(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷全体にわたる効率的かつ均一な解凍を生じさせることができる、食品負荷を解凍する装置及び方法を提供する。【解決手段】解凍キャビティ４６０は、空気キャビティによって分離された第１及び第２の平行平板電極４４０、４７２を有する容量性解凍構成を含み、この空気キャビティ内に解凍する負荷を配置することができる。格納構造４６６内には、第１及び第２の平行平板電極４４０、４７２を、解凍キャビティ４６０の内部のいずれかの側面上に互いに対向させて配置することができる。第１及び第２の平行平板電極４４０、４７２とはキャビティ４６０を挟んで距離４５２だけ分離され、棚板４２４が異なる一対の支持構造４２２上に配置されるべく位置変更される際に、距離４５２は変化し得る。【選択図】図４
2020068194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を収容する格納構造に結合された熱量増加システムであって、
前記熱量増加システムのキャビティ内に配置された複数の棚板支持構造と、
前記格納構造の第１表面に配置された第１電極と、
前記格納構造内に配置されて前記キャビティを分離された空間に分割する位置変更可能な電極と、
前記第１電極及び前記位置変更可能な電極の一方または両方に電気接続された無線周波数信号源とを具えた熱量増加システムにおいて、
前記複数の棚板支持構造は、前記位置変更可能な電極を前記キャビティ内の複数の位置で支持するように構成され、
前記無線周波数信号源は、無線周波数エネルギーを、前記第１電極及び前記位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に供給するように構成されている熱量増加システム。
【請求項２】
前記複数の棚板支持構造が、前記格納構造の第２表面及び第３表面上に配置された複数のレールを具え、
前記第２表面は前記第３表面に対向し、前記位置変更可能な電極は、前記第２表面上に配置された第１レール、及び前記第３表面上に配置された第２レールによって支持される、請求項１に記載の熱量増加システム。
【請求項３】
前記位置変更可能な電極は着脱可能であり、前記位置変更可能な電極は、前記第１レール及び前記第２レールによって支持された際に第１空間及び第２空間を規定するように構成され、前記複数のレールのうちの第３レール及び第４レールによって支持された際に第３空間及び第４空間を規定するように構成され、前記第３空間は前記第１空間と異なる、請求項２に記載の熱量増加システム。
【請求項４】
前記位置変更可能な電極は少なくとも部分的に金属であり、前記位置変更可能な電極は第１表面積を有する上面を具え、該第１表面積は前記第１電極の第２表面積と少なくとも同じ大きさであり、前記位置変更可能な電極の上面が前記第１電極の下面に対向する、請求項１に記載の熱量増加システム。
【請求項５】
前記位置変更可能な電極が、前記複数の棚板支持構造を通して電気接地されている、請求項１に記載の熱量増加システム。
【請求項６】
前記位置変更可能な電極を含む位置変更可能な棚板をさらに具え、前記位置変更可能な棚板の少なくとも一部分が非導電性であり、前記位置変更可能な電極は電気的フローティング状態であり、前記位置変更可能な棚板は、前記複数の棚板支持構造のうちの一対の棚板支持構造によって支持される、請求項１に記載の熱量増加システム。
【請求項７】
前記無線周波数信号源と、前記第１電極及び前記位置変更可能な電極のいずれか、あるいは両方との間に接続され、可変インピーダンスを有する可変インピーダンス整合回路網をさらに具え、該可変インピーダンス整合回路網は、前記無線周波数信号源の１つ以上のパラメータに基づいて前記可変インピーダンスを調整するように構成され、前記１つ以上のパラメータは、反射電力、順方向電力及び反射電力の両方、及びＳ１１パラメータから成るグループから選択したパラメータである、請求項１に記載の熱量増加システム。
【請求項８】
キャビティを形成する格納構造と、
前記キャビティ内に配置された第１電極と、
前記キャビティ内の複数の高さの所に配置された複数の支持構造と、
前記キャビティ内に配置された第２電極と、
前記第１電極または前記第２電極のいずれかに、あるいは両方に無線周波数エネルギーを供給する無線周波数信号源とを具えたシステムであって、
前記第２電極は着脱可能であり、前記複数の支持構造のうちの第１支持構造によって支持された際に、前記キャビティを第１空間と第２空間とに分割するように構成され、前記複数の支持構造のうちの第２支持構造によって支持された際に、前記キャビティを第３空間と第４空間とに分割するように構成されているシステム。
【請求項９】
前記第２電極が導体プレートであり、前記第２電極が第１表面積を有する上面を具え、該第１表面積は前記第１電極の下面の第２表面積と少なくとも同じ大きさであり、前記第２電極の上面が前記第１電極の下面に対向する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記無線周波数信号源が、平衡無線周波数信号を前記第１電極及び前記第２電極に供給し、前記複数の支持構造の各々が少なくとも部分的に導電性であり、前記第２電極が、前記複数の支持構造のうちの少なくとも１つを通して前記無線周波数信号源に結合されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の支持構造の各々が少なくとも部分的に導電性であり、前記第２電極が、前記複数の支持構造のうちの少なくとも１つを通して電気接地されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記支持構造が、複数のレール、複数の溝、複数のブラケット、及び複数のブラケット受け具から選択した支持構造である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２電極及び非導電性材料を含む位置変更可能な棚板をさらに具え、該非導電性材料は前記第２電極を前記複数の支持構造から絶縁する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記無線周波数信号源と、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか、あるいは両方との間に接続され、可変インピーダンスを有する可変インピーダンス整合回路網をさらに具え、該可変インピーダンス整合回路は、前記無線周波数信号源の１つ以上のパラメータに基づいて前記可変インピーダンスを調整するように構成され、該１つ以上のパラメータは、反射電力、順方向電力及び反射電力の両方、及びＳ１１パラメータから成るグループから選択したパラメータである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
キャビティを形成する格納構造と、
前記格納構造の内側上面に配置された電極と、
前記キャビティの両端間に配置されて前記キャビティを第１空間と第２空間とに分割する位置変更可能な電極と、
前記格納構造の第１側壁に配置された第１支持構造と、
前記格納構造の前記第１側壁に対向する第２側壁に配置された第２支持構造と、前記電極、または前記位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に電気接続された無線周波数信号源とを具えた熱量増加システムであって、
前記位置変更可能な電極は、前記第１支持構造及び前記第２支持構造と着脱可能な様式で係合し、
前記無線周波数信号源は、無線周波数エネルギーを前記電極または前記位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に供給するように構成されている熱量増加システム。
【請求項１６】
前記位置変更可能な電極が電気的フローティング状態であり、前記第１支持構造及び前記第２支持構造の各々が誘電体材料を含む、請求項１５に記載の熱量増加システム。
【請求項１７】
前記第１支持構造及び前記第２支持構造の少なくとも一方が少なくとも部分的に導電性であり、前記位置変更可能な電極が、前記第１支持構造及び前記第２支持構造の少なくとも一方を通して電気接地されている、請求項１５に記載の熱量増加システム。
【請求項１８】
前記第１支持構造及び前記第２支持構造の少なくとも一方が少なくとも部分的に導電性であり、前記位置変更可能な電極が、前記第１支持構造及び前記第２支持構造の少なくとも一方を通して前記無線周波数信号源に電気接続されている、請求項１５に記載の熱量増加システム。
【請求項１９】
前記第１支持構造が、少なくとも１つのレール、少なくとも１つの溝、少なくとも１つのブラケット、及び少なくとも１つのブラケット受け具を含む、請求項１５に記載の熱量増加システム。
【請求項２０】
前記無線周波数信号源と、前記電極及び前記位置変更可能な電極のいずれか、あるいは両方との間に接続され、可変インピーダンスを有する可変インピーダンス整合回路網をさらに具え、該可変インピーダンス整合回路網は、前記無線周波数信号源の１つ以上のパラメータに基づいて前記可変インピーダンスを調整するように構成され、該１つ以上のパラメータは、反射電力、順方向電力及び反射電力の両方、及びＳ１１パラメータから成るグループから選択したパラメータである、請求項１５に記載の熱量増加システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示する主題の好適例は、一般に、無線周波数（ＲＦ：radiofrequency）エネルギーを用いて負荷を解凍する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電容量型食品解凍（または融解）システムは、加熱区画内に包含される大型の平面電極を含む。食品負荷を電極間に配置して電極を食品負荷に接触させた後に、低電力の電磁エネルギーを電極に供給して食品負荷の緩やかな加温を行う。解凍動作中に食品負荷が融解するに連れて、食品負荷のインピーダンスが変化する。従って、食品負荷への電力伝達も解凍動作中に変化する。解凍動作の継続時間は、例えば食品負荷の重量に基づいて決定することができ、タイマーを用いて動作の停止を制御することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうしたシステムを用いた良好な解凍結果が可能であるが、食品負荷のサイズの変動は食品負荷の非効率な解凍を生じさせ得る。必要とされるものは、負荷全体にわたる効率的かつ均一な解凍を生じさせることができる、食品負荷（または他の種類の負荷）を解凍する装置及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記主題のより完全な理解は、詳細な説明及び特許請求の範囲を、以下の図面と併せて考慮して参照することによって導き出すことができ、全図を通して、同様の参照番号は同様の要素を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】一実施形態による解凍器の透視図である。
【図２】解凍システムの他の実施形態を含む冷蔵庫／冷凍庫の透視図である。
【図３】一実施形態による不平衡型解凍装置の簡略化したブロック図である。
【図４】他の実施形態による平衡型解凍装置の簡略化したブロック図である。
【図５】図５Ａは、一実施形態による、位置変更可能な電極を支持する支持構造を含むことができる解凍器の透視図である。図５Ｂは、一実施形態による、図５Ａの解凍器のスライス「Ａ」に沿った正面図である。図５Ｃは、一実施形態による、図５Ａの解凍器のスライス「Ａ」に沿った正面図であり、位置変更可能な電極の例示的な代案の配置を示す。図５Ｄは、一実施形態による、図５Ａの解凍器の内側の側面図であり、解凍器の内部接地端子に電気結合され、解凍器の内壁上に配置された支持構造を示す。図５Ｅは、一実施形態による、図５Ａの解凍器の内側の側面図であり、ＲＦ信号発生器に電気結合され、解凍器の内壁上に配置された支持構造を示す。図５Ｆは、一実施形態による、図５Ａの解凍器の内側の側面図であり、解凍器の電気接地されたキャビティに電気結合され、解凍器の内壁上に配置された支持構造を示す。
