[发明专利]用于受控宽带微波加热的方法和装置

权利要求书

1.一种宽带微波加热装置，所述宽带微波加热装置包括：

施加器空腔，所述施加器空腔用于将工件暴露于微波能量；和

微波电源，所述微波电源连接至所述施加器空腔，所述微波电源包括：

小信号RF源，所述小信号RF源至少包括电压受控的微波振荡器和电压受控的衰减器，两者在高于环境的选定温度下是热稳定的；

高功率微波放大器，所述高功率微波放大器将所述小信号放大至有用功率水平以进行加热；

正向和反射功率检波器，所述检波器通过微波隔离器彼此分开；以及

使用功率调节器的控制系统，其中当所测量的正向功率信号为高或低时，所述功率调节器输出将添加至当前功率命令，以便生成改进功率设定值点。

2.根据权利要求1所述的宽带微波加热装置，其中，所述小信号RF源进一步包括固定衰减器和带通滤波器。

3.根据权利要求1所述的宽带微波加热装置，其中，所述小信号RF源中的所有部件安装在公共热平台上，使得所述所有部件全部维持于高于环境的公共温度。

4.根据权利要求1所述的宽带微波加热装置，其中，所述正向和反射功率检波器是在高于环境的选定温度下是热稳定的。

5.一种宽带微波电源，所述宽带微波电源包括：

小信号RF源，所述小信号RF源至少包括电压受控的微波振荡器和电压受控的衰减器，两者在高于环境的选定温度下是热稳定的；

高功率微波放大器，所述高功率微波放大器将所述小信号放大至有用功率水平以进行加热；

正向和反射功率检波器，所述检波器通过微波隔离器彼此分开；以及

包括功率调节器的控制系统，其中当所测量的正向功率信号为高或低时，所述功率调节器输出将添加至当前功率命令，以便生成改进功率设定值点。

6.根据权利要求5所述的宽带微波电源，其中，所述小信号RF源进一步包括固定衰减器和带通滤波器。

7.根据权利要求5所述的宽带微波电源，其中，所述小信号RF源中的所有部件安装在公共热学平台上，使得所述所有部件全部维持于高于环境的公共温度。

8.根据权利要求5所述的宽带微波电源，其中，所述正向和反射功率检波器在高于环境的选定温度下是热稳定的。

9.根据权利要求5所述的宽带微波电源，进一步包括：

加热器和温度控制电路；以及

封装，所述封装包含所述电压受控的微波振荡器、电压受控的衰减器、加热器以及温度控制电路并且具有用于DC功率、DC频率控制电压、DC振幅控制电压以及RF信号输出的外部连接。

10.根据权利要求9所述的宽带微波电源，其中，所述封装包括印刷电路板。

11.根据权利要求9所述的宽带微波电源，其中，所述封装包括混合电路模块。

12.一种使用宽带微波功率来加热材料的方法，所述方法包括以下步骤：

将选定工件置于多模微波施加器空腔中；

提供与所述施加器空腔连通的微波电源，所述微波电源包括小信号RF生成电路、高功率微波放大器、以及正向和反射功率检波器，所述检波器通过隔离器彼此分开；

将所述小信号RF生成电路的部件中的至少一些部件加热至高于环境的选定温度；

提供控制系统，以便执行以下功能：

运行自动校平例程，以便自动生成自动校平表格并且将所述自动校平表格下载至所述控制系统；

提供自动功率控制系统，以便限制功率调节速率；以及

在所述控制系统控制下，将微波功率施加至所述施加器空腔以加热所述工件。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述自动校平例程包括基于样条的表面拟合例程。