、本明細書で「キャビティ・プラス・負荷インピーダンス（cavity plus load impedance）」と称するインピーダンスをシステムに提示する。このキャビティ・プラス・負荷インピーダンスは、加熱工程中に負荷９６４の温度が上昇するにつれて変化する。キャビティ・プラス・負荷インピーダンスは、ＲＦ信号源９２０と電極９４０との間の導電性伝送経路９２８に沿う反射信号電力の大きさに対して直接的に影響を及ぼす。多くの場合、キャビティ９６０内に送給される信号電力の大きさを最大化する、及び／又は導電性伝送経路９２８に沿う反射対順方向信号電力の比を最小化することが望ましい。
【００９９】
ＲＦ信号発生器９２０の出力インピーダンスをキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに少なくとも部分的に整合させるためには、或る実施形態において、第１整合回路９３４を伝送経路９２８に沿って電気的に接続する。第１整合回路９３４は種々の形態のうち任意なものを有することができる。或る実施形態によれば、第１整合回路９３４は固定コンポーネント（すなわち、不変コンポーネント値を有するコンポーネント）を有するが、第１整合回路９３４は、他の実施形態において、１つ又はそれ以上の可変コンポーネントを有することができる。例えば、第１整合回路９３４は、様々な実施形態において、インダクタンス／キャパシタンス（Ｌ／Ｃ）回路網、直列インダクタンス回路網、分岐インダクタンス回路網、又は帯域通過回路、高域通過回路及び低域通過回路から選択される１つ又はそれ以上の回路のうち任意なものを有することができる。基本的には、第１整合回路９３４は、ＲＦ信号発生器９２０の出力インピーダンスとキャビティ・プラス・負荷インピーダンスとの間の中間レベルまでインピーダンスを上昇するよう構成する。
【０１００】
或る実施形態において、電力検出回路９３０をＲＦ信号源９２０と電極９４０との間の伝送経路９２８に沿って接続する。特別な実施形態において、電力検出回路９３０は、ＲＦサブシステム９１０の一部を形成し、また或る実施形態における第１整合回路９３４の出力側と、可変インピーダンス整合回路網９７０への入力部との間における導体９２８-２に接続する。代案的実施形態において、電力検出回路９３０は、ＲＦ信号源９２０の出力側と第１整合回路９３４との間における伝送経路９２８の部分９２８-１に接続する、又は可変インピーダンス整合回路網９７０の出力側と第１電極９４０との間における伝送経路９２８の部分９２８-３に接続することができる。
【０１０１】
どこに接続しようとも、電力検出回路９３０は、ＲＦ信号源９２０と電極９４０との間における伝送経路９２８に沿って移動する反射信号（すなわち、電極９４０からＲＦ信号源９２０に向かう方向に移動する反射ＲＦ信号）の電力をモニタリング、測定又は決定するよう構成する。幾つかの実施形態において、電力検出回路９３０は、さらに、ＲＦ信号源９２０と電極９４０との間における伝送経路９２８に沿って順方向に移動する信号（すなわち、ＲＦ信号源９２０から電極９４０に向かう方向に移動する順方向ＲＦ信号）の電力を検出するよう構成する。接続線９３２により電力検出回路９３０は信号をＲＦ加熱システムコントローラ９１２に供給し、この信号は反射した信号電力（及び幾つかの実施形態においては、順方向信号電力）の大きさをＲＦ加熱システムコントローラ９１２に伝送する。順方向の及び反射した信号電力双方の大きさを伝送する実施形態において、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、反射対順方向信号電力比、又はＳ１１パラメータ、又は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を計算することができる。以下により詳細に説明するように、反射した信号電力の大きさが反射信号電力閾値を超えるとき、又は反射対順方向信号電力の比がＳ１１パラメータ閾値を超えるとき、又はＶＳＷＲ値がＶＳＷＲ閾値を超えるとき、このことは、システム９００がキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに適正に整合していないこと、及びキャビティ９６０内における負荷９６４によるエネルギー吸収が次善でしかないことを示す。このような状況において、シＲＦ加熱ステムコントローラ９１２は、可変整合回路網９７０の状態を変更するプロセスを調整して、反射信号電力又はＳ１１パラメータ又はＶＳＷＲ値を所望レベルに向って又は所望レベル以下（例えば、反射信号電力閾値、及び／又は反射対順方向信号電力の比の閾値、及び／又はＳ１１パラメータ閾値、及び／又はＶＳＷＲ閾値以下）になるよう駆動し、これにより容認可能な整合を再確立し、また負荷９６４によるより最適なエネルギー吸収を促進するようにする。
【０１０２】
例えば、システムコントローラ９１２は、制御経路９１６上で制御信号を可変整合回路９７０に供給して、可変整合回路９７０に対して回路内における１つ又はそれ以上のコンポーネントの誘導性、容量性、及び／又は抵抗性の値を変化させ、これにより回路９７０によって得られるインピーダンス変換を調整する。可変整合回路９７０の構成の調整は、望ましくは、反射信号電力の大きさを減少させることであり、このことは、Ｓ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲの大きさを減少させ、また負荷９６４が吸収するパワーを増加させるのに対応する。
【０１０３】
上述したように、可変インピーダンス整合回路網９７０は、オーブンキャビティ９６０プラス負荷９６４のキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに整合させ、できる限り負荷９６４内へのＲＦパワー転移を最大化するのに使用する。オーブンキャビティ９６０及び負荷９６４の初期インピーダンスは、加熱工程の開始時では正確に知ることはできない。さらに、負荷９６４のインピーダンスは、加熱工程中に負荷９６４が温度上昇するにつれて変化する。或る実施形態によれば、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、制御信号を可変インピーダンス整合回路網９７０に供給し、この可変インピーダンス整合回路網９７０の状態を変更させることができる。このことは、加熱工程の開始時に可変インピーダンス整合回路網９７０の初期状態を、反射対順方向の電力比が比較的低く、またひいては負荷９６４によるＲＦパワー吸収を比較的高いものとする状態であるように確立することができる。さらに、このことは、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２が可変インピーダンス整合回路網９７０の状態を変更させ、これにより負荷９６４のインピーダンス変化にも係わらず、加熱工程全体にわたり適正な整合が維持されることを可能にする。
【０１０４】
可変整合回路網９７０の構成における非限定的実施例を図１０及び１１に示す。例えば、回路網９７０は、様々な実施形態において、インダクタンス／キャパシタンス（ＬＣ）回路網、インダクタンスのみの回路網、キャパシタンスのみの回路網、又は帯域通過回路、高域通過回路及び低域通過回路の組合せから選択したいずれか１つ又はそれ以上の回路を有することができる。或る実施形態において、可変整合回路網９７０はシングルエンド型回路網（例えば、図１０、１１の回路網１０００、１１００）を有する。可変整合回路網９７０によって得られ、これにより回路網９７０が行うインピーダンス変換に影響を及ぼすインダクタンス、キャパシタンス、及び／又は抵抗の値は、後でより詳細に説明するように、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２からの制御信号を用いて確立する。いずれにせよ、キャビティ９６０内におけるキャビティ９６０プラス負荷９６４における絶えず変化するインピーダンスに動的に整合するよう、解凍工程の過程にわたり可変整合回路網９７０の状態を変化させることによって、システム効率は加熱工程全体にわたり高いレベルに維持できる。
【０１０５】
可変整合回路網９７０は、広範囲にわたる様々な回路構成のうち任意なものとすることができ、またこのような構成の非限定的実施例を図１０及び１１に示す。或る実施形態によれば、図１０に例示するように、可変インピーダンス整合回路網９７０としては、受動的コンポーネントのシングルエンド型回路網があり、またより具体的には、固定値インダクタ（例えば、集中化した誘導性コンポーネント群）及び可変インダクタ（又は可変インダクタンス回路網）の回路網があり得る。他の実施形態によれば、図１１に例示するように、可変インピーダンス整合回路網９７０としては、受動的コンポーネントのシングルエンド型回路網があり、より具体的には、可変キャパシタ（又は可変キャパシタンス回路網）の回路網があり得る。本明細書で使用するように、用語「インダクタ（inductor）」は、個別のインダクタ又は他タイプ（例えば、抵抗又はキャパシタ）のコンポーネントが介在することなく互いに電気的に接続した１組の誘導性コンポーネントのセットを意味する。同様に、用語「キャパシタ（capacitor）」は、個別のキャパシタ又は他タイプ（例えば、抵抗又はインダクタ）のコンポーネントが介在することなく互いに電気的に接続した１組の容量性コンポーネントのセットを意味する。
【０１０６】
先ず、可変インダクタンス型インピーダンス整合回路網の実施形態につき説明すると、図１０は、例示的実施形態による加熱システム（例えば、図１、６、８、９のシステム１００、６００、８００、９００）内に組み込むことができるシングルエンド型可変インピーダンス整合回路網１０００（例えば、図９の可変インピーダンス整合回路網９７０）の概略図である。以下により詳細に説明するように、可変インピーダンス整合回路網９７０は、基本的に２つの部分、すなわち、ＲＦ信号源（又は最終段電力増幅器）に対して整合させる一方の部分、及びキャビティ・プラス・負荷に対して整合させる他方の部分を有する。
【０１０７】
可変インピーダンス整合回路網１０００は、或る実施形態によれば、入力ノード１００２、出力ノード１００４、第１及び第２の可変インダクタンス回路網１０１０、１０１１、並びに複数の固定値インダクタ１０１２〜１０１５を有する。加熱システム（図９のシステム９００）に組み込むとき、入力ノード１００２は、ＲＦ信号源（例えば、図９のＲＦ信号源９２０）の出力側に電気的に接続し、また出力ノード１００４は、加熱キャビティ（例えば、図９のオーブンキャビティ２６０）内の電極（例えば、図９の第１電極９４０）に電気的に接続する。
【０１０８】
入力及び出力側のノード１００２、１００４間において、可変インピーダンス整合回路網１０００は第１及び第２の互いに直列接続した集中化インダクタ１０１２、１０１４を有する。第１及び第２の集中化インダクタ１０１２、１０１４は、比較的低い周波数（例えば、約４０.６６ＭＨｚ〜約４０.７０ＭＨｚ）及び高い電力（例えば、約５０ワット（Ｗ）〜約５００Ｗ）用に設計されるとき、或る実施形態において、サイズ及びインダクタンスの双方の値が比較的大きい。例えば、インダクタ１０１２、１０１４は、約２００ナノヘンリー（ｎＨ）〜約６００ｎＨの範囲内における値を有することができるが、これら値は、他の実施形態において、より低い及び／又は高いものとすることができる。
【０１０９】
第１可変インダクタンス回路網１０１０は、入力ノード１００２と接地基準端子（例えば、図９のアースした格納構体９６６）との間に接続した第１分岐誘導性回路網である。或る実施形態によれば、この第１可変インダクタンス回路網１０１０は、第１整合回路（例えば、図９の回路９３４）によって変更されるとき、ＲＦ信号源（例えば、図９のＲＦ信号源９２０）のインピーダンスに整合するよう、より具体的には、第１整合回路（例えば、図９の回路９３４）によって変更されるとき、最終段電力増幅器（例えば、図９の増幅器９２５）のインピーダンスに整合するよう構成可能である。したがって、第１可変インダクタンス回路網１０１０は、可変インピーダンス整合回路網１０００の「ＲＦ信号源整合部分」と称することができる。或る実施形態によれば、第１可変インダクタンス回路網１０１０は、約１０ｎＨ〜約４００ｎＨの範囲内におけるインダクタンスをもたらすよう互いに選択的に接続することができる誘導性コンポーネントの回路網を有するが、この範囲は、より低い又はより高い値にまで拡張することもできる。
【０１１０】
対照的に、可変インピーダンス整合回路網１０００の「キャビティ整合部分」は、第１及び第２の集中化したインダクタ１０１２、１０１４間におけるノード１０２２と、接地基準端子との間に接続した第２分岐誘導性回路網１０１６によって得られる。或る実施形態によれば、第２分岐誘導性回路網１０１６は、互いに直列接続した第３の集中化したインダクタ１０１３及び第２可変インダクタンス回路網１０１１を有し、第３の集中化したインダクタ１０１３と第２可変インダクタンス回路網１０１１との間に中間ノード１０２２を有する。第２可変インダクタンス回路網１０１１の状態は複数のインダクタンス値を得るよう変化させることができるため、第２分岐誘導性回路網１０１６は、キャビティ・プラス・負荷（例えば、図９のキャビティ９６０プラス負荷９６４）のインピーダンスに最適に整合させるよう構成可能である。例えば、インダクタ１０１３は、約４００ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲内における値を有することができるが、その値は、他の実施形態において、より低い及び／又は高いものとすることができる。或る実施形態によれば、この第２可変インダクタンス回路網１０１１は、約５０ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲内におけるインダクタンスを得るよう互いに選択的に接続できる誘導性コンポーネントの回路網を有するが、この範囲は、より低い又はより高いインダクタンス値まで拡張することができる。
【０１１１】
最後に、可変インピーダンス整合回路１０００は、出力ノード１００４と接地基準端子との間に接続した第４の集中化したインダクタ１０１５を有する。例えば、インダクタ１０１５は約４００ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲内における値を有することができるが、その値は、他の実施形態において、より低い及び／又はより高いものとすることができる。
【０１１２】
集中化したインダクタ１０１２〜１０１５のセット１０３０は、キャビティ（例えば、図９のキャビティ９６０）内に少なくとも部分的に、又は少なくとも格納構体（図９の格納構体９６６）内に物理的に配置されるモジュールの一部分を形成することができる。このことは、集中化したインダクタ１０１２〜１０１５によって生ずる放射を周囲環境に対して放射されるよりも、システム内に安全に封じ込めることができる。これとは対照的に、様々な実施形態において、可変インダクタンス回路網１０１０、１０１１はキャビティ内又は格納構体内に格納しても、しなくてもよい。
【０１１３】
