(57)【要約】【課題】食品負荷を穏やかに温めるための加熱および解凍装置を提供する。【解決手段】無線周波数（ＲＦ）加熱解凍装置は、ＲＦ信号エネルギーを供給されると、それに応答してＲＦ加熱解凍装置のキャビティ内に電磁エネルギーを放射し得る電極を含み得る。この放射された電磁エネルギーはキャビティ内の負荷の熱上昇をもたらし得る。コンデンサは電極の一部および電極に隣接して配置された導電板から形成され得る。導電板は接地基準構造体に結合され得る。電極と導電板との間に低い誘電率を有する誘電材料が直接的に配置され得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成されたＲＦ信号源と、
第１の電極であって、前記ＲＦ信号源に電気的に結合され、前記ＲＦ信号源からの前記ＲＦ信号を受信し、これに応答して電磁エネルギーを前記第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、
前記第１の電極から距離を空けて配置されている導電構造体であって、前記第１の電極の一部と重なって容量的に結合されている導電構造体と、
前記導電構造体に電気的に結合された接地基準構造体と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記接地基準構造体は、前記第１の電極、前記キャビティ、および前記導電構造体を取り囲む格納構造体を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の電極は第１の側部と、前記第１の側部に対向する第２の側部とを有し、
前記キャビティは前記第１の電極の前記第１の側部に隣接して配置され、
前記導電構造体は前記第１の電極の前記第２の側部から距離を空けて配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の電極および前記導電構造体は平行平板コンデンサを形成している、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の電極と前記導電構造体との間に挿入された第１の誘電体をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の誘電体と前記導電構造体との間に挿入された第２の誘電体をさらに備え、前記第１の誘電体は前記第２の誘電体とは異なる誘電率を有している、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の誘電体はポリテトラフルオロエチレンを含み、前記第２の誘電体は空気を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記導電構造体は導電性ブリッジを介して前記格納構造体に電気的に結合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記導電性ブリッジは、前記格納構造体に電気的かつ物理的に結合された近位端と、前記導電構造体に電気的かつ物理的に結合された遠位端とを備え、前記近位端は前記遠位端に対して実質的に垂直である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記導電構造体と前記第１の電極との間の距離は調整可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の電極であって、無線周波数（ＲＦ）信号源に電気的に結合され、前記ＲＦ信号源からのＲＦ信号を受信し、これに応答して電磁エネルギーを前記第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、
前記第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板と、を備え、前記導電板および前記第１の電極の一部はコンデンサを形成している、システム。
【請求項１２】
前記導電板と前記第１の電極との間に挿入された少なくとも１つの低ｋ誘電体をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の電極、前記キャビティ、および前記導電板を取り囲む格納構造体を含む前記接地基準構造体をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記格納構造体に溶接された近位端を有しかつ前記導電板に溶接された遠位端を有する導電性ブリッジをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記導電板は前記キャビティの外部に存在する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＲＦ信号源と前記第１の電極との間に電気的に結合された可変インダクタンスネットワークと、
前記可変インダクタンスネットワークと前記第１の電極との間に電気的に結合された固定インダクタンスネットワークと、をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
格納構造体と、
前記格納構造体内に配置されて無線周波数（ＲＦ）信号を供給するように構成されたＲＦ信号源と、
前記格納構造体内に配置された第１の電極と、
前記ＲＦ信号源の出力部と前記第１の電極との間に電気的に結合された伝送経路であって、前記ＲＦ信号は前記伝送経路に沿った順方向信号電力を有している、伝送経路と、
前記格納構造体内に前記第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板と、を備え、前記導電板および前記第１の電極の一部からコンデンサが形成されている、熱上昇システム。
【請求項１８】
前記ＲＦ信号源の出力部と前記第１の電極との間の前記伝送経路に沿って電気的に結合されたインピーダンス整合ネットワークをさらに備え、前記インピーダンス整合ネットワークは可変インダクタンスネットワークを含む、請求項１７に記載の熱上昇システム。
【請求項１９】
前記伝送経路に沿って反射した信号電力を検出するように構成された電力検出回路と、
反射した前記信号電力に基づいて、反射した前記信号電力の前記順方向信号電力に対する比を減少させるように前記可変インダクタンスネットワークのインダクタンス値を修正するように構成されたコントローラと、をさらに備える、請求項１８に記載の熱上昇システム。
【請求項２０】
前記第１の電極の第１の側部に隣接して配置されたキャビティをさらに備え、前記導電板は前記キャビティの外部に前記第１の電極の第２の側部から距離を空けて配置されている、請求項１７に記載の熱上昇システム。
【請求項２１】
前記導電板と前記第１の電極との間に配置された第１の誘電体をさらに備え、前記第１の誘電体は空気の破壊電圧よりも大きい破壊電圧を有している、請求項１７に記載の熱上昇システム。
【請求項２２】
前記第１の誘電体と前記導電板との間に配置された、前記第１の誘電体とは異なる第２の誘電体をさらに備える、請求項２１に記載の熱上昇システム。
【請求項２３】
前記格納構造体に固定された近位端を有し、前記導電板に固定された遠位端を有する導電性ブリッジをさらに備え、前記近位端は前記遠位端に対して垂直に配置されている、請求項１７に記載の熱上昇システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の主題の実施形態は、概して、無線周波数（ＲＦ）エネルギーで負荷を解凍および加熱する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の容量性食品解凍（または解氷）システムは、加熱コンパートメント内に格納された大きな電極を含む。食品負荷が電極の間に配置された後に、食品負荷を穏やかに温めるために電極のうちの１つに低電力電磁エネルギーが供給される。これらの従来の容量性食品解凍システムにおいて、低電力電磁エネルギー源と電極との間の経路のインピーダンスの同調が可能となるように、可変インダクタネットワークが要求される場合が多い。
【０００３】
なお、電力の反射を低減させるために無線周波数の整合ネットワークを制御するデバイスおよびその方法について、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，２５９，３３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの従来の容量性食品解凍システムの固有の特性により、可変インダクタネットワークは一般的に、大きな同調可能範囲を有することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、システムであって、無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成されたＲＦ信号源と、第１の電極であって、前記ＲＦ信号源に電気的に結合され、前記ＲＦ信号源からの前記ＲＦ信号を受信し、これに応答して電磁エネルギーを前記第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、前記第１の電極から距離を空けて配置されている導電構造体であって、前記第１の電極の一部と重なって容量的に結合されている導電構造体と、前記導電構造体に電気的に結合された接地基準構造体と、を備えることを要旨とする。
【０００７】
請求項１１に記載の発明は、システムであって、第１の電極であって、無線周波数（ＲＦ）信号源に電気的に結合され、前記ＲＦ信号源からのＲＦ信号を受信し、これに応答して電磁エネルギーを前記第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、前記第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板と、を備え、前記導電板および前記第１の電極の一部はコンデンサを形成していることを要旨とする。
【０００８】
請求項１７に記載の発明は、熱上昇システムであって、格納構造体と、前記格納構造体内に配置されて無線周波数（ＲＦ）信号を供給するように構成されたＲＦ信号源と、前記格納構造体内に配置された第１の電極と、前記ＲＦ信号源の出力部と前記第１の電極との間に電気的に結合された伝送経路であって、前記ＲＦ信号は前記伝送経路に沿った順方向信号電力を有している、伝送経路と、前記格納構造体内に前記第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板と、を備え、前記導電板および前記第１の電極の一部からコンデンサが形成されていることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な実施形態による解凍機器の斜視図。
【図２】解凍システムの他の例示的な実施形態を含む冷蔵庫／冷凍機器の斜視図。
【図３】例示的な実施形態による解凍装置の簡略ブロック図。
【図４】例示的な実施形態による可変インダクタンス整合ネットワークの概略図。
【図５】例示的な実施形態による可変インダクタンスネットワークの概略図。
【図６】可変インピーダンス整合ネットワークの実施形態における複数のインダクタンスが入力キャビティインピーダンスをＲＦ信号源にどのように整合させ得るかを示すスミスチャートの例。
【図７】例示的な実施形態による解凍システムの断面側面図。
【図８】例示的な実施形態による解凍システムの一部の斜視図。
【図９】例示的な実施形態による、動的負荷整合を有する解凍システムを動作させる方法のフローチャート。
【図１０】２つの異なる負荷に対する解凍動作による、キャビティ整合設定対ＲＦ信号源整合設定をプロットするチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
主題のより完全な理解は、以下の図面と併せて考慮するとき、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって導き出され得、図面を通して同様の参照符号は同様の要素を指す。  以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示であり、本主題の実施形態またはそのような実施形態の用途および使用を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、「例示」および「例」という用語は、「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。例示または例として本明細書に記載されたいずれの実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいかまたは有利であると解釈されるわけではない。さらに、先行技術分野、背景、または以下の詳細な説明に示された明示または黙示の理論に拘束される意図はない。
【００１１】
本発明の主題の実施形態は、洗浄のために取り外し可能であるおよび／または異なるサイズおよび／または形状の負荷を収容するためのモジュラ共振キャビティを有する加熱室または電極で、食品負荷（または他のタイプの負荷）を解凍および／または加熱するための装置および方法を含む。本明細書に記載された主題の実施形態は、スタンドアローン機器または他のシステムへと組み込まれ得るソリッドステートの解凍または加熱装置に関する。以下でより詳細に説明するように、例示的な解凍／加熱システムは、キャビティ内に配置された第１の電極と、増幅器構成（１つ以上のトランジスタを含む）と、増幅器構成の出力と第１の電極との間に結合されたインピーダンス整合ネットワークと、解凍装置の解凍動作の経過を検出することができる測定および制御システムとを使用して実現される。一実施形態において、インピーダンス整合ネットワークは、増幅器構成とキャビティとの間の整合を改善するために解凍動作中に調整することができる可変インピーダンス整合ネットワークである。
