Rf处理系统的校准的制作方法_5

文档序号:9476639阅读:来源:国知局
一组或多组系数。在其他 实施例中,存储器155可被配置成用于存储一组或多组系数,每个组包括与包括在设备100 中的多个RF能量供应部件(例如,多个实质上完全相同的部件)关联的存储系数。此外或 可替代地,用于一个RF能量供应部件的任何组的参数可包括与在扫描阶段和/或处理阶段 过程中待使用的一些发射的RF辐射频率关联的一个或多个系数。
[0163] 与这些RF能量供应部件关联的这些组的系数可以任何适合的方式被确定并且存 储在存储器155中。例如,当输出在等于测试系统(Z。负载)的特性阻抗的负载中终止时, 某个RF能量供应部件的参数S11和S21可通过使用一个网络分析仪测量入射信号、反射信 号、和传输电压信号的幅值和相位来确定。类似地,参数S22和S12的值可通过将源放置在 端口 2处并且将端口 1终止在Z。负载中来确定。以上的过程可用于计算每个RF能量供应 郃件的S参数(例如,[S传输线]、[S调制器]、[S分路器]等)。
[0164] 在一些实施例中,与任何RF能量供应部件关联的这些组的系数可由制造商确定, 并且作为该制造过程的一部分存储在一个存储器中。该存储器可以是存储器155、与设备 100关联的某个其他存储器、和/或相对于设备100远程定位的一个存储器。此外或可替 代地,与设备100的RF能量供应部件关联的这些系数可被确定并且存储在沿供应链的其他 点处,并且不一定存储在同一位置处。例如,一些系数可在制造过程中确定,并且一些参数 可由终端用户设施处的技术员处理设备100来确定。这些系数可在制造后存储在设备100 的一个存储器中,或与任何RF能量供应部件关联。例如,在一些实施例中,这些系数可在安 装的时候作为初始化程序(例如,由本领域技术员或用户等启动)的一部分存储在存储器 (例如,存储器155)中。此外或可替代地,设备100可被配置成用于自主测试包括在设备 100中的各个RF能量供应部件,并且确定和存储用于这些测试部件的系数。
[0165] 图4A提供根据一些所披露的实施例的示例性方法的综述。图4A类似于图2,例外 的是图4A中该物体特性在图4B中被校正的电特性替换。除在方法200中用于确定该物体 的电特性的测量之外,方法400可使用保存的误差校正系数(例如,在存储器155中),以便 获得该物体的校正的电特性。在步骤402中,将RF能量施加到该能量施加区,并且因此在 步骤404中可响应于该施加的RF能量来接收反馈。此类能量施加和反馈接收可在一个扫 描阶段过程中、或在一个组合的扫描/处理阶段过程中完成。在步骤406中,处理器150可 基于与设备100的一个或多个RF能量供应部件关联的该测量反馈连同存储系数(例如,误 差校正系数)来确定该物体的一个或多个校正的电特性。这个校正的电特性可能比在步骤 206的没有参考这些存储系数的部分时确定的特性(图2)更接近地对应于该物体的实际电 特性。在步骤408中,处理器150可基于该物体的校正的电特性来控制施加到该物体的RF 能量。该控制可进一步基于其他输入,例如该物体的非电特性(如重量、形状和温度)。
[0166] 在一些实施例中,步骤406和408可由两个相异的处理单元来执行。例如,一个第 一处理单元可被配置成用于基于该组系数校正该接收的反馈;并且一个第二处理单元可被 配置成用于基于该校正的反馈控制RF能量的施加。在一些实施例中,该第一处理单元可包 括一个RF能量供应部件。在一些此类实施例中,替换该RF能量供应部件可包括替换包括 该RF能量供应部件的该处理单元。在一些实施例中,该第二处理单元可与任何RF能量供 应部件分开。由此,该第二处理单元可被替换,同时所有的RF能量供应部件为不变的,并且 在不替换该第二处理单元的情况下,可执行替换任何RF能量供应部件。