或る実施形態において、図１０における可変インピーダンス整合回路網１０００の実施形態は、オーブンキャビティ９６０プラス負荷９６４の入力インピーダンスに対して整合を得る「オンリー・インダクタ（only inductors）」を有する。したがって、回路網１０００は「インダクタ・オンリー（inductor-only）」整合回路網とみなすことができる。本明細書に使用する語句「オンリー・インダクタ（only inductors）」又は「インダクタ・オンリー（inductor-only）」は、可変インピーダンス整合回路網のコンポーネントについて記述するとき、回路網が有意な抵抗値を有する個別の抵抗、又は有意なキャパシタンス値を有するキャパシタを含んでいないことを意味する。幾つかの事例において、整合回路網におけるコンポーネント間の導電性伝送ラインは最小限の抵抗を有する、及び／又は最小限の寄生キャパシタンスが回路網内に存在することはあり得る。このような最小限の抵抗及び／又は最小限の寄生キャパシタンスは、「インダクタ・オンリー」回路網の実施形態が抵抗及び／又はキャパシタも含む整合回路網に転換したものであると解すべきではない。しかし、当業者であれば、可変インピーダンス整合回路網の他の実施形態としては、異なる構成のインダクタ・オンリー整合回路網、及び個別インダクタ、個別キャパシタ、及び／又は個別抵抗の組合せを有する整合回路網があり得ることは理解されるであろう。
【０１１４】
図１１は、例示的実施形態による、加熱システム（例えば、図１、６、８、９のシステム１００、６００、８００、９００）に組み込むことができ、また可変インダクタンスのインピーダンス整合回路網１０００（図１０）の代わりに実現することができる、シングルエンド型可変容量性整合回路網１１００（例えば、図９の可変インピーダンス整合回路網９７０）の概略図である。可変インピーダンス整合回路網１１００は、或る実施形態によれば、入力ノード１１０２、出力ノード１１０４、第１及び第２の可変キャパシタンス回路網１１４２、１１４６、並びに少なくとも１個のインダクタ１１５４を有する。加熱システム（例えば、図９のシステム９００）内に組み込むとき、入力ノード１１０２はＲＦ信号源（例えば、図９のＲＦ信号源９２０）の出力側に電気的に接続し、また出力ノード１１０４は加熱キャビティ（例えば、図９のオーブンキャビティ９６０）内の電極（例えば、図９の第１電極９４０）に電気的に接続する。
【０１１５】
入力側及び出力側のノード１１０２、１１０４間で可変インピーダンス整合回路網１１００は、或る実施形態において、インダクタ１１５４に直列に接続した第１可変キャパシタンス回路網１１４２と、中間ノード１１５１と接地基準端子（例えば、図９の接地した格納構体９６６）との間に接続した第２可変キャパシタンス回路網１１４６とを有する。インダクタ１１５４は、或る実施形態において、比較的低い周波数（例えば、約４０.６６ＭＨｚ〜約４０.７０ＭＨｚ）及び高電力（例えば、約５０Ｗ〜５００Ｗ）で動作するよう設計することができる。例えば、インダクタ１１５４は約２００ｎＨ〜約６００ｎＨの範囲内における値を有することができるが、他の実施形態においてその値はより低い及び／又は高いものとすることができる。或る実施形態によれば、インダクタ１１５４は固定値の集中化したインダクタ（例えば、コイル）とする。他の実施形態において、インダクタ１１５４のインダクタンス値は可変とすることができる。
【０１１６】
第１可変キャパシタンス回路網１１４２は入力ノード１１０２と中間ノード１１５１との間に接続し、またこの第１可変キャパシタンス回路網１１４２は、可変インピーダンス整合回路網１１００の「直列整合部分」と称することができる。或る実施形態によれば、第１可変キャパシタンス回路網１１４２は、第１可変キャパシタ１１４４に並列接続した第１固定値キャパシタ１１４３を有する。この第１固定値キャパシタ１１４３は、或る実施形態において、約１ピコファラッド（ｐＦ）〜約１００ｐＦの範囲内におけるキャパシタンス値を有することができる。第１可変キャパシタ１１４４は、０ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを生ずるよう互いに選択的に接続することができる容量性コンポーネントの回路網を有することができる。したがって、第１可変キャパシタンス回路網１１４２により得られる総キャパシタンス値は、約１ｐＦ〜約２００ｐＦの範囲内であり得るが、その範囲はより低い又はより高いキャパシタンス値まで拡張することもできる。
【０１１７】
可変インピーダンス整合回路網１１００の「分岐整合部分」は、ノード１１５１（第１可変キャパシタンス回路網１１４２と集中化インダクタ１１５４との間に位置付けられる）と接地基準端子との間に接続される第２可変キャパシタンス回路網１１４６によって得られる。或る実施形態によれば、この第２可変キャパシタンス回路網１１４６は、第２可変キャパシタ１１４８に並列接続した第２固定値キャパシタ１１４７を有する。第２固定値キャパシタ１１４７は、或る実施形態において、約１ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内におけるキャパシタンス値を有することができる。第２可変キャパシタ１１４８は、０ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを生ずるよう互いに選択的に接続することができる容量性コンポーネントの回路網を有することができる。したがって、第２可変キャパシタンス回路網１１４６によって得られる総キャパシタンス値は約１ｐＦ〜約２００ｐＦの範囲内とすることができるが、この範囲は、それよりも低い又は高いキャパシタンス値まで拡張することもできる。第１及び第２の可変キャパシタンス回路網１１４２、１１４６の状態は、複数のキャパシタンス値を生ずるよう変化させることができ、またしたがって、キャビティ・プラス・負荷（例えば、図９のキャビティ９６０プラス負荷９６４）のインピーダンスを、ＲＦ信号源（例えば、図９のＲＦ信号源９２０）に最適に整合するよう構成可能とすることができる。
【０１１８】
再び図９につき説明すると、加熱システム９００の幾つかの実施形態は温度センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、及び／又は重量センサ９９４を有することができる。温度センサ及び／又はＩＲセンサは、加熱工程中に負荷９６４の温度を感知できる場所に位置決めすることができる。例えば、ホスト／熱システムコントローラ９５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ９１２に供給するとき、温度情報は、熱加熱コンポーネント９５４によって生ずる熱エネルギー及び／又はＲＦ信号源９２０によって供給されるＲＦ信号のパワーを変更する（例えば、電源及びバイアス回路９２６が供給するバイアス及び／又は電源電圧を制御することにより）、及び／又は加熱工程を終了すべき時点を決定することができるようにする。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２は、温度情報を用いて可変インピーダンス整合回路網９７０の状態を調整することができる。重量センサは、負荷９６４の下側に位置決めし、また負荷９６４の重量見積をホスト／熱システムコントローラ９５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ９１２に供給するよう構成する。ホスト／熱システムコントローラ９５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ９１２はこの情報を使用して、例えば、加熱工程のおおよその持続時間を決定する。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ９１２はこの情報を使用して、ＲＦ信号源９２０が供給するＲＦ信号の所望電力レベルを決定する、及び／又は可変インピーダンス整合回路網９７０のための初期設定を決定することができる。
【０１１９】
図９〜１１に関連する記載は、詳細には、ＲＦ信号が一方の電極（例えば、図９の電極９４０）に供給され、他方の「電極」（例えば、図９の格納構体９６６）が接地（アース）される「不平衡型（unbalanced）」加熱装置について記述している。上述したように、加熱装置の他の実施形態は、「平衡型（balanced）」加熱装置を有する。このような装置において、平衡型ＲＦ信号が双方の電極に供給される。
【０１２０】
例えば、図１２は、例示的実施形態による、平衡型（balanced）加熱システム１２００（例えば、図１、６、８の加熱システム１００、６００、８００）の簡略化したブロック図である。加熱システム１２００は、或る実施形態においてホスト／熱システムコントローラ１２５２、ＲＦ加熱システム１２１０、熱加熱システム１２５０、ユーザー・インタフェース１２９２、及びオーブンキャビティ１２６０を画定する格納構体１２６６を有する。図１２は、説明目的及び説明を簡単にするために加熱システム１２００を簡略化して提示するものであり、具体的実施形態は、付加的機能及び特徴を得るよう他のデバイス及びコンポーネントを備えることができる、及び／又は加熱システム１２００はより大きい電気的システムの一部とすることができると、理解されたい。
【０１２１】
格納構体１２６６は底壁、頂壁及び側壁を有することができ、その内面がキャビティ１２６０（例えば、図１、６、８のキャビティ１１０、６１０、８１０）を画定する。或る実施形態において、キャビティ１２６０を封止して（例えば、図１、６、８のドア１１６、６１６、８１６で）、加熱工程中にキャビティ１２６０内に導入される熱及び電磁エネルギーを封じ込めることができる。システム１２００は、加熱工程中に封止の無欠性を確実にする１つ又はそれ以上のインターロック機構（例えば、図１、６、８のラッチ機構及び固定構体１１８、１１９、６１８、６１９、８１８、８１９）を有することができる。１つ又はそれ以上のインターロック機構が封止破綻を示す場合、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は加熱工程を中止することができる。
【０１２２】
ユーザー・インタフェース１２９２は制御パネル（例えば、図１、６、８の制御パネル１２０、６２０、８２０）に対応することができ、例えば、この制御パネルにより、ユーザーは、加熱工程（例えば、加熱すべき負荷の調理モード、特性、等々）、開始及び取消ボタン、機械的制御（例えば、ドア／ドロワー開放ラッチ）、等々に関連するパラメータをシステムに対してユーザーが入力することができる。さらに、ユーザー・インタフェースは、加熱工程の状態を示すユーザーが知覚可能な出力（例えば、カウントダウン・タイマー、加熱工程の進行又は完了を示す可視表示及び／又は加熱工程の完了を示す可聴発信音）及び他の情報を発生するよう構成することができる。
【０１２３】
図１６及び１８につきより詳細に説明するように、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、システム１２００全体に関連する機能（例えば、「ホスト制御機能」）、及びより具体的には、熱加熱システム１２５０に関連する機能（例えば、「熱システム制御機能」）を実施することができる。或る実施形態において、ホスト制御機能及び熱システム制御機能は１つのハードウェアコントローラによって実施することができるため、ホスト／熱システムコントローラ１２５２はデュアル機能コントローラとして示す。他の実施形態において、ホストコントローラ及び熱システムコントローラは通信で接続される個別コントローラとすることができる。
【０１２４】
熱加熱システム１２５０は、ホスト／熱システムコントローラ１２５２、１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント１２５４、サーモスタット１２５６、及び幾つかの実施形態におけるファン１２５８を有する。ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、１つ又はそれ以上の汎用又は専用のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、等々）、揮発性及び／又は不揮発性のメモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、種々のレジスタ、等々）、１つ又はそれ以上の通信バス、及び他のコンポーネントを含むことができる。或る実施形態によれば、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、ユーザー・インタフェース１２９２、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２、熱加熱コンポーネント１２５４、サーモスタット１２５６、ファン１２５８、及びセンサ１２９４（設ける場合には）に接続する。幾つかの実施形態において、ホスト／熱システムコントローラ１２５２及びユーザー・インタフェース１２９２の部分は、ともにホストモジュール１２９０内に設けることができる。
【０１２５】
ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、ユーザー・インタフェース１２９２を介して受け取るユーザー入力を示す信号を受信し、またユーザー・インタフェース１２９２がシステム動作の様々な局面を示すユーザー知覚可能な出力（例えば、ディスプレイ、スピーカー等々）を発生できるようにする信号をユーザー・インタフェース１２９２に供給するよう構成する。さらに、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、所望システム動作に従って、熱加熱システム１２５０の他のコンポーネント（例えば、熱加熱コンポーネント１２５４及びファン１２５８）に対して制御信号を送信して、それら他のコンポーネントを選択的に作動させる、不作動にする、及び他の制御をする。ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、さらに、熱加熱システムコンポーネント１２５４、サーモスタット１２５６、及びセンサ１２９４（設ける場合には）から、それらコンポーネントの動作パラメータを示す信号を受信することができ、またホスト／熱システムコントローラ１２５２は、後で説明するように、システム１２００の動作を変調することができる。さらにまた、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２からＲＦ加熱システム１２１０の動作に関する信号を受信する。ユーザー・インタフェース１２９２及びＲＦ加熱システムコントローラ１２１２から受信した信号及び測定値に応答して、ホスト／熱システムコントローラ１２５２は、ＲＦ加熱システム１２１０の動作に影響を及ぼす付加的制御信号をＲＦ加熱システムコントローラ１２１２に供給できる。
【０１２６】
１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント１２５４としては、例えば、１つ又はそれ以上の加熱素子（例えば、図６の加熱素子６８２、６８４、及び／又は図１、６、８の対流システム１６０、６６０、８６０）、１つ又はそれ以上のガスバーナー（例えば、図８のガスバーナー８８２、８８４）、及び／又はオーブンキャビティ１２６０内の空気を加熱するよう構成された他のコンポーネントがあり得る。サーモスタット１２５６（又はオーブンセンサ）は、オーブンキャビティ１２６０内の空気温度を感知し、また１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント１２５４の動作を制御してオーブンキャビティ内の空気温度を温度設定ポイント（例えば、ユーザーがユーザー・インタフェース１２９２を介して確立する温度設定ポイント）に又はその近傍に維持するよう構成される。この温度制御プロセスは、熱加熱コンポーネント１２５４を有する閉ループシステム内のサーモスタット１２５６によって実施することができ、サーモスタット１２５６は、１つ又はそれ以上の熱加熱コンポーネント１２５４の動作を制御することにも関与するホスト／熱システムコントローラ１２５２と通信することができる。最後に、システム１２００が対流システム（図１、６、８の対流システム１６０、６６０、８６０）を有するとき、ファン１２５８を設け、またオーブンキャビティ１２６０内で空気を循環させるようファン１２５８を選択的に作動させる及び不作動にする。