【００１２】
概して、「解凍」という用語は、凍結負荷（例えば、食品負荷または他のタイプの負荷）の温度を、負荷がもはや凍結していない温度（例えば、０℃またはそれに近い温度）まで上昇させることを意味する。本開示において、解凍システムに対する負荷の一例として「食品負荷」に言及していることに留意されたい。また、食品負荷の言及は解凍システムによって加熱され得る他のタイプの負荷（例えば、液体、非消耗材料）もまた言及し得ることが理解されるべきである。
【００１３】
本明細書で使用する場合、「解凍」という用語は、より広義には、負荷へのＲＦ電力の供給によって負荷（例えば、食品負荷または他のタイプの負荷）の熱エネルギーまたは温度を上昇させるプロセスを意味する。したがって、様々な実施形態において、「解凍動作」は、任意の初期温度（例えば、０℃を上回るかまたは下回る任意の初期温度）を有する食品負荷に対して実行され得、解凍動作は、初期温度よりも高い任意の最終温度（例えば、０℃を上回るかまたは下回る最終温度を含む）において停止され得る。そのため、本明細書に記載の「解凍動作」および「解凍システム」は、「熱上昇動作」および「熱上昇システム」と代替的に称され得る。「解凍」という用語は、本発明の適用を、凍結負荷の温度を０℃またはそれに近い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と解釈されるべきではない。
【００１４】
従来の容量性食品解凍システムにおいて、低電力電磁エネルギー源と電極との間の経路のインピーダンスの同調が可能となるように、可変インダクタネットワークが要求される場合が多い。しかしながら、これらの従来の容量性食品解凍システムの固有の特性により、可変インダクタネットワークは一般的に、大きな同調可能範囲、および／または（例えば、高い内部抵抗に対応する）低い品質係数（Ｑ係数）を有することが要求され、それによりシステムの効率を低下させ得、可変インダクタネットワークが、より小さな同調可能範囲を有する可変インダクタネットワークと比較してより大きくおよび／またはより複雑であることを要求し得る。これは、食品負荷が加熱されると、食品負荷のインピーダンスが変化して、増幅器装置とキャビティとの間のインピーダンスの不整合を生じさせる可能性があり、それは可変インダクタネットワークのインダクタンスを変更することによって補償することが可能であるためである。食品負荷のインピーダンスにおけるこの変更の影響を低減するために、並列キャパシタンスを第１の電極に結合し得、それにより、低電力電磁エネルギー源と電極との間の経路のインピーダンスの同調に必要な可変インダクタンスネットワークのインダクタンスの範囲を縮小し得る。例えば、この並列キャパシタンスは、第１の電極の一部と、接地された格納構造体などの、接地基準に電気的に結合された導電板とから形成され得る。他の実施形態では、導電板は格納構造体以外の接地基準構造体に結合される可能性がある。したがって、解凍システムは、電極に提供される電磁エネルギーを同調させるために必要なインダクタンスの範囲を縮小するために、高いＱ係数で低損失のキャビティ内コンデンサを含むことが有利であり得る。キャビティ内コンデンサは、電極と、電極上に配置された接地された導電板とから形成され得る。低い誘電率を有する誘電材料（複数可）（例えば、低ｋ誘電材料）が、電極と導電板との間に直接配置され得る。
【００１５】
図１は、例示的な実施形態による解凍システム１００の斜視図である。解凍システム１００は、解凍キャビティ１１０、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３４０、図３）、電源（例えば、電源３５０、図３）、第１の電極１７０、電力検出回路（例えば、電力検出回路３８０、図３）、および、システムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）を含む。解凍キャビティ１１０は、上部、底部、側部および背部のキャビティ壁１１１，１１２，１１３，１１４，１１５の内面およびドア１１６の内面によって画定される。ドア１１６を閉じた状態で、解凍キャビティ１１０は、囲い込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場合、用語「空気キャビティ」は、空気または他の気体を含む、囲い込まれた領域（例えば、解凍キャビティ１１０）を意味し得る。
【００１６】
実施形態によれば、第１の電極１７０は、キャビティ壁（例えば、上部壁１１１）に近接して配置され、第１の電極１７０は、残りのキャビティ壁（例えば、壁１１２〜１１５およびドア１１６）から電気的に絶縁され、残りのキャビティ壁は接地されている。このような構成では、システムは、単純化すればキャパシタとしてモデル化され得、第１の電極１７０が１つの導電性平板として機能し、接地されたキャビティ壁（例えば、壁１１２〜１１５）が第２の導電性平板（または電極）として機能し、空気キャビティ（そこに含まれる任意の負荷を含む）が第１および第２の導電性平板間の誘電媒体として機能する。図１には示されていないが、非導電性バリア（例えば、バリア３１４、図３）もシステム１００に含まれ得、非導電性バリアは、底部キャビティ壁１１２から負荷を電気的および物理的に絶縁するよう機能し得る。図１は、第１の電極１７０が上部壁１１１に近接していることを示しているが、第１の電極１７０は、交流電極１７２〜１７５によって示されるように、他の壁１１２〜１１５のいずれかに代替的に近接し得る。
【００１７】
実施形態によると、解凍システム１００の動作中、ユーザ（図示せず）は、解凍キャビティ１１０内に１つ以上の負荷（例えば、食品および／または液体）を配置し得、制御パネル１２０を介して任意選択的に、負荷の特性を指定する入力を提供し得る。例えば、指定された特性は、負荷のおよその重量を含み得る。さらに、指定された負荷特性は、負荷が形成される材料（例えば、肉、パン、液体）を示し得る。代替実施形態では、負荷特性は、負荷パッケージング上のバーコードをスキャンすること、または負荷上のもしくはその中に埋め込まれた無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグからＲＦＩＤ信号を受信することなど、他の何らかの方法で取得され得る。いずれにせよ、後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、システムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）が、システムのインピーダンス整合ネットワークの初期状態を解凍動作の開始時に確立することを可能にし、初期状態は、負荷への最大ＲＦ電力伝達を可能にする最適状態に比較的近いものであり得る。あるいは、解凍動作の開始前に負荷特性が入力または受信されずともよく、システムコントローラがインピーダンス整合ネットワークのデフォルト初期状態を確立し得る。
【００１８】
解凍動作を始めるために、ユーザは制御パネル１２０を介して入力を提供し得る。これに応答して、システムコントローラは、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０、図３）にＲＦ信号を、第１の電極１７０へ供給させ、電極は、これに応答して電磁エネルギーを解凍キャビティ１１０へと放射する。電磁エネルギーは、負荷の熱エネルギーを増加させる（すなわち、電磁エネルギーにより負荷が温まる）。
【００１９】
解凍動作中、負荷の熱エネルギーが増加すると、負荷のインピーダンス（ひいては、キャビティ１１０と負荷との全入力インピーダンス）が変化する。インピーダンス変化は、ＲＦエネルギーの負荷への吸収を変化させ、したがって、反射電力の大きさを変える。一実施形態によれば、電力検出回路（例えば、電力検出回路３８０、図３）は、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０、図３）と第１の電極１７０との間の伝送経路（例えば、伝送経路３４８、図３）に沿った順方向および／または反射電力を連続してまたは周期的に測定する。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３３０、図３）は、以下で詳細に説明するように、解凍動作の完了を検出し得るか、または食品負荷が所望の温度または最終状態に到達したと決定し得る。さらなる実施形態によれば、インピーダンス整合ネットワークは可変であり、順方向および／または反射電力測定値に基づいて、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ネットワークの状態を変更して、負荷によるＲＦ電力の吸収を増大させ得る。
【００２０】
図１の解凍システム１００は、カウンタートップタイプの機器として具体化されている。さらなる実施形態では、解凍システム１００はまた、電子レンジ調理動作を実行するための構成要素および機能を含み得る。あるいは、解凍システムの構成要素は、他のタイプのシステムまたは機器に組み込まれ得る。例えば、図２は、解凍システム２１０，２２０の他の例示的な実施形態を含む冷蔵庫／冷凍機器２００の斜視図である。より具体的には、解凍システム２１０は、システム２００の冷凍室２１２内に組み込まれて示されており、解凍システム２２０は、システムの冷蔵室２２２内に組み込まれるように示されている。実際の冷蔵庫／冷凍機器は、解凍システム２１０，２２０のうちの１つだけを含む可能性が高いが、両方の実施形態を簡潔に伝えるために、両方とも図２に示されている。
【００２１】
解凍システム１００と同様に、解凍システム２１０，２２０のそれぞれは、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３４０、図３）、電源（例えば、電源３５０、図３）、第１の電極（例えば、電極３７０，７７０、図３および図７）、第２の電極（例えば、電極７７２および図７）、電力検出回路（例えば、電力検出回路３８０、図３）、引き出し２１８，２２８、およびシステムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）を含む。例えば、解凍キャビティは、引き出し２１８，２２８の底部、側部、前部および背部壁の内面、および引き出し２１８，２２８がその下で摺動、挿入、その他の方法で物理的に係合される固定棚２１６，２２６の内側上面によって画定され得る。引き出し２１８，２２８は、システム２１０，２２０のための第２の電極を含み得るかまたは第２の電極として機能し得る。引き出し２１８，２２８を棚の下で完全に摺動させた状態で、引き出し２１８，２２８と棚２１６，２２６とが、キャビティを囲い込まれた空気キャビティとして画定する。解凍システム２１０，２２０の構成要素および機能は、様々な実施形態において、解凍システム１００の構成要素および機能と実質的に同じであり得る。
【００２２】
さらに、実施形態によれば、解凍システム２１０，２２０のそれぞれは、システム２１０，２２０が配置されている冷凍または冷蔵室２１２，２２２とそれぞれ十分な熱的連通を有し得る。このような実施形態では、解凍動作の完了後、負荷がシステム２１０，２２０から取り外されるまで、負荷を安全な温度（すなわち、食品の腐敗が遅れる温度）に維持し得る。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、解凍された負荷が収容されているキャビティは冷凍室２１２と熱的に連通し得、負荷がキャビティから速やかに除去されなければ、負荷は再冷凍され得る。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、解凍された負荷が収容されているキャビティは冷蔵室２２２と熱的に連通し得、負荷がキャビティから速やかに除去されなければ、負荷は冷蔵室２２２内の温度で解凍状態に維持され得る。
【００２３】
当業者であれば、本明細書の記載に基づいて、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にもまた組み込み得ることを理解するであろう。したがって、スタンドアローン機器、電子レンジ機器、冷凍庫および冷蔵庫における解凍システムの上述の実施態様は、これらのタイプのシステムのみに実施形態を使用することを限定することを意味するものではない。
【００２４】
解凍システム１００，２００は、それらの構成要素が互いに対して特定の相対的な向きで示されているが、様々な構成要素が異なる方向にも向けられ得ることを理解されたい。さらに、様々な構成要素の物理的構成が異なり得る。例えば、制御パネル１２０，２１４，２２４は、より多くの、より少ない、もしくは異なるユーザインタフェース要素を有し得、および／または、ユーザインタフェース要素が異なって配置され得る。さらに、制御パネル２１４，２２４は、その他の場所（例えば、冷凍または冷蔵室２１２，２２２内の壁部上または固定棚２１６，２２６のうちの１つ上）に配置され得る。さらに、実質的に立方体の解凍キャビティ１１０が図１に示されているが、解凍キャビティは、他の実施形態で異なる形状（例えば、円筒状など）を有し得ることを理解されたい。さらに、解凍システム１００，２１０，２２０は、図１および図２に具体的に示されていない追加の構成要素（例えば、ファン、固定または回転平板、トレイ、電気コードなど）を含み得る。
【００２５】
図３は、例示的な実施形態による解凍システム３００（例えば、解凍システム１００，２１０，２２０、図１および図２）の簡略ブロック図である。解凍システム３００は、実施形態では、解凍キャビティ３１０、ユーザインタフェース３２０、システムコントローラ３３０、ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ信号源３４０、電源およびバイアス回路３５０、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０、電極３７０、および電力検出回路３８０を含む。さらに、他の実施形態では、解凍システム３００は、温度センサ、赤外線（ＩＲ）センサおよび／または重量センサ３９０を含み得るが、これらのセンサ構成要素のいくつかもしくはすべては除外され得る。図３は、解説および説明を容易にするための解凍システム３００の簡略化された表現であること、実際の実施形態は、追加の機能および特徴を提供するための他のデバイスおよび構成要素を含み得ること、ならびに／または、解凍システム３００は、より大きな電気システムの一部であり得ることが理解されよう。