【図６】図６Ａは、一実施形態による、位置変更可能な棚板の具体例の側断面図である。図６Ｂは、他の実施形態による、位置変更可能な棚板の具体例の側断面図である。
【図７】一実施形態による、解凍システムを動作させる方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
以下の詳細な説明は事実上の例示に過ぎず、主題または本願の実施形態、及びこうした実施形態の利用法を制限することは意図していない。本明細書中に用いる「好適例」及び「例」は、「１つの例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味する。好適例または例として本明細書中に記載するあらゆる実現は、他の実現に対して必ずしも好適または有利であるものと解釈するべきでない。さらに、先の技術分野、背景、あるいは以下の詳細な説明中に提示するいずれの明記または暗示された理論によっても束縛されるべき意図は存在しない。
【０００７】
本明細書中に記載する主題の実施形態は、スタンドアロン（独立型）の機器または他のシステムに内蔵することができるソリッドステート（固体、半導体）解凍装置に関するものである。以下により詳細に説明するように、ソリッドステート解凍装置の実施形態は「不平衡（アンバランス）型」解凍装置／システム及び「平衡（バランス）型」装置／システムを共に含む。ここで、不平衡型解凍装置／システムは一般に、ＲＦ信号発生器からＲＦ信号を受信する第１電極、及び接地または共通電圧のような静止電圧に接続された第２電極を含むのに対し、平衡型解凍装置／システムは一般に、ＲＦ信号源から第１ＲＦ信号を受信する第１電極、及びこのＲＦ信号発生器から第２ＲＦ信号を受信する第２電極を含み、第１ＲＦ信号と第２ＲＦ信号とは互いに位相がずれている。
【０００８】
一般に、「解凍する」とは、凍結した負荷（例えば、食品負荷または他の種類の負荷）の温度を、負荷がもはや凍結していない温度（例えば、摂氏０度またはその付近の温度）まで上昇させることを意味する。本明細書中に用いる「解凍する」とは、負荷（例えば、食品負荷または他の種類の負荷）の熱エネルギーまたは温度を、ＲＦ電力を負荷に供給することによって増加させるプロセスをより広義に意味する。従って、種々の実施形態では、「解凍動作」は、任意の初期温度（例えば、摂氏０度またはそれ未満の任意の初期温度）を有する負荷に対して実行することができ、解凍動作は、初期温度よりも高い任意の最終温度（例えば、摂氏０度を上回る、あるいは摂氏０度を下回る任意の最終温度）で停止することができる。それはそれとして、本明細書中に記載する「解凍動作」及び「解凍システム」は、その代わりに「熱量増加動作」及び「熱量増加システム」と称することができ、あるいは「加熱動作」及び「加熱システム」と称することができる。「解凍する」とは、本発明の用途を、凍結した負荷の温度を摂氏０度またはその付近の温度まで上昇させることしかできない方法またはシステムに限定するものと解釈するべきでない。
【０００９】
従来の加熱システム（例えば、電子レンジ、オーブントースター、等）は、ＲＦ解凍システムを統合すべく改造して、冷凍食品または他の適用可能な負荷用の高速な解凍機能を可能にすることができる。しかし、こうした従来のシステムは一般に、加熱キャビティの床面（即ち、内側下面）と天井（即ち、内側上面）との間に比較的高い（例えば、２０〜３０センチメートル(cm)の）内側の高さを有する。ＲＦ解凍動作中に発生する電界がこうした距離間に延びる必要があるとすれば、解凍効率は一般に低くなり、あるいは一部の場合には解凍が可能でなくなる。従って、電界を集中させるために、導体（例えば、金属または部分的に金属の）プレートをキャビティ内に（例えば、キャビティの内側下面と内側上面との間の位置に）挿入することができる。本明細書中では「位置変更可能な電極」と称するこうした導体プレートの存在は、キャビティを上部空間と下部空間とに分割することができ、電極へのＲＦエネルギーの供給によって生成される電界は上部空間及び下部空間の一方に集中する。例えば、上部電極がキャビティの天井内に、あるいは天井に配置された実施形態については、位置変更可能な電極がキャビティ内に挿入されてＲＦエネルギーが上部電極に供給されると、結果的な電界はキャビティの上部空間内の、上部電極と位置変更可能な電極との間に集中する。このようにして、（上部空間内で）位置変更可能な電極の上方に配置された負荷の解凍は、位置変更可能な電極の存在なしにキャビティの床面上に配置された負荷の解凍よりも効率的になる。なお、本明細書中に記載する種々の実施形態では、キャビティ内に挿入される電極は、電気的フローティング（浮遊）状態にすることができ、電気（的に）接地することができ、あるいはＲＦ信号源に結合して「平衡型」解凍システムの第２電極として機能することができる。それに加えて、複数組の支持構造（例えば、レール）を異なる高さに設けて、これらの支持構造上に位置変更可能な電極を配置することができ、解凍システムは異なるサイズの負荷を収容するように構成することができ、フレキシビリティの増加を可能にする。
【００１０】
図１は、一実施形態による解凍システム１００の透視図である。解凍システム１００は、解凍キャビティ１１０（例えば、キャビティ３６０、４６０、５６０（図３〜５））、制御パネル１２０、１つ以上の無線周波数（ＲＦ）信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））、電源（例えば、電源３２６、４２６（図３、４））、第１電極１７０（例えば、電極３４０、４４０、５４０（図３、４、５））、第２電極１７２（例えば、電極３７２、４７２、５０４（図３、４、５））、システム・コントローラ（例えば、システム・コントローラ３１２、４１２（図３、４））、支持構造１２２、及び位置変更可能な棚板１２４を含み、棚板１２４は第２電極１７２を含むことができ、第２電極１７２は、電気接地され、または電気的フローティング状態であり、あるいは（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４）から）ＲＦ信号を受信する。一部の実施形態では、第２電極１７２は位置変更可能な棚板１２４内に埋め込まれた導電性（例えば、金属）材料とすることができるのに対し、他の実施形態では、位置変更可能な棚板１２４の全体を導電性にして、位置変更可能な棚板１２４の全体が第２電極１７２を構成することができる。解凍キャビティ１１０は、上部、下部、側部、及び後部のキャビティ壁１１１、１１２、１１３、１１４、１１５の内面、及びドア１１６の内面によって規定される。ドア１１６が閉じていれば、解凍キャビティ１１０は密閉された空気キャビティを規定する。本明細書中に用いる「空気キャビティ」とは、空気または他の気体を包含する密閉領域（例えば、解凍キャビティ１１０）を意味し得る。位置変更可能な棚板１２４は、対向する一対の支持構造１２２によって支持することができる。支持構造１２２は、例えば壁１７３及び１７４に取り付けたレールとすることができ、あるいは壁１７３及び１７４の凹部とすることができる。
【００１１】
「不平衡型」の実施形態によれば、第１電極１７０がキャビティ壁（例えば、上部壁１１１）に近接して配置され、第１電極１７０は残りのキャビティ壁（例えば、壁１１２〜１１５及びドア１１６）から電気絶縁され、残りのキャビティ壁は接地されている。電極１７２は、接地されたキャビティ壁（例えば、壁１２２〜１２５）への電気接続体を介して（例えば、支持構造１２２を通して）電気接地することができる。こうした構成では、システムはコンデンサとして単純化してモデル化することができ、ここで第１電極１７０は１つの導体プレート（または電極）として機能し、接地されたキャビティ壁、及び位置変更可能な棚板１２４の電極１７２は第２導体プレート（または電極）として機能し、空気キャビティ（その中に収容されるあらゆる負荷を含む）は第１導体プレートと第２導体プレートとの間の誘電体媒質として機能する。図１には示していないが、非導電性（不導体）障壁（例えば、障壁３６２、４６２（図３、４））もシステム１００内に含めることができ、この非導電性障壁は、位置変更可能な棚板１２４の電極１７２から負荷を電気的かつ物理的に絶縁するように機能することができる。
【００１２】
「平衡型」の実施形態によれば、第１電極１７０は第１キャビティ壁（例えば、上部壁１１１）に近接して配置することができ、位置変更可能な棚板１２４の第２電極１７２は、キャビティ内で位置変更可能な棚板１２４を支持する一対の支持構造１２２の高さに相当する高さに配置されている。第１及び第２電極１７０、１７２は、残りのキャビティ壁（例えば、壁１１２〜１１５及びドア１１６）から電気絶縁されている。第１電極１７０及び第２電極１７２は、それぞれ第１及び第２の平衡ＲＦ信号をＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））から受信することができる。こうした構成では、上記システムはコンデンサとして単純化してモデル化することもでき、ここで第１電極１７０は１つの導体プレート（または電極）として機能し、第２電極１７２は第２導体プレート（または電極）として機能し、空気キャビティ（その中に収容されるあらゆる負荷を含む）は、第１導体プレートと第２導体プレートとの間の誘電体媒質として機能する。図１には示していないが、非導電性障壁（例えば、障壁４６２（図４））もシステム１００内に含めることができ、この非導電性障壁は、負荷を第２電極１７２から電気的かつ物理的に絶縁するように機能する。
【００１３】
一実施形態によれば、解凍システム１００の動作中に、ユーザ（図示せず）は、位置変更可能な棚板１２４を解凍キャビティ内の選択位置に配置することができ、これにより位置変更可能な棚板１２４は一対の支持構造１２２によって支持される。例えば、ユーザが小さい負荷を加熱しようとする際には、電極１７０に近い一対の支持構造１２２を選択して、位置変更可能な棚板１２４を支持することができる。比較的大きい負荷については、電極１７０から遠く離れた一対の支持構造１２２を選択して、位置変更可能な棚板１２４を支持し、これにより、より大きい負荷を収容するのに十分な空間が、位置変更可能な棚板１２４と電極１７０との間に提供される。一般に、ユーザが位置変更可能な棚板１２４上に配置しようとする負荷を収容するのに十分な空間を提供しつつ、位置変更可能な棚板１２４と電極１７０との間に最小距離を与える一対の支持構造１２２をユーザが選択することができる。一旦、位置変更可能な棚板１２４を配置すると、ユーザは１つ以上の負荷（例えば、食品及び／または液体）を解凍キャビティ内に（例えば、位置変更可能な棚板１２４と電極１７０との間に）配置することができ、任意で、負荷の特性を指定する入力を、制御パネル１２０により与えることができる。例えば、指定する特性は負荷の概略重量を含むことができる。それに加えて、指定する負荷特性は、負荷を形成する材料（例えば、肉、パン、液体）を示すことができる。代案の実施形態では、他の何らかの方法で、例えば負荷の包装上のバーコードを走査することによって、あるいは、負荷上の、または負荷内に埋め込まれた無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：radio frequency identification）からＲＦＩＤ信号を受信することによって、負荷特性を得ることができる。いずれにせよ、後により詳細に説明するように、こうした負荷特性に関する情報は、システム・コントローラがＲＦ加熱プロセスを制御することを可能にすることができる。
【００１４】
解凍動作を開始するために、ユーザは制御パネル１２０を介して入力を与えることができる。それに応答して、システム・コントローラは、不平衡型の実施形態では、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））に、ＲＦ信号を第１電極１７０へ供給させ、平衡型の例では、ＲＦ信号源に、ＲＦ信号を第１電極１７０及び第２電極１７２の両方に供給させ、それに応答して、これらの電極は電磁エネルギーを解凍キャビティ１１０内へ放射する。この電磁エネルギーは負荷の熱エネルギーを増加させる（即ち、電磁エネルギーは負荷を加温する）。