【０１２７】
ＲＦ加熱システム１２１０は、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２、ＲＦ信号源１２２０、第１インピーダンス整合回路１２３４（ここで「第１整合回路」）、電源及びバイアス回路１２２６、及び電力検出回路１２３０を有する。ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、１つ又はそれ以上の汎用又は専用のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、等々）、揮発性又は不揮発性のメモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、種々のレジスタ、等々）、１つ又はそれ以上の通信バス、及び他のコンポーネントを含むことができる。或る実施形態によれば、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、ホスト／熱システムコントローラ１２５２、ＲＦ信号源１２２０、可変インピーダンス整合回路網１２７０、電力検出回路１２３０、及びセンサ１２９４（設ける場合には）に接続する。ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、ホスト／熱システムコントローラ１２５２から種々の動作パラメータを示す制御信号を受信し、また電力検出回路１２３０からＲＦ信号反射電力（及び可能であればＲＦ信号順方向電力）を示す信号を受信するよう構成する。受信した信号及び測定値に応答して、以下により詳細に説明するように、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、制御信号を、電源及びバイアス回路１２２６に、またＲＦ信号源１２２０のＲＦ信号発生器１２２２に供給する。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、制御信号を可変インピーダンス整合回路網１２７０に供給して、この回路網１２７０の状態又は形態を変更させる。
【０１２８】
オーブンキャビティ１２６０は、加熱すべき負荷１２６４を配置することができる空気キャビティ１２６０によって離隔される互いに平行な第１及び第２のプレート電極１２４０、１２４２がある容量性加熱構成を有する。例えば、第１電極１２４０は空気キャビティ１２６０の上方に位置決めし、また第２電極１２４２は空気キャビティ１２６０の下方に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、第２電極１２４２は、上述したように、キャビティ１２６０内に挿入される棚（図１〜３、６、８の棚１３４、２００，３００、６３４、８３４）の形態、又は棚内に収容する形態として実装することができる。負荷１２６４と第２電極１２４２（又はキャビティ１２６０の接地した底部表面）との間における直接接触を回避するため、非導電性バリア１２６２を第２電極１２４２上に位置決めすることができる。
【０１２９】
さらに、オーブンキャビティ１２６０は、加熱すべき負荷１２６４を配置することができる空気キャビティ１２６０によって離隔される互いに平行な第１及び第２のプレート電極１２４０、１２４２を有する容量性加熱構成を含む。第１及び第２の電極１２４０、１２４２は、これら電極１２４０、１２４２間に距離１２４６を画定するよう格納構体１２６６内に位置決めし、或る実施形態においてこの距離１２４６がキャビティ１２６０にサブ共振キャビティをもたらす。
【０１３０】
様々な実施形態において、距離１２４６は約０.１０メートル〜約１.０メートルの範囲内であるが、この距離は、それより短い又は長いものとすることもできる。或る実施形態によれば、距離１２４６はＲＦサブシステム１２１０によって発生するＲＦ信号の１波長未満とする。換言すれば、上述したように、キャビティ１２６０はサブ共振キャビティである。幾つかの実施形態において、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／２未満である。他の実施形態において、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／４未満である。さらに他の実施形態において、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／８未満である。さらに別の実施形態において、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／５０未満である。さらにまた別の実施形態において、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／１００未満である。
【０１３１】
概して、より低い動作周波数（例えば、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ）用に設計したＲＦ加熱システム１２１０は、１波長のより小さい分数値となる距離１２４６を有するよう設計する。例えば、システム１２１０が約１０ＭＨｚの動作周波数（約３０メートルの波長に対応する）のＲＦ信号を発生するよう設計され、また距離１２４６が約０.５メートルとなるよう選択されるとき、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／６０である。逆に、システム１２１０が約３００ＭＨｚの動作周波数（約１メートルの波長に対応する）用に設計され、また距離１２４６が約０.５メートルとなるよう選択されるとき、距離１２４６はＲＦ信号の１波長の約１／２である。
【０１３２】
動作周波数及び電極１２４０、１２４２間の距離１２４６がサブ共振内部キャビティ１２６０を画定するよう選択されている状態では、第１電極１２４０及び第２電極１２４２は容量的に結合される。より具体的には、第１電極１２４０はキャパシタの第１プレートと見立てることができ、また第２電極１２４２はキャパシタの第２プレートと見立てることができ、またキャビティ１２６０内の負荷１２６４、バリア１２６２（設ける場合には）及び空気はキャパシタ誘電体と見立てることができる。したがって、第１電極１２４０は、代替的に本明細書において「アノード」と称することができ、また第２電極１２４２は代替的に本明細書において「カソード」と称することができる。
【０１３３】
基本的に、第１電極１２４０及び第２電極１２４２に加わる電圧はキャビティ１２６０内の負荷１２６４を加熱する。様々な実施形態によれば、ＲＦ加熱システム１２１０は、電極１２４０、１２４２間に、一実施形態において約９０ボルト〜約３０００ボルトの範囲内、他の実施形態において約３０００ボルト〜約１０,０００ボルトの範囲内における電圧を生ずるＲＦ信号を発生するよう構成するが、システム１２１０は、電極１２４０、１２４２間により低い又はより高い電圧を発生するよう構成することもできる。
【０１３４】
ＲＦサブシステム１２１０の出力部、及びより具体的には、ＲＦ信号源１２２０の出力部は、導電性伝送経路により可変整合サブシステム１２７０に電気的に接続し、導電性伝送経路は、互いに直列接続した複数の導体１２２８-１、１２２８-２、１２２８-３、１２２８-４、及び１２２８-５を有し、またこれらを集合的に伝送経路１２２８と称する。或る実施形態によれば、導電性伝送経路１２２８は、「不平衡型（unbalanced）」部分及び「平衡型（balanced）」部分を含み、この「不平衡型」部分は、不平衡ＲＦ信号（すなわち、アースに対して基準となる単一ＲＦ信号）を搬送するよう構成され、また「平衡型」部分は、平衡ＲＦ信号（すなわち、互いを基準とする２つの信号）を搬送するよう構成される。伝送経路１２２８の「不平衡型」部分は、ＲＦサブシステム１２１０内における不平衡型の第１及び第２の導体１２２８-１、１２２８-２、１つ又はそれ以上のコネクタ１２３６、１２３８（それぞれ雄型及び雌型のコネクタ部分を有する）、及びコネクタ１２３６、１２３８間に電気的に接続した不平衡型の第３導体１２２８-３を有することができる。或る実施形態によれば、第３導体１２２８-３は同軸ケーブルにより構成するが、電気的無さはより短い又はより長いものとすることができる。他の実施形態において、可変整合サブシステム１２７０はＲＦサブシステム１２１０により収容することができ、またこのような実施形態において、導電性伝送経路１２２８は、コネクタ１２３６、１２３８及び第３導体１２２８-３を有することができる。いずれにせよ、導電性伝送経路１２２８の「平衡型」部分は、或る実施形態において、可変整合サブシステム１２７０内における平衡型第４導体１２２８-４、及び可変整合サブシステム１２７０と電極１２４０、１２５０との間に電気的に接続した平衡型第５導体１２２８-５を有する。
【０１３５】
図１２に示すように、可変整合サブシステム１２７０は、入力側で伝送経路の不平衡部分（すなわち、不平衡導体１２２８-１、１２２８-２、及び１２２８-３を含む部分）上でＲＦ信号源１２２０から不平衡ＲＦ信号を受信するよう構成した装置を使用し、不平衡ＲＦ信号を２つの平衡型ＲＦ信号（例えば、約１８０°のような１２０°と２４０°と間における位相差を有する２つのＲＦ信号）に変換し、また装置の２つの出力部で２つの平衡型ＲＦ信号を発生する。例えば、或る実施形態において、変換装置はバラン１２７４とすることができる。平衡型ＲＦ信号は、平衡型導体１２２８-４上で可変整合回路１２７２に搬送され、また最終的に平衡型導体１２２８-５上で電極１２４０、１２５０に搬送される。
【０１３６】
他の実施形態において、図１２の中央における破線ボックス内に示すように、また以下により詳細に説明するように、交流ＲＦ信号発生器１２２０′は平衡型導体１２２８-１′に平衡型ＲＦ信号を発生することができ、この平衡型導体１２２８-１′は可変整合回路１２７２に直接（又は種々の中間導体及びコネクタを介して）接続することができる。このような実施形態において、バラン１２７４はシステム１２００から除外することができる。いずれにせよ、以下により詳細に説明するように、ダブルエンド型可変整合回路１２７２（例えば、図１３、１４の可変整合回路１３００、１４００）は、平衡型ＲＦ信号を受信し（例えば、接続線１２２８-４又は１２２８-１′上で）、当時最新構成のダブルエンド型可変整合回路１２７２に対応するインピーダンス変換を行い、また平衡型ＲＦ信号を接続線１２２８-５上で第１及び第２の電極１２４０、１２５０に供給するよう構成する。
【０１３７】
或る実施形態によれば、ＲＦ信号源１２２０は、ＲＦ信号発生器１２２２及び電力増幅器１２２４（例えば、１つ又はそれ以上の電力増幅器段）を有する。接続線１２１４上でＲＦ加熱システムコントローラ１２１２によって供給される信号を制御することに応じて、ＲＦ信号発生器１２２２は、周期振動するＩＳＭ（工業的、科学的、及び医療的：industrial, scientific, and medical）帯域の周波数を有する電気信号を生ずるよう構成するが、システムは、他の周波数帯域での動作を支援するよう変更することもできる。ＲＦ信号発生器１２２２は、様々な実施形態において、異なる電力レベル及び／又は異なる周波数の周期振動信号を発生するよう制御することができる。例えば、ＲＦ信号発生器１２２２は、ＶＨＦ（超短波）レンジ（すなわち、約３０.０ＭＨｚ〜約３００ＭＨｚの間におけるレンジ）、及び／又は約１０.０ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚ、及び／又は約１００ＭＨｚ〜約３.０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のレンジで周期振動する信号を発生することができる。幾つかの望ましい周波数としては、例えば、１３.５６ＭＨｚ（±１２パーセント）、２７.１２５ＭＨｚ（±１２パーセント）、４０.６８ＭＨｚ（±１２パーセント）、及び２.４５ＧＨｚ（±１２パーセント）があり得る。代案として、振動周波数は上述の範囲又は値よりも、より低い又はより高いものとすることもできる。
【０１３８】
電力増幅器１２２４は、ＲＦ信号発生器１２２２からの周期振動信号を受け取り、またこの信号を電力増幅器１２２４の出力側で相当高い電力の信号になるまで増幅するよう構成する。例えば、出力信号は、約１００ワット〜約４００ワット又はそれ以上の範囲における電力レベルを有することができるが、電力レベルはそれより低い又は高いものでもあり得る。電力増幅器１２２４によって得られる増幅率は、電源及びバイアス回路１２２６によって増幅器１２２４の１つ又はそれ以上の電力増幅器段に供給されるゲートバイアス電圧及び／又はドレイン供給電圧を用いて制御することができる。より具体的には、電源及びバイアス回路１２２６は、バイアス電圧及び供給電圧をＲＦ加熱システムコントローラ１２１２から受け取る制御信号に従って各ＲＦ増幅器段の入力側及び／又は出力側（例えば、ゲート及び／又はドレイン）に供給する。
【０１３９】
電力増幅器は１つ又はそれ以上の増幅器段を有することができる。或る実施形態において、増幅器１２２４の各段は、例えば、入力端子（例えば、ゲート又は制御端子）及び２つの通電端子（例えば、ソース端子及びドレイン端子）を有するＦＥＴのような、電力トランジスタとして実装する。様々な実施形態において、インピーダンス整合回路（図示せず）は、増幅器段のうち幾つか又はすべての入力側（例えば、ゲート）及び／又は出力側（例えば、ドレイン端子）に接続することができる。或る実施形態において、増幅器段における各トランジスタは、ＬＤＭＯＳ ＦＥＴを有する。しかし、トランジスタはいかなる特定半導体技術に限定することを意図するものでなく、また他の実施形態において、各トランジスタは、ＧａＮトランジスタ、他のタイプのＭＯＳ ＦＥＴトランジスタ、ＢＪＴ、又は他の半導体技術を利用したトランジスタとして実現することができることに留意されたい。
【０１４０】
図１２において、電力増幅器構成１２２４は、他の回路コンポーネントに特定様態で接続した１つの増幅器段を有するものを示す。他の実施形態において、電力増幅器構成１２２４は他の増幅器トポロジーを含む、及び／又は増幅器構成は２つより多い増幅器段（例えば、図９の増幅器９２４／９２５の実施形態で示すように）を有することができる。例えば、電力増幅器構成は、シングルエンド型増幅器、ダブルエンド型（平衡型）増幅器、プッシュプル増幅器、ドハーティ増幅器、ＳＭＰＡ、又は他タイプの増幅器の様々な実施形態を有することができる。
【０１４１】
例えば、図１２の中央における破線ボックス内に示すように、交流ＲＦ信号発生器１２２０′はプッシュプル又は平衡型の増幅器１２２４′を有することができ、この増幅器１２２４′は、入力側でＲＦ信号発生器１２２２からの不平衡型ＲＦ信号を受信し、この不平衡型ＲＦ信号を増幅し、また増幅器１２２４′の２つの出力側で２つの平衡型ＲＦ信号を発生するよう構成し、これら２つの平衡型ＲＦ信号は、この後導体１２２８-１′上で電極１２４０、１２５０に搬送される。このような実施形態において、バラン１２７４はシステム１２００から排除することができ、また導体１２２８-１′は可変整合回路１２７２に直接接続することができる（又は複数同軸ケーブル及びコネクタ又は他の複数導体を介して接続することができる）。
【０１４２】
