专利名称：空间受控能量递送的利记博彩app
技术领域：
本临时申请涉及用于施加电磁能给物体的设备和方法。
背景技术：
电磁波一般用于施加能量给物体。典型地，这样的物体位于被配置为接收电磁能的腔体中。然而，由于电磁场分布可能取决于物体的性质(例如，物体的大小)、位置和定向以及施加能量的源的特性，所以通常难以用可控的方式施加电磁能。电磁能施加装置的一个实例是微波炉。在微波炉中，使用微波通过空气将来自能量源的电磁能施加给物体。随后，电磁能被物体吸收并且转化为热能，从而使物体的温度升高。尽管典型的微波炉比常规的烤炉加热得更快，但是微波炉通常会在正被加热的物体中显出热点和冷点，这是称为“驻波”的现象导致的。驻波，也称为定波，保持在某一恒定的位置并且由电场强的局部最大振幅和最小振幅来描绘。由于当存在物体时电场强的振幅通常与微波的加热能力成比例，所以驻波通常会使物体的受热不均匀，这种结果通常是不希望有的。常规的微波炉可包括意欲减少由驻波效应引起的不均匀加热的设计。例如，一些常规的微波炉利用场干扰元件以随机的方式来干扰驻波。在另一实例中，一些常规的微波炉尝试通过旋转待加热的物体来减少驻波效应。
发明内容
本发明的一些实施方案的一方面涉及以受控的方式将EM能量施加到能量施加带。在一些实施方案中，能量被均匀地施加，以使能量施加带内的所有位置或放在能量施加带中的物体上接收基本上相同的EM能量量值。在一些实施方案中，能量以不均匀的方式施力口，以使能量施加带或该物体中一些所选择的区比其他区接收更多能量。EM能量通过EM波而施加到该带。各波可在能量施加带中激发不同的场图，以及能量施加带中对应的场强分布。在一些实施方案中，通过施加所选择的EM波到该带而将EM能量施加到EM带,这些所选择的EM波各自具有不同的场强分布(也可称为能量剖面)。这些波可经选择以使所有选择的波的强度的总和在整个能量施加带或物体上基本上相同，但是在空间中的每个点处，各波的场强可彼此不同。这种能量施加可产生相对于能量施加带或物体的均匀或基本上均匀的空间能量施加。在一些实施方案中，波可经选择以使在该带的一些所选择的区中，所选择的波的强度的总和大于其他区。这种能量施加可产生不均匀的能量施加，其中更多能量可施加到所选择的区。应指出，EM波的能量剖面可随着时间而改变，例如，所有位置中的场强都可随着时间而衰减。额外地或可替代地，场强可随着时间(例如)以正弦曲线的形式振荡。也已知存在场图的其他时间演变。与一些实施方案一致，EM波可经选择以使得能量剖面的时间平均值根据需要而在空间上分布(例如，不均匀地)。与一些实施方案一致，EM波可经选择以使得在每一时间能量剖面的总和是相同的，但是每个波的能量剖面可随着时间改变。本发明的一些实施方案可包括一种用于将电磁能施加到物体的设备。该设备可包括电磁能来源以及一个能量施加带。至少一个处理器可被配置为获取指示与物体相关联的电磁能损耗的信息。该处理器也可被配置为确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重。额外地，该处理器可被配置为使该来源以所确定的权重将该多个电磁场场图中的每一者施加到能量施加带。在此所使用的物体(例如，处理器)被描述为被配置为执行某个任务(例如，确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重)，前提是(至少在一些实施方案中)该物体在操作中确实执行此任务。类似地，当某个任务(例如，控制电磁能的分布)被描述为用来实现某个目标结果(例如，为了将多个电磁场场图施加给物体)时，这意味着(至少在一些实施方案中)执行该任务可实现该目标结果。本发明的一些实施方案的一方面包括一种用于经由至少一个辐射元件将来自一个来源的电磁能施加给能量施加带中的物体上的设备。该设备可包括至少一个处理器，该处理器被配置为获取与能量施加带的至少一部分相关联的体积能量转移信息；确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重；并且使该来源以所确定的权重激发该多个电磁场场图中的每一者至能量施加带。在一些实施方案中，每个场图可具有已知的电磁场强分布。本发明的一些实施方案的一方面可包括一种设备，该设备包括处理器，该处理器被配置为获取对将转移到能量施加带中至少两个区的能量量值的指示。该处理器可进一步被配置为基于所获取的指示来确定将应用于多个MSE中的每一者的权重。每个MSE可与一个电磁场场图分布相关联，并且这些权重可经确定以使得相关的分布的加权和基本上等于所指示的能量量值。该处理器可进一步被配置为使电磁能的源将该多个MSE中的每一者以所确定的权重供应给能量施加带。本发明的一些实施方案的一方面可包括一种用于经由至少一个辐射元件将来自RF能量的一个来源的电磁能施加给能量施加带的方法。该方法可包括获取指示电磁能损耗的信息，这些损耗中的每一者都与能量施加带的一个不同部分相关联；以及基于所获取的信息而确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重。该方法可进一步包括以所确定的权重在能量施加带中激发该多个电磁场场图中的每一者。前面的概述仅旨在为读者提供本发明的几个方面的简述，而不旨在以任何方式限制所要求的本发明的范围。此外，应理解，前面的大体描述以及以下的详细描述都只是示例性和说明性的，而不限制所要求的发明。