【００１５】
解凍動作中には、負荷の熱エネルギーが増加するに連れて、負荷のインピーダンス（従って、キャビティ１１０＋負荷の合計入力インピーダンス）が変化する。このインピーダンス変化は負荷内へのＲＦエネルギーの吸収を変化させ、従って反射電力の大きさを変化させる。一実施形態によれば、電力検出回路が、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））と電極１７０、１７２との間の伝送経路（例えば、伝送経路３２８、４２８／４３０（図３、４））に沿った反射電力を、連続して、あるいは周期的に測定し、一部の実施形態では順方向電力も測定する。これらの測定に基づいて、システム・コントローラ（例えば、システム・コントローラ３１２、４１２（図３、４））は、解凍動作の完了を検出することができる。別な実施形態によれば、可変インピーダンス整合回路網をＲＦ信号用の伝送経路上に配置することができ、反射電力測定値（あるいは、順方向電力測定値及び反射電力測定値の両方）に基づいて、システム・コントローラは、解凍動作中にインピーダンス整合回路網の状態を変化させて、負荷によるＲＦ電力の吸収を増加させることができる。
【００１６】
図１の解凍システム１００は、調理台型の機器として具体化される。別な実施形態では、解凍システム１００は、マイクロ波（電子レンジ）調理動作を実行するための構成要素及び機能を含むこともできる。その代わりに、解凍システムの構成要素は他の種類のシステムまたは機器に内蔵させることができる。例えば、図２は、解凍システム２１０、２２０の他の実施形態を含む冷蔵庫／冷凍庫２００の透視図である。より具体的には、解凍システム２１０は、システム２００の冷凍区画２１２内に内蔵されているように示し、解凍システム２２０は、このシステムの冷蔵区画２２２内に内蔵されているように示している。実際の冷蔵庫／冷凍庫は解凍システム２１０、２２０を１つしか含まないことが多いが、図２にはその両方を示して両実施形態を簡潔に伝える。
【００１７】
解凍システム１００と同様に、解凍システム２１０、２２０の各々は、解凍キャビティ、制御パネル２１４、２２４、１つ以上のＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））、電源（例えば、電源３２６、４２６（図３、４））、第１電極（例えば、電極１７０、３４０、４４０（図１、３、４））、解凍キャビティの対向する内壁に配置された複数の支持構造（例えば、支持構造１２２（図１））、一対の支持構造によって支持された位置変更可能な棚板（例えば、位置変更可能な棚板１２４（図１））、位置変更可能な棚板内の第２電極（例えば、電極１７２、３７２、４７２（図１、３、４））、及びシステム・コントローラ（例えば、システム・コントローラ３１２、４１２（図３、４））を含む。例えば、解凍キャビティは、格納構造の下部壁、側壁、前部壁、及び後部壁の内面によって規定することができる。格納構造の前部壁は、ドア、または開閉することができる他の構造とすることができ、閉じられると密閉空気キャビティを作り出す。種々の実施形態では、解凍システム２１０、２２０の構成要素及び機能を解凍システム１００の構成要素及び機能とほぼ同じにすることができる。
【００１８】
それに加えて、一実施形態によれば、解凍システム２１０、２２０の各々が、当該システム２１０、２２０が内部に配置された、それぞれ冷凍区画２１２または冷蔵区画２２２との十分な熱伝達を行うことができる。こうした実施形態では、解凍動作の完了後に、負荷を解凍システム２１０、２２０から取り除くまで負荷を安全な温度（例えば、食品の腐敗を遅らせる温度）に維持することができる。より具体的には、冷凍庫ベースの解凍システム２１０による解凍動作の完了時に、解凍された負荷を収容するキャビティは冷凍区画２１２との熱伝達を行うことができ、負荷が即座にキャビティから取り除かれなければ、負荷を再冷凍することができる。同様に、冷蔵庫ベースの解凍システム２２０による解凍動作の完了時に、解凍された負荷を収容するキャビティは冷蔵区画２２２との熱伝達を行うことができ、負荷が即座にキャビティから取り除かれなければ、負荷を冷蔵区画２２２内の温度で解凍状態に維持することができる。
【００１９】
解凍システムの実施形態を、他の構成を有するシステムまたは機器内に内蔵させることもできることは、当業者が本明細書中の記載に基づいて理解する所である。従って、スタンドアロン型機器、電子レンジ、冷凍庫、及び冷蔵庫における解凍システムの上述した実現は、実施形態の利用法をこれらの種類のシステムに限定することを意味しない。
【００２０】
解凍システム１００、２００は、その構成要素を互いに対して特定の相対的な配向にして示しているが、これらの種々の構成要素は異なるように配向させることもできることは明らかである。それに加えて、これらの種々の構成要素の物理的構成は異なることができる。例えば、制御パネル１２０、２１４、２２４は、より多数、より少数、あるいは異なるユーザ・インタフェース要素を有することができ、及び／または、これらのユーザ・インタフェース要素は異なるように配置することができる。それに加えて、図１には略立方体の解凍キャビティ１１０を示しているが、他の実施形態では、解凍キャビティが異なる形状（例えば、円筒形、等）を有することができることは明らかである。さらに、解凍システム１００、２１０、２２０は、図１、２には具体的に示していない追加的構成要素（例えば、ファン、固定または回転プレート、トレイ、電気コード、等）を含むことができる。
【００２１】
図３は、一実施形態による不平衡型解凍システム３００（例えば、解凍システム１００、２１０、２２０（図１、２））の簡略化したブロック図である。一実施形態では、解凍システム３００は、ＲＦサブシステム３１０、解凍キャビティ３６０、ユーザ・インタフェース３８０、システム・コントローラ３１２、ＲＦ信号源３２０、電源兼バイアス回路３２６、第１電極３４０、支持構造３２２（例えば、支持構造１２２（図１））、一対の支持構造３２２によって支持され第２電極３７２（例えば、第２電極１７２（図１））、一対の支持構造３２２によって支持され、第２電極３７２（例えば、第２電極１７２（図１））を含む位置変更可能な棚板３２４（例えば、位置変更可能な棚板１２４（図１））、及び格納構造３６６を含む。一部の実施形態では、第２電極３７２を、位置変更可能な棚板３２４内に埋め込まれるか位置変更可能な棚板３２４上に配置された（例えば、位置変更可能な棚板３２４の非導電性材料内または非導電性材料上の）導体材料とすることができる。他の実施形態では、位置変更可能な棚板３２４の全体を導体材料にし、これにより、位置変更可能な棚板３２４の全体が第２電極３７２として機能することができる。それに加えて、他の実施形態では、解凍システム３００が、温度センサ、赤外線（ＩＲ：infrared）センサ、及び／または重量センサ３９０を含むことができるが、これらのセンサ構成要素の一部または全部を除外することができる。なお、図３は、説明及び記述しやすさの目的で簡略化した解凍システム３００の表現であり、実際の実施形態は、追加的な機能及び特徴を提供するための他の装置及び構成要素を含むことができること、及び／または解凍システム３００をより大きな電気システムの一部とすることができることは明らかである。
【００２２】
ユーザ・インタフェース３８０は、例えば、ユーザが解凍動作用のパラメータ（例えば、解凍する負荷の特性、等）に関する入力を解凍システム３００に与えることを可能にする制御パネル（例えば、制御パネル１２０、２１４、２２４（図１、２））、開始（スタート）及び取り消し（キャンセル）ボタン、機械的制御部（例えば、ドア／引き出しの開放ラッチ）、等に対応することができる。それに加えて、ユーザ・インタフェースは、解凍動作の状態を示すユーザが知覚可能な出力（例えば、カウントダウン・タイマー、解凍動作の進行または完了を示す可視の印、及び／または解凍動作の完了を示す可聴のトーン（音調））及び他の情報を提供するように構成することができる。
【００２３】
解凍システム３００の一部の実施形態は、温度センサ、ＩＲセンサ、及び／または重量センサ３９０を含むことができる。これらの温度センサ及び／またはＩＲセンサは、解凍動作中に負荷３６４の温度を検出することが可能な位置に配置することができる。温度情報は、システム・コントローラ３１２に提供されると、システム・コントローラ３１２が、ＲＦ信号源３２０によって供給されるＲＦ信号の電力を（例えば、電源兼バイアス回路３２６によって供給されるバイアス電圧及び／または電源電圧を制御することによって）変化させること、及び／または解凍動作を終了するべき時点を決定することを可能にすることができる。上記重量センサは、負荷３６４の下に配置することができ、負荷３６４の重量の推定値をシステム・コントローラ３１２に提供するように構成されている。システム・コントローラ３１２は、この情報を用いて、例えば、ＲＦ信号源３２０によって供給されるＲＦ信号の所望の電力レベルを決定すること、及び／または解凍動作の概略継続時間を決定することができる。
【００２４】
一実施形態では、ＲＦサブシステム３１０は、システム・コントローラ３１２、ＲＦ信号源３２０、可変インピーダンス整合回路網３７０、及び電源兼バイアス回路３２６を含む。システム・コントローラ３１２は、１つ以上の汎用または専用プロセッサ（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：Application Specific Integrated Circuit）、等）、揮発性及び／または不揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ：Read Only Memory）、フラッシュ（メモリ）、種々のレジスタ、等）、１つ以上の通信バス、及び他の構成要素を含むことができる。一実施形態によれば、システム・コントローラ３１２は、ユーザ・インタフェース３８０、ＲＦ信号源３２０、及び（含まれていれば）センサ３９０に結合されている。システム・コントローラ３１２は、電源兼バイアス回路３２６及びＲＦ信号源３２０に制御信号を供給することができる。それに加えて、システム・コントローラ３１２は制御信号を可変インピーダンス整合回路網３７０に供給し、これらの制御信号は回路網３７０にその状態または設定を変化させる。
【００２５】
解凍キャビティ３６０は容量型解凍装置を含み、この容量型解凍装置は、空気キャビティによって分離された第１及び第２平行平板電極を有し、この空気キャビティ内に解凍される負荷３６４を配置することができる。例えば、第１電極３４０は空気キャビティの上方に配置することができ、第２電極３７２は空気キャビティの下方に配置することができる。より具体的には、格納構造３６６は、下部壁、上部壁、及び側壁を含むことができ、これらの壁は格納構造３６６用のドアまたはハッチの部分を含むことができ、これらの壁の内面がキャビティ３６０（例えば、キャビティ１１０（図１））を規定する。支持構造３２２は格納構造３６６の側壁に配置することができ、第２電極３７２を含む位置変更可能な棚板３２４は、対向する一対の支持構造３２２上に（ユーザが）選択的に配置することができ、このことは、第１電極３４０と第２電極３７２との間の空気キャビティのサイズを（例えば、異なるサイズの負荷を収容するために）変更することを可能にする。一実施形態によれば、キャビティ３６０を（例えば、ドア１１６（図１）で）密封して、解凍動作中にキャビティ３６０内に導入される電磁エネルギーを包含することができる。システム３００は１つ以上のインターロック・メカニズムを含むことができ、このインターロック・メカニズムは、解凍動作中に上記密封が完全であることを保証する。インターロック・メカニズムのうちの１つ以上が、密封が破られていることを示す場合に、システム・コントローラ３１２は解凍動作を停止することができる。一実施形態によれば、格納構造３６６は少なくとも部分的に導体材料で形成され、格納構造の導体部分は接地することができる。一部の実施形態では、第２電極３７２を電気的フローティング状態にすることができるのに対し、他の実施形態では、第２電極３７２を、支持構造３２２を通した格納構造３６６への接続により接地に電気接続することができる。負荷３６４と第２電極３７２との直接の接触を回避するために、非導電性障壁３６２を第２電極３７２の全体上に配置することができる。