加熱キャビティ１２６０及びこの加熱キャビティ１２６０内に配置した任意な負荷１２６４（例えば、食品、液体、等々）は、電極１２４０、１２５０によって内部チャンバ１２６０内に照射される電磁エネルギー（又はＲＦパワー）に対して累積負荷を提示する。より具体的には、上述したように、加熱キャビティ１２６０及び負荷１２６４は、本明細書で「キャビティ・プラス・負荷インピーダンス（cavity plus load impedance）」と称するインピーダンスをシステムに提示する。このキャビティ・プラス・負荷インピーダンスは、加熱工程中に負荷１２６４の温度が上昇するにつれて変化する。キャビティ・プラス・負荷インピーダンスは、ＲＦ信号源１２２０と電極１２４０、１２５０との間の導電性伝送経路１２２８に沿う反射信号電力の大きさに対して直接的に影響を及ぼす。多くの場合、キャビティ１２６０内に送給される信号電力の大きさを最大化する、及び／又は導電性伝送経路１２２８に沿う反射対順方向信号電力の比を最小化することが望ましい。
【０１４３】
ＲＦ信号発生器１２２０の出力インピーダンスをキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに少なくとも部分的に整合させるためには、或る実施形態において、第１整合回路１２３４を伝送経路１２２８に沿って電気的に接続する。第１整合回路１２３４は、ＲＦ信号源１２２０のインピーダンス（例えば、約１０オームより小さい）から中間インピーダンス（例えば、５０オーム、７５オーム、又は何らかの他の値）にインピーダンス変換を実施するよう構成する。第１整合回路１２３４は種々の形態のうち任意なものを有することができる。或る実施形態によれば、第１整合回路１２３４は固定コンポーネント（すなわち、不変コンポーネント値を有するコンポーネント）を有するが、第１整合回路１２３４は、他の実施形態において、１つ又はそれ以上の可変コンポーネントを有することができる。例えば、第１整合回路１２３４は、様々な実施形態において、インダクタンス／キャパシタンス（Ｌ／Ｃ）回路網、直列インダクタンス回路網、分岐インダクタンス回路網、又は帯域通過回路、高域通過回路及び低域通過回路の組合せから選択される１つ又はそれ以上の回路のうち任意なものを有することができる。基本的には、第１整合回路１２３４は、ＲＦ信号発生器１２２０の出力インピーダンスとキャビティ・プラス・負荷インピーダンスとの間の中間レベルまでインピーダンスを上昇するよう構成する。
【０１４４】
或る実施形態によれば、また上述したように、電力検出回路１２３０をＲＦ信号源１２２０と電極１２４０、１２５０との間の伝送経路１２２８に沿って接続する。特別な実施形態において、電力検出回路１２３０は、ＲＦサブシステム１２１０の一部を形成し、またＲＦ信号源１２２０とコネクタ１２３６との間における導体１２２８-２に接続する。代案的実施形態において、電力検出回路１２３０は、伝送経路１２２８における任意な他の部分、例えば、導体１２２８-１、導体１２２８-３、ＲＦ信号源１２２０（又はバラン１２７４）と可変整合回路網１２７２との間における導体１２２８-４（すなわち、電力検出回路１２３０′で示すような）、又は可変整合回路網１２７２と電極１２４０、１２５０との間における導体１２２８-５（すなわち、電力検出回路１２３０″で示すような）に接続することができる。説明を簡潔にするため、電力検出回路を本明細書において参照符号１２３０で言及するが、この回路は、参照符号１２３０′及び１２３０″で示すような他の場所に位置決めすることができる。
【０１４５】
どこに接続しようとも、電力検出回路１２３０は、ＲＦ信号源１２２０と電極１２４０、１２５０の一方又は双方との間における伝送経路１２２８に沿って移動する反射信号（すなわち、電極１２４０、１２５０からＲＦ信号源１２２０に向かう方向に移動する反射ＲＦ信号）の電力をモニタリング、測定又は決定するよう構成する。幾つかの実施形態において、電力検出回路１２３０は、さらに、ＲＦ信号源１２２０と電極１２４０、１２５０との間における伝送経路１２２８に沿って順方向に移動する信号（すなわち、ＲＦ信号源１２２０から電極１２４０、１２５０に向かう方向に移動する順方向ＲＦ信号）の電力を検出するよう構成する。
【０１４６】
接続線１２３２により電力検出回路１２３０は信号をＲＦ加熱システムコントローラ１２１２に供給し、この信号は反射した信号電力の測定した大きさ、及び幾つかの実施形態においては、順方向信号電力の測定した大きさをシステムコントローラ１２１２に搬送する。順方向の及び反射した信号電力双方の大きさを伝送する実施形態において、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、反射対順方向信号電力比、又はＳ１１パラメータ、又はＶＳＷＲ値を計算することができる。以下により詳細に説明するように、反射した信号電力の大きさが反射信号電力閾値を超えるとき、又は反射対順方向信号電力の比がＳ１１パラメータ閾値を超えるとき、又はＶＳＷＲ値がＶＳＷＲ閾値を超えるとき、このことは、システム１２００がキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに適正に整合していないこと、及びキャビティ１２６０内における負荷１２６４によるエネルギー吸収が次善でしかないことを示す。このような状況において、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、可変整合回路網１２７２の状態を変更するプロセスを調整して、反射信号電力又はＳ１１パラメータ又はＶＳＷＲ値を所望レベルに向って又は所望レベル以下（例えば、反射信号電力閾値、及び／又は反射対順方向信号電力の比の閾値、及び／又はＳ１１パラメータ閾値、及び／又はＶＳＷＲ閾値以下）になるよう駆動し、これにより容認可能な整合を再確立し、また負荷１２６４によるより最適なエネルギー吸収を促進するようにする。
【０１４７】
より具体的には、システムコントローラ１２１２は、制御経路１２１６上で制御信号を可変整合回路１２７２に供給して、可変整合回路１２７２に対して回路内における１つ又はそれ以上のコンポーネントの誘導性、容量性、及び／又は抵抗性の値を変化させ、これにより回路１２７２によって得られるインピーダンス変換を調整する。可変整合回路１２７２の構成の調整は、望ましくは、反射信号電力の大きさを減少させることであり、このことは、Ｓ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲの大きさを減少させ、また負荷１２６４が吸収するパワーを増加させることに対応する。
【０１４８】
上述したように、可変インピーダンス整合回路網１２７２は、加熱キャビティ１２６０プラス負荷１２６４の入力されたキャビティ・プラス・負荷インピーダンスに整合させ、できる限り負荷１２６４内へのＲＦパワー転移を最大化するのに使用する。加熱キャビティ１２６０及び負荷１２６４の初期インピーダンスは、加熱工程の開始時では正確に知ることはできない。さらに、負荷１２６４のインピーダンスは、加熱工程中に負荷１２６４が温度上昇するにつれて変化する。或る実施形態によれば、システムコントローラ１２１２は、制御信号を可変インピーダンス整合回路網１２７２に供給し、この可変インピーダンス整合回路網１２７２の状態を変更させることができる。このことは、加熱工程の開始時に可変インピーダンス整合回路網１２７２の初期状態を、反射対順方向の電力比が比較的低く、またひいては負荷１２６４によるＲＦパワー吸収を比較的高いものとする状態であるように確立することができる。さらに、このことは、システムコントローラ１２１２が可変インピーダンス整合回路網１２７２の状態を変更させ、これにより負荷１２６４のインピーダンス変化にも係わらず、加熱工程全体にわたり適正な整合が維持されることを可能にする。
【０１４９】
可変整合回路網１２７２は様々な形態のうち任意なものとすることができる。例えば、回路網１２７２は、様々な実施形態において、インダクタンス／キャパシタンス（ＬＣ）回路網、インダクタンスのみの回路網、キャパシタンスのみの回路網、又は帯域通過回路、高域通過回路及び低域通過回路の組合せから選択したいずれか１つ又はそれ以上の回路を有することができる。可変整合回路網１２７２を伝送経路１２２８の平衡型部分で実現している或る実施形態において、可変整合回路網１２７２は、２つの入力部及び２つの出力部を有するダブルエンド型回路網である。可変整合回路網１２７２を伝送経路１２２８の不平衡型部分で実現している或る実施形態において、可変整合回路網は、単独の入力部及び単独の出力部を有するシングルエンド型回路網（例えば、図１０、１１の整合回路１０００又は１１００に類似）である。より具体的な実施形態によれば、可変整合回路網１２７２は、可変インピーダンス回路網（例えば、図１３のダブルエンド型回路網１３００）を含む。他のより具体的な実施形態によれば、可変整合回路網１２７２は、可変キャパシタンス回路網（例えば、図１４のダブルエンド型回路網１４００）を含む。さらに他の実施形態において、可変整合回路１２７２は可変インダクタンス素子及び可変キャパシタンス素子の双方を有することができる。可変整合回路１２７２によってもたらされ、これにより回路１２７２によって得られるインピーダンス変換に影響を及ぼすインダクタンス、キャパシタンス及び／又は抵抗が、以下により詳細に説明するように、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２からの制御信号によって確立される。いずれにせよ、キャビティ１２６０内におけるキャビティ１２６０プラス負荷１２６４における絶えず変化するインピーダンスに動的に整合するよう、加熱工程の過程にわたり可変整合回路１２７２の状態を変化させることによって、システム効率は加熱工程全体にわたり高いレベルに維持できる。
【０１５０】
可変整合回路１２７２は広範囲にわたる様々な回路構成のうち任意なものとすることができ、またこのような構成の非限定的実施例を図１３及び１４に示す。例えば、図１３は、例示的実施形態による、加熱システム（例えば、図１、６、８、１２のシステム１００、６００、８００、１２００）に組み込むことができるダブルエンド型可変インピーダンス整合回路１３００の概略図である。或る実施形態によれば、可変整合回路１３００は固定値コンポーネント及び可変受動コンポーネントの回路網を含む。
【０１５１】
回路１３００は、ダブルエンド型入力部１３０１-１、１３０１-２（入力部１３０１と称する）、ダブルエンド型出力部１３０２-１、１３０２-２（出力部１３０２と称する）、及び入力部１３０１と出力部１３０２との間においてはしご構成で接続した受動コンポーネントの回路網を有する。例えば、システム１２００に接続するとき、第１入力１３０１-１を平衡型導体１２２８-４の第１導体に接続することができ、また第２入力１３０１-２を平衡型導体１２２８-４の第２導体に接続することができる。同様に、第１出力１３０２-１を平衡型導体１２２８-５の第１導体に接続することができ、また第２出力１３０２-２を平衡型導体１２２８-５の第２導体に接続することができる。
【０１５２】
図１３に示す特別な実施形態において、回路１３００は、入力部１３０１-１と出力部１３０２-１との間に直列接続した第１可変インダクタ１３１１及び第１固定インダクタ１３１５と、入力部１３０１-２と出力部１３０２-２との間に直列接続した第２可変インダクタ１３１６及び第２固定インダクタ１３２０と、入力部１３０１-１と入力部１３０１-２との間に接続した第３可変インダクタ１３２１と、及びノード１３２５と１３２６との間に接続した第３固定インダクタ１３２４とを有する。
【０１５３】
或る実施形態によれば、第３可変インダクタ１３２１は、第１整合回路（例えば、図１２の回路１２３４）によって変更されるように、ＲＦ信号源（例えば、図１２のＲＦ信号源１２２０）のインピーダンスに整合するよう、又はより具体的には、第１整合回路（例えば、図１２の回路１２３４）によって変更されるように、最終段電力増幅器（例えば、図１２の増幅器１２２４）のインピーダンスに整合するよう構成可能な「ＲＦ信号源整合部分」に対応する。或る実施形態によれば、第３可変インダクタ１３２１は、約５ｎＨ〜約２００ｎＨの範囲内におけるインダクタンスを生ずるよう互いに選択的に接続できる誘導性コンポーネントの回路網を有するが、この範囲はより低い又はより高いインダクタンス値を有することもできる。
【０１５４】
これとは対照的に、可変インピーダンス整合回路網１３００の「キャビティ整合部分」は、第１及び第２の可変インダクタ１３１１、１３１６と、固定インダクタ１３１５、１３２０、１３２４によって得られる。第１及び第２の可変インダクタ１３１１、１３１６は、複数のインダクタンス値を生ずるよう変化することができるため、第１及び第２の可変インダクタ１３１１、１３１６は、キャビティ・プラス・負荷（例えば、図１２のキャビティ１２６０プラス負荷１２６４）のインピーダンスに最適に整合するよう構成可能である。例えば、インダクタ１３１１、１３１６各々は、約１０ｎＨ〜約２００ｎＨの範囲内における値を有するが、この値は、他の実施形態において、より低い又はより高い値を有することもできる。
【０１５５】
固定インダクタ１３１５、１３２０、１３２４は、さらに、約５０ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲内におけるインダクタンス値を有するが、このインダクタンス値は、より低い又はより高い値を有することもできる。インダクタ１３１１、１３１５、１３１６、１３２０、１３２１、１３２４は、種々の実施形態において、個別インダクタ、分散インダクタ（例えば、印刷コイル）、ワイヤボンド、伝送ライン、及び／又は他の誘導性コンポーネントを有することができる。或る実施形態において、可変インダクタ１３１１及び１３１６は対にして動作させ、このことは、出力部１３０２-１及び１３０２-２に搬送されるＲＦ信号が確実に平衡化されるよう、動作中にそれらインダクタンス値が任意な所定時点で互いに等しくなるよう制御することを意味する。
【０１５６】
上述したように、可変整合回路１３００は、伝送経路１２２８の平衡型部分（例えば、コネクタ１２２８-４と１２２８-５との間）に沿って接続するよう構成されたダブルエンド型回路であり、他の実施形態は、伝送経路１２２８の不平衡型部分に沿って接続するよう構成されたシングルエンド型（すなわち、１つの入力部及び１つの出力部を有する）回路を含むことができる。
【０１５７】
回路１３００内のインダクタ１３１１、１３１６、１３２１のインダクタンス値を変化させることによって、システムコントローラ１２１２は回路１３００によって得られるインピーダンス変換を増減することができる。望ましくは、インダクタンス値変化がＲＦ信号源１２２０とキャビティ・プラス・負荷インピーダンスとの間における全体インピーダンス整合を改善し、この結果として、反射信号電力及び／又は反射対順方向信号の電力比減少を生ずるようになることである。多くの場合、システムコントローラ１２１２は、最大電磁場強度がキャビティ１２６０内で得られる、及び／又は最大量の電力が負荷１２６４によって吸収される、及び／又は最小量の電力しか負荷１２６４によって反射されない状態に回路１３００を構成するよう対処できる。
【０１５８】
図１４は、他の例示的実施形態による、加熱システム（例えば、図１、６、８、１２のシステム１００、６００、８００、１２００）に組み込むことができ、また可変インダクタンスインピーダンス整合回路網１３００（図１３参照）の代わりに実装することができるダブルエンド型可変インピーダンス整合回路１４００（例えば、図１２の整合回路１２７２）の概略図である。整合回路６００（図６参照）と同様に、或る実施形態によれば、可変整合回路１４００は、固定値及び可変の受動コンポーネントによる回路網を有する。
【０１５９】
回路１４００は、ダブルエンド型の入力部１４０１-１、１４０１-２（入力部１４０１と称する）、ダブルエンド型の出力部１４０２-１、１４０２-２（出力部１４０２と称する）、及び入力部１４０１と出力部１４０２との間に接続した受動コンポーネントの回路網を有する。例えば、システム１２００に接続するとき、第１入力部１４０１-１は平衡型導体１２２８-４の第１導体に接続し、また第２入力部１４０１-２は平衡型導体１２２８-４の第２導体に接続することができる。同様に、第１出力部１４０２-１は平衡型導体１２２８-５の第１導体に接続し、また第２出力部１４０２-２は平衡型導体１２２８-５の第２導体に接続することができる。