【００２６】
ユーザインタフェース３２０は、例えば、ユーザが解凍動作のためのパラメータ（例えば、解凍されるべき負荷の特性など）に関する入力をシステムに提供す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および図２）、開始および取消ボタン、機械的制御（例えば、ドア／引き出しオープンラッチ）などに対応し得る。さらに、ユーザインタフェースは、解凍動作の状態を示すユーザ知覚可能な出力（例えば、カウントダウンタイマ、解凍動作の進行もしくは完了を示す可視表示、および／または解凍動作の完了を示す可聴トーン）ならびに他の情報を提供するように構成され得る。
【００２７】
システムコントローラ３３０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）など）、揮発性および／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）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ、様々なレジスタなど）、１つ以上の通信バス、ならびに他の構成要素を含み得る。一実施形態によれば、システムコントローラ３３０は、ユーザインタフェース３２０、ＲＦ信号源３４０、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０、電力検出回路３８０およびセンサ３９０（含まれる場合）に結合される。システムコントローラ３３０は、ユーザインタフェース３２０を介して受信したユーザ入力を示す信号を受信し、電力検出回路３８０からの順方向および／または反射電力測定値を受信するように構成される。受信信号および測定値に応じて、より詳細に下記に説明されるように、システムコントローラ３３０は、電源およびバイアス回路３５０とＲＦ信号源３４０のＲＦ信号発生器３４２とに制御信号を提供する。さらに、システムコントローラ３３０は、制御信号を可変インピーダンス整合ネットワーク３６０に提供し、これは、ネットワーク３６０にその状態または構成を変更させる。
【００２８】
解凍キャビティ３１０は、その中に解凍する負荷３１６を配置し得る空気キャビティによって分離された第１および第２の平行平板電極を有する容量性解凍構造を含む。例えば、第１の電極３７０（例えば、第１の電極７７０、図７）は空気キャビティの上方に配置され得、第２の電極（図示せず）は、例えば、引き出し（例えば、引き出し２１８，２２８、図２）、格納構造体３１２の一部によって、または非導電性バリア構造体３１４内に組み込まれ、または別様に結合された導電性構成要素によって提供され得る。一実施形態によると、キャビティ３１０は、解凍動作中にキャビティ３１０内に導入される電磁エネルギーを格納するために（例えば、ドア１１６、図１、または、導電性の摺動式ドアの閉鎖によって、または、棚２１６，２２６、図２などの棚の下方で閉鎖された引き出しを摺動させることによって）密閉され得る。システム３００は、解凍動作中、完全な密閉を確保する１つ以上のインターロック機構を含み得る。１つ以上のインターロック機構が密閉状態が損なわれたことを示すと、システムコントローラ３３０は解凍動作を中止し得る。一実施形態によると、格納構造体３１２は少なくとも部分的に導電材料で作成され、格納構造体の導電性部分（複数可）は接地され得る。あるいは、キャビティ３１０の底面に対応する格納構造体３１２の少なくとも一部が導電材料で作成され、接地され得る。いずれにせよ、格納構造体３１２（または、引き出し２１８，２２８、図２のうちの１つの底部内面または「プラットフォーム」などの、第１の電極３７０と平行する格納構造体３１２の少なくとも一部）は容量性解凍構造の第２の電極として機能し得、接地基準構造体としても機能し得る。負荷３１６とキャビティ３１０の接地された底面との間の直接接触を避けるために、非導電性バリア３１４をキャビティ３１０の底面（例えば、底壁または「プラットフォーム」）上に配置し得る。
【００２９】
解凍キャビティ３１０および解凍キャビティ３１０内に配置されたあらゆる負荷３１６（例えば、食品、液体など）は、第１の電極３７０によってキャビティ３１０内に放射された電磁エネルギー（またはＲＦ電力）に対する累積の負荷を示す。より具体的には、キャビティ３１０および負荷３１６は、システムに対するインピーダンスを示し、これを本明細書において「キャビティ入力インピーダンス」と称する。キャビティ入力インピーダンスは、負荷３１６の温度が上昇すると解凍動作中に変化する。多くのタイプの食品負荷のインピーダンスは、食品負荷が凍結状態から解凍状態に移行すると、幾分予測可能な方法で温度に対して変化する。一実施形態によると、電力検出回路３８０からの反射および／または順方向の電力の測定値に基づき、システムコントローラ３３０は、キャビティ入力インピーダンスの変化率が負荷３１６が特定の温度（例えば、−４℃から０℃の間）に接近していることを示す解凍動作中の時点を識別するように構成され、その時点で、システムコントローラ３３０は解凍動作を終了し得る。特に、システムコントローラ３３０は食品負荷が解凍される間、反射および／または順方向の電力の測定値を経時的に監視するように構成されている。反射損失の変化率が平坦域にあることを検出すると、コントローラは反射損失の変化率の履歴的な測定値を使用して、食品負荷を所望の最終状態、すなわち、−４℃から０℃の間の加熱処理後の状態に到達させるために解凍処理を継続すべき追加の時間および／またはエネルギー量を決定する。決定された必要とされる時間またはエネルギー追加量のいずれかを使用して、解凍処理は制御され、食品負荷が所望の最終状態に到達すると停止することができる。解凍システム３００の解凍処理の制御および停止は、必ずしも経時的な反射および／または順方向の電力の測定値の監視のみに基づいて行われるとは限らず、この例が説明を意図するものであり、限定するものではないことに留意すべきである。他の実施形態では、解凍システム３００の解凍処理の制御および停止は、総解凍時間およびキャビティ３１０に供給された総エネルギーに基づいて、インピーダンス整合ネットワークの状態の監視に基づいて、ＩＲセンサ（複数可）３９０によって収集されたＩＲデータに基づいて、またはこれらのあらゆる組合せに基づいて、実施され得る。
【００３０】
一実施形態によると、第１の電極３７０は可変インピーダンス整合ネットワーク３６０および伝送経路３４８を介してＲＦ信号源３４０に電気的に結合されている。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ンネットワーク３６０は、格納構造体３１２（例えば、上記第１の電極３７０）によって作成されたキャビティの密閉部内に配置され得、ＲＦ信号源３４０のインピーダンスから負荷３１６によって修正されるような解凍キャビティ３４０の入力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に構成されている。一実施形態では、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、受動構成要素（例えば、インダクタ、キャパシタ、抵抗器）のネットワークを含む。より具体的な実施形態によると、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、格納構造体３１２内に配置されて第１の電極３７０に電気的に結合されている複数の固定値インダクタ（例えば、インダクタ４１２〜４１４，７１２〜７１４、図４および図７）を含む。さらに、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、複数の可変インダクタンスネットワーク（例えば、ネットワーク４１０，４１１，５００、図４および図５）を含み、これらは、キャビティ３１０内または外に位置し得る。可変インダクタンスネットワークの各々によって提供されるインダクタンス値は、以下により詳細に説明するように、システムコントローラ３３０からの制御信号を使用して確立される。いずれにしても、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の状態を解凍動作中に変化させて常に変化するキャビティ入力インピーダンスを動的に整合させることにより、負荷３１６によって吸収されるＲＦ電力の量を、解凍動作中の負荷インピーダンスの変化にもかかわらず高いレベルに維持し得る。
【００３１】
一実施形態によれば、ＲＦ信号源３５０は、ＲＦ信号発生器３４２および（例えば、１つ以上の電力増幅器段３４４，３４６を含む）電力増幅器を含み、例えば、冷蔵庫（例えば、図２のシステム２００）の後部壁の後方に配置され得、あるいは格納構造体３１２の一部を構成する棚アセンブリ（例えば、棚２１６，２２６および図２）の一部として組み込まれ得る。システムコントローラ３３０によって提供される制御信号に応答して、ＲＦ信号発生器３４２は、ＩＳＭ（産業、科学および医療）帯域の周波数を有する発振電気信号を生成するように構成されるが、システムは、他の周波数帯域での動作もサポートするように修正されることも可能である。ＲＦ信号発生器３４２は、様々な実施形態において、異なる電力レベルおよび／または異なる周波数の発振信号を生成するように制御され得る。例えば、ＲＦ信号発生器３４２は、約３．０メガヘルツ（ＭＨｚ）〜約３００ＭＨｚの範囲で発振する信号を生成し得る。いくつかの望ましい周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚ（±５％）、２７．１２５ＭＨｚ（±５％）、および４０．６８ＭＨｚ（±５％）であり得る。１つの特定の実施形態では、例えば、ＲＦ信号発生器３４２は、約４０．６６ＭＨｚ〜約４０．７０ＭＨｚの範囲で、約１０デシベル（ｄＢｍ）〜約１５ｄＢｍの範囲の電力レベルで発振する信号を生成し得る。あるいは、発振周波数および／または電力レベルは、上述の所定の範囲または値より低くまたは高くなり得る。
【００３２】
図３の実施形態では、電力増幅器は、ドライバ増幅器段３４４および最終増幅器段３４６を含む。電力増幅器は、ＲＦ信号発生器３４２から発振信号を受信し、その信号を増幅して、電力増幅器の出力で極めてより高い電力の信号を生成するよう構成される。例えば、出力信号は、約１００ワット〜約４００ワットまたはそれ以上の範囲の電力レベルを有し得る。電力増幅器によって適用される利得は、電源およびバイアス回路３５０によって各増幅器段３４４，３４６に提供されるゲートバイアス電圧および／またはドレイン供給電圧を使用して制御され得る。より具体的には、電源およびバイアス回路３５０は、バイアスおよび供給電圧を、システムコントローラ３３０から受信した制御信号に従って、各ＲＦ増幅器段３４４，３４６に提供する。
【００３３】
一実施形態では、各増幅器段３４４，３４６は、入力端子（例えば、ゲートまたは制御端子）および２つの電流搬送端子（例えば、ソースおよびドレイン端子）を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのパワートランジスタとして実装される。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、ドライバ増幅器段３４４の入力（例えばゲート）、ドライバと最終増幅器段３４６との間、および／または、最終増幅器段３４６の出力（例えば、ドレイン端子）に結合され得る。一実施形態では、増幅器段３４４，３４６の各トランジスタは、横方向拡散金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＬＤＭＯＳＦＥＴ：Ｌａｔｅｒａｌｌｙ  Ｄｉｆｆｕｓｅｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＦＥＴ）トランジスタを含む。しかしながら、トランジスタはいかなる特定の半導体技術にも限定されるものではなく、他の実施形態では、各トランジスタは、高電子移動度トランジスタ（ＨＦＥＴ：Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）トランジスタ）、別のタイプのＭＯＳＦＥＴトランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ：Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、または別の半導体技術を利用したトランジスタとして実現され得ることに注意されたい。
【００３４】
図３では、電力増幅器構成は、他の回路構成要素に特定の方法で結合された２つの増幅器段３４４，３４６を含むように示されている。他の実施形態では、電力増幅器構成は他の増幅器トポロジーを含み得、および／または増幅器構成は１つの増幅器段のみ、または３つ以上の増幅器段を含み得る。例えば、電力増幅器構成は、シングルエンド増幅器、ダブルエンド増幅器、プッシュプル増幅器、ドハティ増幅器、スイッチモード電力増幅器（ＳＭＰＡ）、または別のタイプの増幅器の様々な実施形態を含み得る。
【００３５】
