[发明专利]无线通信装置和使用它的微波炉

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信装置，用于在安装在微波炉中的磁控管所使用的2.4GHZ到2.5GHZ之间的频带处或其附近进行短程无线网络通信。

本发明还涉及微波炉，能使安装在微波炉中的磁控管所使用的频带的无线通信网络的频率干扰最小。

背景技术

微波炉有磁控管，能在2.4GHZ到2.5GHZ产生微波来烹饪微波炉中的食物。图20示出了微波炉中铁芯变压器驱动的磁控管的例子。变压器1100和二极管1101从市电AC电源产生双倍电压、半波电流，并将产生的电流提供给磁控管1102。图21示出了微波炉中变换驱动的磁控管。该例子包括全波整流器1104，变换器(inverter)1105，高频变压器1106对市电AC电源全波整流，并将约30到50KHZ的电流提供给磁控管1102。

图22示出了安装在微波炉中的标准磁控管的微波发生特性。磁控管表示出了高阻抗，并且不会产生最高达到阈值电压的微波。当施加的电压超过阈值电压时，磁控管表示出了低阻抗，并通过电流Ib以产生微波。图23示出了铁芯变压器驱动的磁控管的有效和无效阶段。铁芯变压器驱动的磁控管在市电AC电源的负半周t1其间未加电压。如果电源是50HZ，t1阶段对应于10ms，如果电源是60HZ，t1阶段对应于8ms，在此阶段，磁控管不产生微波。图24示出了变换驱动的磁控管的有效和无效阶段。磁控管直到加的电压到达启动电压时才产生微波。即，磁控管在零伏交叉点(zero-volt crossing point)附近延伸的无效阶段t2不产生微波。无效阶段t2的长度根据工作状态，并且如果电源是60HZ，它为1到2ms。这样，以上提到的两个磁控管分别包括无效阶段t1和t2。

有一种使用频带覆盖微波炉所分配的频带以实现短程无线网络通信和包括微波炉在内家用电器的遥控环境的技术。这种技术存在一个问题，即微波炉中的磁控管产生的微波与在微波炉或附近的任何其他装置中的无线通信设备中的通信信号会干扰。干扰使得无法识别通信信号，因此在磁控管操作期间不能实现无线通信。

已经开发了传输频谱无线通信系统来对付噪声。该系统使用直接传输技术或跳频(frequency hopping)技术。直接传输技术将已分配的频带分成少量的频道，并将一信号在每个频道上传输。跳频技术设置单位时隙，并在每个单位时隙内在已分配的频带上传输一信号。这种跳频技术用于蓝牙(Bluetooth)无线通信中。

图25(a)大略地示出了蓝牙技术。蓝牙技术将2.402GHZ到2.480GHZ的频带分割成79个信道，每个1MHZ宽，设置单位时隙625μs，并且在79信道上伪随机传输信号。按照蓝牙，最小的传输时隙是625μs，在此时隙里，携带通信信息包(communication packets)。通信任务是用传输信号和通知确认(ACK)信号，即接收到传输信号来完成的。即，如果保证“单位时隙×2”的理论时间，蓝牙通信任务理论上是可以实现。一般来说，与电源频率进行同步通信是困难的，因此，通信任务需要理论时间长度的两倍，即单位时隙的四倍(＝2.5ms)。不过，确认收到信号ACK可以用比数据信号所需较少量的比特数传输。即，确认收到信号可以用126比特(126μs)传输。这就意味着，如果保证磁控管的“单位时隙x3+0.126ms(＝2.001)”的非有效期，则可以在磁控管的非有效期，当微波炉在煮食物时，实现通信任务。图26示出了变换驱动磁控管的磁控管有效期和磁控管非有效期。磁控管非有效期对应于无线通信可能期。如果在市电的周期内(60HZ为8ms，50HZ为10ms)非有效期τ＝2.001ms能保证，则蓝牙无线通信是可能的。

图25(b)示出了按照蓝牙技术的各种传输模式。一个1时隙的模式有625μs的单位时间来传输信息包，3时隙的模式有1.875ms的单位时间(＝625μs×3)来传输信息包，5时隙的模式有3.125ms的单位时间(＝625μs×5)来传输信息包。3时隙的模式包括(1.875×2+0.625+0.126)ms＝4.4ms的单位通信时间，5时隙的模式包括(3.125×2+0.625+0.126)ms＝7.001ms的单位通信时间。

使用倒相驱动的磁控管的微波炉包括1到2ms的磁控管无效期，进行蓝牙无线通信是不够的。另一方面，使用铁芯变压器驱动的磁控管的微波炉包括8ms的磁控管无效期，进行蓝牙无线通信是足够的。有效地使用8ms有效期能进行两个5时隙的通信操作来改善通信效率。