【０１６０】
図１４に示す特別な実施形態において、回路１４００は、入力部１４０１-１と出力部１４０２-１との間に直列接続した第１可変キャパシタンス回路網１４１１及び第１インダクタ１４１５と、入力部１４０１-２と出力部１４０２-２との間に直列接続した第２可変キャパシタンス回路網１４１６及び第２インダクタ１４２０と、及びノード１４２５と１４２６との間に接続した第３可変キャパシタンス回路網１４２１とを有する。インダクタ１４１５、１４２０は、或る実施形態において、比較的低い周波数（例えば、約４０.６６ＭＨｚ〜約４０.７０ＭＨｚ）及び高電力（例えば、約５０Ｗ〜５００Ｗ）で動作するよう設計することができるとき、サイズ及びインダクタンス値の双方が比較的大きいものとする。例えば、インダクタ１４１５、１４２０各々は約１００ｎＨ〜約１０００ｎＨの範囲内（例えば、約２００ｎＨ〜約６００ｎＨの範囲内）における値を有することができるが、他の実施形態において、それら値はより低い及び／又は高いものとすることができる。或る実施形態によれば、インダクタ１４１５、１４２０は固定値の集中化したインダクタ（例えば、種々の実施形態において、コイル、個別インダクタ、分散インダクタ（例えば、印刷したコイル）、ワイヤボンド、伝送ライン及び／又は他の誘導性コンポーネント）とする。他の実施形態において、インダクタ１４１５、１４２０のインダクタンス値は可変とすることができる。いずれにせよ、インダクタ１４１５、１４２０のインダクタンス値は、或る実施形態において、不変的に（インダクタ１４１５、１４２０が固定値であるとき）、又は任意な所定時点（インダクタ１４１５、１４２０が可変であるときにそれらは対として動作する）のいずれでもほぼ同一である。
【０１６１】
第１及び第２の可変キャパシタンス回路網１４１１，１４１６は、回路１４００の「直列整合部分」に対応する。或る実施形態によれば、第１可変キャパシタンス回路網１４１１は、第１可変キャパシタ１４１３に並列接続した第１固定値キャパシタ１４１２を有する。この第１固定値キャパシタ１４１２は、或る実施形態において、約１ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内におけるキャパシタンス値を有することができる。第１可変キャパシタ１４１３は、０ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを生ずるよう互いに選択的に接続することができる容量性コンポーネントの回路網を有することができる。したがって、第１可変キャパシタンス回路網１４１１により得られる総キャパシタンス値は、約１ｐＦ〜約２００ｐＦの範囲内であり得るが、その範囲をより低い又はより高いキャパシタンス値まで拡張することもできる。
【０１６２】
同様に、第２可変キャパシタンス回路網１４１６は、第２可変キャパシタ１４１８に並列接続した第２固定値キャパシタ１４１７を有する。この第２固定値キャパシタ１４１７は、或る実施形態において、約１ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内におけるキャパシタンス値を有することができる。第２可変キャパシタ１４１８は、０ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを生ずるよう互いに選択的に接続することができる容量性コンポーネントの回路網を有することができる。したがって、第１可変キャパシタンス回路網１４１６により得られる総キャパシタンス値は、約１ｐＦ〜約２００ｐＦの範囲内であり得るが、その範囲はより低い又はより高いキャパシタンス値まで拡張することもできる。
【０１６３】
いずれにせよ、出力部１４０２-１及び１４０２-２に供給される信号の平衡性を確実にするため、或る実施形態において、第１及び第２の可変キャパシタンス回路網１４１１、１４１６のキャパシタンス値は任意な所定時点でほぼ同一となるように制御する。例えば、第１及び第２の可変キャパシタ１４１３、１４１８のキャパシタンス値を制御して、第１及び第２の可変キャパシタンス回路網１４１１、１４１６のキャパシタンス値が任意な所定時点でほぼ同一となるようにする。第１及び第２の可変キャパシタ１４１３、１４１８は対にして動作するものとし、これは動作中にそれらのキャパシタンス値を任意な所定時点で制御されて、出力部１４０２-１及び１４０２-２に搬送されるＲＦ信号が確実に平衡化されることを意味する。第１及び第２の固定値キャパシタ１４１２、１４１７のキャパシタンス値は、幾つかの実施形態において、ほぼ同一とすることができるが、他の実施形態において、それらは異なるものとすることができる。
【０１６４】
可変インピーダンス整合回路網１４００の「分岐整合部分」は、第３可変キャパシタンス回路網１４２１及び固定インダクタ１４１５、１４２０によって得られる。或る実施形態によれば、この第３可変キャパシタンス回路網１４２１は、第３可変キャパシタ１４２４に並列接続した第３固定値キャパシタ１４２３を有する。第３固定値キャパシタ１４２３は、或る実施形態において、約１ｐＦ〜約１００ｐＦの範囲内におけるキャパシタンス値を有することができる。第３可変キャパシタ１４２４は、０ｐＦ〜約２００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを生ずるよう互いに選択的に接続することができる容量性コンポーネントの回路網を有することができる。したがって、第３可変キャパシタンス回路網１４２１によって得られる総キャパシタンス値は約１ｐＦ〜約７００ｐＦの範囲内とすることができるが、この範囲は、それよりも低い又は高いキャパシタンス値まで拡張することもできる。
【０１６５】
可変キャパシタンス回路網１４１１、１４１６、１４２１の状態は複数のキャパシタンス値を生ずるよう変化させることができるため、可変キャパシタンス回路網１４１１、１４１６、１４２１は、キャビティ・プラス・負荷（例えば、図１２のキャビティ１２６０プラス負荷１２６４）のインピーダンスを、ＲＦ信号源（例えば、図１２のＲＦ信号源１２２０、１２２０′）に最適に整合するよう構成可能とすることができる。回路１４００におけるキャパシタ１４１３、１４１８、１４２４のキャパシタンス値を変化させることによって、ＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図１２のＲＦ加熱システムコントローラ１２１２）は、回路１４００によって得られるインピーダンス変換を増減することができる。望ましくは、インダクタンス値変化がＲＦ信号源１２２０とキャビティ・プラス・負荷インピーダンスとの間における全体インピーダンス整合を改善し、この結果として、反射信号電力及び／又は反射対順方向信号の電力比減少を生ずるようになることである。多くの場合、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、最大電磁場強度がキャビティ１２６０内で得られる、及び／又は最大量の電力が負荷１２６４によって吸収される、及び／又は最小量の電力しか負荷１２６４によって反射されない状態に回路１４０００を構成するよう対処できる。
【０１６６】
図１３及び１４に示す可変インピーダンス整合回路網１３００、１４００は、しかし、望ましいダブルエンド型可変インピーダンス変換を実施することができる２つの可能な回路構成であると理解されたい。ダブルエンド型可変インピーダンス整合回路網の他の実施形態としては、異なる構成とした誘導性又は容量性回路網があり得る、又はインダクタ、キャパシタ、及び／又は抵抗の様々な組合せを有する受動的回路網があり得るものであり、幾つかの受動コンポーネントは固定値コンポーネントとすることができ、また幾つかの受動コンポーネントは可変値コンポーネント（例えば、可変インダクタ、可変キャパシタ、及び／又は可変抵抗）とすることができるものである。さらに、ダブルエンド型可変インピーダンス整合回路網は、受動コンポーネントを回路網に対して介入及び離脱させる切替えを行って、回路による得られる総インピーダンス変換を変更させる能動デバイス（例えば、トランジスタ）を含むことができる。
【０１６７】
再び図１２につき説明すると、加熱システム１２００の幾つかの実施形態は温度センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、及び／又は重量センサ１２９４を有することができる。温度センサ及び／又はＩＲセンサは、加熱工程中に負荷１２６４の温度を感知できる場所に位置決めすることができる。例えば、ホスト／熱システムコントローラ１２５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ１２１２に供給するとき、温度情報は、熱加熱コンポーネント１２５４によって生ずる熱エネルギー及び／又はＲＦ信号源１２２０によって供給されるＲＦ信号のパワーを変更する（例えば、電源及びバイアス回路１２２６が供給するバイアス及び／又は電源電圧を制御することにより）、及び／又は加熱工程を終了すべき時点を決定することができるようにする。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２は、温度情報を用いて可変インピーダンス整合回路網１２７０の状態を調整することができる。重量センサは、負荷１２６４の下側に位置決めし、また負荷１２６４の重量見積をホスト／熱システムコントローラ１２５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ１２１２に供給するよう構成する。ホスト／熱システムコントローラ１２５２及び／又はＲＦ加熱システムコントローラ１２１２はこの情報を使用して、例えば、加熱工程のおおよその持続時間を決定する。さらに、ＲＦ加熱システムコントローラ１２１２はこの情報を使用して、例えば、ＲＦ信号源１２２０が供給するＲＦ信号の所望電力レベルを決定する、及び／又は可変インピーダンス整合回路網１２７０のための初期設定を決定することができる。
【０１６８】
種々の実施形態によれば、本明細書記載のシングルエンド型又はダブルエンド型の可変インピーダンス整合回路網（例えば、図１０、１１、１３、１４の回路網１０００、１１００、１３００、１４００）に関連する回路は、１つ又はそれ以上のモジュールの形態で実装することができ、「モジュール」は、ここでは共通基板（例えば、印刷回路板（ＰＣＢ）又は他の基板）に接続される電気コンポーネントのアセンブリとして定義する。さらに、上述したように、ホスト／熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のコントローラ９５２、１２５２）及びユーザー・インタフェース（例えば、図９、１２のユーザー・インタフェース９９２、１２９２）の部分はホストモジュール（例えば、図９、１２のホストモジュール９９０、１２９０）の形態で実装することができる。さらに、様々な実施形態において、ＲＦ加熱システム（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）における処理部分及びＲＦ信号発生部分に関連する回路も１つ又はそれ以上のモジュールの形態で実装することができる。
【０１６９】
例えば、図１５は例示的実施形態によるＲＦ加熱システム（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システム９１０、１２１０）のＲＦサブシステムを含むＲＦモジュール１５００の斜視図である。ＲＦモジュール１５００は接地基板１５０４に接続したＰＣＢ１５０２を含む。接地基板１５０４は、ＰＣＢのための構造的支持体を提供し、また電気的接地基準及びＰＣＢ１５０２に接続した種々の電気コンポーネントのためのヒートシンク機能をもたらす。
【０１７０】
或る実施形態によれば、ＰＣＢ１５０２は、システムコントローラ回路１５１２（例えば、図９、１２のＲＦ加熱システムコントローラ９１２、１２１２に対応する）、ＲＦ信号源回路１５２０（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１２２０に対応し、ＲＦ信号発生器９２２、１２２２及び電力増幅器９２４、９２５、１２２４）、電力検出回路１５３０（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０に対応する）、及びインピーダンス整合回路１５３４（図９、１２の第１整合回路９３４、１２３４に対応する）を収容する。
【０１７１】
図１５の実施形態において、システムコントローラ回路１５１２はプロセッサ集積回路（ＩＣ）及びメモリＩＣを有し、ＲＦ信号源回路１５２０は信号発生器ＩＣ及び１つ又はそれ以上の電力増幅器デバイスを有し、電力検出回路１５３０は電力結合器デバイスを有し、またインピーダンス整合回路１５３４はインピーダンス整合回路網を形成するよう互いに接続した複数の受動コンポーネント（例えば、インダクタ１５３５、１５３６及びキャパシタ１５３７）を有する。回路１５１２、１５２０、１５３０、１５３４及び種々のサブコンポーネントは、図９及び１２で説明した様々な導体及び接続部につき上述したようにＰＣＢ上の導電性配線を介して互いに電気的に接続することができる。
【０１７２】
ＲＦモジュール１５００は、或る実施形態において、さらに複数のコネクタ１５１６、１５２６、１５３８、１５８０を有する。例えば、コネクタ１５８０は、ホスト／熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）及び他の機能を含むホストシステムに接続するよう構成することができる。コネクタ１５１６は、上述したように、可変整合回路（例えば、図９、１２の回路９７０、１２７２）に接続して制御信号をこの回路に供給するよう構成することができる。コネクタ１５２６は電源に接続してシステム電力を受け取るよう構成することができる。最後に、コネクタ１５３８（例えば、図１２のコネクタ１２３６）は、同軸ケーブル又は他の伝送ラインに接続するよう構成することができ、これによりＲＦモジュール１５００を可変整合回路又はサブシステム（例えば、図９、１２の回路又はサブシステム９７０、１２７０、１２７２）に電気的に接続する（例えば、図９、１２の導体９２８-２、１２２８-３の同軸ケーブル実装を介して）ことができる。他の実施形態において、可変整合サブシステム（例えば、図９、１２の可変整合回路網９７０、バラン１２７４、及び／又は可変整合回路１２７２）のコンポーネントもＰＣＢ１５０２に集積することができ、この場合、コネクタ１５３６はモジュール１５００から排除することができる。ＲＦモジュール１５００のレイアウト、サブシステム、及びコンポーネントにおける他の変更例も作成することができる。
【０１７３】