应指出，术语“示例性”在此以充当实例、例子或例证的意义来使用，而不一定值得效仿或极佳。
结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图，图示了本发明的各实施方案和示例性方面，并且与描述一起阐明了本发明的原理。在附图中图1提供根据本发明的一些示例性实施方案的用于施加电磁能到物体的设备的图形表示；图2提供笛卡儿坐标系中的矩形腔体、柱面坐标系中的圆柱形腔体以及球坐标系中的球形腔体的图形表示；图3A和图3B描绘了与本发明原理一致的模态腔体中的示例性场图；图4A提供根据本发明的一些示例性实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行频率调制的设备的图形表示；图4B提供根据本发明的一些示例性实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行频率调制的设备的另一图形表示；图5提供根据本发明的一些示例性实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行相位调制的设备的图形表示；图6A提供根据本发明的一些示例性实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行振幅调制的设备的图形表示；图6B提供根据本发明的一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行振幅调制的设备的另一图形表示；图7A至图7C图示了根据本发明的一些示例性实施方案的示例性能量施加带离散化策略；图8描绘了根据本发明的一些实施方案的示例性损耗剖面；图9A和图9B描绘了根据本发明的一些实施方案的示例性空间受控的能量递送方法;图10是根据本发明的一些实施方案的实施空间受控的能量递送方法的示例性步骤的流程图；图11是根据本发明的一些实施方案的被配置为基于来自能量施加带的反馈而构建损耗剖面的处理器的简化框图；图12A、图12B以及图12C图示了根据本发明的一些实施方案的可在能量施加带中激发的模式的场强分布；以及图13A和图13B示出沿垂直于Z轴的横截面上的X轴可在腔体中以同一频率激发的两种模式的归一化电场幅度的计算值。
具体实施例方式现将详细参考本发明的示例性实施方案，附图中图示了这些实施方案的实例。适当的时候，在附图中使用的相同参考数字来指代相同或相似的零件。本发明的实施方案可涉及用于将电磁能施加到能量施加带中的物体上的设备和方法。在此所使用的术语“设备”可包括在此所描述的任何部件或部件群组。例如，一个设备可只指一个处理器，诸如如图1所示的处理器30。可替代地或额外地，一个设备可包括以下各项的组合一个处理器以及一个或多个辐射元件；一个处理器、一个腔体以及一个或多个辐射元件；一个处理器以及电磁能来源；一个处理器、一个腔体、一个或多个辐射元件以及电磁能来源；或在此所描述的部件的任何其他组合。在此所使用的术语“电磁能”包括电磁谱的任何或所有部分，包括但不限于，射频(RF)、红外线(IR)、近红外线、可见光、紫外线等。在一些情况下，所施加的电磁能可包括具有IOOkm到Imm的波长的RF能量，IOOkm到Imm的波长是3KHz到300GHz的频率。在某些情况下，可施加更小频率范围内的RF能量，例如，IMHz-lOOGHz。例如，微波和超高频(UHF)能量都在RF范围内。尽管在此结合RF能量的施加来描述本发明的实例，但是提供这些描述是为了说明本发明的少量示例性原理，而不旨在将本发明限制为电磁谱的任何特定部分。RF带中的电磁能可指RF能量。类似地，出于示例性的目的，本披露含有用于加热的电磁能的多个实例。同样，提供这些描述是为了说明本发明的示例性原理。所描述和要求的本发明可为涉及能量施加的各种产品和工业、商业以及消费过程提供益处，不管能量的施加是否导致温度的上升。例如，电磁能可施加到物体用于加热、燃烧、解冻、除霜、烹调、弄干、加速反应、膨胀、蒸发、熔化，引起或改变生物过程、医学治疗、防止冻结或冷却、将物体保持在希望的温度范围内，或希望施加能量的任何其他应用。此外，对电磁能所施加到的物体(或负载)的提及不限于特定形式。物体可包括液体、固体或气体，这取决于本发明的一个或多个实施方案用于的特定过程，并且该物体可包括处于一个或多个不同相的物质的组合物物或混合物。此外，尽管术语“物体”为单数，但它可指多个物品或分开的零件或部件。因此，作为非限制性实例，术语“物体”可包括这样的物质，如待解冻或烹调的食物；待弄干的衣物或其他材料；待解冻的冰冻材料(例如，器官)；待反应的化学品；待燃烧的燃料或其他可燃材料；待脱水的含水材料；待膨胀的气体；待解冻、加热、煮沸或蒸发的液体；待解冻和/或加温的血液或血液成分(例如，血浆或红血球);待制造的材料；待连接的部件；或希望(甚至是名义上地)施加电磁能的任何其他材料。