【００２６】
基本的に、解凍キャビティ３６０は容量型解凍装置を含み、この容量型解凍装置は、空気キャビティによって分離された第１及び第２平行平板電極３４０、３７２を有し、この空気キャビティ内に解凍される負荷３６４を配置することができる。第２電極３７２は（例えば、位置変更可能な棚板３２４の位置決めにより）格納構造３６６内に配置されて、電極３４０に対向する第２電極３７２の表面との間の距離３５２を規定する。
【００２７】
種々の実施形態では、距離３５２が約０．１０メートル〜約１．０メートルの範囲内であるが、この距離はより小さくすることもより大きくすることもできる。位置変更可能な棚板３２４を（例えば、サイズが変動する負荷を収容するためにユーザが）異なる一対の支持構造３２２へ移動させる間に、距離３５２は変化し得る。一実施形態によれば、距離３５２を、ＲＦサブシステム３１０によって生成されるＲＦ信号の１波長未満にすることができる。一部の実施形態では、距離３５２がＲＦ信号の１波長の約半分未満である。他の実施形態では、距離３５２がＲＦ信号の１波長の約４分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離３５２がＲＦ信号の１波長の約８分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離３５２がＲＦ信号の１波長の約５０分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離３５２がＲＦ信号の１波長の約１００分の１未満である。
【００２８】
第１電極３４０と格納構造３６６とは容量結合されている。より具体的には、第１電極３４０はコンデンサの第１極板に例えることができ、格納構造３６６はコンデンサの第２極板に例えることができ、負荷３６４、障壁３６２、及びキャビティ３６０内の空気はコンデンサの誘電体に例えることができる。従って、本明細書中では、第１電極３４０を代わりに「アノード（陽極）」と称することがあり、第２電極を代わりに「カソード（陰極）」と称することがある。
【００２９】
基本的に、第１電極３４０と第２電極３７２との間の電圧がキャビティ３６０内の負荷３６４を加熱する。種々の実施形態によれば、ＲＦサブシステム３１０は、第１電極３４０と第２電極３７２との間に、一実施形態では約９０ボルト〜約３，０００ボルトの範囲内の電圧、あるいは他の実施形態では約３，０００ボルト〜約１０，０００ボルトの範囲内の電圧を生成するＲＦ信号を発生するように構成されているが、上記システムはより低い電圧またはより高い電圧を第１電極３４０と第２電極３７２との間に発生することもできる。
【００３０】
第１電極３４０は可変インピーダンス整合回路網３７０及び導電性の伝送経路３２８を介してＲＦ信号源３２０に電気結合され、伝送経路３２８は複数の導体を含む。一実施形態によれば、導電性の伝送経路３２８は「不平衡」経路であり、不平衡ＲＦ信号（即ち、接地を基準とした単一のＲＦ信号）を搬送するように構成されている。一部の実施形態では、１つ以上のコネクタ（図示しないが、各々がオス及びメスのコネクタ部分を有する）を伝送経路３２８上に電気結合することができ、伝送経路３２８におけるコネクタ間の部分は同軸ケーブルまたは他の適切なコネクタを具えることができる。
【００３１】
一実施形態では、可変インピーダンス整合回路網３７０は、可変及び（任意で）不変の受動構成部品、例えば抵抗器、コンデンサ、及び／またはインダクタの配列を含むことができる。可変インピーダンス整合回路網３７０は、ＲＦ信号源３２０の出力インピーダンス（例えば、約１０オーム）からのインピーダンス変換を実行して、解凍キャビティ３６０の入力インピーダンスに「整合させ」、この入力インピーダンスは負荷３６４によって（例えば、何百または何千オームのオーダーで、例えば約１０００オーム〜約４０００オーム以上）変化している。解凍動作の経過中に負荷３６４の温度が増加するに連れて、解凍キャビティ３６０のインピーダンスは変化する。従って、システム・コントローラは、解凍動作の経過中に可変インピーダンス整合回路網のインピーダンスを調整して、解凍キャビティ３６０のインピーダンスの変化に合わせることができる。一部の実施形態では、システム・コントローラ３１２が、システムのＳ１１パラメータが所定閾値を超えたことを（例えば、経路３２８上に配置された電力検出回路（図示せず）を用いて）検出したことに応答して、こうした可変インピーダンス整合回路網３７０の調整を実行することができる。
【００３２】
システム・コントローラ３１２が接続体３１４を通して供給する制御信号に応答して、ＲＦ信号源３２０は振動電気信号を生成するように構成されている。種々の実施形態では、ＲＦ信号源３２０を制御して、異なる電力レベル及び／または異なる周波数の振動信号を生成することができる。例えば、ＲＦ信号源３２０は、約１０．０メガヘルツ(MHz)〜約１００MHz、及び／または約１００MHzから約３．０ギガヘルツ(GHz)までの範囲内で振動する信号を生成することができる。
【００３３】
図３の実施形態では、ＲＦ信号源３２０が複数の増幅段、例えば駆動増幅段及び最終増幅段を含んで、増幅された出力信号を発生することができる。例えば、ＲＦ信号源３２０の出力信号は、約１００ワット〜約４００ワット以上までの範囲内の電力レベルを有することができる。
【００３４】
電力増幅器によって与えられるゲイン（利得）は、電源兼バイアス回路３２６によって上記１つ以上の増幅段に供給されるゲートバイアス電圧及び／またはドレイン電源電圧を用いて制御することができる。より具体的には、電源兼バイアス回路３２６は、システム・コントローラ３１２から受信した制御信号に従って、バイアス電圧及び電源電圧を各ＲＦ増幅段に供給する。
【００３５】
一実施形態では、ＲＦ信号源３２０が横方向拡散金属酸化物半導体（ＬＤＭＯＳＦＥＴ：laterally diffused metal oxide semiconductor）トランジスタを含む。しかし、これらのトランジスタはどの特定の半導体技術にも限定されることを意図しておらず、他の実施形態では、各トランジスタを窒化ガリウム（GaN）トランジスタ、他の種類のＭＯＳＦＥＴトランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ：bipolar junction transistor）、あるい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。
【００３６】
解凍キャビティ３６０、及び解凍キャビティ３６０内に配置されたあらゆる負荷３６４（例えば、食品、液体、等）は、第１電極３４０によってキャビティ３６０内へ放射される電磁エネルギー（またはＲＦ電力）にとって累積的な負荷を与える。より具体的には、キャビティ３６０及び負荷３６４はシステムにインピーダンスを与え、本明細書中では「キャビティ入力インピーダンス」と称する。キャビティの入力インピーダンスは解凍動作中に負荷３６４の温度が増加するに連れて変化する。
【００３７】
電源兼バイアス回路３２６によって電力をＲＦ信号源３２０に供給する。電源兼バイアス回路３２６は一般に直流（ＤＣ：direct current）電圧をＲＦ信号源３２０へ供給し、このＤＣ電圧は０ボルト〜６５ボルトの範囲内にすることができる。電源兼バイアス回路３２６から出力されるＤＣ電圧の大きさはシステム・コントローラ３１２によって設定または決定することができる。例えば、ユーザ・インタフェース３８０及びセンサ３９０から受信した入力に基づいて、システム・コントローラ３１２は電源兼バイアス回路３２６に適した出力電圧を選択することができる。この出力電圧は、例えば、より大きい重量を有する負荷３６４に対してはより小さい重量の負荷に対するよりも大きくすることができる。これらの種々の入力に基づいて、システム・コントローラ３１２はルックアップ・テーブル（早見表）を利用して、電源兼バイアス回路３２６に適した出力電圧を決定することができる。一部の実施形態では、システム・コントローラ３１２が、電源兼バイアス回路３２６の出力電圧を、解凍プロセス全体にわたって特定の負荷３６４向けに変化させることができる。
【００３８】
電源兼バイアス回路３２６の異なる出力ＤＣ電圧を実現するために、電源兼バイアス回路３２６は、これらの異なる出力電圧を発生して出力することができる可変電源であるように構成することができる。しかし、他の実施形態では、固定の出力電圧を発生するように電源兼バイアス回路３２６を構成することができる。この場合、解凍システム３００は、この固定の出力電圧を可変の出力電圧（例えば、０ボルトから６５ボルトまでの範囲の電圧）に変調するように構成されたパルス幅変調回路を内蔵することができ、この可変の出力電圧を利用してＲＦ信号源３２０を動作させて解凍システム３００の機能を実現することができる。
【００３９】
図３及び関係する説明は「不平衡型」解凍装置を記述し、不平衡型解凍装置では、ＲＦ信号が第１電極（例えば、電極３４０（図３））に供給され、位置変更可能な第２電極（例えば、第２電極３７２（図３））は接地されているか電気的フローティング状態である。上述したように、解凍装置の代案の実施形態は「平衡型」解凍装置を具えている。こうした装置では、ＲＦ信号が両電極に供給される。
【００４０】
例えば、図４は、一実施形態による平衡型解凍システム４００（例えば、解凍システム１００、２１０、２２０（図１、２））の簡略化したブロック図である。一実施形態では、解凍システム４００は、ＲＦサブシステム４１０、解凍キャビティ４６０、ユーザ・インタフェース４８０、システム・コントローラ４１２、ＲＦ信号源４２０、電源兼バイアス回路４２６、及び２つの電極４４０、４７２を含む。それに加えて、他の実施形態では、解凍システム４００は、温度センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、及び／または重量センサ４９０を含むことができるが、これらのセンサ構成部品の一部または全部を除外することができる。図４は、説明目的、及び記述を容易にする目的で簡略化した解凍システム４００の表現であること、及び実際の実施形態は追加的な機能及び特徴を提供するための他の装置及び構成部品を含むことができること、及び／または解凍システム４００はより大きな電気システムの一部とすることができることは明らかである。
【００４１】
ユーザ・インタフェース４８０は、例えば制御パネル（例えば、制御パネル１２０、２１４、２２４（図１、２））、スタート（開始）及びキャンセル（取消）ボタン、機械的制御器（例えば、ドア／引出し開放ラッチ）に相当することができ、上記制御パネルは、解凍動作用のパラメータ（例えば、解凍する負荷の特性、等）に関する入力をユーザがシステムに与えることを可能にする。それに加えて、ユーザ・インタフェースは、解凍動作の状態を示すユーザが知覚可能な出力（例えば、カウントダウン・タイマー、解凍動作の進行または完了を示す可視の印、及び／または解凍動作の完了を示す可視のトーン）及び他の情報を提供するように構成することができる。
【００４２】
一部の実施形態では、ＲＦサブシステム４１０は、システム・コントローラ４１２、ＲＦ信号源４２０、及び電源兼バイアス回路４２６を含む。システム・コントローラ４１２は、１つ以上の汎用または専用プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、等）、揮発性及び／または不揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ、種々のレジスタ、等）、１つ以上の通信バス、及び他の構成部品を含むことができる。一実施形態によれば、システム・コントローラ４１２は、ユーザ・インタフェース４８０、ＲＦ信号源４２０、及び電源兼バイアス回路４２６に動作的に結合し、かつ通信結合することができる。システム・コントローラ４１２は、ユーザ・インタフェース４８０及びセンサ４９０を介して受信したユーザ入力を示す信号を受信するように構成されている。受信した信号に応答して、システム・コントローラ４１２は制御信号を電源兼バイアス回路４２６及び／またはＲＦ信号源４２０に供給する。それに加えて、システム・コントローラ４１２は制御信号を可変インピーダンス整合回路網４７０に供給し、この制御信号は回路網４７０にその状態または設定を変化させる。