ＲＦモジュール（例えば、図１５のモジュール１５００）、ホストモジュール（例えば、図９、１２のモジュール９９０、１２９０）、及び可変インピーダンス整合回路網モジュール（図示せず）の実施形態は、互いにまた他のコンポーネントに電気的に接続し、複合装置又はシステム（例えば、図１、６、８、９、１２の装置１００、６００、８００、９００、１２００）を形成することができる。例えば、ＲＦ信号接続は、同軸ケーブルのような接続線（例えば、図９、１２の導体９２８-２、１２２８-３）を介してＲＦコネクタ１５３８（図１５参照）と可変インピーダンス整合回路網モジュールとの間で行うことができ、また制御接続は、多重導体ケーブルのような接続線（例えば、図９、１２の導体９１６、１２１６）を介してコネクタ１５１６（図１５参照）と可変インピーダンス整合回路網モジュールとの間で行うことができる。さらにシステムを組み上げるため、ホストシステムモジュール（図９、１２のモジュール９９０）はＲＦモジュール１５００にコネクタ１５８０を介して接続することができ、電源はＲＦモジュール１５００にコネクタ１５２６を介して接続することができ、また電極（例えば、図９、１２の電極９４０、９４２、１２４０、１２４２）は可変インピーダンス整合回路網モジュールの出力に接続することができる。勿論、上述したアセンブリは、電極が解凍キャビティ（図１、６、８、９、１２のキャビティ１１０、６１０、８１０、９６０、１２６０）を跨いで相互に固定関係で保持されるよう種々の支持構体及び他のシステムコンポーネントに物理的に連結することもでき、また解凍装置は、より大きいシステム（例えば、図１、６、８のシステム１００、６００、８００）内に統合化することができる。
【０１７４】
加熱システムの電気的及び物理的な局面における実施形態を説明してきたが、次にこのような加熱システムを動作させる方法の様々な実施形態を図１６〜１８につき説明する。より具体的には、図１６は、ＲＦ加熱システム（例えば、図１、６、８、９、１２のシステム１５０、６５０、８５０、８８０、９１０、１２１０）及び熱加熱システム（例えば、図１、６、８、９、１２のシステム１６０、６６０、６８０、８６０、８８０、９１０、１２１０）を含む加熱システム（例えば、図１、６、８、９、１２のシステム１００、６００、８００、９００、１２００）を動作させる方法におけるフローチャートである。
【０１７５】
この方法は、ブロック１６０２において、ホストシステムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）が加熱工程をスタートすべきとの指示を受け取るとき開始することができる。このような指示は、例えば、ユーザーが負荷（例えば、図１、６、８、９、１２の負荷９６４、１２６４）をシステムの加熱キャビティ（例えば、図１、６、８、９、１２のキャビティ１１０、６１０、８１０、９６０、１２６０）内に配置し、キャビティを封止し（例えば、ドア又はドロワーを閉鎖することによって）、またスタートボタン（例えば、図１、６、８、９、１２の制御パネル１２０、６２０、８２０、又はユーザー・インタフェース９９２、１２８２における）を押し込んだ後に受け取られる。
【０１７６】
上述したように、システムの加熱キャビティ内に負荷を投入する前に、ユーザーは棚（例えば、図１、２、３、６、８の棚１３４、２００、３００、６３４、８３４）を加熱キャビティ内に設置することができ、棚はＲＦ加熱システムの電極（例えば、図９、１２の電極９４２、１２４２）を実装又は設けることができる。或る実施形態において、キャビティの封止は、１つ又はそれ以上の安全インターロック機構を係合させ、この係合時にキャビティに供給されるＲＦ電力がキャビティ外部の環境にほぼ漏れないことを示す。以下に説明するように、安全インターロック機構の離脱は、システムコントローラに対して即座に加熱工程を停止又は終了させることができる。
【０１７７】
様々な実施形態によれば、ホストシステムコントローラは、随意的に負荷タイプ（例えば、肉、液体、又は他の材料）、初期負荷温度、及び／又は負荷重量を示す付加的入力を受け取ることができる。例えば、負荷タイプに関する情報は、ユーザー・インタフェースとの相互作用によりユーザーから（例えば、認識されている負荷タイプリストからユーザーが選択することによって）受け取ることができる。代案として、システムは、負荷の外面に見えるバーコードをスキャンする、又は負荷上又は負荷内に埋設したＲＦＩＤデバイスからの電子信号を受信するよう構成することができる。初期負荷温度に関する情報は、例えば、１つ又はそれ以上の温度センサ及び／又はＩＲセンサ（例えば、図９、１２のセンサ９９４、１２９４）から受け取ることができる。負荷重量に関する情報は、ユーザー・インタフェースとの相互作用によりユーザーから、又はシステムの重量センサ（例えば、図９、１２のセンサ９９４、１２９４）から受け取ることができる。上述したように、負荷タイプ、初期負荷温度、及び／又は負荷重量を示す付加的入力の受取りは随意的であり、またシステムは、代案として、これら入力の幾つか又はすべてを受け取らないものとすることができる。
【０１７８】
スタートボタンを押す前に、ユーザーは、どの加熱システムを加熱プロセス中に作動させるかを示す調理モードを選択することができる。例えば、ユーザーは、専用調理モードボタン（例えば、図１、６、８、９、１２の制御パネル１２０、６２０、８２０、又はユーザー・インタフェース９９２、１２８２）を押す、又は制御パネルから調理モードメニューにアクセスして選択を行うことによって調理モードを特定することができる。上述したように、どのタイプの熱加熱システムをＲＦ加熱システムと組み合わせるかに基づいて、多数の異なる調理モードが選択に利用可能であり、この選択において異なる調理モードは、概して、熱だけの調理モード、ＲＦだけの調理モード、及び熱及びＲＦ複合調理モードとして分類することができる。例えば、熱だけのモードとしては、以下の上述したモード、すなわち、1) システム１００、６００、８００（図１、６、８）のうち任意なシステムにおける対流システム１６０、６６０、８６０を利用することができる対流だけの調理モード、2) システム６００（図６）における輻射加熱システム６８０を利用することができる輻射だけの調理モード、並びに3) システム８００（図８）におけるガス加熱システム８８０を利用することができるガスだけの調理モードのうち任意なものがあり得る。他の実施例として、熱及びＲＦ複合調理モードとしては、以下の上述したモード、すなわち、1) 対流及びＲＦ複合調理モード、2) 輻射及びＲＦ複合調理モード、3) 対流、輻射、及びＲＦ複合調理モード、4) ガス及びＲＦ複合調理モード、並びに5) 対流、ガス、及びＲＦ複合調理モードのうち任意なものがあり得る。上述のモードに加えて、対流システムを他タイプの熱調理システムと組み合わせるとき、以下の付加的モード、すなわち、1) 対流及び輻射複合調理モード、並びに2) 対流及びガス複合調理モードを利用可能とすることもできる。
【０１７９】
ユーザーが熱加熱システム（例えば、対流システム１６０、６６０又は８６０、輻射加熱システム６８０、又はガス加熱システム８８０）を利用する調理モードを選択するとき、ユーザーは、制御パネル若しくはユーザー・インタフェースとの相互作用で所望キャビティ（オーブン）温度（若しくは温度設定ポイント）を入力することを促される、又は入力可能となることができる。代案として、キャビティ温度設定ポイントは、それ以外のものとして、システムによって取得又は決定することができる。
【０１８０】
調理モード、及び利用可能である場合には、温度設定ポイントを選択し、かつスタート指示を受け取った後、実施される残りのプロセスステップは、どの調理モードが選択されたかに依存する。熱だけの調理モード（例えば、対流だけ、輻射だけ、及びガスだけの調理モード）選択でスタートする場合、ブロック１６３０においてシステムコントローラ（例えば、図９、１２のホスト／熱システムコントローラ９５２、１２５２）は、熱加熱システム（例えば、図１、６、８、９、１２の対流システム１６０、輻射加熱システム６８０、ガス加熱システム８８０、熱調理システム９５０、１２５０）における熱加熱コンポーネント（例えば、図９、１２の熱加熱コンポーネント９５４、１２５４）を作動させる。作動させた後、熱加熱コンポーネントはオーブンキャビティ内の空気を加熱し始める。対流調理モードを選択するとき、システムコントローラは、さらに、対流システムのファン（例えば、図９、１２のファン９５８、１２５８）を作動させる。時間経過後、オーブンキャビティは温度設定ポイントまで予加熱される。
【０１８１】
ブロック１６３２において、オーブン温度は温度設定ポイントに維持される。例えば、或る実施形態において、熱加熱コンポーネント及びシステムサーモスタット（例えば、図９、１２のサーモスタット９５６、１２５６）、また可能であればホスト／熱システムコントローラを含む閉ループ又はフィードバックをベースとするシステムは、オーブンキャビティ内の空気温度を連続的又は周期的にモニタリングすることができ、また空気温度が温度設定ポイントを下回るとき熱加熱システムを作動状態に維持することができる。逆に、空気温度が温度設定ポイントを上回るとき、システムは、一時的に熱加熱コンポーネントを不作動にし、またその後に空気温度をモニタリングし続けることができる。空気温度が温度設定ポイント以下に低下した後、熱加熱コンポーネントが再作動し、再び空気温度を上昇させることができる。このプロセスは、その後ヒステリシスループで継続することができる。
【０１８２】
オーブン温度が維持されているとき、ホスト／熱システムコントローラは、ブロック１６３４において中断（cessation）又は終了（exit）条件か否かを評価することができる。実際、中断又は終了条件が生じたか否かの決定は、加熱プロセス中の任意な時点で起こり得る割り込み駆動プロセスとすることができる。しかし、図１６のフローチャートにおいてそのことを含める目的で、プロセスはブロック１６３２の後で生ずるように示している。
【０１８３】
いずれにせよ、幾つかの条件は加熱工程の一時的中断を保証することができ、また他の条件は加熱工程の完全終了を保証することができる。例えば、システムは、システムドア（例えば、図１、６、８のドア１１６、６１６、８１６）が加熱工程中に開いたとき一時的中断条件を生じたと決定することができる。例えば、図１７は、例示的実施形態による、加熱システムドアの状態に関連する一時的中断プロセスを実施する方法のフローチャートである。このプロセスは、例えば、ブロック１７０２においてシステムドアが開いたことをホスト／熱システムコントローラが検出するとき、割込みによってトリガすることができる。例えば、ドアの開放は、安全インターロックが破綻するとき（例えば、図１、６、８のラッチ機構１１８、６１８、８１８が対応する固定構体１１９、６１９、８１９から離脱するとき）を検出することができる。
【０１８４】
システムドアが開いたことをシステムが検出するとき、ホスト／熱システムコントローラは、ブロック１７０４において加熱システムコンポーネントの幾つかを一時的に不作動にすることができる。例えば、選択した調理モード中に対流システムが作動する場合、ホスト／熱システムコントローラは、対流ファンに制御信号を送り、ファン（及びあるならば対流ファン内の一体化加熱素子）を不作動にすることができる。さらに、選択した調理モード中に輻射加熱システム又はガス加熱システムが作動状態である場合、ホスト／熱システムコントローラは、対応する輻射加熱素子又はガスバーナーを不作動にすることができる。さらにまた、選択した調理モード中にＲＦ加熱システムが作動状態である場合、ホスト／熱システムコントローラは、ＲＦシステムコントローラに対してＲＦ信号の発生及びシステム電極への供給を遮断することを喚起する制御信号をＲＦシステムコントローラに送ることができる。
【０１８５】
ブロック１７０６で決定されるように、システムドアがその後に閉じるまでは、ブロック１７０４で不作動になっている加熱システムコンポーネントは不作動のままである。例えば、安全インターロックが再係合するとき（例えば、図１、６、８のラッチ機構１１８、６１８、８１８が対応する固定構体１１９、６１９、８１９に再係合するとき）、ドア閉鎖をホスト／熱システムコントローラが検出することができる。システムドアが閉じる前に優先恒久的終了条件が生じない限り、ホスト／熱システムコントローラは、システムドアが閉じたことを検出した後、ブロック１７０８において加熱システムコンポーネント（例えば、対流ファン、輻射加熱素子、ガスバーナー）を再作動させ、またプロセスはブロック１６３４（図１６）に復帰する。
【０１８６】
ブロック１６３４に戻って説明すると、ホスト／熱システムコントローラは、代案として、恒久的中断（終了）条件が生じたことを決定することができる。例えば、ホスト／熱システムコントローラは、ユーザーがセットした（例えば、図９、１２のユーザー・インタフェース９９２、１２９２を介して）タイマーが満了した際に、又はホスト／熱システムコントローラによるどのくらい長く加熱工程を持続すべきかの算定に基づいてホスト／熱システムコントローラが確立したタイマーの満了時に終了条件が生じたとの決定を行うことができる。さらに他の代替的実施形態において、ホスト／熱システムコントローラは、それ以外として、加熱工程の完了を検出することができる（例えば、負荷が調理された又は所望温度に達したとの決定を行うことができる）。
【０１８７】
一時的中断条件が解消された場合、又は恒久的中断（終了）条件が生起していない場合には、加熱工程はブロック１６３２及び１６３４を反復的に実施することによって継続することができる。恒久的中断（終了）条件が生起したとき、ブロック１６３６においてホスト／熱システムコントローラは熱加熱システムを不作動にする（停止する）。さらに、ホスト／熱システムコントローラは、ユーザー・インタフェースに対して終了条件であることのユーザー知覚可能指示を生ぜしめる（例えば、ディスプレイデバイスに「完了」を表示する、又は可聴音を発生することによって）信号をユーザー・インタフェース（例えば、図９、１２のユーザー・インタフェース９９２、１２９２）に送信することができる。
【０１８８】
再びブロック１６０２に戻り、ＲＦだけの調理モード選択を行ったプロセスに移って説明すると、先ずブロック１６０４においてオーブンキャビティが空であるか否かの決定を行うことができる。この決定は、ＲＦ加熱システムコントローラ（例えば、図９、１２のコントローラ９１２、１２１２）によって行うことができ、オーブンキャビティが空であるとき（例えば、負荷がオーブンキャビティ内に配置されていない場合）にはＲＦ加熱システムが不作動状態になるのを確実にし、これはすなわち、このような条件の下ではＲＦ加熱システムを作動させることはシステムに損傷を与えるおそれがあるからである。
【０１８９】
或る実施形態によれば、ＲＦ加熱システムコントローラは、比較的低いＲＦ信号をＲＦシステム電極（例えば、図９、１２の電極９４０、１２４０）に供給するようＲＦ信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１２２０）を制御し、またキャビティ空条件を示す信号を電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０、１２３０′、１２３０″）から受け取ることによってキャビティ空条件が存在することを決定することができる。例えば、キャビティ空条件は、電力検出回路が所定閾値を超える反射電力を検出するときに示され得る。付加的又は代案的に、流布加熱システムコントローラは、特定整合条件が存在するとき（例えば、較正プロセス中に可変インピーダンス整合回路網がキャビティ空条件に関連する特定状態にセットされるとき）にキャビティ空条件が示されていると決定することができる。キャビティ空条件が検出されたとき、ブロック１６０４において、次いでブロック１６０６においてキャビティ空条件であることのユーザーが知覚可能な表示をユーザー・インタフェースにより出力され（例えば、メッセージがディスプレイ表示され）、低電力ＲＦ信号が遮断され、またＲＦ加熱システムを不作動にすることができる。少なくともユーザーによるキャビティ内負荷投入が必至であるシステムドアの開放次いで再閉鎖がされるまでは、ＲＦ加熱システムは不作動状態に留まる。このようなシナリオにおいて、ユーザーが再びスタート指示をした後、ブロック１６０４を反復することができる。
【０１９０】
ブロック１６０４でキャビティ空条件が検出されない（例えば、反射電力はキャビティ内に負荷が存在することを示す）とき、ブロック１６０８において可変整合回路網較正プロセスが実施される。図１６のフローチャートが煩雑化するのを回避するため、可変回路網較正プロセスの実施形態を図１８に示す。