根据某些披露的实施方案，一种设备或方法可涉及能量施加带的使用。能量施加带可包括可在其中施加电磁能的任何空隙、位置、区或区域。它可包括空穴，和/或可用液体、固体、气体或其组合来填充或部分地填充。只作为实例，能量施加带可包括罩壳的内部、部分罩壳的内部(例如，传送带式烤炉)、管道的内部、开放空间、固体或部分固体，其允许电磁波的存在、传播和/或谐振。该区可为固定的或可为临时构成用于施加能量的。为便于论述，所有这样的替代性能量施加带可替代地称为腔体，应理解术语“腔体”暗示除了可在其中施加电磁能的区域以外没有其他特定的物理结构。能量施加带可位于烤炉、腔室、储槽、干燥器、解冻器、脱水器、反应器、熔炉、厨柜、引擎、化学或生物处理设备、焚化炉、材料塑形或成形设备、传送带、燃烧区或可能希望施加能量的任何区域中。因此，电磁能施加带可包括电磁谐振器(也称为腔体谐振器、谐振腔体或腔体)。当物体或其一部分位于能量施加带中时，电磁能可递送给物体。能量施加带可具有预先确定的形状(例如，预先确定的形状)或否则可确定的形状。能量施加带可采取准许电磁波在能量施加带内传播的任何形状。例如，所有或部分能量施加带可具有的横截面为球形、半球形、矩形、圆形、三角形、卵形、五边形、六边形、八边形、椭圆形，或任何其他形状或各形状的组合。在此也考虑了，能量施加带可以是封闭的(例如被导体材料完全包围)、至少部分地限界、开放的(例如，具有未限界的开口)，或任何其他合适的配置。本发明的实施方案的一般方法不限于任何特定的腔体形状、配置，或能量施加带的封闭程度，但是在一些应用中，高封闭程度可能是优选的。作为实例，能量施加带，诸如腔体20，在图1中概略地描绘，其中物体50定位在腔体20内。应理解，物体50不需要完全位于能量施加带中。也就是说，如果物体50的至少一部分位于能量施加带中，那么便可认为该物体“处于”该带中。与一些当前披露的实施方案一致，至少一个波长的电磁波可在能量施加带中谐振。换句话说，能量施加带可支持至少一个谐振波长。例如，腔体20可设计成具有一定尺寸，以准许其在预先确定的频率范围(例如，UHF或频率的微波范围，例如，在300MHz与3GHz之间，或在400MHz与IGHz之间)中谐振。应指出，在此所使用的“预先确定”可意为“事先确定”。取决于预期的应用，腔体20的尺寸可设计成准许在电磁谱中的其他频率范围内的谐振。术语“谐振的”或“谐振”是指电磁波在能量施加带中在某些频率(称为“谐振频率”)下与在其他频率下相比以较大的振幅来振荡的趋势。以特定的谐振频率谐振的电磁波可具有对应的“谐振波长”，该谐振波长与谐振频率成反比，通过\ =c/f来确定，其中\为谐振波长，f为谐振频率，以及c为能量施加带中电磁波的传播速度。传播速度可取决于波传播通过的介质而变化。但是，可使用略微不同的关系来确定谐振S，包括，例如，使用基于主要成分的c的估计、由不同成分加权的有效C、混杂成分的c的平均值，或本领域已知的任何其他技术。能量施加带中的电磁波可显示特定的场图。“场图”可指电磁场的空间分布。场图可由(例如)能量施加带中的电场强分布的振幅来描绘。一般而言，电磁场强是时变的并且是空间相关的。也就是说，场强不仅是在不同的空间位置处可能不同，而且对于空间中的给定位置，场强也可随着时间变化，例如，它可振荡(通常以正弦曲线的形式)。因此，在不同的空间位置处，场强不可以同时达到其最大值(例如，它们的振幅值，场强可在时间和/或空间中在这些振幅值之间振荡)。由于给定位置处的场强振幅可显现关于电磁场的信息，例如电磁功率密度和能量转移能力，所以在此所提及的场图可包括表示一个或多个空间位置处场强的振幅的一个剖面。这样的场强振幅剖面可与该带中在给定时间的即时场强分布的快照(snapshot)相同或不同。在此所使用的术语“振幅”可与“幅度”互换。场图可通过将电磁能施加到能量施加带来激发。例如,辐射特定频率和相位的电磁波可在能量施加带中激发特定电磁场场图。在此所使用的术语“激发”可与“产生” “生成”和“施加”互换。一般而言，能量施加带中的场图可为不规则的(例如，不均匀)。也就是说，场图可包括具有相对较高振幅的场强的区域以及相对较低振幅的场强的其他区域。从电磁源到能量施加带中的一个区的能量转移(施加)的速率可取决于该区中由源激发的场强的振幅。例如，能量转移在具有较高振幅的场强的区域中比在具有较低振幅的场强的区域中发生得更快。在此所使用的术语“能量转移”可与“能量递送”和“能量施加”互换。当谐振波(例如，驻波)出现在该带中时，所激发的场图可随着时间在空间中基本上稳定(例如，所激发的场图可在该带的任何给定位置处显示静态振幅的场强)。因此，具有相对较高振幅的场强的区域以及具有相对较低振幅的场强的区域随着时间可基本上保持不变。具有不同特性的不同区域的此相对稳定性可允许对它们进行识别、定位和利用。例如，通过识别与特定场图相关联的具有相对较高振幅的场强的一个或多个区域的位置，可有目的性地激发此场图并且利用此类区域，例如，以通过将物体放在此类区域中而将电磁能转移到物体，通过将物体放在此类区域外而避免能量转移，或通过控制物体与此类区之间的重叠而将能量转移到物体的特定区。