[0167] 图4B为用于获得校正的物体特性,并且通过设备100使用这些物体特性来加热的 示例性方法的流程图。步骤400B包括例如使用3-误差项、8-误差项、12-误差项中的校准 标准、或用于使用校准标准校准装置的任何其他方法来校准源112。在一些实施例中,这些 标准可为开路、短路、和负载。在一些实施例中,在处理可在高功率处发生的情况下,这些标 准可被配置成用于承受例如由放大器116提供的高功率。在一些情况下,步骤400B可使用 接近于放大器116的动态范围的下端的功率水平(例如,50W)。为了这个目的,经受高功率 的标准可被提供,并且针对可商用的标准来校准。在本示例中,源112可被校准、连接到从 该源引导至该辐射元件(多个)的这些传输线(例如,传输线117)上。步骤400B可进一步 包括保存这些校正系数。步骤400B可例如作为该制造的一部分被执行。这个步骤可导致 将表征源112的误差校正系数保存在存储器155中。存储器155可进一步保存一个例程, 该例程用于基于测量的S参数和保存的系数来计算实际的S参数。
[0168] 在步骤402B中,待加热的物体(103)可被放置在腔102中。这个步骤和这些以下 步骤可在用户设施处执行。例如,在设备100为家用烹饪烤箱的实施例中,设备402B可在家 庭厨房中执行。步骤404B可包括设备100的启动操作,例如通过由厨师推动"开始"按钮。 其结果是,处理器150可开始控制源112以便加热物体103。例如,在步骤406B中,处理器 150可致使以一个预先确定的频率(例如,800MHz)施加 RF能量。源112将用于施加的该 RF能量供应到这些辐射元件,这些辐射元件作为回应将RF辐射发射到腔102。同时,后向 RF信号从该腔返回到这些辐射元件,并且被测量(步骤408B)。从源112行进到腔102的 前向信号也可被测量。这些测量可例如由检测器118来进行。处理器150可从检测器118 接收该反馈并且启动步骤410B。步骤410B可包括校正这些测量信号,以便减少它们与在设 备1〇〇的测量能力更接近基准测量装置的那些测量能力时将会测得的实际信号之间的差 异。步骤410B可进一步包括从存储器155检索误差校正系数,并且运行保存在存储器155 中的例程,以便获得其中具有物体103的腔102在一个预先确定的频率(例如,800MHz的 频率)处的校正的S参数。处理器150随后可将这些S参数存储在例如存储器155中(步 骤412B),并且致使步骤406B至412B这次在另一个频率(例如,800. 5MHz)处的重复。处 理器150可继续引起在不同频率处的RF能量施加,并且保存在每个频率处获得的校正的S 参数值,直到一个预先确定的频率范围(例如,在800MHz与1000MHz之间)被扫掠。这些 操作可构成一个测量阶段,在此也被称为一个扫描阶段。随后,在步骤414B中,处理器150 可基于在步骤412B中存储的这些校正的S参数来决定将在处理阶段中使用哪些能量施加 参数。在步骤416B中,处理器150可根据在步骤414B中进行的决定来致使源112将RF能 量供应到腔102。测量循环(步骤406B至412B)、决定(414B)和加热循环(416B)可重复, 例如直到厨师推动"停止"按钮,这导致该处理器停止加热。在一些实施例中,反馈首先在 每个频率处被测量(步骤406B和408B)并存储,并且随后所有存储的测量值被校正。
[0169] 图4B描述用于校正与源112和传输线117关联的系统误差的示例。随后,当传输 线被替换时(例如,由于维修要求),步骤400B必须重复,并且应使用例如校准标准来再次 针对整个设备测量这些误差校正系数。如果源112或其任何部件被替换,同样如此。在用户 的设施中执行步骤400B可为长期的和昂贵的,并且因此在一些实施例中,它可被省略。图 4C描述为了避免在每次替换部件时对重复步骤400B的需要而进行的步骤。
[0170] 图4C是根据本发明的一些实施例的一种用于替换RF能量供应部件的方法的流程 图。在这个示例中,传输线117为可被替换的部件;然而,可应用类似的方法来替换其他部 件(例如,源112)。类似于步骤400B,步骤400C包括例如使用校准标准来校准源112。但 在步骤400C中,源112可被校准、与引导至该辐射元件(多个)的传输线断开。步骤400C 可导致将表征源112的误差校正系数存储在例如存储器155中,而无需这些传输线。存储 器155可进一步存储一个例程,该例程用于基于测量的S参数和存储的系数来计算实际的 S参数。