【０１９１】
可変回路網較正プロセスは、ブロック１８０２においてＲＦ加熱システムコントローラが、可変整合回路網の初期構成又は状態を確立するための制御信号を可変整合回路網（例えば、図９〜１４の回路網９７０、１０００、１１００、１２７２、１３００、１４００）に供給するとき開始する。この制御信号は、可変整合回路網内の可変インダクタンス及び／又はキャパシタンス（例えば、図１０、１３のインダクタンス１０１０、１０１１、１３１１、１３１６、１３２１、及び図１１、１４のキャパシタンス１１４４、１１４８、１４１３、１４１８、１４２４）の値に影響を及ぼす。例えば、制御信号は、ＲＦ加熱システムコントローラからの制御信号に応答し、またサブインダクタンス及びサブキャパシタンスの回路網に対する介入及び離脱する切り替えを行って、可変コンポーネントのインダクタンス値及びキャパシタンス値を増減するよう動作可能である、種々のインダクタンス及びキャパシタンスに対するバイパススイッチの状態に影響を及ぼすことができる。望ましくは、可変整合回路網の初期構成は、ＲＦ信号源とキャビティ・プラス・負荷との間に最適整合をもたらすよう確立される。
【０１９２】
初期可変整合回路網構成が確立された後、システムコントローラは、必要であれば、可変インピーダンス整合回路網を調整して、整合の質を表す実際の測定に基づいて容認可能又は最良の整合を見出すためプロセス１８１０を実施することができる。或る実施形態によれば、このプロセスは、ブロック１８１２において、ＲＦ信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０、１２２０）に対して可変インピーダンス整合回路網から電極（例えば、図９、１２の第１電極９４０又は双方の電極１２４０、１２４２）に比較的低い電力のＲＦ信号を供給させるステップを含む。システムコントローラは、制御信号により電源及びバイアス回路（例えば、図９、１２の回路９２６、１２２６）へのＲＦ信号電力レベルを制御することができ、この場合、制御信号は、電源及びバイアス回路に対して所望信号電力レベルに一致する供給電圧及びバイアス電圧を増幅器（例えば、図９、１２の増幅器９２４、９２５、１２２４）に供給させる。例えば、比較的低い電力のＲＦ信号は約１０Ｗ〜約２０Ｗの範囲内における電力レベルを有する信号とすることができるが、代案として、異なる電力レベルを使用することができる。キャビティ又は負荷を損傷させる（例えば、初期整合が高い反射電力を生ぜしめる場合）リスクを軽減する、及び可変インダクタンス回路網の切替えコンポーネントを損傷させる（例えば、スイッチ接点に跨る発弧に起因する）リスクを軽減するため、整合調整プロセス１８１０中における比較的低い電力レベル信号が望ましい。
【０１９３】
次にブロック１８１４において、電力検出回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０、１２３０′、１２３０″）は、ＲＦ信号源と電極との間における伝送経路（例えば、図９、１２の経路９２８、１２２８）に沿う反射及び（或る実施形態における）順方向電力を測定し、またそれらの測定値をＲＦ加熱システムコントローラに供給する。ＲＦ加熱システムコントローラは、次に反射信号電力と順方向信号電力との間の比を決定することができ、またこの比に基づいてシステムに対するＳ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲ値を決定することができる。システムコントローラは、或る実施形態において、その後の評価又は比較のために、受信した電力測定値（例えば、受信反射電力測定値、受信順方向電力測定値、又はその双方）及び／又は計算した比、Ｓ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲ値を保存することができる。
【０１９４】
ブロック１８１６において、システムコントローラは、反射電力測定値、及び／又は反射対順方向信号電力比、及び／又はＳ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲ値に基づいて、可変インピーダンス整合回路網によって得られる整合が容認可能（例えば、反射電力が閾値を下回る、又は比が１０パーセント以下、又は測定値若しくは値が何らかの他の基準と比べて好ましい）か否かを決定することができる。代案として、システムコントローラは、整合が「最良」整合か否かを決定するよう構成することができる。例えば、すべてのあり得るインピーダンス整合回路網構成（又は少なくともインピーダンス整合回路網構成の規定されたサブセット）に対して反射ＲＦ電力（及び幾つかの実施形態において順方向反射電力）を繰り返し測定し、またどの構成が最少反射ＲＦ電力及び／又は最少反射対順方向電力の比をもたらす結果となるかを決定することによって、「最良」整合を決定することができる。
【０１９５】
ＲＦ加熱システムコントローラが整合は容認できない又は最良整合でないことを決定するとき、ＲＦ加熱システムコントローラは、ブロック１８１８において、可変インピーダンス整合回路網を再構成することによってその整合を調整することができる。例えば、このことは、回路網に対して回路網内の可変インダクタンスを増減させる（例えば、図１０、１３の可変インダクタンス回路網１０１０、１０１１、１３１１、１３１６、１３２１又は図１１、１４の可変キャパシタンス回路網１１４２、１１４６、１４１１、１４１６、１４２１に対して異なるインダクタンス若しくはキャパシタンス状態にさせることにより、又はインダクタ若しくはキャパシタを回路に対して介入及び離脱させる切替えを行うことにより）制御信号を可変インピーダンス整合回路網に送信することによって達成することができる。可変インダクタンス回路網を再構成した後、ブロック１８１４、１８１６、及び１８１８は、ブロック１８１６において容認可能な又は最良の整合が決定されるまで繰り返し実施することができる。
【０１９６】
容認可能な又は最良の整合が決定された後、フローは図１６に戻り、またＲＦ加熱工程を始めることができる。ＲＦ加熱工程の開始は、ブロック１６１０において、ＲＦ信号源（例えば、図９、１２のＲＦ信号源９２０，１２２０）が供給するＲＦ信号の電力を比較的高い電力のＲＦ信号まで増加させるステップを含む。再度、ＲＦ加熱システムコントローラは、制御信号により電源及びバイアス回路（例えば、図９、１２の回路９２６、１２２６）へのＲＦ信号電力レベルを制御することができ、この場合、制御信号は、電源及びバイアス回路に対して所望信号電力レベルに一致する供給電圧及びバイアス電圧を増幅器（例えば、図９、１２の増幅器９２４、９２５、１２２４）に供給させる。例えば、比較的高い電力のＲＦ信号は約５０Ｗ〜約５００Ｗの範囲内の電力レベルを有する信号とすることができるが、代案として、異なる電力レベルを使用することができる。
【０１９７】
次にブロック１６１４において、測定回路（例えば、図９、１２の電力検出回路９３０、１２３０、１２３０′、１２３０″）は、周期的にＲＦ信号源と電極との間における伝送経路（例えば、図９、１２の経路９２８、１２２８）に沿う、１つ若しくはそれ以上の電流、１つ若しくはそれ以上の電圧、反射電力及び／又は順方向電力のようなシステムパラメータを測定し、またそれらの測定値をＲＦ加熱システムコントローラに供給する。ＲＦ加熱システムコントローラは、再び反射信号電力と順方向信号電力との間の比を決定することができ、またこの比に基づいてシステムに対するＳ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲ値を決定することができる。ＲＦ加熱システムコントローラは、或る実施形態において、その後の評価又は比較のために、受信した電力測定値及び／又は計算した比、Ｓ１１パラメータ及び／又はＶＳＷＲ値を保存することができる。或る実施形態によれば、順方向及び反射の電力に関する周期的測定値は、相当高い頻度（例えば、数ミリ秒のオーダー）、又は相当低い頻度（例えば、数秒のオーダー）で取得することができる。例えば、周期的に測定値を取得する相当低い頻度は、１０秒〜２０秒毎に１回測定する割合とすることができる。
【０１９８】
ブロック１６１６において、ＲＦ加熱システムコントローラは、１つ又はそれ以上の反射信号電力測定値、１つ又はそれ以上の計算した反射対順方向信号電力の比、１つ又はそれ以上の計算したＳ１１パラメータ、及び／又は１つ又はそれ以上のＶＳＷＲ値に基づいて、可変インピーダンス整合回路網によって得られた整合が容認可能か否かを決定することができる。例えば、ＲＦ加熱システムコントローラは、この決定を行うのに単一の反射信号電力測定値、単一の計算した反射対順方向信号電力の比、単一の計算したＳ１１パラメータ、若しくは単一のＶＳＷＲ値を使用することができる、又はこの決定を行うのに予め受け取った多数の反射信号電力測定値、予め計算した多数の反射対順方向信号電力の比、予め計算した多数のＳ１１パラメータ、若しくは予め計算した多数のＶＳＷＲ値の平均（又は他の計算）をとることができる。整合が容認可能か否かを決定するため、ＲＦ加熱システムコントローラは、例えば、受け取った反射信号電力、計算した比、Ｓ１１パラメータ、及び／又はＶＳＷＲ値を１つ又はそれ以上の対応する閾値と比較することができる。例えば、一実施形態において、ＲＦ加熱システムコントローラは、受け取った反射信号電力を、例えば、順方向信号電力における５パーセント（又は何らかの他の値）の閾値と比較することができる。順方向信号電力における５パーセントを下回る反射信号電力は、整合が容認可能のままでいることを示すことができ、また５パーセントを超える比は、整合がもはや容認可能ではないことを示すことができる。他の実施形態において、ＲＦ加熱システムコントローラは、計算した反射対順方向信号電力の比を１０パーセント（又は何らかの他の値）の閾値と比較することができる。１０パーセントを下回る比は、整合が容認可能のままでいることを示すことができ、また１０パーセントを超える比は、整合がもはや容認可能ではないことを示すことができる。測定した反射電力、計算した比若しくはＳ１１パラメータ、又はＶＳＷＲ値が対応する閾値より大きく、容認不可の整合であることを示すとき、ＲＦ加熱システムコントローラは、プロセス１６０８（例えば、図１７のプロセス）を再び実施することによって可変インピーダンス整合回路網の再構成を開始することができる。
【０１９９】
上述したように、可変インピーダンス整合回路網によって得られる整合は、負荷の温度上昇するにつれて、負荷（例えば、図９、１２の負荷９６４、１２６４）のインピーダンス変化に起因して加熱工程の過程にわたり劣化し得る。加熱工程の過程にわたり、最適なキャビティ整合は、キャビティ整合のインダクタンス又はキャパシタンスを調整することによって、及びＲＦ信号源のインダクタンス又はキャパシタンスを調整することによって維持できることが分かっている。
【０２００】
或る実施形態によれば、可変インピーダンス整合回路網を再構成する反復的プロセスにおいて、ＲＦ加熱システムコントローラはこの傾向を考慮に入れる。より具体的には、ブロック１６０８における可変インピーダンス整合回路網を再構成することによって整合を調整するとき、ＲＦ加熱システムコントローラは、初期的にはより低いインダクタンス（例えば、キャビティ整合）及びより高いインダクタンス（例えば、ＲＦ信号源整合）に対応するキャビティ及びＲＦ信号源整合のための可変インダクタンス回路網状態を選択することができる。同様のプロセスは、キャビティ及びＲＦ信号源のための可変キャパシタンス回路網を利用する実施形態において実施することができる。期待される最適整合軌跡に追随する傾向を有するインピーダンスを選択することによって、可変インピーダンス整合回路網再構成プロセス１６０８を実施する時間は、これら傾向を考慮に入れない再構成プロセスと比較するとき、短縮することができる。他の実施形態において、ＲＦ加熱システムコントローラは、そうする代わりに、容認可能構成を決定しようと試みるため、隣接構成を反復的に試験することができる。
【０２０１】
実際上は、ＲＦ加熱システムコントローラがシステムを再構成して容認可能インピーダンス整合を有するようにする、すべてのあり得る可変インピーダンス整合回路網構成を試験することを含めて、様々な異なる追求方法がある。容認可能構成を追求する任意な合理的方法は本発明の要旨の範囲内にあると見なされる。いずれにせよ、ブロック１６０８において容認可能整合が決定された後、加熱工程はブロック１６１０及び１６１４で再開され、プロセスは反復的に継続する。
【０２０２】
ブロック１６１６に戻って説明すると、１つ若しくはそれ以上の反射電力測定値、１つ若しくはそれ以上の計算した反射対順方向信号電力の比、１つ若しくはそれ以上の計算したＳ１１パラメータ、及び／又は１つ若しくはそれ以上のＶＳＷＲ値に基づいて、可変インピーダンス整合回路網によって得られる整合が依然として容認可能である（例えば、反射電力測定値、計算した比、Ｓ１１パラメータ、又はＶＳＷＲ値が対応する閾値よりも小さい、又は比較が好ましい）ことをＲＦ加熱システムコントローラが決定するとき、ＲＦ加熱システムコントローラ及び／又はホスト／熱システムコントローラは、ブロック１６１８において中断又は終了条件を生じたか否かを評価することができる。実際上は、中断又は終了条件を生じたか否かを決定することは、加熱工程中のいかなる時点でも生ずることができる割り込み駆動プロセスであり得る。しかし、図１６のフローチャートに含めることを目的として、ブロック１６１６後に生ずるプロセスを示す。ブロック１６１８は、ブロック１６３６及び上述した図１７のフローチャートにおける一時的中断条件に関連する説明とほぼ同一であり得る。簡潔にするため、その詳述はここでは繰り返さないが、同様に適用されることを意図する。
【０２０３】
一時的中断条件が解消された場合、又は恒久中断条件が生じていない場合、加熱工程は、ブロック１６１４及び１６１６（及び必要に応じて整合回路網再構成プロセス１６０８）を反復的に実施することによって継続することができる。恒久中断（終了）条件が生じたとき、ブロック１６２０においてＲＦ加熱システムコントローラはＲＦ信号源によるＲＦ信号供給を遮断させる。例えば、ＲＦ加熱システムコントローラは、ＲＦ信号発生器（例えば、図９、１２のＲＦ信号発生器９２２、１２２２）を無効にさせることができる及び／又は電源及びバイアス回路（例えば、図９、１２の回路９２６、１２２６）に対して供給電流の供給を遮断させることができる。さらに、ホスト／熱システムコントローラは、ユーザー・インタフェースに対して終了条件のユーザー知覚可能表示（例えば、ディスプレイ装置に「完了（done）」を表示、又は可聴音発生）を生じさせる信号をユーザー・インタフェース（例えば、図９、１２のユーザー・インタフェース９９２、１２９２）に送信することができる。このとき方法を終了することができる。
【０２０４】
再びブロック１６０２に戻って説明すると、熱加熱システム及びＲＦ加熱システムの双方を作動させることを含む熱及びＲＦ複合調理モードが選択されるとき、上述した熱調理プロセス（すなわち、ブロック１６３０、１６３２、１６３４を含む）及びＲＦ調理プロセス（すなわち、ブロック１６０４、１６０６、１６０８、１６１０、１６１４、１６１６、１６１８）が並列的かつ同時に実施される。より具体的には、ホスト／熱システムコントローラが適切な熱加熱システムを制御してオーブンキャビティ内の空気を加熱すると同時に、ＲＦシステムコントローラがＲＦ加熱システムを制御してＲＦエネルギーをオーブンキャビティ内に放射する。調理プロセスの若干の期間中、熱加熱システム又はＲＦ加熱システムのいずれか一方を一時的に不作動にするとともに、他方は作動させたままにする。熱加熱システム及びＲＦ加熱システムの作動状態の全体的制御は、或る実施形態において、ホスト／熱システムコントローラによって実施することができる。