可替代地，物体本身可保持相同，而对能量转移的控制可通过激发不同的场图并且操纵高/低振幅的场强的不同区域(具有已知的位置、定向和/或其他性质)以与物体重叠而实现。因此，通过控制场图(例如，通过激发所选择的场图)，施加到物体中特定区的能量量值可受到控制。此过程可称为电磁空间滤波。场图可表示为基础场图(称为“模式”)的线性组合。模式为一组彼此线性地独立的特殊场图。模式或模式组合(例如，一般场图)可为任何已知的类型，包括传播的、隐失的以及谐振的。在本发明的一些实施方案中，所激发的场图可包括模式的组合。能量施加可通过在能量施加带中激发各种不同的模式而更有效地进行控制。在一些实施方案中，一组场图，或更具体而言，模式，基本上在该带的整个工作体积处可共同地具有大的场强。在某些实施方案中，一种设备或方法可涉及源的使用，该来源被配置为将电磁能递送给能量施加带。源可包括适于产生和供应电磁能的任一部件或多个部件。例如，电磁能可在预先确定的波长或频率下以电磁波的形式供应给能量施加带(也称为电磁辐射)。电磁波可包括传播波、谐振波、驻波、隐失波和/或以任何其他方式行进通过介质的波。电磁辐射携带能量，该能量可传给(或耗散到)与其相互作用的物质。参考图1，源可包括电源12，该电源12包括被配置为产生电磁能的一个或多个部件。例如，电源12可包括磁控管，该磁控管被配置为产生在一个或多个预先确定波长或频率下的微波。在一些实施方案中，该磁控管可被配置为产生高功率微波。可替代地或额外地，电源12可包括半导体振荡器，诸如压控振荡器，该振荡器被配置为产生具有恒定或变化频率的AC波形(例如，AC电压或电流)。AC波形可包括正弦波、方波、脉冲波、三角波，或具有交变极性的其他类型的波形。可替代地或额外地，电磁能的源可包括任何其他电源，诸如电磁场发生器、电磁通量发生器，或用于产生电磁能的任何机构。在一些实施方案中，该设备也可包括至少一个调制器14，该调制器被配置为修改与电源12产生的电磁能相关联的一个或多个特性。该调制器可或可不为该来源的一部分。例如，调制器14可被配置为修改波形的一个或多个特性，包括振幅(例如，不同辐射元件之间的振幅差)、相位和/或频率。在一些实施方案中，调制器14可包括相位调制器、频率调制器或振幅调制器中的至少一者，这些调制器被配置为分别修改AC波形的相位、频率或振幅。这些调制器稍后结合图4A、图4B、图5、图6A以及图6B更详细地进行论述。在一些实施方案中，调制器14可整合为电源12或源的一部分，以使由电源12产生的AC波形可具有变化的频率、变化的相位以及变化的振幅中的至少一者。该设备也可包括放大器16用于(例如)在AC波形被调制器14修改之前或之后放大AC波形。该放大器可或可不为该来源的一部分。放大器16可包括(例如)具有一个或多个功率晶体管的功率放大器。放大器16可包括在次级绕组中比在初级绕组中具有更多匝数的升压变压器。在其他实施方案中，放大器16也可包括一个或多个电力电子装置，诸如双极晶体管、MOSFET、晶闸管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成门极换相晶闸管(IGCT)以及适于放大RF信号的任何其他电力电子装置。该放大器可包括一个或多个信号转换器，诸如AC-AC转换器、AC-DC-AC转换器，或任何其他合适类型的转换器。可替代地或额外地，放大器16可包括被配置为将输入信号按比例增加到希望的电平的任何其他装置或电路。该设备也可包括被配置为将电磁能转移或施加到物体50的至少一个辐射元件18。该(些)辐射元件可或可不为该来源的一部分。辐射元件18可包括一个或多个波导和/或一个或多个天线(也称为功率馈给)用于将电磁能供应给物体50。例如，辐射元件18可包括槽孔天线、偶极天线、导线天线、喇叭天线、贴片天线以及其他类型的天线。额外地或可替代地，辐射元件18可包括任何其他种类或形式的波导或天线，或可自其发射电磁能的任何其他合适结构。电源12、调制器14、放大器16以及辐射元件18 (或其各部分)可为分开的部件或它们的任何组合可整合在一起以形成为单个单元。电源12、调制器14、放大器16以及辐射元件18 (或其各部分)可为源的部分。例如，磁控管可包括在电源12中以产生电磁能，并且波导可实体地附接到磁控管用于传输能量到物体50。可替代地或额外地，辐射元件18可与磁控管分开。类似地，可使用其他类型的电磁发生器，其中辐射元件可(例如)与发生器实体地分开或为发生器的一部分或否则连接到发生器。在一些实施方案中，可提供一个以上辐射元件。这些辐射元件可定位在界定能量施加带的一个或多个表面附近、之上或之内。可替代地或额外地，辐射元件18可定位在能量施加带内和/或外。当辐射元件18定位在该带之外时，它们可耦合到使所辐射的能量能够到达能量施加带的元件。用于允许辐射的能量到达能量施加带的元件可包括(例如)波导和/或天线。每个辐射元件的定向和配置可不同或相同，如获得导向目标(例如，在能量施加带中施加希望的能量分布)可能需要的。此外，每个辐射元件的位置、定向和配置可在施加能量到物体50之前预先确定。在某些实施方案中，这些参数可在施加能量时(例如)使用处理器来动态地进行调整。本发明不限于具有特定结构或必须定位在特定区域或区中的辐射元件。