電力検出回路３８０は、一実施形態では、ＲＦ信号源３４０の出力部と可変インピーダンス整合ネットワーク３６０への入力部との間の伝送経路３４８に沿って結合される。別の実施形態では、電力検出回路３８０は、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の出力部と第１の電極３７０との間の伝送経路３４９に結合され得る。いずれにせよ、電力検出回路３８０は、伝送経路３４８に沿って進む順方向信号（すなわち、ＲＦ信号源３４０から第１の電極３７０に向かう方向）および／または反射信号（すなわち、第１の電極３７０からＲＦ信号源３４０に向かう方向）の電力を監視、測定、または別様に検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、電力検出回路３８０は、伝送経路３４８に沿って進む順方向信号および反射信号の電力の大きさおよび位相の両方を検出し得る。
【００３６】
電力検出回路３８０は順方向および／または反射信号電力の大きさを搬送する信号をシステムコントローラ３３０に供給する。いくつかの実施形態では、電力検出回路３８０はまた、順方向および／または反射信号電力の位相を搬送する信号もシステムコントローラ３３０に供給し得る。次いで、システムコントローラ３３０は反射信号電力の順方向信号電力に対する比率、またはＳ１１パラメータを計算し得る。あるいは、システムコントローラ３３０は単純に反射信号電力の大きさを計算し得る。以下により詳細に説明するように、反射対順方向電力比または反射電力の大きさが閾値を越える場合、これはシステム３００が適切に整合していないこと、および負荷３１６によるエネルギー吸収が準最適であり得ることを示す。そのような状況では、システムコントローラ３３０は、反射対順方向電力比または反射電力の大きさが所望のレベルまで下がるまで、可変インピーダンス整合ネットワークの状態を変更するプロセスを編成して、これにより、許容可能な整合を再確立し、負荷３１６によるより最適なエネルギー吸収を容易にする。
【００３７】
上述のように、解凍システム３００のいくつかの実施形態は、温度センサ（複数可）、ＩＲセンサ（複数可）および／または重量センサ（複数可）３９０を含み得る。温度センサ（複数可）および／またはＩＲセンサ（複数可）は、解凍動作中の負荷３１６の温度感知を可能にする位置に配置され得る。システムコントローラ３３０に提供されると、温度情報はシステムコントローラ３３０がＲＦ信号源３４０によって供給されたＲＦ信号の電力を（例えば、電源およびバイアス回路３５０によって提供されたバイアスおよび／または供給電圧を制御することにより）変更して、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の状態を調節し、および／または解凍動作をいつ終了するべきかを決定することを可能にする。重量センサ（複数可）は負荷３１６の下方に配置され、負荷３１６の推定重量をシステムコントローラ３３０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３３０はこの情報を、例えば、ＲＦ信号源３４０によって供給されたＲＦ信号の所望の電力レベルを決定する、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の初期設定を決定する、および／または解凍動作の大体の時間を決定するために使用し得る。
【００３８】
上述したように、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、解凍キャビティ３１０と負荷３１６との入力インピーダンスを整合させ、可能な限り、負荷３１６へのＲＦ電力伝達を最大にするために使用される。解凍キャビティ３１０と負荷３１６との初期インピーダンスは、解凍動作の開始時に正確に知られていない場合がある。さらに、負荷３１６のインピーダンスは、負荷３１６が温まるにつれて解凍動作中に変化する。一実施形態によれば、システムコントローラ３３０は、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０に制御信号を提供し得、これにより、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の状態を修正させる。これにより、システムコントローラ３３０は、比較的低い反射電力対順方向電力比または反射電力の大きさ、したがって、負荷３１６によるＲＦ電力の比較的高い吸収を有する解凍動作の開始時に、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の初期状態を確立することができる。さらに、これにより、システムコントローラ３３０が可変インピーダンス整合ネットワーク３６０の状態を修正することができ、よって、負荷３１６のインピーダンスの変化にもかかわらず、解凍動作の間、適切な整合が維持され得る。
【００３９】
一実施形態によれば、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、受動構成要素のネットワーク、より具体的には、固定値インダクタ（例えば、集中定数誘導性構成要素）および可変インダクタ（または可変インダクタンスネットワーク）を含み得る。本明細書で使用される場合、用語「インダクタ」は、他のタイプの構成要素（例えば、抵抗器またはキャパシタ）を介在させることなく互いに電気的に結合されたディスクリートインダクタまたは誘導性構成要素のセットを意味する。
【００４０】
図４は、例示的な実施形態による、可変インピーダンス整合ネットワーク４００（例えば、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０、図３）の概略図である。以下でより詳細に説明するように、可変インピーダンス整合ネットワーク３６０は、本質的に、２つの部分、すなわち、ＲＦ信号源（または最終段電力増幅器）を整合させる１つの部分と、キャビティおよび負荷を整合させる別の部分とを有する。
【００４１】
可変インピーダンス整合ネットワーク４００は、一実施形態によれば、入力ノード４０２、出力ノード４０４、第１および第２の可変インダクタンスネットワーク４１０，４１１、および複数の固定値インダクタ４１２〜４１５を含む。解凍システム（例えば、システム３００、図３）に組み込まれると、入力ノード４０２は、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０、図３）の出力に電気的に結合され、出力ノード４０４は、解凍キャビティ（例えば、解凍キャビティ３１０，７７４，１８０６、図３、図７、図１８）内の電極（例えば、電極３７０，７７０、図３、図７または電極７７２、図７）に電気的に結合される。
【００４２】
入力および出力ノード４０２，４０４間に、一実施形態において、可変インピーダンス整合ネットワーク４００は、第１および第２の直列結合固定値インダクタ４１２，４１４を含む。第１および第２の固定値インダクタ４１２，４１４は、一実施形態において、比較的低い周波数（例えば、約４．６６ＭＨｚ〜約４．６８ＭＨｚ）および高い電力（例えば、５０ワット（Ｗ）〜約５００Ｗ）での動作に対して設計され得るので、サイズおよびインダクタンス値の両方が比較的大きい。例えば、インダクタ４１２，４１４は、約２００ナノヘンリー（ｎＨ）〜約６００ｎＨの範囲の値を有し得るが、他の実施形態では、それらの値がより低くてもおよび／またはより高くてもよい。
【００４３】
第１の可変インダクタンスネットワーク４１０は、入力ノード４０２と接地基準端子（例えば、接地格納構造体３１２、図３）との間に結合された第１のシャント誘導性ネットワークである。一実施形態によれば、第１の可変インダクタンスネットワーク４１０は、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０、図３）のインピーダンスを整合するように、またはより具体的には、最終段の電力増幅器（例えば、増幅器３４６、図３）を整合するように構成可能である。したがって、第１の可変インダクタンスネットワーク４１０は、可変インピーダンス整合ネットワーク４００の「電力増幅器整合部分」と称され得る。一実施形態によれば、かつ、図５に関連してより詳細に説明するように、第１の可変インダクタンスネットワーク４１０は、約２０ｎＨ〜約４００ｎＨの範囲のインダクタンスを提供するように選択的に共に結合され得る誘導性構成要素のネットワークを含むが、その範囲は、より低いまたはより高いインダクタンス値にまで拡張され得る。
【００４４】
対照的に、可変インピーダンス整合ネットワーク４００の「キャビティ整合部分」は、第１および第２の固定値インダクタ４１２，４１４間のノード４２０と接地基準端子との間に結合された第２のシャント誘導性ネットワーク４１６によって提供される。一実施形態によれば、第２のシャント誘導性ネットワーク４１６は、直列結合された第３の固定値インダクタ４１３と第２の可変インダクタンスネットワーク４１１とを含み、第３の固定値インダクタ４１３と第２の可変インダクタンスネットワーク４１１との間に中間ノード４２２を有する。第２の可変インダクタンスネットワーク４１１の状態は、複数のインダクタンス値を提供するように変更され得るため、第２のシャント誘導性ネットワーク４１６は、キャビティと負荷（例えば、キャビティ３１０と負荷３１６、図３）とのインピーダンスを最適に整合するように構成可能である。例えば、インダクタ４１３は、約４００ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲の値を有し得るが、他の実施形態では、その値はより低くてもおよび／またはより高くてもよい。一実施形態によれば、かつ、図５に関連してより詳細に説明するように、第２の可変インダクタンスネットワーク４１１は、約５０ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲のインダクタンスを提供するために選択的に共に結合され得る誘導性構成要素のネットワークを含むが、その範囲は、より低いまたはより高いインダクタンス値にまで拡張され得る。
【００４５】
最後に、可変インピーダンス整合ネットワーク４００は、出力ノード４０４と接地基準端子との間に結合された第４の固定値インダクタ４１５を含む。例えば、インダクタ４１５は、約４００ｎＨ〜約８００ｎＨの範囲の値を有し得るが、他の実施形態では、その値がより低くてもおよび／またはより高くてもよい。
【００４６】
図７および図８に関連してより詳細に説明するように、固定値インダクタ４１２〜４１５のセット４３０は、キャビティ（例えば、キャビティ３１０、図３）内に、または少なくとも格納構造体（例えば、格納構造体３１２、図３）の閉じ込め部内に物理的に配置され得る。これにより、固定値インダクタ４１２〜４１５によって生成された放射を、周囲環境へと放射するのではなく、システム内に格納することが可能になる。対照的に、可変インダクタンスネットワーク４１０，４１１は、様々な実施形態において、キャビティまたは格納構造体内に格納されてもされなくてもよい。
【００４７】
一実施形態によれば、図４の可変インピーダンス整合ネットワーク４００の実施形態は、解凍キャビティ３１０と負荷３１６との入力インピーダンスの整合を提供するために「インダクタだけ」を含む。したがって、ネットワーク４００は、「インダクタのみ」の整合ネットワークと考えられ得る。本明細書で使用される場合、可変インピーダンス整合ネットワークの構成要素を記述するとき、「インダクタだけ」または「インダクタのみ」という語句は、ネットワークが有意な抵抗値を有するディスクリート抵抗器または有意なキャパシタンス値を有するディスクリートキャパシタを含まないことを意味する。いくつかの場合、整合ネットワークの構成要素間の導電性伝送線路は最小の抵抗を有し得、および／または、最小の寄生容量がネットワーク内に存在し得る。このような最小抵抗および／または最小寄生容量は、「インダクタのみ」のネットワークの実施形態を、抵抗および／またはキャパシタも含む整合ネットワークに変換するものとして解釈されるべきではない。しかしながら、当業者であれば、可変インピーダンス整合ネットワークの他の実施形態が、異なる構成のインダクタのみの整合ネットワークと、ディスクリートインダクタ、ディスクリートキャパシタおよび／またはディスクリート抵抗器の組み合わせを含む整合ネットワークとを含み得ることを理解するであろう。図６との関連でより詳細に説明するように、「インダクタのみ」の整合ネットワークは、代替的に、単独でまたは主に誘導性構成要素を使用して容量性負荷のインピーダンス整合を可能にする整合ネットワークとして定義され得る。
【００４８】
図５は、例示的な実施形態による、可変インピーダンス整合ネットワーク（例えば、可変インダクタンスネットワーク４１０および／または４１１、図４）に組み込まれ得る可変インダクタンスネットワーク５００の概略図である。ネットワーク５００は、入力ノード５３０と、出力ノード５３２と、入力および出力ノード５３０，５２３間に互いに直列に結合された複数のＮ個のディスクリートインダクタ５０１〜５０４とを含み、Ｎは２〜１０またはそれ以上の整数であり得る。さらに、ネットワーク５００は、複数のＮ個のスイッチ５１１〜５１４を含み、各スイッチ５１１〜５１４は、インダクタ５０１〜５０４のうちの１つの端子にわたって並列に結合される。スイッチ５１１〜５１４は、例えば、トランジスタ、機械的リレー、または機械的スイッチとして実装され得る。各スイッチ５１１〜５１４の導電状態（すなわち、開放または閉鎖）は、システムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）からの制御信号５２１〜５２４を用いて制御される。
【００４９】
