MACOM公司供稿
能夠生成和放大射頻信號早已屢見不鮮 - 但固態射頻能量在數據傳輸應用之外也擁有巨大的潛力。隨著MACOM等公司以及射頻能量聯盟(RFEA)這樣的合作組織不斷開拓和發展這項技術，固態射頻能量現已能夠實現比傳統技術更高的效率和更優的控制，其在大眾市場應用中的全部潛力正在逐漸被發掘。 微波烹飪是一種已經通過固態射頻能量進行充分改良的應用，能夠為您提供更健康的飲食和十分廣泛的經濟優勢。固態射頻能量晶體管可產生超精確的受控能量場，對控制器的響應極為靈敏，從而保證射頻能量使用和分配的最優性和精確性。這可以實現替代解決方案無法提供的優勢，包括低電壓驅動、高效率、半導體類型可靠性、更小的外形尺寸和固態電子封裝。最引人注目的優勢可能是這項技術支持功率捷變和超高精度，能夠實現均勻的能量分配、前所未有的過程控制范圍且能夠快速適應不斷變化的負載條件，更重要的是使用壽命超過10年。 打造更健康的飲食 精準的溫度控制對于在加熱/烹飪過程中保持食物的必要營養至關重要。利用固態功率放大器的微波爐能夠精確控制定向能量，有助于保持食物營養的完整性，并可防止因冷熱不均而影響用餐體驗。 由于當今基于磁控管的微波爐不能應對烹飪時被食物吸收或反射的能量，因此它們依賴于由腔體底部的旋轉轉盤提供輔助的開環平均加熱。這種不精確的能量輸送通常會導致過度烹飪和冷熱不均，從而降低食物的營養價值。 使用多個固態功率放大器和具有閉環反饋的天線來進行調整以實現精確的能量吸收，這可將能量以一種受控的方式更精確地輸送到所需位置，從而確保最佳溫度控制。現代基于磁控管技術的微波爐通常采用濕度傳感器這一間接測量模式來測量烹飪腔中的濕度，與此不同的是，固態微波爐在烹飪時測量食物本身的特性，并進行相應調整。這有助于保留食物中的營養、水分和美味。 經濟影響 固態微波加熱的應用預計將從工業和商業烹飪市場開始，雖然在成本方面會有所提高，但這些系統將帶來可觀的商業價值。這將為客戶帶來巨大優勢，主要體現在系統可靠性、食品加工速度和效率方面。 在系統可靠性方面，固態射頻晶體管的壽命為典型磁控管的10倍 - 這是全天候生產環境中的主要優勢，在這種環境下，頻繁發生的磁控管故障會降低生產速度并需要大量昂貴的維修呼叫。去掉基于磁控管的微波爐常見的旋轉盤片后，由于經常發生故障的機械運動部件減少，因此可進一步提高系統可靠性。 由于固態微波爐能夠以比基于磁控管的系統更快的速度加熱和烹飪食物，因此可提高食物加工速度和效率，而這一切均歸功于固態射頻能量，該技術能夠適應不斷變化的食物電介質，支持快速能量傳輸。固態射頻技術對于食品解凍過程特別有價值，使食品能夠比現在更快更均勻地解凍，而不會導致食物變干或損壞。 隨著在基于固態氮化鎵的射頻技術方面不斷創新以及對成本結構不斷改進，這種技術有望走進消費者的廚房，并有可能顛覆對現代微波爐的認知。其價值不再是簡單的加熱設備，而是演變為能夠以無與倫比的效率和經濟高效的方式烹飪出更健康、更多元化的美食的設備。 成熟的技術 這種革命性的烹飪技術已成功進行了演示。在IMS 2016上，MACOM通過使用300 W射頻晶體管的固態烤箱來烤制松餅，成功演示了該項技術。第二年，在IMS 2017上，MACOM宣布推出射頻能量工具包，旨在通過更輕松地微調射頻能量輸出大小來最大限度地提高效率和性能，從而加快客戶的上市速度。 今年早些時候，在IMS 2018上，MACOM通過成功烹飪傳統的日本溫泉蛋演示了基于硅基氮化鎵的固態射頻能量的可控性。而在日本，這道菜的傳統做法是使用繩網將雞蛋放入70°C的溫泉水中慢煮30-40分鐘，使蛋黃和蛋白在不同溫度下固化，最終烹飪出一道口感獨特的溫泉蛋，外層蛋白如奶油般綿軟，內層蛋黃則凝固成型。憑借固態射頻能量的可控性，MACOM僅用6-8分鐘便烹飪出這種傳統菜肴，其口感與在溫泉中慢煮相同。
展望未來 與所有新興技術一樣，射頻能量技術實現商業化應用的速度一定程度上取決于能否與協作行業建立共同的標準。射頻聯盟等組織由半導體供應商、商用設備OEM等行業領導者組成，旨在幫助標準化射頻能量系統組件、模塊和應用接口。反過來，這種標準化將有助于降低系統成本、最大限度地降低設計復雜性、簡化應用集成并促進快速市場化（了解有關MACOM射頻能量工具包的更多信息）。 射頻行業將為世界各地的商業餐館和消費者提供更先進、更智能的廚房作為目標，而由于上述領域的不斷進步，射頻行業比以往任何時候都更接這個目標。 |