[0171] 在步骤401C中,这些传输线的网络参数可使用例如一个矢量网络分析仪来测量 并且被保存在例如存储器155中。步骤401C以及步骤400C可在设备100的制造过程中完 成。步骤401C可分别针对产生的每个传输线来完成,无论该传输线安装在设备中或作为替 换部件保持。被保持用于替换的部件的网络参数可保存在单独的存储器中,并且使得能够 从该单独的存储器检索这些网络参数的标识符(例如,条形码、RFID标签、携带识别码的标 签等)可与这些网络参数关联。在图4C中描述的所有其他步骤与图4B中描述的那些步骤 相同,除步骤411C之外。
[0172] 步骤411C可包括修改在步骤410B中获得的校正数据,以便将该传输线对反馈的 影响考虑在内。步骤411C包括从存储器155检索该传输线的这些网络参数,并且使用一种 方法400D (关于图4D详细讨论的)来获得其中具有物体的腔的S参数,这些S参数将该传 输线对测量反馈的影响考虑在内。
[0173] 方法400D可用于仅基于针对该腔和传输线测量的S参数连同使用去嵌入方法来 获得该腔的S参数。为此目的,方法400D可使用两组输入值:
[0174] (1)传输线117的网络参数;以及
[0175] (2)在步骤408B或410B中获得的S参数。
[0176] 尽管S参数容易测量,但存在另一组网络参数(T参数),该另一组网络参数(T参 数)将本身增添到对于完成方法400D的目的可能是有用的一些数学变换。因此,这些测量 的网络参数可转换成T参数。在S参数与T参数之间存在众所周知的关系,该关系可在以 下的矩阵记号中概括:
[0178] 图4D为示出根据一些实施例的可如何执行方法400D的流程图。方法400D可包 括获得该传输线的T矩阵的逆矩阵的步骤402D。该传输线的这些网络参数可被设置成"如 测量的"(例如,作为S矩阵)或"待使用的"(例如,作为T矩阵的逆矩阵,T 4。由于S参 数容易被测量,在一些实施例中,步骤402D可包括:接收该传输线的S矩阵、将它传输到等 价的T矩阵(例如,如在以上的矩阵记号中描述的)、以及倒置该获得的T矩阵以获得T 1矩 阵。然而在一些实施例中,该方法使用该倒置的T矩阵作为输入,例如,在T1在工厂中计算 并且与该传输线关联时。在这种实施例中,步骤402B可仅包括从一个存储器读取该倒置的 T矩阵。
[0179] 在步骤404D中,获得该腔-传输线系统的T矩阵。这可通过首先接收测量的S参 数,并且随后将它们转换成T参数来执行。不同于不考虑腔中被加热的物体仍保持相同的 传输线,当该物体改变时,该腔的电响应(以及随其的该腔-传输线系统的S参数)改变。 例如,在该腔中加热不同的物体,从而使得一个给定的物体在该腔中处于不同的位置或不 同的温度可都导致不同的S参数。因此,应根据测量数据反复计算该系统的T参数,同时该 传输线的T参数可在工厂中计算一次。在一些实施例中,在步骤404D中转换成T参数的该 系统的这些S参数为校正的S参数。在其他实施例中,在步骤404D中转换的这些S参数为 测量参数。该误差校正(如果需要)可在S参数被转换之后发生(例如,以下所描述的,在 步骤408D中获得SK之后)。由此,在步骤404D中,由该腔和该传输线构成的该系统的测量 的(或校正的)S参数可被转换成一个T矩阵(??)。
[0180] 在步骤406D中,该T1传输8 (在步骤402D中获得的)可乘以(在步骤404D中 获得的),以便仅获得该腔的T参数τκ,由于
[0183] 在步骤408D中,根据以下关系,矩阵Τβ可被转换成Sjs:
[0185] 以上描述的方法400D执行一个去嵌入操作。这种去嵌入操作可进一步细化基于 测量反馈确定的这些S参数和物体特性。
[0186] 这些校正的S参数可使得能够计算更接近地代表该物体的实际电特性的该物体 的校正电特性。使用这个信息可使得能够基于该反馈确定更适当的RF能量施加参数,并且 进而可使用施加的RF能量对该物体进行更有效的、有效率的、可再现的、和/或准确的处 理。
[0187] 图5A为与设备100的操作相关或关联的各种数据的示例性图表。在图5A中示出 的数据示出了本披露的可通过将设备100的RF能量供应部件的电响应考虑在内来实现的 某些实施例的潜在优点。图5A呈现实际数据、测量数据、校正数据以及校正和去嵌入的数 据。在该图表上,Y轴代表在dB的衰减,并且X轴代表在MHz上的频率(以800MHz偏移), 艮P,X = 50对应于f = 850MHz等。