然而，可在实践本发明过程中使用将辐射元件放在特定位置，或根据它们的位置、定向和/或配置来选择从不同的辐射元件发射的波的振幅。可选地，除了辐射电磁能以外，一个或多个辐射元件18还可被配置为接收电磁能。换句话说，在此所使用的术语“辐射元件”可广泛地指可自其辐射电磁能和/或可接收电磁能的任何结构，不管该结构起初是否被设计为用于辐射或接收能量的目的，并且不管该结构是否用于任何额外的功能。根据本发明的一些实施方案的设备或方法可涉及一个或多个检测器的使用，这些检测器被配置为检测与一个或多个辐射元件所接收的电磁波相关联的信号。例如，如图1所示，检测器40可耦合到辐射元件18，辐射元件18在用作接收器时从腔体20接收电磁波。在此所使用的术语“检测器”可包括被配置为对与电磁波相关联的至少一个参数进行测量、感测、监视等的一个或多个电路。例如，这样的检测器可包括功率计，该功率计被配置为检测与入射的、反射的和/或透射的电磁波相关联的功率(也分别称为“入射功率”、“反射功率”以及“透射功率”)的电平。这样的检测器也可包括被配置为检测波的振幅的振幅检测器、被配置为检测波的相位的相位检测器，被配置为检测波的频率的频率检测器，和/或适于检测电磁波的特性的任何其他电路。在某些实施方案中，源可将入射功率供应给辐射元件。转而，此入射功率可通过辐射元件供应到能量施加带中。入射功率的一部分可通过物体以及与该带相关联的其他结构而耗散。通过物体而耗散的入射功率部分可称为耗散功率。入射功率的另一部分可被反射。此部分的入射功率可称为“反射功率”。反射功率可包括(例如)经由物体和/或能量施加带而反射回到辐射元件的功率。反射功率也可包括在辐射元件与该带之间的分界面处反射的功率(例如，直接在辐射元件处反射并且不流到该带中的功率)。除了反射功率和耗散功率以外的剩余入射功率可透射到一个或多个接收器，这些接收器在一些实施方案中也可用作辐射元件。此部分的入射功率可称为透射功率。一些能量(功率)也可通过门等漏到其他地方，诸如漏到腔体的壁中。为了简化，在此不论述能量(功率)的这些部分。在一些实施方案中，可估计能量(功率)的这些部分基本上很少并且可能是可忽略的。在一些实施方案中，检测器40可包括定向或双向耦合器，该耦合器被配置为当辐射元件用作发射器时(例如，当辐射以施加能量到带时)允许信号从放大器16流到辐射元件，并且当辐射元件用作接收器时(例如，当辐射元件接收能量时)允许信号从辐射元件流到检测器。额外地或可替代地，定向耦合器可进一步被配置为测量流动信号的功率。在一些实施方案中，检测器也可包括其他类型的电路以测量流动信号的电压和/或电流。本发明的一些实施方案的一种设备或方法可涉及处理器的使用。在此所使用的术语“处理器”可包括执行一个或多个指令的电路例如，此处理器可包括一个或多个集成电路、微芯片、微控制器、微处理器、所有或部分的中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或适用于执行指令或执行逻辑操作的其他电路。由处理器执行的指令可(例如)预加载到处理器中或可存储在分开的存储单元中，这些存储单元诸如RAM、R0M、硬盘、光盘、磁介质、快闪存储器、其他永久性的、固定的或易失的存储器，或能够提供指令给处理器的任何其他机构。处理器可定制用于特定用途，或可被配置用于一般目的用途并且通过执行不同的软件而执行不同的功能。如果使用一个以上处理器，那么所有的处理器可具有类似的构造，或者它们可具有彼此电连接或彼此独立的不同构造。它们可为分开的电路或整合在单个电路中。当使用一个以上处理器时，它们可被配置为独立地或联合地操作。它们可电气地、磁力地、光学地、声学地、机械地、无线地或用准许至少一个信号在它们之间进行传送的任何其他方式进行耦合。可提供单个或多个处理器用于对源进行调节的唯一目的。可替代地，除了提供其他功能之外，单个或多个处理器还可具备对源进行调节的功能。例如，用于对源进行调节的相同处理器也可整合到控制电路中，该控制电路提供额外控制功能给源以外的其他部件。在一些实施方案中，处理器可对源进行调节以在能量施加带中产生或激发所希望的场图。例如，处理器可确定和/或选择一个或多个调制空间元素以在能量施加带中产生所希望的场图。术语“调制空间”或“MS”用于统称可影响能量施加带中的场图的所有参数以及其所有组合。在一些实施方案中，“MS”可包括可使用的所有可能部件和它们的可能设置(绝对的或相对于其他的)以及与这些部件相关联的可调整参数。例如，“MS”可包括多个可变参数，天线的数量、它们的定位和/或定向(如果可修改)、可用的带宽、所有可用频率的组以及其任何组合、功率设置、相位等。MS可具有任何数量的可能可变参数，范围为只有一个参数(例如，只限于频率或只限于相位-或其他单个参数的一维MS)、两个或更多个维度(例如，在同一 MS中一起变化的频率和振幅)或更多。可能影响调制空间的与能量施加带有关的因素的实例包括能量施加带的尺寸和形状以及构成能量施加带的材料。可能影响调制空间的与能量源有关的因素的实例包括能量递送的振幅、频率以及相位。可能影响调制空间的与辐射元件有关的因素的实例包括辐射元件的类型、数量、大小、形状、配置、定向以及放置。