【０２０５】
ＲＦ加熱システムによるＲＦ容量性調理を熱加熱システムによる熱調理と組み合わせるシステムの実施形態を実装することは、従来型システムよりも大きな性能上の利点を有することができる。例えば、図１９及び２０は、それぞれ対流だけの調理プロセス中及び対流及びＲＦ複合調理プロセス中における、初期的に冷凍及び冷蔵した食品負荷の内部温度をプロットしたグラフである。
【０２０６】
先ず図１９につき説明すると、グラフ１９００は、初期的に冷凍したチキン塊の調理時間（横軸に沿って分単位）に対して内部負荷温度（縦軸に沿って摂氏度数）をプロットしている。とくに、経過曲線１９１０は対流だけの加熱プロセスの使用で負荷を加熱したときの経時的内部負荷温度をプロットしており、また経過曲線１９２０は、ＲＦ加熱システム及び対流加熱システムの双方を含む加熱装置（例えば、図１のシステム１００）の実施形態を使用して、負荷を加熱したときの経時的内部負荷温度をプロットしている。経過曲線１９１０は、対流だけの加熱プロセスが負荷の内部温度を約１０８分で約−２０℃から約８０℃に上昇させたことを示す。これとは対比的に、経過曲線１９２０は、ＲＦ及び対流複合加熱プロセスが負荷の内部温度を約６２分で約−２０℃から約８０℃に上昇させたことを示し、このことは、初期的に冷凍した負荷に対する調理時間の大幅な短縮を表している。
【０２０７】
次に図２０につき説明すると、グラフ２０００は、初期的に冷蔵したチキン塊の調理時間（横軸に沿って分単位）に対して内部負荷温度（縦軸に沿って摂氏度数）をプロットしている。とくに、経過曲線２０１０は対流だけの加熱プロセスの使用で負荷を加熱したときの経時的内部負荷温度をプロットしており、また経過曲線２０２０は、ＲＦ加熱システム及び対流加熱システムの双方を含む加熱装置（例えば、図１のシステム１００）の実施形態を使用して、負荷を加熱したときの経時的内部負荷温度をプロットしている。経過曲線２０１０は、対流だけの加熱プロセスが負荷の内部温度を約７５分で約５℃から約７５℃に上昇させたことを示す。これとは対比的に、経過曲線２０２０は、ＲＦ及び対流複合加熱プロセスが負荷の内部温度を約３６分で約５℃から約７５℃に上昇させたことを示し、このことは、調理時間の大幅な短縮を表している。
【０２０８】
したがって、図１９及び２０に示す結果によれば、ＲＦ及び熱複合加熱システムを含む本発明要旨の実施形態の実装は、従来型システムと比較して大幅な調理時間短縮が得られることは明らかである。
【０２０９】
本明細書に含まれる図面に示す接続ラインは、種々の素子間における例示的な機能関連性及び／又は物理的結合性を表すことを意図している。大きな代案的又は付加的な機能関連性及び／又は物理的結合性が本発明要旨の実施形態に存在し得ることに留意されたい。さらに、若干の用語は本明細書で参照目的のために使用することもでき、またしたがって、限定的なものではなく、構造に言及する用語「第１」、「第２」及び他の数的用語は文脈で明記しない限り、シーケンス又は順序を意味しない。
【０２１０】
本明細書に使用されるような、「ノード」は、内部又は外部の基準ポイント、接続ポイント、接合部、信号ライン、導電性素子等を意味し、その場所で或る信号、論理レベル、電圧、データパターン、電流、又は量が存在する。さらに、２つ又はそれ以上のノードは１つの物理的素子によって実現することができる（また共通ノードで受け取られる又は出力される場合でも、２つ又はそれ以上の信号を多重化、変調、又はそうでなく区別することができる）。
【０２１１】
上述の説明は「接続された（connected）」又は「結合された（coupled）」状態にある素子又はノード又は特徴部に言及するものである。本明細書で使用されるような、それ以外を明記しない限り、「接続された（connected）」は、１つの素子が他の素子と直接接合されている（又は直接通信する）ことを意味し、また必ずしも機械的に接合されることを意味しない。同様に、他に明記しない限り、「結合された（coupled）」は、１つの素子が他の素子と直接的若しくは間接的に接合されている（又は直接的若しくは間接的に通信する）ことを意味し、また必ずしも機械的に接合されることを意味しない。したがって、図面で示される概略は素子の１つの例示的構成を示すが、付加的介在素子、デバイス、特徴、又はコンポーネントを図示の要旨の実施形態に設けることができる。
【０２１２】
加熱システムの実施形態は、負荷を格納するよう構成されたキャビティと、キャビティと流体連通し、また空気を加熱するよう構成された熱加熱システムと、及びＲＦ加熱システムとを備える。ＲＦ加熱システムは、ＲＦ信号を発生するよう構成されたＲＦ信号源と、キャビティにわたり位置決めされかつ容量的に結合された第１電極及び第２電極と、ＲＦ信号源と１つ又はそれ以上の第１電極及び第２電極との間に電気的に接続された伝送経路と、並びにＲＦ信号源と１つ又はそれ以上の第１電極及び第２電極との間における伝送経路に沿って電気的に結合された可変インピーダンス整合回路網とを有する。第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方は、ＲＦ信号を受信し、またこのＲＦ信号をキャビティ内に放射される電磁エネルギーに変換する。
【０２１３】
負荷を格納するよう構成されたキャビティを有する加熱システムを動作させる方法の実施形態は、キャビティと流体連通する熱加熱システムによってキャビティ内の空気を加熱するステップを備える。この方法は、さらに、キャビティ内の空気を加熱するのと同時に、ＲＦ信号源によって１つ又はそれ以上のＲＦ信号を、ＲＦ信号源と、キャビティにわたり位置決めされかつ容量的に結合された第１電極及び第２電極との間に電気的に接続された伝送経路に供給するステップを備える。第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方は、ＲＦ信号を受信し、またこのＲＦ信号をキャビティ内に放射される電磁エネルギーに変換する。この方法は、さらに、電力検出回路によって伝送経路に沿う反射信号電力を検出するステップと、コントローラによって可変インピーダンス整合回路網の１つ又はそれ以上のコンポーネントにおける１つ又はそれ以上のコンポーネント値を変調して前記反射信号電力を減少するステップとを備える。
【０２１４】
少なくとも１つの例示的実施形態を上述した詳細な説明で提示したが、当然のことながら、極めて多数の変更例が存在する。さらに、当然のことながら、本明細書記載の例示的実施形態は特許請求した要旨の、範囲、用途、又は構成を限定することを意図するものでは決してない。むしろ、上述した詳細な説明は、当業者に対して記載した実施形態を実現するための便利なロードマップを提供する。特許請求の範囲が定義する範囲から逸脱することなく、本件出願時に既知な及び予期される均等物を含めて、要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができると理解されたい。
【符号の説明】
【０２１５】
１００    加熱システム
１１０    加熱キャビティ
１１１    キャビティ（頂部）壁
１１２    キャビティ（底部）壁
１１３    キャビティ壁
１１４    キャビティ壁
１１５    キャビティ壁
１１６    ドア
１１８    ラッチ機構
１１９    固定構体
１２０    制御パネル
１３０    棚支持構体
１３２    棚支持構体
１３４    棚
１３６    導電性コネクタ
１３８    導電性コネクタ
１５０    ＲＦ加熱システム
１６０    対流加熱システム
１６２    開口
１７０    第１電極
１７２    第２電極
２００    平面状構体（棚及び／又は電極）
２２０    開口
２３０    導電コネクタ
２７２    （棚内）電極
３００    グリッド型構体（棚又は電極）
３１０    開口
３２０    付加的開口
３３０    導電コネクタ
３７２    （棚内）電極
４００    対流ブロワ
４０２    ハウジング
４１０    ファンモータ
４２０    吸気口
４３０    空気出口
５００    対流ファン
５１０    ファンモータ
５１２    ファン
６００    加熱システム
６０２    システムハウジング
６１０    システム（加熱）キャビティ
６１１    キャビティ（頂部）壁
６１２    キャビティ（底部）壁
６１３    キャビティ壁
６１４    キャビティ壁
６１５    キャビティ壁
６１６    ドア
６１８    ラッチ機構
６１９    固定構体
６２０    制御パネル
６３０    棚支持構体
６３２    棚支持構体
６３４    棚
６３６    導電性コネクタ
６３８    導電性コネクタ
６５０    ＲＦ加熱システム
６６０    対流加熱システム
６６２    空気出口（開口）
６７０    第１電極
６７２    第２電極
６８０    輻射加熱システム
６８２    加熱素子
６８４    加熱素子
７００    加熱素子
７１０    管状加熱素子
７２０    ブラケット
８００    加熱電化製品（加熱システム）
８０２    システムハウジング
８１０    システムキャビティ
８１１    キャビティ壁
８１２    キャビティ壁
８１３    キャビティ壁
８１４    キャビティ壁
８１５    キャビティ壁
８１６    ドア
８１８    ラッチ機構
８１９    固定構体
８２０    制御パネル
８３０    棚支持構体
８３２    棚支持構体
８３４    棚
８３６    導電性コネクタ
８３８    導電性コネクタ
８５０    ＲＦ加熱システム
８６０    対流加熱システム
８６２    空気出口（開口）
８７０    第１電極
８７２    第２電極
８８０    ガス加熱システム
８８２    ガスバーナー
８８４    ガスバーナー
９００    加熱システム
９１０    ＲＦ加熱システム
９１２    ＲＦ加熱システムコントローラ
９１６    制御経路
９２０    ＲＦ信号源
９２２    ＲＦ信号発生器
９２４    電力増幅器段
９２５    電力増幅器段
９２６    電源及びバイアス回路
９２８    伝送経路
９３０    電力検出回路
９３４    インピーダンス回路
９４０    第1電極
９４２    第2電極
９４６    距離
９５０    熱加熱システム
９５２    ホスト／熱システムコントローラ
９５４    熱加熱コンポーネント
９５６    サーモスタット
９５８    ファン
９６０    加熱（オーブン）キャビティ
９６２    非導電性バリア
９６４    負荷
９６６    格納構体
９７０    可変インピーダンス整合回路網
９９０    ホストモジュール
９９２    ユーザー・インタフェース
９９４    センサ
１０００    可変インピーダンス整合回路網
１００２    入力ノード
１００４    出力ノード
１０１０    第１可変インダクタンス回路網
１０１１    第２可変インダクタンス回路網
１０１２〜１０１５      固定値インダクタ
１０２２    中間ノード
１１００    可変インピーダンス整合回路網
１１０２    入力ノード
１１０４    出力ノード
１１４２    第１可変キャパシタンス回路網
１１４３    第１固定値キャパシタ
１１４４    第１可変キャパシタ
１１４６    第２可変キャパシタンス回路網
１１４７    第２固定値キャパシタ
１１４８    第２可変キャパシタ
１１５１    中間ノード
１１５４    インダクタ
１２００    加熱システム
１２１０    ＲＦ加熱システム
１２１２    ＲＦ加熱システムコントローラ
１２１４    接続線
１２１６    制御経路
１２２０    ＲＦ信号源
１２２０    増幅器構成
１２２０′  増幅器構成
１２２２    ＲＦ信号発生器
１２２４    電力増幅器
１２２６    電源及びバイアス回路
１２２８    伝送経路
１２３０    電力検出回路
１２３４    第１インピーダンス整合回路
１２３６    コネクタ
１２３８    コネクタ
１２４０    第１電極
１２４２    第２電極
１２４６    距離
１２５０    熱加熱システム
１２５２    ホスト／熱システムコントローラ
１２５４    熱加熱コンポーネント
１２５６    サーモスタット
１２５８    ファン
１２６０    加熱（オーブン）キャビティ
１２６４    負荷
１２６２    非導電性バリア
１２６６    格納構体
１２７０    可変整合サブシステム
１２７２    可変整合回路（インピーダンス）回路
１２７４    バラン
１２９０    ホストモジュール
１２９２    ユーザー・インタフェース
１３００    可変インダクタンスインピーダンス整合回路網
１３０１-１  第1入力部
１３０１-２  第2入力部
１３０２-１  第1出力部
１３０２-２  第2出力部
１３１１    第１可変インダクタ
１３１５    第１固定インダクタ
１３１６    第２可変インダクタ
１３２０    第２固定インダクタ
１３２１    第３可変インダクタ
１３２４    第３固定インダクタ
１３２５    ノード
１３２６    ノード
１４００    ダブルエンド型可変インピーダンス整合回路
１４０１    入力部
１４０２    出力部
１４１１    第１可変キャパシタンス回路網
１４１２    第１固定値キャパシタ
１４１３    第１可変キャパシタ
１４１５    第１インダクタ
１４１６    第２可変キャパシタンス回路網
１４１７    第２固定値キャパシタ
１４１８    第２可変キャパシタ
１４２０    第２インダクタ
１４２１    第３可変キャパシタンス回路網
１４２４    第３可変キャパシタ
１４２５    ノード
１４２６    ノード
１５００    ＲＦモジュール
１５０２    ＰＣＢ
１５０４    接地基板
１５１２    システムコントローラ回路
１５１６    コネクタ
１５２０    ＲＦ信号源回路
１５２６    コネクタ
１５３０    電力検出回路
１５３４    インピーダンス整合回路
１５３５    インダクタ
１５３６    インダクタ
１５３７    キャパシタ
１５３８    コネクタ
１５８０    ＲＦコネクタ
【図１】
2020102440.tif 000003
【図２】
2020102440.tif 000004
【図３】
2020102440.tif 000005
【図４】
2020102440.tif 000006
【図５】
2020102440.tif 000007
【図６】
2020102440.tif 000008
【図７】
2020102440.tif 000009
【図８】
2020102440.tif 000010
【図９】
2020102440.tif 000011
【図１０】
2020102440.tif 000012
【図１１】
2020102440.tif 000013
【図１２】
2020102440.tif 000014
【図１３】
2020102440.tif 000015
【図１４】
2020102440.tif 000016
【図１５】
2020102440.tif 000017
【図１６】
2020102440.tif 000018
【図１７】
2020102440.tif 000019
【図１８】
2020102440.tif 000020
【図１９】
2020102440.tif 000021
【図２０】
2020102440.tif 000022
【外国語明細書】
2020102440000001.pdf