[0188] 附加的图表5B包括S11的相位(以度数)对频率的曲线图。图5A和图5B都以 实线示出由VNA测量的实际数据;以虚线示出测量数据;以点线示出在误差校正之后和在 去嵌入之前的数据;以及以点虚线示出在误差校正和去嵌入之后的数据;
[0189] 如在图5A和图5B中示出的,基于该反馈和这些存储系数(并且也基于该附加的 去嵌入过程)计算的校正的S参数与仅基于反馈确定的那些S参数相比,更接近根据在腔 中的直接测量确定的S参数。例如,在图4B中,在880MHz (X = 80)处,S11参数的实际幅值 具有最高值,并且测量的S11具有最低值,并且该校正值高于该测量值,并且该校正和去嵌 入的值甚至更高,尽管仍低于该实际值。在图5B中,在相同的频率处,实际值和最终值(通 过校正和去嵌入获得的)为几乎相同的,尽管测量值低得多,并且校正值高得多。
[0190] 在一些实施例中,处理器150可从检测器118接收反馈值,并且使用与源112关联 的校准系数来校正这些接收值。这些校准系数可存储在存储器155中。处理器150随后可 基于这些校正值来控制源112。在一些实施例中,该处理器可进一步校正(修改)这些校正 的反馈值,以便将可能来源于除源112之外的RF能量供应部件(例如,传输线117)的系统 误差考虑在内。基于该能量供应部件的网络参数修改这些校正的反馈值以便将系统误差考 虑在内也被称为去嵌入这些反馈值。在一些实施例中,该反馈由处理器155使用,作为用于 仅在去嵌入之后采取控制源112的控制决定的输入。
[0191] 在一些情况下,可能需要替换设备100的一个或多个RF能量供应部件。此类替 换由于故障可被需要,作为部件升级的一部分、作为普通例行维修的一部分、或为了任何其 他原因。设备100的任何或所有的RF能量供应部件可被替换,例如包括,电源113、调制器 115、放大器116、传输线117、分路器、耦合器、信号发生器等。此外或可替代地,处理器150 和/或存储器155可被替换。这些部件中的任何部件的替换可以在制造商站点处或修理设 施处发生,例如当该设备被送回用于修理时。可替代地,该替换可由本领域技术员、经销商、 或用户在例如可安装设备100的位置处执行。
[0192] 在一些实例中,该替换部件的这些电特性以及因此代表那些特性的这些系数可能 不匹配被替换的部件的电响应/系数。这种差异可能导致将不准确性引入对被处理的物体 的校正特性的确定中。因此,设备100可被配置成用于确定(例如,通过从一个数据库检 索)用于该替换部件(多个)的一组系数,并且用该替换部件(多个)的这些系数来更新 存储器155。在一些实施例中,处理器150和存储器155可被替换。在那些实施例中,设备 100可被装备有备份存储器,在该备份存储器中可维持这些系数的副本。可替代地,可使得 数据传输设施可用于将存储系数从存储器155传输到该替换处理器的该存储器。
[0193] 与替换部件的电行为关联的系数(例如,该替换部件的网络参数)在此被称为更 新系数。可以各种方式来获得更新系数。在一些实施例中,可基于与该替换部件关联的标 识符来检索这些更新系数。这种标识符可包括可用于检索与该RF能量供应部件关联的一 组系数的任何元素或标记。例如,该标识符可包括数字、序列号、字母数字序列等。该标识 符可被直接设置或印刷在该替换部件上、以一个条形码编码、存储在一个RTID标签中、存 储在一个电子存储器装置中等,处于该替换部件上、被包括在该替换部件中或以其他方式 与该替换部件关联。
[0194] 该标识符可用于从相对于设备100远程定位的一个存储器、从存储器155内、或从 任何其他位置检索更新系数。例如,该标识符对于一个具体的替换部件可以是唯一的,并且 可连同代表该替换部件的电特性的一组系数存储在一个存储器中。确定用于一个替换部件 的唯一标识符(例如,作为用于该部件的替换程序的一部分)可使得能够检
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1