各並列インダクタ／スイッチの組み合わせに対して、その対応するスイッチが開放または非導通状態にあるとき、実質的にすべての電流がインダクタを通って流れ、スイッチが閉鎖または導通状態にあるとき、実質的にすべての電流がスイッチを流れる。例えば、図５に示すように、すべてのスイッチ５１１〜５１４が開いている場合、入力および出力ノード５３０，５３２間に流れる実質的にすべての電流は、一連のインダクタ５０１〜５０４を流れる。この構成は、ネットワーク５００の最大インダクタンス状態（すなわち、入力および出力ノード５３０，５３２間に最大インダクタンス値が存在するネットワーク５００の状態）を表す。反対に、すべてのスイッチ５１１〜５１４が閉じられると、入力および出力ノード５３０，５３２間に流れる実質的にすべての電流がインダクタ５０１〜５０４をバイパスし、代わりに、スイッチ５１１〜５１４、および、ノード５３０，５３２とスイッチ５１１〜５１４との間の導電性相互接続を通って流れる。この構成は、ネットワーク５００の最小インダクタンス状態（すなわち、入力および出力ノード５３０，５３２間に最小インダクタンス値が存在するネットワーク５００の状態）を表す。理想的には、最小インダクタンス値はゼロに近いインダクタンスであろう。しかしながら、実際には、スイッチ５１１〜５１４の累積インダクタンス、および、ノード５３０，５３２とスイッチ５１１〜５１４との間の導電性相互接続に起因して、最小インダクタンス状態に「トレース」インダクタンスが存在する。例えば、最小インダクタンス状態では、可変インダクタンスネットワーク５００のトレースインダクタンスは約２０ｎＨ〜約５０ｎＨの範囲にあり得るが、トレースインダクタンスはより小さくても大きくてもよい。より大きな、より小さな、または実質的に同様のトレースインダクタンスもまた、他のネットワーク状態のそれぞれに固有であり得、所与のネットワーク状態に対するトレースインダクタンスは、主にネットワーク５００を介して電流が運ばれる導体およびスイッチのシーケンスのインダクタンスの合計である。
【００５０】
すべてのスイッチ５１１〜５１４が開放されている最大インダクタンス状態から開始して、システムコントローラは、インダクタ５０１〜５０４の対応する組み合わせをバイパスすることにより、ネットワーク５００のインダクタンスを減少させるために、スイッチ５１１〜５１４の任意の組み合わせを閉じることになる制御信号５２１〜５２４を提供し得る。一実施形態では、各インダクタ５０１〜５０４は、本明細書ではＩの正規化値と称される、実質的に同じインダクタンス値を有する。例えば、各インダクタ５０１〜５０４は、約１００ｎＨ〜約２００ｎＨの範囲の値、または他の何らかの値を有し得る。このような実施形態では、ネットワーク５００の最大インダクタンス値（すなわち、すべてのスイッチ５１１〜５１４が開放状態にあるとき）は、約Ｎ×Ｉに、最大インダクタンス状態にあるときにネットワーク５００に存在し得る任意のトレースインダクタンスを加えたものになるであろう。任意のｎ個のスイッチが閉鎖状態にあるとき、ネットワーク５００のインダクタンス値は約（Ｎ−ｎ）×Ｉ（およびトレースインダクタンス）であろう。そのような実施形態では、ネットワーク５００の状態は、Ｎ＋１個のインダクタンス値のいずれかを有するように構成され得る。
【００５１】
代替実施形態では、インダクタ５０１〜５０４は、互いに異なる値を有し得る。例えば、入力ノード５３０から出力ノード５３２に向かって移動する場合、第１のインダクタ５０１は、Ｉの正規化インダクタンス値を有し得、直列の各後続インダクタ５０２〜５０４は、より大きなまたはより小さなインダクタンス値を有し得る。例えば、各後続インダクタ５０２〜５０４は、最も近い下流のインダクタ５０１〜５０３のインダクタンス値の倍数（例えば、約２倍）のインダクタンス値を有し得るが、その差は必ずしも整数倍でなくてもよい。そのような実施形態では、ネットワーク５００の状態は、２Ｎのインダクタンス値のいずれかを有するように構成され得る。例えば、Ｎ＝４であり、各インダクタ５０１〜５０４が異なる値を有する場合、ネットワーク５００は、１６個のインダクタンス値のいずれかを有するように構成され得る。例えば、これに限定されるものではないが、インダクタ５０１がＩの値を有し、インダクタ５０２が２×Ｉの値を有し、インダクタ５０３が４×Ｉの値を有し、かつ、インダクタ５０４が８×Ｉの値を有すると仮定すると、以下の表１−すべての可能な可変インダクタンスネットワーク状態の合計インダクタンス値は、ネットワーク５００のすべての可能な１６個の状態（トレースインダクタンスを考慮しない）の合計インダクタンス値を示す。
【００５２】
【表１】
2019110112.tif 000003
【００５３】
上記の例示的な実施形態は、ネットワーク５００におけるスイッチドインダクタンスの数が４に等しく、各インダクタ５０１〜５０４がＩの値の何倍かの値を有すると規定しているが、可変インダクタンスネットワークの代替実施形態は、４つよりも多いまたは少ないインダクタ、インダクタの異なる相対値、可能なネットワーク状態の異なる数、および／またはインダクタの異なる構成（例えば、並列および／または直列結合インダクタの、異なる接続のセット）を有し得る。いずれにしても、解凍システムのインピーダンス整合ネットワークに可変インダクタンスネットワークを設けることにより、システムは、解凍動作中に存在する常に変化するキャビティ入力インピーダンスをより良く適合させることができるであろう。
【００５４】
図６は、可変インピーダンス整合ネットワーク（例えば、ネットワーク３６０，４００、図３および図４）の実施形態における複数のインダクタンスが入力キャビティインピーダンスをＲＦ信号源にどのように整合させ得るかを示すスミスチャート６００の例である。例示のスミスチャート６００は、システムが５０オームのシステムであり、ＲＦ信号源の出力が５０オームであると仮定している。当業者であれば、本明細書の記載に基づいて、異なる特性インピーダンスを有するシステムおよび／またはＲＦ信号源についてスミスチャートをどのように修正できるかを理解するであろう。
【００５５】
スミスチャート６００において、点６０１は、可変インピーダンス整合ネットワーク（例えば、ネットワーク３６０，４００、図３および図４）によって提供される整合がない場合に、（例えば、解凍動作の開始時に）負荷（例えば、キャビティ３１０と負荷３１６、図３）が位置する点に対応する。スミスチャート６００の右下の象限にある負荷点６０１の位置によって示されるように、負荷は容量性負荷である。一実施形態によれば、可変インピーダンス整合ネットワークのシャントおよび直列インダクタンスは、負荷へのＲＦエネルギー伝達が最小損失で起こり得る最適整合点６０６（例えば５０オーム）に向かって実質的に容量性の負荷インピーダンスを順次移動させる。より具体的には、かつ図４も参照すると、シャントインダクタンス４１５はインピーダンスを点６０２に移動させ、直列インダクタンス４１４はインピーダンスを点６０３に移動させ、シャントインダクタンス４１６はインピーダンスを点６０４に移動させ、直列インダクタンス４１２はインピーダンスを点６０５に移動させ、および、シャントインダクタンス４１０はインピーダンスを最適整合点６０６に移動させる。
【００５６】
可変インピーダンス整合ネットワークの実施形態によって提供されるインピーダンス変換の組み合わせは、スミスチャート６００の右下の象限内の任意の点または該象限のすぐ近くにインピーダンスを維持することに留意されたい。スミスチャート６００のこの象限が比較的高いインピーダンスおよび比較的低い電流によって特徴付けられるので、比較的高くかつ潜在的に有害な電流に回路の構成要素をさらすことなく、インピーダンス変換が達成される。したがって、本明細書で使用される「インダクタのみ」の整合ネットワークの代替的な定義は、単独でまたは主に誘導性の構成要素を使用して容量性負荷のインピーダンス整合を可能にする整合ネットワークであり得、インピーダンス整合ネットワークが、実質的にスミスチャートの右下の象限内で変換を実行する。
【００５７】
前述したように、解凍動作中に負荷のインピーダンスが変化する。したがって、点６０１は、解凍動作中に対応して動く。負荷点６０１の移動は、前述の実施形態によれば、第１および第２のシャントインダクタンス４１０，４１１のインピーダンスを変化させることにより補償され、これにより、可変インピーダンス整合ネットワークによって提供される最終的な整合が、依然として最適整合点６０６またはその近くに到達し得る。特定の可変インピーダンス整合ネットワークが本明細書に図示され説明されているが、当業者であれば、本明細書の記載に基づいて、異なる構成の可変インピーダンス整合ネットワークが、スミスチャート６００によりもたらされるものと同じかまたは同様の結果を達成し得ることが理解されよう。例えば、可変インピーダンス整合ネットワークの代替実施形態は、より多くのまたはより少ないシャントおよび／または直列インダクタンスを有し得、ならびに／または、インダクタンスの異なるものが、可変インダクタンスネットワーク（例えば、１つ以上の直列インダクタンスを含む）として構成され得る。したがって、特定の可変インダクタンス整合ネットワークを本明細書で図示し説明してきたが、本発明の主題は図示され記載された実施形態に限定されない。
【００５８】
解凍システムの特定の物理的構成を、図７および図８に関連して説明する。より具体的には、図７は、例示的な実施形態による解凍システム７００の断面側面図であり、図８は、解凍システム７００の一部の斜視図である。図７および図８に示す解凍システム７００のいくつかの部分は、解凍システム７００の構成要素をより明瞭に示し得るために、縮尺に合わせて描かれていない可能性があることを留意すべきである。一実施形態では、解凍システム７００は概して、解凍キャビティ７７４（本明細書において空気キャビティ７７４と称することもある）と、ユーザインタフェース（図示せず）と、システムコントローラ７３０と、ＲＦ信号源７４０と、電源およびバイアス回路（図示せず）と、電力検出回路７８０と、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０と、第１の電極７７０と、第２の電極７７２と、を含む。さらに、いくつかの実施形態では、解凍システム７００は、重量センサ７９０、温度センサおよび／またはＩＲセンサ７９２を含み得る。
【００５９】
一実施形態では、解凍システム７００は、格納構造体７５０内に格納される。一実施形態によれば、格納構造体７５０は、解凍キャビティ７７４（例えば、キャビティ３１０、図３）、固定インダクタ領域７７６、および回路ハウジング領域７７８の３つの内部領域を画定し得る。格納構造体７５０は、底部、上部および側部壁を含む。格納構造体７５０のいくつかの壁の内面の部分は、解凍キャビティ７７４を画定し得る。解凍キャビティ７７４は、解凍されるべき負荷７１６が配置され得る空気キャビティ７７４によって分離された第１および第２の平行平板電極７７０，７７２を有する容量性解凍構成を含む。例えば、第１の電極７７０（例えば、電極３７０、図３）は、空気キャビティ７７４の上方に配置され得、第２の電極７７２は、例えば、格納構造体７５０の導電部分によって提供され得る。あるいは、第２の電極７７２は、格納構造体７５０とは異なる導電板から形成され得、非導電性バリア７５６の下方に配置されるか、または非導電性バリア７５６内に組み込まれ得る。第１の電極７７０は、引き出しが挿入され得るかまたは別様に物理的に係合され得る、壁（例えば、上部壁１１１、図１）または棚（例えば、棚２１６，２２６、図２）の一部として形成され得る。一実施形態によれば、非導電性支持構造体（複数可）７５４を採用して、第１の電極７７０を空気キャビティ上方に垂下させ、第１の電極７７０を格納構造体７５０から電気的に絶縁し、第１の電極７７０を空気キャビティ７７４に対して固定された物理的な向きに保持し得る。
【００６０】
一実施形態によれば、格納構造体７５０は少なくとも部分的に導電性材料から形成され、格納構造体の導電性部分（複数可）は接地されてシステムの様々な電気構成要素の接地基準構造体を提供し得る。格納構造体７５０の一部から形成され得るかまたは格納構造体７５０とは異なる構造であり得る第２の電極７７２は、導電性材料から形成され、接地され得る。あるいは、第２の電極７７２は、電源に電気的に結合されて定電圧（例えば、負電圧）に設定され得るか、または発振電圧信号（例えば、ＲＦ信号源７４０によって生成されたＲＦ信号の逆のＲＦ信号）を受信し得る。負荷７１６と第２の電極７７２との間の直接接触を避けるために、非導電性バリア７５６を第２の電極７７２上に配置し得る。
【００６１】
システム７００に含まれるとき、重量センサ（複数可）７９０は、負荷７１６の下方に直接的に配置され得る。重量センサ７９０は、システムコントローラ７３０へ負荷７１６の重量の推定値を提供するように構成される。温度センサ（複数可）および／またはＩＲセンサ７９２（複数可）は、解凍動作の前、途中および後のいずれにおいても負荷７１６の温度を感知できる位置に配置され得る。一実施形態によれば、温度センサ（複数可）および／またはＩＲセンサ７９２（複数可）は、システムコントローラ７３０に負荷温度推定値を提供するように構成される。
【００６２】
システムコントローラ７３０、ＲＦ信号源７４０、電源およびバイアス回路（図示せず）、電力検出回路７８０、および、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０の部分７１０，７１１の様々な構成要素のいくつかまたはすべては、一実施形態では、格納構造体７５０の回路ハウジング領域７７８内の共通基板７５２に結合され得る。一実施形態によれば、システムコントローラ７３０は、ユーザインタフェース、ＲＦ信号源７４０、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０および電力検出回路７８０に、共通基板７５２上または共通基板７５２内の様々な導電性相互接続を介して結合される。さらに、一実施形態では、電力検出回路７８０は、ＲＦ信号源７４０の出力と入力７０２との間の伝送経路７４８に沿って可変インピーダンス整合ネットワーク７６０に結合される。例えば、基板７５２は、マイクロ波またはＲＦ積層体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）基板、プリント回路基板（ＰＣＢ）材料基板（例えば、ＦＲ−４）、アルミナ基板、セラミックタイルまたは別のタイプの基板を含み得る。様々な代替実施形態では、構成要素の様々なものを、基板と構成要素との間の電気的相互接続によって、異なる基板に結合し得る。さらに他の代替実施形態では、構成要素のいくつかまたはすべてが、別個の基板に結合されるのではなく、キャビティ壁に結合され得る。