【００４３】
解凍キャビティ４６０は、空気キャビティによって分離された第１及び第２の平行平板電極４４０、４７２を有する容量性解凍構成を含み、この空気キャビティ内に解凍する負荷を配置することができる。格納構造４６６内には、第１及び第２電極（例えば、電極１７０、１７２（図１））を、解凍キャビティ４６０（例えば、内部キャビティ２６０（図２））の内部のいずれかの側面上に互いに対向させて配置することができる。
【００４４】
第１電極４４０と第２電極４７２とはキャビティ４６０を挟んで距離４５２だけ分離され、棚板４２４が（例えば、サイズが変動する負荷を収容するためにユーザによって）異なる一対の支持構造４２２上に配置されるべく位置変更される際に、距離４５２は変化し得る。種々の実施形態では、距離４５２が約０．１０メートル〜約１．０メートルの範囲内であるが、この距離はより小さくすることもより大きくすることもできる。一実施形態によれば、距離４５２は、ＲＦサブシステム４１０によって生成されるＲＦ信号の１波長未満にすることができる。一部の実施形態では、距離４５２がＲＦ信号の波長の約半分未満である。他の実施形態では、距離４５２がＲＦ信号の波長の約４分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離４５２がＲＦ信号の波長の約８分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離４５２がＲＦ信号の波長の約５０分の１未満である。さらに他の実施形態では、距離４５２がＲＦ信号の波長の約１００分の１未満である。
【００４５】
第１電極４４０と第２電極４７２とは容量結合されている。より具体的には、第１電極４４０はコンデンサの第１極板に例えることができ、第２電極４７２はコンデンサの第２極板に例えることができ、負荷４６４、障壁４６２、及びキャビティ４６０内の空気はコンデンサの誘電体に例えることができる。従って、本明細書中では第１電極４４０を代わりに「アノード」と称することがあり、第２電極４７２を代わりに「カソード」と称することがある。
【００４６】
基本的に、第１電極４４０と第２電極４７２との間の電圧がキャビティ４６０内の負荷を加熱する。種々の実施形態によれば、ＲＦサブシステム４１０は、ＲＦ信号を発生して、一具体例では約９０ボルト〜約３０００ボルトの範囲内の、あるいは他の具体例では約３０００ボルト〜約１０，０００ボルトの範囲内の電圧を電極４４０、４７２間に生成するように構成されているが、上記システムはより低い電圧またはより高い電圧を電極４４０、４７２間に生成するように構成することもできる。
【００４７】
ＲＦサブシステム４１０の出力、より具体的には可変インピーダンス回路網４７０の出力は、それぞれ導電性経路４３０、４２８を通して電極４４０、４７２の各々に電気結合されている。例えば、ＲＦサブシステム４１０は２つの平衡ＲＦ信号を出力することができ、一方は経路４３０に沿って電極４４０に供給され、他方は経路４２８に沿って電極４７２に供給される。これらの平衡ＲＦ信号は、例えば、不平衡ＲＦ信号をＲＦ信号源４２０から受信したバラン、プッシュプル増幅器、または平衡増幅器の出力として生成することができる。
【００４８】
一実施形態では、可変インピーダンス整合回路網４７０は、可変及び（任意で）不変の受動構成部品、例えば抵抗器、コンデンサ、及び／またはインダクタの配列を含むことができる。可変インピーダンス整合回路網４７０は、ＲＦ信号源３２０の出力インピーダンス（例えば、約１０オーム）からのインピーダンス変換を実行して、解凍キャビティ４６０の入力インピーダンスに「整合させ」、この入力インピーダンスは負荷４６４によって（例えば、何百または何千オームのオーダーで、例えば約１０００オーム〜約４０００オーム以上）変化している。解凍動作の経過中に負荷４６４の温度が増加するに連れて、解凍キャビティ４６０のインピーダンスは変化する。従って、システム・コントローラは、解凍動作の経過中に可変インピーダンス整合回路網のインピーダンスを調整して、解凍キャビティ４６０のインピーダンスの変化に合わせることができる。一部の実施形態では、システム・コントローラ４１２が、システムのＳ１１パラメータが所定閾値を超えたことを（例えば、経路４２８上に配置された電力検出回路（図示せず）を用いて）検出したことに応答して、こうした可変インピーダンス整合回路網４７０の調整を実行することができる。
【００４９】
システム・コントローラ４１２が接続体４１４を通して供給する制御信号に応答して、ＲＦ信号源４２０は振動電気信号を生成するように構成されている。種々の実施形態では、ＲＦ信号源４２０を制御して、異なる電力レベル及び／または異なる周波数の振動信号を生成することができる。例えば、ＲＦ信号源４２０は、約１０．０メガヘルツ(MHz)〜約１００MHz、及び／または約１００MHzから約３．０ギガヘルツ(GHz)までの範囲内で振動する信号を生成することができる。
【００５０】
図４の実施形態では、ＲＦ信号源４２０が複数の増幅段、例えば駆動増幅段及び最終増幅段を含んで、増幅された出力信号を発生することができる。例えば、ＲＦ信号源４２０の出力信号は、約１００ワット〜約４００ワット以上までの範囲内の電力レベルを有することができる。
【００５１】
電力増幅器によって与えられるゲイン（利得）は、電源兼バイアス回路４２６によって各増幅段に供給されるゲートバイアス電圧及び／またはドレイン電源電圧を用いて制御することができる。より具体的には、電源兼バイアス回路４２６は、システム・コントローラ４１２から受信した制御信号に従って、バイアス電圧及び電源電圧を各ＲＦ増幅段に供給する。
【００５２】
一実施形態では、ＲＦ信号源４２０が、どの特定の半導体技術にも限定されない異なる設計のトランジスタを含むことができる。こうしたトランジスタは、GaNトランジスタ、他の種類のＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、あるいは他の半導体技術を利用したトランジスタを含むことができる。
【００５３】
解凍キャビティ４６０、及び解凍キャビティ４６０内に配置されたあらゆる負荷４６４（例えば、食品、液体、等）は、電極４４０、４７２によってキャビティ４６０内へ放射される電磁エネルギー（またはＲＦ電力）に累積的な負荷を与える。より具体的には、キャビティ４６０及び負荷４６４は、キャビティ入力インピーダンスと称されるインピーダンスをシステムに与える。キャビティの入力インピーダンスは、解凍動作中に負荷４６４の温度が増加するに連れて変化する。
【００５４】
電源兼バイアス回路４２６によって電力をＲＦ信号源４２０に供給する。電源兼バイアス回路４２６は一般にＤＣ電圧をＲＦ信号源４２０へ供給し、このＤＣ電圧は０ボルト〜６５ボルトの範囲内にすることができる。電源兼バイアス回路４２６から出力されるＤＣ電圧の大きさはシステム・コントローラ４１２によって設定または決定することができる。例えば、ユーザ・インタフェース４８０及びセンサ４９０から受信した入力に基づいて、システム・コントローラ４１２は電源兼バイアス回路４２６に適した出力電圧を選択することができる。この出力電圧は、例えば、より大きい重量を有する負荷４６４に対してはより小さい重量の負荷に対するよりも大きくすることができる。これらの種々の入力に基づいて、システム・コントローラ４１２はルックアップ・テーブルを利用して、電源兼バイアス回路４２６に適した出力電圧を決定することができる。一部の実施形態では、システム・コントローラ４１２が、電源兼バイアス回路４２６の出力電圧を、解凍プロセス全体にわたって特定の負荷４６４向けに変化させることができる。
【００５５】
電源兼バイアス回路４２６の異なる出力ＤＣ電圧を実現するために、電源兼バイアス回路４２６は、これらの異なる出力電圧を発生して出力することができる可変電源であるように構成することができる。しかし、他の実施形態では、固定の出力電圧を発生するように電源兼バイアス回路４２６を構成することができる。この場合、解凍システム４００は、この固定の出力電圧を可変の出力電圧（例えば、０ボルトから６５ボルトまでの範囲の電圧）に変調するように構成されたパルス幅変調回路を内蔵することができ、この可変の出力電圧を利用してＲＦ信号源４２０を動作させて解凍システム４００の機能を実現することができる。
【００５６】
本明細書中では集合的に図５と称する図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、及び５Ｆは、解凍システム５００の種々の表現を示し、これらの表現は、位置変更可能な電極をシステム５００のキャビティ５６０内の種々の高さに配置することを可能にする。図５Ａは解凍システム５００の実例を示し、解凍システム５００は負荷５６４を解凍するか、さもなければ負荷５６４の温度を増加させるように動作することができる。図に示すように、解凍システム５００は、制御パネル５８０、格納構造５６６によって規定されるキャビティ５６０、支持構造（時として位置変更可能な棚板支持構造）５０２（例えば、支持構造３２２、４２２（図３、４））、格納構造の天井（即ち、キャビティ５６０の上側内面）内に埋め込まれるか、さもなければ天井に配置された上部電極５４０（例えば、電極３４０、４４０（図３、４））、及び位置変更可能な電極５０４（例えば、電極３７２、４７２（図３、４））を構成するか、さもなければ電極５０４を含む位置変更可能な棚板を含むことができる。位置変更可能な棚板５０３は、導体材料のシート、あるいは導体材料と非導電性材料との組合せとすることができる。一実施形態では、位置変更可能な棚板５０３は、位置変更可能な電極５０４を含む非導電性シートとすることができ、この電極は導電性（例えば、金属）にすることができる。他の実施形態では、位置変更可能な棚板５０３の全体を導体にすることができ、位置変更可能な電極５０４は位置変更可能な棚板５０３と一体に形成されている（即ち、図５Ａに示すように、位置変更可能な棚板５０３と区別されない）。支持構造５０２は、例えば、格納構造５６６の側壁に配置されたレール、スロット、または他の適用可能な支持構造とすることができ、位置変更可能な棚板５０３は、キャビティ５６０内に配置された際に一対の支持構造５０２によって支持される。一部の実施形態では、支持構造５０２は導電性コネクタを含むことができ、これらの導電性コネクタは、位置変更可能な棚板５０４が一対の支持構造５０２上に配置されると、位置変更可能な棚板５０４の電極を、接地電圧に、あるいはＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））の出力端子に電気接続する。
【００５７】
解凍システム５００は、例えば、解凍動作に加えて、電子レンジ、オーブントースター、または従来型オーブンのような二次的機能を提供することもできる。例えば、解凍システム５００がオーブントースターまたは従来型オーブンである実施形態については、加熱素子５５１を用いて二次的な加熱機能を実行することができ、加熱素子５５１は、キャビティ５６０を密閉する格納構造の内側の下面、上面、または側面に配置することができる。例えば、加熱素子５５１は、格納構造５６６の下部領域５１４内に埋め込むか下部領域５１４上に配置することができ、下部領域５１４の上面がキャビティ５６０の床面を規定する。加熱素子５１１は、電源に結合することができ、例えば抵抗加熱素子とすることができる。二次的加熱動作中には、電気は加熱素子５５１を通って導通して、抵抗加熱により電気エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。こうした二次的な加熱動作（例えば、抵抗加熱動作）は、例えば、制御パネル５８０を介して与えられる命令に従って、解凍システム５００によって実行される解凍動作とは別個に、あるいはこうした解凍動作と組み合わせて実行することができる。