与MS相关联的每个可变参数可被视为一个MS维度。作为实例，一个三维调制空间可包括被指定为频率(F)、相位((p )以及振幅(A)的三个维度。也就是-电磁波的频率、相位和振幅在能量施加期间可进行调制，而所有其他参数在能量施加期间可为预先确定和固定的。MS也可为一维的，其中在能量施加期间只有一个参数变化，或可以含有许多变化的维度。术语“调制空间元素”或“MSE”可指MS中可变参数的一组特定的值。因此，MS也可被当作是所有可能MSE的集合。例如，在被供应到多个辐射元件的能量的相对振幅方面，两个MSE可互不相同。按顺序扫掠的MSE可能不一定彼此相关。相反，它们的MSE变量从MSE到MSE可显著不同(或可为逻辑相关)。在一些实施方案中，MSE变量从MSE到MSE可显著不同，可能在它们中具有少量或没有逻辑关系，但聚集起来，工作MSE的群组可实现所希望的能量施加目标。处理器可被配置为对源进行调节，从而将不同的预先确定的能量量值转移(施加)给能量施加带中的不同区。例如，在能量施加带内，可能希望在该带的一个或多个特定区中供应特定的能量量值，而同时在该带的一个或多个其他区中供应不同的能量量值。术语“区”可包括能量施加带的任何部分，诸如单元、子体积、子分区、离散的子空间或腔体的任何子部分。在一个实例中，能量施加带可包括两个区。在另一实例中，能量施加带可包括两个以上区。这些区可或可不彼此重叠，并且每个区的大小可或可不相同。术语“区”和“区域”在此可互换使用。处理器也可被配置为确定和/或调整能量施加带内区的位置并且还调整供应到这些区中的每一者的能量量值。在一些实施方案中，处理器可被配置为根据能量施加带中物体的位置来确定和/或调整区的位置。例如，处理器30可被配置为监视来自能量施加带的反馈(例如反射反馈)以获得关于该带中物体的位置的信息。在一些实施方案中，处理器30可通过使用一个或多个成像装置来获取这种类型的信息。在一些实施方案中，处理器可被配置为确定与物体位置或物体的不同部分的位置对应的区的位置。可选地，处理器30可被配置为使不同量的电磁能转移(施加)到物体的这些不同部分。实际耗散在每个区中的能量量值可取决于该区处的场强以及该特定区处物体的对应部分的吸收特性。两个区在能量施加带内可彼此邻近而定位。例如，能量施加带可包括由物体或物体的一部分占据的区，以及界定与物体的区域不同的区域的另一区。在这种情况下，这两个区可彼此邻近并且用界线分隔开。作为实例，第一区可对应于杯内的汤的体积，而第二区可包括容纳汤的杯以及杯周围的空间。在另一实例中，能量施加带可包括两个或更多个区，这些区对应于物体内显示不同吸收特性的区。例如，第一区可对应于主要含有水的汤顶层，而第二区可对应于含有较高浓度固体的汤底层(例如，土豆和/或肉)。由于它们的能量吸收特性不同，所以可能有利的是在这两个区内激发具有不同电场强的场图。基于这两个区的局部场强和能量吸收特性的差异，可确定(可选地，预先确定)这些区中的每一者中耗散的能量。因此，可通过选择和控制MSE以构建用于施加能量的合适能量递送方案，以根据需要使耗散的能量在物体中的不同区上基本上相等或不同。为了施加不同的目标量的电磁能到能量施加带中的不同区(例如，这些区可在施加能量之前界定或已知)，处理器30可选择对应于所希望的能量递送方案的多个MSE。例如，为了使转移到第一区的能量比第二区更多，选定的MSE可激发在第一区中比在第二区中具有较高场强的场图。在一些实施方案中，为使转移到第一区的能量比第二区更多，一组选定的MSE可激发一组对应的场图，这些场图的场强在第一区中比在第二区中具有更大值的总和。MSE可包括所辐射电磁波的振幅、相位和频率中的一者或多者，每个辐射元件的位置、定向和配置，或这些参数中的任一者的组合以及能够影响电场场图的设备的任何其他可控或可选特征。例如，如图1所描绘，示例性处理器30可电气地耦合到设备的各个部件，例如电源12、调制器14、放大器16以及辐射元件18。这些部件可或可不形成该来源的一部分。处理器30可被配置为执行指令以提供对应于一个或多个唯一 MSE的物理条件。例如，处理器30可被配置为执行对这些部件中的一者或多者进行调节的指令。例如，处理器30可调节由电源12供应的功率的电平。可替代地或额外地,处理器30也可通过(例如)切换放大器中的晶体管来调节放大器16的放大率。可替代地或额外地，处理器30可执行对放大器16的脉宽调制控制，以使放大器输出所希望的波形。处理器30可调节由调制器14执行的调制。可替代地或额外地，处理器30可调节每个辐射元件18的位置、定向和配置中的至少一者，例如通过机电装置。这样的机电装置可包括电动机或者用于旋转、枢转、移动、滑动或否则改变一个或多个辐射元件18的定向或位置的其他可移动结构。处理器30可进一步被配置为调节位于能量施加带中的任何场调整元件，以改变该带中的场图。例如，场调整元件可被配置为选择性地引导来自辐射元件的电磁能，或减少到其他辐射元件(例如，用作接收器的辐射元件)的耦合。根据本发明的一些实施方案，处理器30可根据预先确定的方案来调节源的一个或多个部件以及与这些部件相关联的参数。例如，当使用相位调制器时，它可经控制以对AC波形执行时间延迟的预先确定序列，以使AC波形的相位对于一系列时间段中的每一者都增加一定度数(例如，10度)。