【００６３】
第１の電極７７０は、一実施形態では、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０および伝送経路７４８を介してＲＦ信号源７４０に電気的に結合される。前述したように、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０は、可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１（例えば、ネットワーク４１０，４１１、図４）と、複数の固定値集中定数インダクタ７１２〜７１５（例えば、インダクタ４１２〜４１５、図４）とを含む。一実施形態では、可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１は、共通基板７５２に結合され、回路ハウジング領域７７８内に配置される。対照的に、固定値インダクタ７１２〜７１５は、格納構造体７５０の固定インダクタ領域７７６内（例えば、共通基板７５２と第１の電極７７０との間）に配置される。導電性構造体（例えば、導電性ビアまたは他の構造体）は、回路ハウジング領域７７８内の回路と固定インダクタ領域７７６内の固定値インダクタ７１２〜７１５との間の電気通信を提供し得る。
【００６４】
負荷７１６が加熱されると、負荷７１６のインピーダンスは変化し得、この変化は可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１のインダクタンスを調整することにより補償することができる。ＲＦ加熱動作中の負荷７１６のインピーダンスの変化を補償するように、可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１を同調しなければならない量を削減するために、第１の電極７７０および第２の電極７７２によって形成されたコンデンサと平行するコンデンサを含み得る。かかるコンデンサを提供するために、固定インダクタ領域７７６は、第１の電極７７０の少なくとも一部に容量的に結合されてキャビティ内コンデンサ７８５を形成する導電板７８４（導電構造体と称する場合もある）を含み得る。キャビティ内コンデンサ７８５は、第１の電極７７０および第２の電極７７２によって形成されたコンデンサと平行して結合され得、それによりＲＦ信号源７４０と第１の電極７７０との間の経路のインピーダンスを同調するために必要な可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１のインダクタンスの範囲を縮小し得る。導電板７８４は、例えば、銅などの、良好な導電性を有する金属から作成され得る。いくつかの実施形態では、導電板７８４は第１の電極７７０の一部のみと重なるように配置され得る。導電板７８４は第１の電極７７０から距離を空けて配置され、誘電材料７８１が導電板７８４と第１の電極７７０との間に直接的に挿入され得る。誘電材料７８１は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セラミック、または比較的低い誘電率（例えば、低ｋ、すなわちｋ＜３．９）および低い誘電損失（例えば、低い誘電正接、すなわちＤＦ）を有する他の材料であり得、それにより導電板７８４および第１の電極７７０で形成されたコンデンサは、比較的より高い誘電率および／または誘電ＤＦを有する別様の同等のコンデンサに比べて、比較的高い品質係数（Ｑ係数）を有し得る。一実施形態では、誘電材料７８１は約３ミリメータ（ｍｍ）から約１０ｍｍの範囲内の厚みを有し得る。いくつかの実施形態では、誘電材料７８１は、ＰＴＦＥおよび空気の両方などの、異なる誘電率を有する複数の誘電体の組合せを含み得る。誘電材料７８１内に、ＰＴＦＥなどの、空気よりも大きい破壊電圧を有する誘電体を含むことにより、導電板７８４と第１の電極７７０との間の高電圧アークが回避され得る。本明細書において使用されるように、誘電体の破壊電圧は、誘電体の一部を導電性にするために必要な最低限の電圧と定義される。キャビティ内コンデンサ７８５は、例えば、約１ピコファラド（ｐＦ）から約１００ｐＦの範囲内のキャパシタンスを有し得るが、キャビティ内コンデンサ７８５はより低いまたはより高いキャパシタンス値も有し得る。
【００６５】
導電板７８４は、導電性ブリッジ７８２を介して格納構造体７５０に電気的に結合され得、（例えば、格納構造体７５０が接地されている場合）それにより電気的に接地され得る。他の実施形態では、導電板７８４は別様に（例えば、導電板７８４を何らかの他の接地基準構造体に電気的に結合することによって）電気的に接地され得る。導電性ブリッジ７８２は、導電板７８４と平行に並び、かつ格納構造体７５０に固定された（例えば、溶接または別様に電気的かつ物理的に結合された）近位端を有し得る。導電性ブリッジ７８２は、近位端および導電板７８４に垂直に配置され、かつ導電板７８４に固定された（例えば、溶接または別様に電気的かつ物理的に結合された）遠位端７８３を有し得る。導電板７８４および導電性ブリッジ７８２の配置は説明を意図するものであり、限定するものではないことに留意すべきである。他の配置が可能であり、例えば、導電板７８４は格納構造体７５０に直接的に溶接されているか、あるいは導電板７８４は、導電板７８４と第１の電極７７０との間の距離を選択的に増大または縮小し得、それにより導電板７８４と第１の電極７７０との間の誘電体として機能する空気の量を選択的に増大または縮小し、かつキャビティ内コンデンサ７８５のキャパシタンスを効果的に変更することも可能にするように機械的に可動である。後者の例の機械的運動は電動モータまたはあらゆる他の適切な原動力によって可能とされ得る。例えば、ユーザは入力を行うことによって（例えば、所望のキャパシタンス値を入力することによって）キャビティ内コンデンサ７８５のキャパシタンスを調整するオプションを有し得る。この入力に応答して、導電板７８４は、（例えば、所定の公差内で）キャビティ内コンデンサ７８５に対して所望のキャパシタンス値が達成されるまで、（例えば、モータまたは他の原動力を作動させることによって）第１の電極７７０に接近するかまたは離反するように移動し得る。誘電材料７８１は第１の電極７７０に直接的に接触し得、最小のキャパシタンス状態において、導電板７８４は誘電材料７８１に直接的に接触し得る。かかる構成において、キャビティ内コンデンサは、導電板７８４、誘電材料７８１、および第１の電極７７０の導電板７８４が重なる部分を含む。導電板７８４が第１の電極７７０から離反移動して誘電材料７８１から離れている場合、キャビティ内コンデンサは、導電板７８４、第１の電極７７０の導電板７８４が重なる部分、導電板７８４と第１の電極７７０との間の誘電材料７８１の形態の第１の誘電体、および第１の誘電材料７８１と導電板７８４との間に挿入された第２の誘電体（すなわち、空気）を含む。第１の誘電体（例えば、ＰＴＦＥ）は第２の誘電体（例えば、空気）とは異なる誘電率を有することに留意すべきである。
【００６６】
システム７００にキャビティ内コンデンサ７８５を含むことにより、可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１が達成可能なインダクタンスのより小さい範囲を有することを可能にし得、それによりインダクタンスネットワーク７１０，７１１のサイズを小型化および／または複雑性を緩和し得る。
【００６７】
システム７００の理解をさらに深めるために、図７および図８に示す可変インピーダンス整合ネットワーク７６０のノードおよび構成要素は、図４に示す可変インピーダンス整合ネットワーク４００のノードおよび構成要素と以下で相関される。より具体的には、可変インピーダンス整合ネットワーク７６０は、一実施形態によれば、入力ノード７０２（例えば、入力ノード４０２、図４）、出力ノード７０４（例えば、出力ノード４０４、図４）、第１および第２の可変インダクタンスネットワーク７１０，７１１（例えば、可変インダクタンスネットワーク４１０，４１１、図４）および複数の固定値インダクタ７１２〜７１５（例えば、インダクタ４１２〜４１５、図４）を含む。入力ノード７０２は、様々な導電性構造体（例えば、導電性ビアおよびトレース）を介してＲＦ信号源７４０の出力に電気的に結合され、出力ノード７０４は、第１の電極７７０に電気的に結合される。
【００６８】
入力および出力ノード７０２，７０４（例えば、入力および出力ノード４０２，４０４、図４）の間において、システム７００は、一実施形態では、４つの固定値インダクタ７１２〜７１５（例えば、インダクタ４１２〜４１５、図４）を含み、これらは、固定インダクタ領域７７６内に配置されている。図７および図８の両方を同時に参照することにより、固定インダクタ領域７７６内の固定値インダクタ７１２〜７１５の物理的構成の実施形態の深い理解が達成され得、図８は、固定インダクタ領域７７６の上面斜視図を示す。
【００６９】
一実施形態では、第１の固定値インダクタ７１２は、入力ノード７０２（したがってＲＦ信号源７４０の出力）に電気的に結合された第１の端子と、第１の中間ノード７２０（例えば、ノード４２０、図４）に電気的に結合された第２の端子とを有する。第２の固定値インダクタ７１３は、第１の中間ノード７２０に電気的に結合された第１の端子と、第２の中間ノード７２２（例えば、ノード４２２、図４）に電気的に結合された第２の端子とを有する。第３の固定値インダクタ７１４は、第１の中間ノード７２０に電気的に結合された第１の端子と、出力ノード７０４（したがって第１の電極７７０）に電気的に結合された第２の端子とを有する。第４の固定値インダクタ７１５は、出力ノード７０４（したがって第１の電極７７０）に電気的に結合された第１の端子と、接地基準ノード７２３（例えば、１つ以上の導電性相互接続を介して接地格納構造体７５０）に電気的に結合された第２の端子とを有する。第１の中間ノード７２０は導電板７８４に接触しておらず、代わりに図７の導電板７８４の上方の空間に垂下されていることに留意すべきである。空気の誘電体に依拠するよりもむしろ、インダクタ７１２〜７１５が導電板７８４および／または第１の電極７７０に重なる領域内に非導電性のスペーサ（図示せず）を含み得る。
【００７０】
第１の可変インダクタンスネットワーク７１０（例えば、ネットワーク４１０、図４）は、入力ノード７０２と接地基準端子（例えば、接地格納構造体７５０）との間に電気的に結合される。最後に、第２のシャント誘導性ネットワーク７１１は、第２の中間ノード７２２と接地基準端子との間に電気的に結合される。
【００７１】
解凍システムの電気的および物理的態様の実施形態について説明してきたので、このような解凍システムを動作させる方法の様々な実施形態を、以下に説明する。より具体的には、図９は、例示的な実施形態による、動的負荷整合を用いて解凍システム（例えば、システム１００，２１０，２２０，３００，７００、図１〜図３、図７）を動作させる方法のフローチャートである。
【００７２】
方法はブロック９００で開始し得、ここでユーザは負荷（例えば、負荷３１６、図３）をシステムの解凍キャビティ（例えば、キャビティ３１０、図３）内に配置し、（例えば、引き出し／ドアを閉鎖することにより）キャビティを密閉する。一実施形態では、キャビティのシールは、１つ以上の安全インターロック機構と係合し得、これは係合時に、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に実質的に漏れないことを示す。後述するように、安全インターロック機構が外れると、システムコントローラはただちに、解凍動作を一時停止または終了させ得る。
【００７３】
ブロック９００において、システムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）は、システムが密閉されたことを示す標識を受信する。例えば、システム（例えば、システムの解凍キャビティ）は、格納構造体の一部を形成し得る棚（例えば、棚２１６，２２６および図２）の下方の格納構造体内に引き出し（例えば、引き出し２１８，２２８および図２）を（例えば、引き出しが格納構造体と物理的に係合するように）完全に挿入することによって、あるいは、キャビティを完全に囲い込むためにドア（例えば、ドア１１６、図１）を閉鎖することによって、密閉され得る。この標識は、例えば、格納構造体の中またはその上に配置された安全インターロックによって提供される電気信号であり得る。
【００７４】
ブロック９０２において、システムコントローラ（例えば、システムコントローラ３３０、図３）は、解凍動作を開始すべきであることを示す標識を受信する。かかる標識は、例えば、ユーザが（例えば、ユーザインタフェース３２０、図３の）開始ボタンを押したときに受信し得る。様々な実施形態によれば、システムコントローラは、任意選択的に、負荷タイプ（例えば、肉、液体、もしくは他の材料）、初期負荷温度、および／または負荷重量を示す追加の入力を受信し得る。例えば、負荷タイプに関する情報は、（例えば、認識された負荷タイプのリストからユーザが選択することによって）ユーザインタフェースとの対話を通じてユーザから受信され得る。あるいは、システムは、負荷の外部で可視のバーコードをスキャンするように、または負荷上のもしくは負荷に埋め込まれたＲＦＩＤデバイスから電子信号を受信するように構成され得る。初期負荷温度に関する情報は、例えば、システムの１つ以上の温度センサおよび／またはＩＲセンサ（例えば、センサ３９０，７９２、図３、図７）から受信され得る。負荷重量に関する情報は、ユーザインタフェースとの相互作用を介してユーザから、またはシステムの重量センサ（例えば、センサ３９０，７９０、図３、図７）から受信され得る。上述のように、負荷タイプ、初期負荷温度、および／または負荷重量を示す入力の受信は任意選択的であり、システムは代替的にこれらの入力のいくつかまたはすべてを受信しなくともよい。