【００５８】
制御パネル５８０は電子ディスプレイ及び１つ以上のボタンを含むことができ、これらの電子ディスプレイ及びボタンは、ユーザが解凍システム５００と相互作用すること、及び解凍システム５００に関する情報を見ることを可能にする。一部の実施形態では、この電子ディスプレイはタッチスクリーン・ディスプレイとすることができる。制御パネル５８０は、解凍動作用のパラメータ（例えば、解凍する負荷の特性、等）、スタート及びキャンセルボタン用のパラメータ、機械的制御部（例えば、ドア／引き出しの開放ラッチ）用のパラメータ、等に関する入力をユーザが解凍システム５００に与えることを可能にすることもできる。それに加えて、ユーザ・インタフェースは、解凍動作の状態を示すユーザが知覚可能な出力（例えば、カウントダウン・タイマー、解凍動作の進行または完了を示す可視の印、及び／または解凍動作の完了を示す可聴のトーン）及び他の情報を提供するように構成することができる。
【００５９】
位置変更可能な棚板５０３をキャビティ内に挿入して支持構造５０２上に置くことができる。例えば、位置変更可能な棚板はほぼ平坦な上面を有することができ、この上面は格納構造５６６の内側の長さ及び幅におよそ等しい長さ及び幅を有することができる。電極５０４が電気的フローティング状態でなく、位置変更可能な棚板５０３が非導電性シート及び導電性の位置変更可能な電極５０４を含む実施形態については、非導電性シートが内部または表面に１つ以上のトレースを含むことができ、これらの導電トレースは、位置変更可能な棚板５０３がキャビティ内に挿入されると、位置変更可能な電極５０４を支持構造５０２の導電性の表面（接地またはＲＦ信号源に電気接続されている）に電気接続する。キャビティ５６０内に挿入されると、位置変更可能な棚板５０３はキャビティ５６０を第１及び第２（例えば、上部及び下部）空間に効果的に分割することができる。
【００６０】
位置変更可能な電極５０４は位置変更可能な棚板５０３の全体または一部分を形成することができる。例えば、図６Ａは位置変更可能な棚板６００（例えば、位置変更可能な棚板５０３）の具体例の側断面図であり、ここでは位置変更可能な電極６０４が位置変更可能な棚板６００のほぼ全体を形成する。図６Ａの具体例では、非導電性材料６１０が位置変更可能な電極６０４の上面上に配置されて、負荷（例えば、負荷５６４）を位置変更可能な電極６０４から絶縁する。動作中に電極６０４が接地されているかＲＦ信号源に接続されているかのいずれかである実施形態では、電極６０４が導電性係合面６０６を含み、導電性係合面６０６は、棚板６００が支持構造６２０内へ滑り込むか、さもなければ支持構造６２０と物理的に係合する際に、一組の支持構造６２０の対応する導電性表面６２２と物理的かつ電気的に係合するような位置に配置されている。
【００６１】
図６Ｂは、位置変更可能な棚板６３０の他の具体例の側断面図であり、棚板６３０は、非導電性の支持構造６４０に結合されるか支持構造６４０内に埋め込まれた位置変更可能な電極６３４を含む。ここでも、非導電性材料６１０が位置変更可能な電極６３４の上面上に配置されて、負荷（例えば、負荷５６４）を位置変更可能な電極６３４から絶縁する。それに加えて、位置変更可能な棚板６３０は追加的な導電性構造６３６（例えば、ワイヤ、プリント導体トレース、等）を含み、導電性構造６３６は棚板６３０の導電性係合面６３８を電極６３４に電気結合する。ここでも、動作中に電極６３４が接地されているかＲＦ信号源に接続されているかのいずれかである実施形態では、導電性の係合面６３８は、棚板６３０が支持構造６２０上へ滑り込むか、さもなければ支持構造６２０と物理的に係合する際に、一組の支持構造６２０（例えば、支持構造５０２）の対応する導電性表面６２２と物理的かつ電気的に係合するような位置に配置される。
【００６２】
再び図５Ａを参照すれば、一部の実施形態では、位置変更可能な電極５０４の上面（例えば、図示する負荷５６４が配置されている表面）が、上部電極５４０の下面（例えば、位置変更可能な電極５０４の上面に対面する上部電極の表面）の表面積と少なくとも同じ大きさの表面積を有することができる。なお、位置変更可能な棚板５０３と位置変更可能な電極５０４とは異なるサイズを有することができる。例えば、キャビティ５６０は、２７cm〜３３cmの範囲内の高さ、２９cm〜３５cmの長さ（即ち、奥行き）、及び３０cm〜３６cmの範囲内の幅を有することができる。上部電極５４０の下面（即ち、位置変更可能な電極５０４の上面に対面する上部電極５４０の表面）は、キャビティ５６０の長さよりも少なくとも３cmだけ小さい長さ、及びキャビティ５６０の幅よりも少なくとも３cmだけ小さい幅を有して、格納構造５６６の壁面と上部電極５４０との間のアーク放電を防止するのに十分なクリアランス（間隔）を提供することができる。位置変更可能な電極５０４の上面は、キャビティ５６０の長さ以下、かつ上部電極５４０の長さ以上の長さを有することができ、キャビティ５６０の幅以下、かつ上部電極５４０の幅以上の幅を有することができる。上部電極５４０及び位置変更可能な電極５０４の厚さ（例えば、高さ）は共に、約０．２mm〜１mmにすることができる。上記の例に従って、上部電極５４０及びキャビティ５６０に対して位置変更可能な電極５０４を寸法決めすることによって、解凍動作中のより良好な電界圧縮を、電極５４０と５０４との間に実現することができる。上記の範囲は例示的であり限定的でないことを意図しており、一部の実施形態では、キャビティ５６０、位置変更可能な電極５０４、及び上部電極５４０の寸法をこれらの範囲よりも大きくも小さくもすることができる。１つの例示的で非限定的な例では、キャビティ５６０が３３cm×３２cm×３０cmの幅、長さ、及び高さの寸法を有する体積を規定することができ、上部電極５４０は８cmの半径を有する円形の下面を有することができ、位置変更可能な電極５０４は３１cm×３０cmの幅及び長さの寸法を有する長方形の上面を有することができる。
【００６３】
本実施形態では、位置変更可能な棚板５０３が支持構造５０２のうちの少なくとも１つの上面上に置かれているように示しているが、位置変更可能な棚板５０３を支持するための他の実施形態を実現することができることは明らかである。例えば、支持構造５０２内に溝を形成することができ、あるいは、キャビティ５６０の前面（ドア側）からキャビティ５６０の後面に向かって延びる一組の水平溝を、格納構造５６６自体の側壁内の種々の高さに形成することができ、位置変更可能な棚板５０３の互いに反対側のエッジをこれらの溝内へ滑り込ませることができる。他の例として、位置変更可能な棚板５０３と支持構造５０２とを相補的な形状を有するように形成することができ、これにより、位置変更可能な棚板５０３が支持構造５０２と十分に係合した（例えば、支持構造５０２上に滑り込むか設定された）際に、位置変更可能な棚板５０３を横方向の動きに対して少なくとも部分的に固定することができる。さらに他の実施形態では、位置変更可能な棚板５０３がブラケット（Ｌ字金具、図示せず）または他の構造を含むことができ、こうしたブラケットまたは他の構造は、キャビティ５６０の１つ以上の側壁内のブラケット受け具（図示せず）と係合する。前述した実施形態のように、棚板５０３内の位置変更可能な電極５０４は、これらのブラケット及びブラケット受け具を通して接地またはＲＦ信号源に電気結合することができる。本明細書中に用いる「位置変更可能な棚板の支持構造」とは、位置変更可能な棚板をキャビティ内側の下面上方の所定位置で支持するように構成されたあらゆる構造を参照し、レール、溝、ブラケット、及び他の支持構造を含むが、それらに限定されない。
【００６４】
支持構造５０２は、格納構造５６６の内側の側壁に配置すること（例えば、対向する内側の側壁に対称に配置する）ことができる。例えば、複数組の対応する支持構造５０２を、格納構造５６６の内側の対向する側壁上に種々の高さに配置することができる。図５の実施形態には、５組の対応する支持構造５０２を示し、各組の２つの対応する支持構造は、キャビティ５６０の内側下面の上方の同じ高さに配置されている。例えば、支持構造５０２は、ネジ、ラッチ（掛け金）、溝、接着剤、あるいは支持構造５０２を格納構造５６６の側壁に取り付けるための他のあらゆる適用可能な手段によって、格納構造５６６の側壁の定位置に保持することができる。代案の実施形態では、支持構造５０２を格納構造５６６の側壁と一体に形成することができる。位置変更可能な電極５０４が電気的フローティング状態である一部の実施形態では、支持構造５０２を全面的に誘電体材料で形成することができ、この誘電体材料は位置変更可能な電極５０４を電気絶縁することができる。
【００６５】
動作中に（例えば、位置変更可能な棚板５０３が一組の支持構造５０２と十分に係合した際に）位置変更可能な電極５０４が接地またはＲＦ信号源に電気結合されている（図６Ａ及び６Ｂに関連して前述した）他の実施形態では、支持構造５０２は、全面的または部分的に導電性にすることができ、位置変更可能な棚板５０３の対応する導電性表面（例えば、表面６０６、６３８）に物理的かつ電気的に接続されるように構成された導電性表面（例えば、表面６２２（図６Ａ、６Ｂ））を有することができる。一方、支持構造５０２の導電性表面（例えば、表面６２２）は、解凍システム５００の他の構成部品、例えば接地端子、格納構造、またはＲＦ信号源に電気接続されている。位置変更可能な電極５０４は、一般に、格納構造５６６の対向する側面（例えば、対向する表面）上に位置し、かつキャビティ５６０内のほぼ等しい高さに位置する支持構造５０２のうちの２つ（例えば、一対の支持レール）によって支持されることは明らかである。
【００６６】
さらに、位置変更可能な棚板５０３は着脱可能にすることができること、及び位置変更可能な棚板５０３を、キャビティ５６０内の異なる高さに位置する支持構造上に配置することによって、位置変更可能な電極５０４と上部電極５０４との間の距離（従って、例えば、上部及び下部空間のサイズ、及び負荷５６４と上部電極５４０との間の距離）を調整することができることは明らかである。例えば、所定の高さを有する第１負荷に対しては、位置変更可能な棚板５０３を一対の第１及び第２レール上に配置して第１及び第２空間を規定することができ、第１負荷は第１空間内に配置され、第１空間は第１負荷の所定の高さにほぼ相当する第１の高さを有する。所定の高さを有する第２負荷に対しては、位置変更可能な棚板５０３を異なる一対の第３及び第４レール上に配置して第３及び第４空間を規定することができ、第２負荷は第３空間内に配置され、第３空間は第２負荷の所定の高さに相当する第２の高さを有する。負荷５６４と上部電極５４０との間の距離を最小にすることによって、負荷５６４によって吸収されるＲＦエネルギーの量が増加し、このことはより良好なシステム効率を生じさせることができる。
【００６７】
図５Ｂ〜５Ｃに、解凍システム５００の断面Ａに沿った前向きの図の２つの例示的な具体例を示して、位置変更可能な棚板５０３及び位置変更可能な電極５０４の可動の性質を示し、位置変更可能な電極５０４と上部電極５４０との間の距離の変化を示す。一部の実施形態では、上部電極５４０が解凍システム５００の上部領域内に位置する。一部の実施形態では、上部領域５１２にプラスチックのような誘電体材料を少なくとも部分的に充填することができ、上部電極５４０をこの誘電体材料内に埋め込むことができる。一部の実施形態では、下部領域５１４にプラスチックのような誘電体材料を少なくとも部分的に充填することができる。上部電極５４０及び電極５０４の一方または両方をＲＦ信号源５２０（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））に電気接続することができ、電極５０４、５４０はＲＦ信号源５２０から１つ以上のＲＦ信号を受けることができる。
【００６８】