可替代地或额外地，处理器可动态地和/或自适应地基于来自能量施加带的反馈而调节设备部件(例如，对调制进行调节)。例如，处理器30可被配置为接收来自检测器40的模拟或数字反馈信号，指示从腔体20所接收的电磁能的量，并且处理器30可基于所接收的反馈信号而动态地确定相位调制器处针对下一时间段的时间延迟。处理器30也可被配置为对频率调制器进行调节，从而更改供应给能量施加带的至少一个电磁波的频率。这样的频率调制器可被配置为调整AC波形的频率。作为实例，频率调制器可包括半导体振荡器，例如，图4A中所示的振荡器22，并且可被配置为产生以预先确定频率振荡的AC波形。预先确定的频率可与输入电压、电流或其他模拟或数字信号相关联。例如，压控振荡器可被配置为产生频率与输入电压、电流或其他合适的输入信号成比例的波形。在一些实施方案中，源可被配置为以满足模态条件的预先确定波长来转移电磁能。模态条件可表达为所施加的波长X1与可在能量施加带中激发一个模式的最大谐振波长λ ^之间的关系。当满足模态条件时，到物体的能量递送(转移)可更好地控制并且更加有效。在一些实施方案中，模态条件可对应于这样的条件，即电磁能以大于腔体20中的最大谐振波长入。的四分之一的波长(即A1S λ/4)进行递送。在其他实施方案中，可应用由源供应的所施加的电磁能的波长与能量施加带支持的最大的谐振波长之间的不同关系，以满足模态条件。在一些实施方案中，当激发低阶模式时满足模态条件，例如当m*n小于30、40或50时(其中m和η为表示不同的轴线(例如，X和y)上模式数量的整数)。处理器30可被配置为确定最大谐振波长Xtltj在一些实施方案中，最大的谐振波长可提前已知(例如，编程到处理器中)。最大的谐振波长λ ^可基于腔体20的几何形状而唯一确定。与一些实施方案一致，任何给定能量施加带的最大谐振波长可用实验方法、用数学方法和/或通过模拟来确定或估计。例如，如果能量施加带对应于具有aXbXc的尺寸
并且a>b>c的矩形腔体200 (图2)，那么最大谐振波长入。可由
权利要求
1.一种用于经由至少一个辐射元件将来自电磁能来源的电磁能施加到能量施加带中的物体上的设备，该设备包括至少一个处理器，该处理器被配置为获取指示与该能量施加带的至少一部分相关联的电磁能损耗的信息；基于该所获取的指示电磁能损耗的信息来确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重；并且使该来源以这些所确定的权重在该能量施加带中激发该多个电磁场场图中的每一者。
2.根据权利要求1所述的设备，其中该处理器进一步被配置为获取与该能量施加带的至少一部分相关联的体积能量转移信息；并且基于该体积能量转移信息来确定该权重。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中该多个电磁场场图中的每一者都与一个唯一的电磁场强分布相关联。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该所获取的指示电磁能损耗的信息含有吸收率数据的三维分布。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该所获取的指示电磁能损耗的信息是基于该物体的已知特性而预先确定的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该所获取的指示电磁能损耗的信息是基于来自该物体的反馈。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该处理器被配置为接收指示来自该物体的反馈的信号，并且基于这些信号来确定该所获取的指示电磁能损耗的信息。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该所获取的指示电磁能损耗的信息包括一个损耗剖面。
9.根据权利要求8所述的设备，其中该损耗剖面是动态地生成。
10.根据权利要求8所述的设备，其中该处理器被配置为基于来自该物体的反馈来产生该损耗剖面。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该处理器被配置为基于该物体的热力学特性来确定该权重。
12.根据权利要求11所述的设备,其中该物体的该热力学特性包括该物体的至少一部分的热传导性、热容量以及比质量中的至少一者。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该权重对应于一个功率等级。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该处理器被配置为使该来源以一个功率激发该多个电磁场场图中的每一者，该功率取决于对该电磁场场图确定的权重。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该权重对应于一个持续时间。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该处理器被配置为使该来源在一个持续时间内激发该多个电磁场场图中的每一者，该持续时间取决于对该场图确定的权重。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个辐射元件包括两个或更多个辐射元件。