【００７５】
ブロック９０４において、システムコントローラは、可変整合ネットワーク（例えば、ネットワーク３６０，４００、図３、図４）に制御信号を提供して、可変整合ネットワークについて初期構成または状態を確立する。図４および図５に関連して詳細に説明したように、制御信号は、可変整合ネットワーク内で、可変インダクタンスネットワーク（例えば、ネットワーク４１０，４１１、図４）のインダクタンスに影響を及ぼす。例えば、制御信号は、バイパススイッチ（例えば、スイッチ５１１〜５１４、図５）の状態に影響を及ぼし得、これは、システムコントローラからの制御信号（例えば、制御信号５２１〜５２４、図５）に応答する。
【００７６】
また、前述したように、可変整合ネットワークの第１の部分は、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０、図３）または最終段電力増幅器（例えば、電力増幅器３４６、図３）についての整合を提供するように構成され得、可変整合ネットワークの第２の部分は、キャビティ（例えば、キャビティ３１０、図３）に負荷（例えば、負荷３１６、図３）を加えたものについての整合を提供するように構成され得る。例えば、図４を参照すると、第１のシャント可変インダクタンスネットワーク４１０は、ＲＦ信号源整合を提供するように構成され得、第２のシャント可変インダクタンスネットワーク４１６は、キャビティに負荷を加えたものの整合を提供するように構成され得る。
【００７７】
凍結負荷についての最良の初期全体整合（すなわち、最大量のＲＦ電力が負荷によって吸収される整合）は、典型的には、整合ネットワークのキャビティ整合部分に対して比較的高いインダクタンスと、整合ネットワークのＲＦ信号源整合部分に対して比較的低いインダクタンスとを有することが観察された。例えば、図１０は、２つの異なる負荷に対する解凍動作による最適キャビティ整合設定対ＲＦ信号源整合設定をプロットするチャートであり、トレース１０１０が第１の負荷（例えば、第１のタイプ、重量などを有する）に対応し、トレース１０２０が第２の負荷（例えば、第２のタイプ、重量などを有する）に対応する。図１０において、解凍動作の開始時（例えば、負荷が凍結されているとき）の２つの負荷の最適初期整合設定は、それぞれ点１０１２および１０２２によって示される。図から分かるように、点１０１２および１０２２の両方は、比較的低いＲＦ源整合設定と比較して、比較的高いキャビティ整合設定を示す。図４の実施形態を参照すると、これは、可変インダクタンスネットワーク４１６に対する比較的高いインダクタンス、および、可変インダクタンスネットワーク４１０に対する比較的低いインダクタンスに変換される。
【００７８】
一実施形態によれば、ブロック９０４で可変整合ネットワークの初期構成または状態を確立するために、システムコントローラは、第１および第２の可変インダクタンスネットワーク（例えば、ネットワーク４１０，４１１、図４）に制御信号を送信して、ＲＦ信号源整合のための可変インダクタンスネットワーク（例えば、ネットワーク４１０）に比較的低いインダクタンスを持たせ、キャビティ整合のための可変インダクタンスネットワーク（例えば、ネットワーク４１１）に比較的高いインダクタンスを持たせる。システムコントローラは、システムコントローラに先験的に知られている負荷タイプ／重量／温度情報に基づいてインダクタンスがどのくらい低くまたはどれくらい高く設定されるかを決定し得る。先験的な負荷タイプ／重量／温度情報がシステムコントローラに利用可能でない場合、システムコントローラは、ＲＦ信号源整合のための比較的低いデフォルトインダクタンスと、キャビティ整合のための比較的高いデフォルトインダクタンスとを選択し得る。
【００７９】
しかしながら、システムコントローラが負荷特性に関する先験的情報を有すると仮定すると、システムコントローラは、最適初期整合点の近くに初期構成を確立しようと試み得る。例えば、再び図１０を参照すると、第１のタイプの負荷に対する最適初期整合点１０１２は、ネットワークの最大値の約８０％のキャビティ整合（例えば、ネットワーク４１１によって実装される）を有し、ネットワークの最大値の約１０％のＲＦ信号源整合（例えば、ネットワーク４１０によって実装される）を有する。可変インダクタンスネットワークの各々が、例えば、図５のネットワーク５００と同様の構造を有すると仮定し、上記の表１−すべての可能な可変インダクタンスネットワーク状態の合計インダクタンス値の状態が適用されると仮定すると、第１のタイプの負荷について、システムコントローラは、可変インダクタンスネットワークを初期化し得、これにより、キャビティ整合ネットワーク（例えば、ネットワーク４１１）は、状態１２（すなわち、ネットワーク４１１の可能な最大インダクタンスの約８０％）を有し、ＲＦ信号源整合ネットワーク（例えば、ネットワーク４１０）は、状態２（すなわち、ネットワーク４１０の可能な最大インダクタンスの約１０％）を有する。逆に、第２のタイプの負荷に対する最適初期整合点１０２２は、ネットワークの最大値の約４０％のキャビティ整合（例えば、ネットワーク４１１によって実装される）を有し、ネットワークの最大値の約１０％のＲＦ信号源整合（例えば、ネットワーク４１０によって実装される）を有する。したがって、第２のタイプの負荷について、システムコントローラは、可変インダクタンスネットワークを初期化し得、これにより、キャビティ整合ネットワーク（例えば、ネットワーク４１１）は、状態６（すなわち、ネットワーク４１１の可能な最大インダクタンスの約４０％）を有し、ＲＦ信号源整合ネットワーク（例えば、ネットワーク４１０）は、状態２（すなわち、ネットワーク４１０の可能な最大インダクタンスの約１０％）を有する。
【００８０】
再び図９を参照すると、一旦、初期可変整合ネットワーク構成が確立されると、システムコントローラは、必要に応じて可変インピーダンス整合ネットワークの構成を調整するプロセス９１０を実行し得、整合の質を示す実際の測定値に基づいて、許容可能なまたは最良の整合を見出す。一実施形態によれば、このプロセスは、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０）に、ブロック９１２において可変インピーダンス整合ネットワークを介して比較的低い電力のＲＦ信号を第１の電極（例えば、第１の電極３７０）に供給させることを含む。システムコントローラは、電源およびバイアス回路（例えば、回路３５０、図３）への制御信号を介してＲＦ信号電力レベルを制御し得、制御信号は、電源およびバイアス回路に、所望の信号電力レベルと一致する供給およびバイアス電圧を増幅器（例えば、増幅器段３４４，３４６、図３）へ提供させる。例えば、比較的低い電力のＲＦ信号は、約１０Ｗ〜約２０Ｗの範囲の電力レベルを有する信号であり得るが、異なる電力レベルが代替的に使用され得る。整合調整プロセス９１０中の比較的低い電力レベル信号は、（例えば、最初の整合が高い反射電力を引き起こす場合に）キャビティまたは負荷を損傷するリスクを低減し、（例えば、スイッチ接点にわたるアーク放電により）可変インダクタンスネットワークのスイッチング構成要素を損傷するリスクを低減するために望ましい。
【００８１】
ブロック９１４において、電力検出回路（例えば、電力検出回路３８０、図３）はその後、ＲＦ信号源と第１の電極との間の伝送経路（例えば、経路３４８、図３）に沿った順方向および／または反射信号の電力を測定し、それらの測定値をシステムコントローラに提供する。システムコントローラはその後、反射および順方向の信号電力比を決定し得、その比率に基づいてシステムのためのＳ１１パラメータを決定し得る。一実施形態では、システムコントローラは、将来の評価または比較のために、計算された比率および／またはＳ１１パラメータを保存し得る。
【００８２】
ブロック９１６において、システムコントローラは、反射対順方向信号電力比および／またはＳ１１パラメータおよび／または反射信号電力の大きさに基づいて、可変インピーダンス整合ネットワークによって提供された整合が容認できるかどうか（例えば、比率が１０％以下である、またはいくつかの他の基準と比較して遜色がない）を決定し得る。あるいは、システムコントローラは、整合が「最良の」整合であるかどうかを決定するように構成され得る。「最良の」整合は、例えば、全ての可能なインピーダンス整合ネットワーク構成のための（または、少なくとも規定されたサブセットのインピーダンス整合ネットワーク構成のための）順方向および／または反射のＲＦ電力を繰り返し測定すること、およびいずれの構成が最も低い反射対順方向電力比または反射電力の大きさをもたらすかを決定することによって、決定され得る。
【００８３】
システムコントローラが、整合が許容できないか、または最良整合でないと決定した場合、システムコントローラは、ブロック９１８で、可変インダクタンス整合ネットワークを再構成することによって、整合を調整し得る。例えば、これは、可変インピーダンス整合ネットワークに制御信号を送信することによって達成し得、これにより、ネットワークに、（例えば、可変インダクタンスネットワーク４１０，４１１に異なるインダクタンス状態を持たせることによって）ネットワーク内の可変インダクタンスを増加および／または減少させる。可変インダクタンスネットワークを再構成した後、ブロック９１４，９１６および９１８は、ブロック９１６で許容可能なまたは最良の整合が決定されるまで反復的に実行され得る。
【００８４】
許容可能なまたは最良の整合が決定されると、解凍動作が開始され得る。解凍動作の開始には、ブロック９２０において、ＲＦ信号源（例えば、ＲＦ信号源３４０）によって供給されるＲＦ信号の電力を比較的高い電力のＲＦ信号に増加させることが含まれる。もう一度、システムコントローラは、電源およびバイアス回路（例えば、回路３５０、図３）への制御信号を介してＲＦ信号電力レベルを制御し得、制御信号は、電源およびバイアス回路に、所望の信号電力レベルと一致する供給およびバイアス電圧を増幅器（例えば、増幅器段３４４，３４６、図３）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の範囲の電力レベルを有する信号であり得るが、異なる電力レベルが代替的に使用され得る。
【００８５】
ブロック９２２において、電力検出回路（例えば、電力検出回路３８０、図３）はその後、ＲＦ信号源と第１の電極との間の伝送経路（例えば、経路３４８、図３）に沿った順方向および／または反射信号の電力を周期的に測定し、それらの測定値をシステムコントローラに提供する。システムコントローラは再度、反射および／または順方向の信号電力比を決定し得、その比率に基づいてシステムのためのＳ１１パラメータを決定し得る。一実施形態では、システムコントローラは、将来の評価または比較のために、計算された比率および／またはＳ１１パラメータおよび／または反射電力の大きさを保存し得る。一実施形態によれば、順方向および／または反射電力の周期的な測定は、かなり高い周波数（例えば、ミリ秒のオーダ）またはかなり低い周波数（例えば、数秒のオーダ）で行われ得る。例えば、周期的な測定を行うためのかなり低い周波数は、１０秒〜２０秒ごとに１つの測定の割合であり得る。
【００８６】
ブロック９２４において、システムコントローラは、１つ以上の計算された反射対順方向信号電力比および／または１つ以上の計算されたＳ１１パラメータおよび／または１つ以上の反射電力の大きさの測定値に基づいて、可変インピーダンス整合ネットワークによって提供された整合が容認できるかどうかを決定し得る。例えば、システムコントローラは、この決定を行うために、単一の計算された反射対順方向信号電力比またはＳ１１パラメータまたは反射電力の測定値を使用し得、あるいはこの決定を行うために、多数の以前に計算された反射対順方向電力比またはＳ１１パラメータまたは反射電力の測定値の平均（または他の計算結果）をとり得る。整合が容認できるかどうかを決定するために、システムコントローラは、計算された比率および／またはＳ１１パラメータおよび／または反射電力の測定値を、例えば、閾値と比較し得る。例えば、一実施形態では、システムコントローラは、計算された反射対順方向信号電力比を閾値である１０％（または何らかの他の値）と比較し得る。１０％を下回る比率は整合が容認できる状態を維持していることを示し得、１０％を超える比率は整合がもはや容認できないことを示し得る。計算された比率またはＳ１１パラメータまたは反射電力の測定値が閾値を越えて（すなわち、比較すると好ましくない）容認できない整合であることを示す場合、システムコントローラは、工程９１０を再度実行することにより可変インピーダンス整合ネットワークの再構成を開始し得る。
【００８７】
前述したように、可変インピーダンス整合ネットワークによって提供される整合は、負荷が温まるにつれて、負荷（例えば、負荷３１６、図３）のインピーダンス変化に起因して、解凍動作中に劣化し得る。解凍動作の間、キャビティ整合インダクタンスを減少させることによって（例えば、図４の可変インダクタンスネットワーク４１１のインダクタンスを減少させることによって）、および、ＲＦ信号源インダクタンスを増加させることによって（例えば、図４の可変インダクタンスネットワーク４１０のインダクタンスを増加させることによって）、最適キャビティ整合を維持し得ることが観察されている。再び図１０を参照すると、例えば、解凍動作の終了時の第１のタイプの負荷に対する最適整合は点１０１４によって示され、解凍動作の終了時の第２のタイプの負荷に対する最適整合は点１０２４によって示される。両方の場合において、解凍動作の開始と完了との間の最適整合の追跡は、キャビティ整合のインダクタンスを徐々に減少させてＲＦ信号源整合のインダクタンスを増加させることを含む。