図５Ｂでは、上部電極５４０と位置変更可能な電極５０４の最上部との間に距離Ｈ１を有し、下部領域５１４の上面と位置変更可能な電極５０４の下面との間に距離Ｈ２を有するように、位置変更可能な電極５０４をキャビティ５６０内に配置することができる。図に示すように、このことは、適度な量の空き空間を負荷５６の上面と上部電極５４０との間に残し、このことは解凍動作の非効率を生じさせ得る。図５Ｃに代案の構成を示し、この構成では、上部電極５４０と位置変更可能な電極５０の最上部との間に距離Ｈ３を有し、下部領域５１４の上面と位置変更可能な電極５０４の下面との間に距離Ｈ４を有するように、位置変更可能な電極５０４がキャビティ５６０内に配置されている。なお、Ｈ１はＨ３よりも大きいのに対しＨ４はＨ２よりも大きく、これにより、図５Ｃの構成では、図５Ｂの構成に比べて、位置変更可能な電極５０４は上部電極５４０のより近くに位置する。位置変更可能な電極５０４を上部電極５４０のより近くへ移動させることによって、従って、負荷５６４の上面と上部電極５４０との間の距離を低減することによって、解凍動作中に解凍システム５００によって供給されるＲＦエネルギーは、位置変更可能な電極５０４と上部電極５４０との間により集中するようになり、これにより、実行される解凍動作の（例えば、電力効率及び解凍速度効率の意味での）効率が改善される。さらに、図５Ｂ及び５Ｃの実施形態は共に、ＲＦエネルギーを集中させるための位置変更可能な電極５０４の存在なしに負荷５６４を単に格納構造５６６の床面上に配置した場合に比べて、より効率的な解凍動作を可能にすることは明らかである（例えば、図５Ｃの実施形態では、約２０％の効率の増加を生じさせる）。前に示したように、種々の実施形態では、位置変更可能な電極５０４は、支持構造５０２との接触により、電気的フローティング状態にすること、接地すること、またはＲＦ信号源５２０（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））に結合することができる。以下、後者の実施形態を図５Ｄ〜５Ｆに関連してより詳細に説明する。
【００６９】
図５Ｄは、一実施形態における解凍システム５００の内部の側断面図を示し、ここでは支持構造５０２が部分的に、あるいは全面的に導電性である。本例では、支持構造５０２（例えば、表面６２２）の各々を、導電性経路５０８を通して内部接地または共通電圧端子５０６に結合することができる。図に示すように、端子５０６は領域５１２内に位置するが、他の実施形態では、端子５０６がその代わりに解凍システム５００内の他の位置、例えば下部領域５１４に位置することができることは明らかである。ここで、電極５０４は、支持構造５０２に電気接触して配置されると、電気接地になることができ、あるいは共通電圧の電位に保持することができる。
【００７０】
図５Ｅは、他の実施形態における解凍システム５００の内部の側断面図を示し、ここでは支持構造５０２が部分的に、あるいは全面的に導電性である。本例では、支持構造５０２（例えば、表面６２２）を、導電性経路５１０を通してＲＦ信号発生器５２０（例えば、ＲＦ信号発生器３２０、４２０（図３、４））に結合することができる。ここで、電極５０４は、支持構造５０２に電気接触して配置されると、平衡型ＲＦ解凍システム（例えば、解凍システム４００（図４））の第２電極（例えば、電極３７２、４７２（図）３、４）として機能することができる。
【００７１】
図５Ｆは、他の実施形態における解凍システム５００の内部の側断面図を示し、ここでは支持構造５０２が部分的に、あるいは全面的に導電性である。本例では、支持構造５０２（例えば、表面６２２）を、導電性経路５１６を通して導電性の格納構造に電気結合することができる。格納構造５６６は導電性にすることができ、キャビティ５６０の少なくとも一部分を規定することができ、そして接地または共通電圧端子５１８に結合することができる。ここで、電極５０４は、支持構造５０２に電気接触して配置されると、電気接地になることができ、あるいは共通電圧の電位に保持されることができる。
【００７２】
これまで解凍システムの電気的及び物理的な態様を説明してきた。こうした解凍システムを動作させる方法の種々の実施形態を図７に関連して以下に説明する。より具体的には、図７は、一実施形態による、位置変更可能な電極を有する解凍システム（例えば、システム１００、２１０、２２０、３００、４００、５００（図１〜５））を動作させる方法のフローチャートである。
【００７３】
この方法は、ブロック７０１で、位置変更可能な棚板（例えば、位置変更可能な棚板１２４、３２４、４２４、５０３（図１、３、４、５））がシステムの解凍キャビティ（例えば、キャビティ３６０、４６０、５６０（図３〜５））内の選択した位置に挿入されて、システムの格納構造（例えば、格納構造３６６、４６６、５６６（図３、４、５））の側壁に配置された支持構造（例えば、支持構造１２２、３２２、４２２、５０２（図１、３、４、５））と係合すると開始される。例えば、位置変更可能な棚板を、格納構造の側壁に取り付けられた、あるいは側壁と一体に形成されたスロット内またはレール上に挿入することができる。例えば、ユーザは、所定サイズの負荷を位置変更可能な棚板上に配置するのに十分な空間を残しつつ、位置変更可能な棚板の上方の空き空間を最小にするように選択した格納構造内の位置に、位置変更可能な棚板を挿入することができる。
【００７４】
一部の実施形態では、位置変更可能な棚板を格納構造内に完全に挿入すると、位置変更可能な棚板は支持構造のうちの１つ以上の導体部分と電気接触して配置され、位置変更可能な棚板内に含まれる電極（例えば、電極１７２、３７２、４７２、５０４（図１、３、４、５））は、支持構造との電気接触により電気接地されるか、あるいはＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０、５２０（図３、４、５））に接続される。代案の実施形態では、位置変更可能な棚板の電極を電気的フローティング状態にして、位置変更可能な棚板及び／または支持構造内に含まれる非導電性材料が、この電極を、電気接地されないように、あるいはＲＦ信号源に接続されないように電気絶縁する。
【００７５】
ブロック７０２では、システム・コントローラ（例えば、システム・コントローラ３１２、４１２（図３、４））が、解凍動作を開始するべきことの指示を受信する。こうした指示は、例えばユーザが負荷（例えば、負荷３６４、４６４、５６４（図３〜５））をシステムの解凍キャビティ内に配置し、（例えば、ドアまたは引き出しを閉じることによって）キャビティを密閉して、開始（スタート）ボタンを押した後に受信することができる。一実施形態では、キャビティを密閉することによって、１つ以上の安全インターロック機構をかみ合わせることができ、こうした安全インターロック機構は、かみ合わさると、キャビティに供給されるＲＦ電力がキャビティの外部の環境内へほとんど漏洩しないことを示す。後述するように、安全インターロック機構のかみ合いを外すことによって、システム・コントローラは直ちに解凍動作を一時停止または終了する。
【００７６】
種々の実施形態によれば、システム・コントローラは、任意で、負荷の種類（例えば、肉、液体、または他の材料）、初期の負荷温度、及び／または負荷重量を示す追加的な入力を受信することができる。例えば、負荷の種類に関する情報は、ユーザからユーザ・インタフェースとの対話により（例えば、認識された負荷の種類のリストからユーザが選択することによって）受信することができる。その代わりに、システムは、負荷の外側に見えるバーコードを走査するように、あるいは負荷上または負荷内に埋め込まれたＲＦＩＤデバイスから電子信号を受信するように構成することができる。初期の負荷温度に関する情報は、例えば、１つ以上の温度センサ及び／またはＩＲセンサ（例えば、センサ３９０、４９０（図３、４））から受信することができる。負荷重量に関する情報は、ユーザからユーザ・インタフェースとの対話により、あるいはシステムの重量センサ（例えば、センサ３９０、４９０（図３、４））から受信することができる。上記に示したように、負荷の種類、初期の負荷温度、及び負荷重量を示す入力の受信は任意であり、システムはその代わりにこれらの入力の一部または全部を受信しないことができる。
【００７７】
ブロック７０４では、システム・コントローラが制御信号を可変整合回路網（例えば、回路網３７０、４７０（図３、４））に供給して、可変整合回路網における初期設定または初期状態を確立する。これらの制御信号は、可変整合回路網内の種々の構成部品の値（例えば、インダクタンス、抵抗、及び／または静電容量）に影響を与える。例えば、これらの制御信号はバイパススイッチの状態に影響を与えることができ、これらのバイパススイッチは、システム・コントローラからの制御信号に応答する。
【００７８】
可変整合回路網の第１部分は、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））との整合を行うように構成することができ、可変整合回路網の第２部分は、キャビティ（例えば、キャビティ３６０、４６０（図３、４））＋負荷（例えば、負荷３６４、４６４（図３、４））との整合を行うように構成することができる。
【００７９】
一旦、初期の可変整合回路網の設定を確立すると、システム・コントローラは、ブロック７０６で、必要に応じて、整合の品質を示す実際の測定値に基づいて許容可能な、あるいは最良の整合を見出すように、可変インピーダンス整合回路網の調整を実行することができる。一実施形態によれば、このプロセスは、ＲＦ信号源により、比較的低電力のＲＦ信号を、可変インピーダンス整合回路網を通して電極（例えば、電極３４０、３７２または４４０（図３、４））に供給するステップを含む。システム・コントローラは、電源兼バイアス回路（例えば、回路３２６、４２６（図３、４））への信号によりＲＦ信号の電力レベルを制御することができ、この制御信号は、電源兼バイアス回路に、所望の信号電力レベルに見合った電源電圧及びバイアス電圧をＲＦ信号源の入力端子に供給させる。例えば、比較的低電力のＲＦ信号は、約１０W〜約２０W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、異なる電力レベルを代わりに用いることができる。整合調整プロセス中の比較的低い電力レベルの信号は、（例えば、初期の整合が高い反射電力を生じさせる場合に）キャビティまたは負荷を損傷させる恐れを低減するために、そして、可変インピーダンス回路網のスイッチング構成部品を（例えば、スイッチ接点間のアーク放電により）損傷させる恐れを低減するために望ましい。
【００８０】
次に、解凍システムの電力検出回路は、ＲＦ信号源と電極との間の伝送経路（例えば、経路３２８、４２８（図３、４））に沿った反射電力及び（時として）順方向電力を測定して、これらの測定値をシステム・コントローラに提供する。次に、システム・コントローラは、反射電力と順方向電力との比率を決定し、この比率に基づいてシステムのＳ１１パラメータを決定することができる。一実施形態では、システム・コントローラは、受信した測定値（例えば、受信した反射電力の測定値、受信した順方向電力の測定値、あるいはその両方）、及び／または計算した比率、及び／またはＳ１１パラメータを、将来の評価または比較のために記憶することができる。
【００８１】
システム・コントローラは、反射電力の測定値、及び／または反射信号電力対順方向信号電力の比率、及び／またはＳ１１パラメータに基づいて、可変インピーダンス整合回路網によって行われる整合が許容可能であるか（例えば、反射電力が閾値を下回るか、あるいは上記比率が１０パーセント以下であるか、あるいは測定値または値が他の何らかの基準に良好に匹敵するか）否かを判定する。その代わりに、システム・コントローラは、整合が「最良の」整合であるか否かを判定するように構成することができる。例えば、反射ＲＦ電力（及び一部の実施形態では順方向の反射ＲＦ電力）を、すべての可能なインピーダンス整合回路網の設定について（あるいは、インピーダンス整合回路網の少なくとも所定部分集合について）反復的に測定することによって、そして、どの設定が最低の反射ＲＦ電力及び／または最低の反射電力対順方向電力の比率を生じさせるかを判定することによって、「最良の」整合を判定することができる。
【００８２】