18.根据权利要求17所述的设备，其中该处理器被配置为使用这些辐射元件的至少一个子集，从而实现一个预先确定的场图。
19.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个辐射元件包括两个或更多个辐射元件，并且其中该处理器被配置为选择这些辐射元件中的一者或多者来激发该多个电磁场场图中的每一者。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括该电磁能来源。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括该能量施加带。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括该至少一个辐射元件。
23.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该处理器进一步被配置为对该来源进行调节，从而以约O. 5秒与约5秒之间的一个时间间隔反复地将能量施加到该能量施加带。
24.一种用于经由至少一个辐射元件将来自一个来源的电磁能施加到能量施加带中的物体上的方法，该方法包括获取指示与该能量施加带的至少一部分相关联的电磁能损耗的信息；基于该所获取的指示电磁能损耗的信息来确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重；并且使该来源以这些所确定的权重在该能量施加带中激发该多个电磁场场图中的每一者。
25.根据权利要求24所述的方法,其中该多个电磁场场图中的每一者都与一个唯一的电磁场强分布相关联。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法，进一步包括获取与该能量施加带的至少一部分相关联的体积能量转移信息；并且基于该体积能量转移信息来确定该权重。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，进一步包括基于来自该物体的反馈来产生一个损耗剖面。
28.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中该获取指示与该能量施加带的至少一部分相关联的电磁能损耗的信息包括基于来自该物体的反馈来产生一个损耗剖面。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的方法，其中该确定是基于该物体的热力学特性。
30.根据权利要求29所述的方法，其中该物体的这些热力学特性包括该物体的至少一部分的热传导性、热容量以及比质量中的至少一者。
31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，该方法包括使两个或更多个辐射元件以这些所确定的权重激发这些电磁场场图中的一者或多者。
32.一种用于经由至少一个辐射元件将来自一个来源的RF能量施加到能量施加带上的设备，该设备包括一个处理器，该处理器被配置为获取指示与该能量施加带的至少一部分相关联的电磁能损耗的信息；基于该所获取的指示电磁能损耗的信息来确定将应用于多个调制空间元素(MSE)中的每一者的权重；并且使该来源以这些所确定的权重以该多个MSE中的每一者将RF能量供应给该能量施加带。
33.根据权利要求32所述的设备,其中该多个MSE中的每一者与一个电磁场强分布相关联；并且该处理器被配置为基于这些电磁场强分布来确定将应用于该多个MSE中的每一者的权重。
34.根据权利要求32或33所述的设备，其中该处理器进一步被配置为获取该能量施加带的至少一部分上的一个目标能量分布；并且基于该目标能量分布来确定将应用于该多个MSE中的每一者的权重。
35.根据权利要求34所述的设备，其中该处理器被配置为确定将应用于该多个MSE中的每一者的权重，使得当由这些相应的权重进行加权时，与该多个MSE中的每一者相关联的这些电磁场强的总和基本上等于该目标能量分布。
全文摘要
在此披露了一种用于使用电磁能来源将电磁能施加到能量施加带中的物体上的装置和方法。至少一个处理器可被配置为获取指示与该能量施加带的至少一部分相关联的电磁能损耗的信息。该处理器可进一步被配置为确定将应用于多个电磁场场图中的每一者的权重，其中这些电磁场场图各自具有一个已知的电磁场强分布；并且被配置为使该来源以这些所确定的权重将该多个电磁场场图中的每一者供应给该能量施加带。
文档编号H05B6/64GK103039123SQ201180030214
公开日2013年4月10日 申请日期2011年5月3日 优先权日2010年5月3日
发明者平夏斯·艾恩齐格, 艾兰·本-什穆尔, 亚历山大·比尔钦斯基, 阿米特·拉贝尔 申请人:高知有限公司