【００８８】
一実施形態によれば、可変インピーダンス整合ネットワークを再構成する反復的なプロセス９１０において、システムコントローラはこの傾向を考慮に入れ得る。より詳細には、ブロック９１８で可変インピーダンス整合ネットワークを再構成することによって整合を調整する場合、システムコントローラは最初に、（キャビティ整合または図４のネットワーク４１１について）より低いインダクタンス、ならびに（ＲＦ信号源整合または図４のネットワーク４１０について）より高いインダクタンスに対応するキャビティおよびＲＦ信号源整合についての、可変インダクタンスネットワークの状態を選択し得る。予想される最適整合軌道（例えば、図１０に示されるもの）に従う傾向のあるインピーダンスを選択することによって、これらの傾向を考慮しない再構成プロセスと比較して、可変インピーダンス整合ネットワーク再構成プロセス９１０を実行する時間を短縮し得る。
【００８９】
代替実施形態では、システムコントローラは代わりに、許容可能な構成を決定しようと試みるために各隣接構成を反復的に試験し得る。例えば、上記の表１−すべての可能な可変インダクタンスネットワーク状態の合計インダクタンス値を再度参照すると、現在の構成が、キャビティ整合ネットワークの状態１２、および、ＲＦ信号源整合ネットワークの状態３に対応する場合、システムコントローラは、キャビティ整合ネットワークについて状態１１および／または１３を試験し得、ＲＦ信号源整合ネットワークについて状態２および／または４を試験し得る。これらの試験が好ましい結果（すなわち、許容可能な整合）をもたらさない場合、システムコントローラは、キャビティ整合ネットワークについて状態１０および／または１４を試験し得、ＲＦ信号源整合ネットワークについて状態１および／または５を試験し得、以降同様である。
【００９０】
実際には、可能なすべての可変インピーダンス整合ネットワーク構成を試験することを含む、許容可能なインピーダンス整合を有するようにシステムを再構成するためにシステムコントローラが採用し得る様々な異なる探索方法が存在する。許容可能な構成を検索するための任意の合理的な方法は、本発明の主題の範囲内にあると考えられる。いずれにしても、ブロック９１６において許容可能な整合が決定されると、ブロック９２０において解凍動作が再開され、プロセスは反復を続ける。
【００９１】
ブロック９２４に戻ると、システムコントローラが、１つ以上の計算された反射対順方向信号電力比および／または１つ以上の計算されたＳ１１パラメータおよび／または１つ以上の反射電力の大きさの測定値に基づいて、可変インピーダンス整合ネットワークによって提供された整合が今なお容認できる（例えば、計算された比率またはＳ１１パラメータが閾値未満であるか、または比較して遜色がない）と決定する場合、システムはブロック９２６において終了条件が発生したかどうかを評価し得る。実際には、終了条件が発生したかどうかの決定は、解凍工程中のあらゆる時点で発生し得る割り込み駆動工程でありうる。しかしながら、それを図９のフローチャート内に含めるために、この工程はブロック９２４の後に発生するように示す。
【００９２】
いずれにしても、いくつかの条件が解凍動作の中止を保証し得る。たとえば、システムは、安全インターロックが外れると（例えば、引き出し／ドアが開けられると）終了条件が発生したと決定し得る。あるいは、システムは、（例えば、ユーザインタフェース３２０、図３を介して）ユーザが設定したタイマの終了時、または、システムコントローラが推定した解凍動作が実施されるべき期間に基づいて、システムコントローラが確立したタイマの終了時に、終了条件が発生したと決定し得る。
【００９３】
終了条件が発生していない場合は次いで、ブロック９２２および９２４（および必要に応じて整合ネットワーク再構成プロセス９１０）を反復的に実行することによって、解凍動作を継続し得る。終了条件が発生すると、ブロック９２８において、システムコントローラは、ＲＦ信号源によるＲＦ信号の供給を中止させる。例えば、システムコントローラは、ＲＦ信号発生器（例えば、ＲＦ信号発生器３４２、図３）をディセーブルし得、ならびに／または、電源およびバイアス回路（例えば、回路３５０、図３）に供給電流の供給を停止させ得る。さらに、システムコントローラは、ユーザインタフェース（例えば、ユーザインタフェース３２０、図３）に、（例えば、「引き出し開」、「ドア開」または「完了」を表示デバイス上に表示することまたは可聴トーンを提供することによって）ユーザ知覚可能な終了条件の表示をユーザインタフェースに生成させる信号を送信し得る。そして、方法は終了し得る。
【００９４】
本明細書に記載され、図面に示された方法に関連する動作の順序は例示的な実施形態に対応していると理解されるべきであり、動作の順序を示された順序のみに限定すると解釈されるべきではない。それよりも、いくつかの動作は異なる順序で実施され得、および／またはいくつかの動作は並行して実施され得る。
【００９５】
本明細書に含まれる様々な図に示される接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表すことが意図されている。主題の実施形態には、多くの代替的または追加的機能関係または物理的接続が存在し得ることに留意されたい。さらに、特定の用語は、参照のみの目的のために本明細書中で使用され得、したがって限定することを意図するものではなく、用語「第１」、「第２」および構造体を指す他のそのような数値用語は、文脈によって明確に示されていない限り、シーケンスまたは順序を暗示しない。
【００９６】
本明細書で使用される場合、「ノード」は、所与の信号、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、任意の内部または外部基準点、接続点、接合、信号線、導電要素などを意味する。さらに、２つ以上のノードは、１つの物理的要素によって実現され得る（および、２つ以上の信号は、多重化、変調、または別様に区別されることができ、共通ノードで受信または出力すらされることができる）。
【００９７】
前述の説明は、共に「接続された」または「結合された」要素またはノードまたはフィーチャに及ぶ。本明細書で使用される場合、別段の明示的な記載がない限り、「接続された」とは、ある要素が別の要素に直接接合されている（または直接通信する）ことを意味し、必ずしも機械的に接合されている必要はない。同様に、別段の明示的な記載がない限り、「結合された」とは、ある要素が別の要素に直接的または間接的に接合されている（または直接的または間接的に通信する）ことを意味し、必ずしも機械的に接合されている必要はない。したがって、図面に示される概略図は、要素の１つの例示的な配置を示しているが、図示された主題の実施形態に追加の介在要素、デバイス、フィーチャまたは構成要素が存在し得る。
【００９８】
一実施形態によると、システムは、  無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成されたＲＦ信号源と、ＲＦ信号源に電気的に結合され、ＲＦ信号源からのＲＦ信号を受信し、これに応答して電磁エネルギーを第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、第１の電極から距離を空けて配置されている導電構造体と、導電構造体に電気的に結合された接地基準構造体とを含み得る。導電構造体は第１の電極の一部と重なって容量的に結合され得る。
【００９９】
この実施形態の一態様によると、接地基準構造体は、第１の電極、キャビティ、および導電構造体を取り囲む格納構造体を含み得る。
この実施形態の一態様によると、第１の電極は第１の側部と、第１の側部に対向する第２の側部とを有し得る。キャビティは第１の電極の第１の側部に隣接して配置され得る。導電構造体は第１の電極の第２の側部から距離を空けて配置され得る。
【０１００】
この実施形態の一態様によると、第１の電極および導電構造体は平行平板コンデンサを形成し得る。
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、第１の電極と導電構造体との間に挿入された第１の誘電体を含み得る。
【０１０１】
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、第１の誘電体と導電構造体との間に挿入された第２の誘電体を含み得る。第１の誘電体は第２の誘電体とは異なる誘電率を有し得る。
【０１０２】
この実施形態の一態様によると、第１の誘電体はポリテトラフルオロエチレンを含み得る。第２の誘電体は空気を含み得る。
この実施形態の一態様によると、導電構造体は導電性ブリッジを介して格納構造体に電気的に結合され得る。
【０１０３】
この実施形態の別の態様によると、導電性ブリッジは、格納構造体に電気的かつ物理的に結合された近位端と、導電構造体に電気的かつ物理的に結合された遠位端とを含み得る。近位端は遠位端に対して実質的に垂直であり得る。
【０１０４】
この実施形態の一態様によると、導電構造体と第１の電極との間の距離は調整可能であり得る。
一実施形態によると、システムは、無線周波数（ＲＦ）信号源に電気的に結合され、ＲＦ信号源からのＲＦ信号を受信し、これに対応して電磁エネルギーを第１の電極に隣接して配置されているキャビティ内に放射するように構成された第１の電極と、第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板とを含み得る。導電板および第１の電極の一部はコンデンサを形成し得る。
【０１０５】
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、導電板と第１の電極との間に挿入された少なくとも１つの低ｋ誘電体を含み得る。
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、第１の電極、キャビティ、および導電板を取り囲む格納構造体を含み得る接地基準構造体を含み得る。
【０１０６】
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、格納構造体に溶接された近位端を有しかつ導電板に溶接された遠位端を有する導電性ブリッジを含み得る。
この実施形態の一態様によると、導電板はキャビティの外部に存在し得る。
【０１０７】
この実施形態の一態様によると、システムはさらに、ＲＦ信号源と第１の電極との間に電気的に結合された可変インダクタンスネットワークと、可変インダクタンスネットワークと第１の電極との間に電気的に結合された固定インダクタンスネットワークとを含み得る。
【０１０８】
一実施形態によると、熱上昇システムは、格納構造体と、格納構造体内に配置されてＲＦ信号を供給するように構成されたＲＦ信号源と、格納構造体内に配置された第１の電極と、ＲＦ信号源の出力部と第１の電極との間に電気的に結合された伝送経路と、格納構造体内に第１の電極に隣接して配置され、接地基準構造体に電気的に結合された導電板とを含み得る。ＲＦ信号は、伝送経路に沿った順方向信号電力を有し得る。コンデンサは、導電板および第１の電極の一部から形成され得る。
【０１０９】
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、ＲＦ信号源の出力部と第１の電極との間の伝送経路に沿って電気的に結合されたインピーダンス整合ネットワークを含み得る。インピーダンス整合ネットワークは可変インダクタンスネットワークを含み得る。
【０１１０】
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、伝送経路に沿って反射した信号電力を検出するように構成された電力検出回路と、反射した信号電力に基づいて、反射した信号電力の順方向信号電力に対する比率を減少させるように可変インダクタンスネットワークのインダクタンス値を修正するように構成されたコントローラとを含み得る。
【０１１１】
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、第１の電極の第１の側部に隣接して配置されたキャビティを含み得る。導電板はキャビティの外部に第１の電極の第２の側部から距離を空けて配置され得る。
【０１１２】
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、導電板と第１の電極との間に配置された第１の誘電体を含み得る。第１の誘電体は空気の破壊電圧よりも大きい破壊電圧を有し得る。
【０１１３】
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、第１の誘電体と導電板との間に配置された、第１の誘電体とは異なる第２の誘電体を含み得る。
この実施形態の一態様によると、熱上昇システムはさらに、格納構造体に固定された近位端を有し、導電板に固定された遠位端を有する導電性ブリッジを含み得る。近位端は遠位端に対して垂直に配置され得る。
【０１１４】
少なくとも１つの例示的な実施形態が前述の詳細な説明で提示されているが、膨大な数の変形例が存在することを理解されたい。本明細書に記載された１つまたは複数の例示的な実施形態は、特許請求の範囲に記載された主題の、範囲、適用可能性または構成を決して限定するものではないことを理解されたい。むしろ、上述の詳細な説明は、記載された１つまたは複数の実施形態を実装するための便利なロードマップを当業者に提供するであろう。この特許出願を出願した時点での既知の均等物および予見可能な均等物を含む、特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、要素の機能および配置に様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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