整合が許容可能でないこと、あるいは最良の整合でないことをシステム・コントローラが判定すると、システム・コントローラは、可変インピーダンス整合回路を再設定することによって整合を調整することができる。例えば、このことは、制御信号を可変インピーダンス整合回路に送信することによって実現することができ、このことは、この回路網に、当該回路網内の可変構成部品（例えば可変の静電容量、抵抗、及び／またはインダクタンス）の値を増加及び／または減少させる。こうした可変インピーダンス整合回路網の再設定は、「最良の」整合が判定されるまで反復することができる。
【００８３】
一旦、許容可能な、あるいは最良の整合が判定されると、ＲＦ信号源によるＲＦ信号の供給により解凍動作を開始することができる。例えば、解凍動作の開始は、ＲＦ信号源によって供給されるＲＦ信号の電力を増加させて比較的高電力のＲＦ信号にすることを含むことができる。ここでも、システム・コントローラは、電源兼バイアス回路への制御信号によりＲＦ信号の電力レベルを制御することができ、これらの制御信号は、電源兼バイアス回路に、所望の信号電力レベルに見合った電源電圧及びバイアス電圧をＲＦ信号源の入力端子に供給させる。例えば、上記比較的高電力の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、異なる電力レベルを代わりに用いることができる。
【００８４】
次に、電力検出回路が、ＲＦ信号源と電極との間の伝送経路（例えば、経路３２８、４２８（図３、４））に沿った反射電力、及び一部の実施形態では順方向電力を周期的に測定することができ、そして、これらの測定値をシステム・コントローラに提供することができる。ここでも、システム・コントローラは、反射信号電力と順方向信号電力との比率を決定することができ、そしてこの比率に基づいてシステムのＳ１１パラメータを決定することができる。一実施形態では、システム・コントローラは、受信した電力測定値、及び／または計算した比率、及び／またはＳ１１パラメータを、将来の評価または比較用に記憶することができる。一実施形態によれば、順方向電力及び反射電力の周期的測定は、相当高い頻度（例えば、ミリ秒のオーダー）で、あるいは相当低い頻度（例えば、秒のオーダー）で行うことができる。例えば、周期的測定を行うための相当低い頻度は、１０秒〜２０秒毎に１回の割合とすることができる。
【００８５】
システム・コントローラは、１つ以上の反射信号電力の測定値、１つ以上の計算した反射信号電力対順方向信号電力の比率、及び／または１つ以上の計算したＳ１１パラメータに基づいて、可変インピーダンス整合回路網によってもたらされる整合が許容可能であるか否かを判定することができる。例えば、システム・コントローラは、この判定を行うに当たり、単一の反射信号電力測定値、単一の計算した反射信号電力対順方向信号電力の比率、あるいは単一の計算したＳ１１パラメータを用いることができ、あるいは、この判定を行うに当たり、以前に受信した複数の反射信号電力測定値、以前に計算した複数の反射信号電力対順方向信号電力の比率、あるいは以前に計算した複数のＳ１１パラメータを利用する（あるいは、他の計算を行う）ことができる。整合が許容可能であるか否かの判定を行うために、システム・コントローラは、受信した反射信号電力、計算した比率及び／またはＳ１１パラメータを、例えば１つ以上の対応する閾値と比較する。例えば、一実施形態では、システム・コントローラが、受信した反射信号電力を、例えば順方向信号電力の５パーセント（または他の何らかの値）の閾値と比較することができる。順方向信号電力の５パーセントを下回る反射信号電力は、整合が許容可能な状態に留まっていることを示すことができ、５パーセントを上回る比率は、整合がもはや許容可能ではないことを示すことができる。他の実施形態では、システム・コントローラが、計算した反射信号電力対順方向信号電力の比率を、１０パーセント（または他の何らかの値）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率は、整合が許容可能な状態に留まっていることを示すことができ、１０パーセントを上回る比率は、整合がもはや許容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、あるいは計算した比率またはＳ１１パラメータが対応する閾値よりも大きく（即ち、比較が好結果でなく）、許容不可能な整合を示す際には、システム・コントローラは可変インピーダンス整合回路網の再設定を開始することができる。
【００８６】
システム・コントローラが、１つ以上の反射電力測定値に基づいて、計算した１つ以上の反射信号電力対順方向信号電力の比率、及び／または計算した１つ以上のＳ１１パラメータに基づいて、可変インピーダンス整合回路網によってもたらされる整合がまだ許容可能であるものと判定した際には（例えば、反射電力の測定値、計算した比率またはＳ１１パラメータが対応する閾値未満である際には、あるいは比較が好結果である際には）、システム・コントローラは、ブロック７０８で、終了（出口）条件が発生したか否かを評価することができる。実際には、終了条件が発生したか否かの判定は、解凍プロセス中の任意の時点で発生させることができる割込み駆動プロセスとすることができる。しかし、図６のフローチャート内に含める目的で、このプロセスはブロック７０６の後に発生するように示している。
【００８７】
いずれにせよ、いくつかの条件が解凍動作の停止を保証することができる。例えば、システムは、安全インターロックが破られた際に終了条件が発生したものと判定することができる。その代わりに、システムは、ユーザが（例えば、ユーザ・インタフェース３８０、４８０（図３、４）により）セットしたタイマーの時間切れ時に、あるいはシステム・コントローラによる解凍動作を実行するべき時間長の推定値に基づいてシステム・コントローラが設定したタイマーの時間切れ時に、システムは終了条件が発生したものと判定することができる。さらに他の代案実施形態では、システムは別の方法で解凍動作の完了を検出することができる。
【００８８】
終了条件が発生していない場合、ブロック７０６に戻ることによって解凍動作を継続することができる。終了条件が発生すると、ブロック７１０で、システム・コントローラはＲＦ信号源によるＲＦ信号の供給を中止する。例えば、システム・コントローラは、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３２０、４２０（図３、４））を停止させることができ、及び／または電源兼バイアス回路に電源電流の供給を中止させることができる。それに加えて、システム・コントローラはユーザ・インタフェースに信号を送信することができ、この信号は、ユーザが知覚可能な終了条件の指示を（例えば、「ドア開」または「終了」を表示装置上に表示することによって、あるいは可聴音（オーディオトーン）を提供することによって）ユーザ・インタフェースに生成させる。そして上記方法を終了することができる。
【００８９】
図６に示すブロックに関連する動作の順序は一実施形態に相当し、動作の順序を図示する順序のみに限定するものと解釈するべきでないことは明らかである。その代わりに、一部の動作は異なる順序で実行することができ、及び／または一部の動作は並列的に実行することができる。
【００９０】
本明細書中に含まれる種々の図面中に示す接続線は、種々の要素間の例示的な機能関係及び／または物理的結合を表すことを意図している。なお、主題の実施形態では、多数の代案または追加的な機能関係または物理的結合が存在し得る。それに加えて、本明細書中では、特定の用語を参考目的のみで使用することがあり、従って限定的であることは意図しておらず、「第１」、「第２」及び構造を参照する他のこうした数詞は、特に明示的断りのない限り順列または順序を暗に意味しない。
【００９１】
本明細書中に用いる「ノード」とは、所定の信号、論理レベル、電圧、データパターン、電流、または量が存在する、あらゆる内部または外部の基準点、接続点、接合、信号線、導電性要素、等を意味する。さらに、２つ以上のノードを１つの物理的要素によって実現することができる（そして、２つ以上の信号は、多重化すること、変調すること、さもなければ共通ノードで受信または出力されても区別することができる）。
【００９２】
以上の説明は、一緒に「接続される」あるいは「結合される」要素またはノードを参照している。本明細書中に用いる「接続された」は、特に断りのない限り、１つの要素が他の要素に直接結び付けられている（あるいは直接連通する）ことを意味するが、必ずしも機械的にではない。同様に、「結合された」は、特に断りのない限り、１つの要素が直接または間接的に他の要素に結び付けられている（あるいは直接または間接的に連通する）ことを意味するが、必ずしも機械的にではない。従って、図面中に示す概略図は、要素の１つの好適な配列を示すが、図示する主題の実施形態では、追加的に介在する要素、装置、特徴、または構成要素が存在し得る。
【００９３】
負荷を収容する格納構造に結合された熱量増加システムの一実施形態は、熱量増加システムのキャビティ内に配置された複数の棚板支持構造を含む。これら複数の棚板支持構造は、位置変更可能な電極をキャビティ内の複数の位置で支持するように構成されている。このシステムは、格納構造の第１表面に配置された第１電極を含み、位置変更可能な電極が格納構造内に配置されて、キャビティを分離された空間に分割する。このシステムは、第１電極及び位置変更可能な電極の一方または両方に接続された無線周波数信号源を含む。この無線周波数信号源は、無線周波数エネルギーを、第１電極及び位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に供給するように構成されている。
【００９４】
他の実施形態では、システムが、キャビティを形成する格納構造、キャビティ内に配置された第１電極、及びキャビティ内の複数の高さに配置された複数の支持構造を含む。このシステムは、キャビティ内に配置された第２電極を含む。この第２電極は着脱可能であり、複数の支持構造のうちの第１支持構造によって支持された際にキャビティを第１空間と第２空間とに分割するように構成され、複数の支持構造のうちの第２支持構造によって支持された際にキャビティを第３空間と第４空間とに分割するように構成されている。このシステムは無線周波数信号源を含み、この無線周波数信号源は、無線周波数エネルギーを第１電極または第２電極のいずれかに、あるいは両方に供給する。
【００９５】
他の実施形態では、熱量増加システムが、キャビティを形成する格納構造、格納構造の内側上面に配置された電極、キャビティの両端間に配置されてキャビティを第１空間と第２空間とに分割する位置変更可能な電極、及び格納構造の第１側壁に配置された第１支持構造を含む。このシステムは、格納構造の第１側壁に対向する第２側壁に配置された第２支持構造を含む。位置変更可能な電極は、着脱可能な様式で第１及び第２構造と係合する。このシステムは、上記電極または位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に電気接続された無線周波数信号源を含む。この無線周波数信号源は、無線周波数エネルギーを上記電極または位置変更可能な電極のいずれかに、あるいは両方に供給するように構成されている。
【００９６】
以上の詳細な説明では、少なくとも１つの好適な実施形態を提示したが、膨大な数の変形例が存在することは明らかである。本明細書中に記載した好適な実施形態は、特許請求する主題の範囲、適用性、または構成を多少なりとも限定することを意図していないことも明らかである。むしろ、以上の詳細な説明は、記載した実施形態を実現するための使い勝手の良いロードマップ（指針）を当業者に提供する。特許請求の範囲によって規定する範囲から逸脱することなしに、要素の機能及び配列に種々の変更を加えることができることは明らかであり、上記範囲は、本願の出願時における既知の等価物及び予測可能な等価物を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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