2017年技术展望：射频能量技术进入大众生活

"目前还不清楚业界会选择采用相位信息，还是只依赖振幅。"Wesson表示："在Ampleon，我们觉得拥有相位信息对烹饪应用很重要，正向的相位控制在单通道应用中毫无用处，但在多通道应用中能添加一个新的能量场模式变化（field pattern variation）维数，影响能量场的变量越多，控制能力越好。"

图3：射频定向耦合器提供了低功率版本的正向与反射能量，用以测量与控制。(图片来源：Marki Microwave)

具备测量反射射频能量以及在烹饪过程中提供紧密闭环控制的能力，应该可以降低把爆米花烧焦并因此引起火灾的可能性。

烹饪之外的最佳应用──照明

一旦价格降低，家庭烹饪应用的射频能量方案就有可能拥有巨大的市场。尽管如此，该技术不会只局限于这一种应用，其它潜力十足的应用市场还包括照明。

图4是等离子照明（plasma lighting）的展示。射频能量激发一颗石英"灯泡"来发光。Werner看好射频能量等离子照明在家庭、户外与汽车照明应用中的潜力。Werner表示，射频能量等离子照明能高效率产生明亮的光线，达到每瓦120~130流明。而笔者办公室的LED泛光灯，效率只有每瓦57流明（750流明/13瓦），当然市面上也有效率更好的LED灯。

Murphy则指出，等离子照明能达到2万流明的亮度，适用于戏院、运动场等大型公共场所；图4中的只展现了其亮度的一小部份。这种RF等离子照明很可能取代LED灯，如同LED灯取代短寿命紧凑型荧光灯（CFL）灯泡。

图4：由射频能量供电的等离子照明方案展示。(图片来源：MACOM)

因为照明也可以使用耦合器，其控制系统可以采用射频能量在烹饪应用中相同的概念，来改变灯泡光线的强度。Wesson指出，与烹饪不同的是，相位信息在RF能量等离子照明应用中并不重要，只需振幅信息便足够。

Murphy表示，等离子照明模拟太阳光的能力比LED照明更好，而且等离子照明能达到至少90的显色指数（color-rendering index，CRI）。照明显示正确的色彩，能改善牙医制作假牙牙冠的效果，因为假牙牙冠的材料颜色需要与患者真牙的颜色相近。

射频能量等离子照明还有其它一些优点，如光线从石英"灯泡"本身发出，因此是全方向发散的，而LED通常装在一个板上，限制了其光线发散的范围。此外，因为光线从灯泡发散，比起产生同等强度的光所需的一组LED，它占用的空间更小，因而在空间受限的应用中更有优势。

汽车、医疗与工业应用

射频能量还可用于汽车内燃机引擎点火。Wener与其他学者共同撰写了一篇论文专门探讨用射频能量取代汽车火花塞。论文指出，与传统点火系统相比，射频能量方案的关键优势在于点火时间以及持续时间易变化，使燃料室中的汽油能够更充分地燃烧，以达到减少废气排放与省油的效果。

Wesson指出，与烹饪及照明应用不同的是，射频能量以脉冲方式而非持续模式施加于火花塞；但它们采用相同的测量、反馈及控制概念。若真的能达到省油的效果，用射频能量点燃汽车引擎的应用潜力值得期待。不过工程师还得应对如何将充足的射频能量导入火花塞的挑战，因为高射频功率会引发电磁干扰（EMI）问题。

在医疗领域，射频能量可应用于癌症治疗。Murphy指出："用射频能量能把癌细胞加热至43?C，这个温度可杀掉癌细胞而保留好细胞。"射频能量也已用于治疗巴瑞特氏食道症，一种胃食道逆流引发的癌前病变。与传统的光敏疗法相较，射频能量治疗法能消除病患对紫外线敏感的副作用。

射频能量可望改变工业材料的处理过程，这种技术能够测量加热对于负载有怎样的影响，再结合微控制器或计算机，就能实现更智慧化的工业锅炉，如同它对家用微波炉的改变。其潜在应用还包括固化和干燥，也可用于加温木料来消灭可能潜伏其中的蛀虫虫卵。

小结

为了使上述及其它射频能量应用成为主流，需要采取哪些措施？答案当然是：视具体应用而定。在工程应用方面，功率放大器的散热是关键，良好的散热能提高效率。在加热与烹饪应用中，紧密控制输出的能力有助于提高效率，被浪费的能量越少，炉子在烹调时越省电。

业界正广泛进行射频能量技术研发，首要目标是让成本降低到对消费者具吸引力的程度。目前仅射频耦合器就让消费应用射频能量方案成本过高。Wesson认为，技术整合及批量生产可降低成本，测量系统最终需以低成本方式集成到放大器中。

虽然大多数射频能量所需技术来自通讯领域，包括调变、波束成形、测量、反馈以及控制，但其中仍有很大不同。通讯系统强调器件的互操作性，射频能量工程师则可自由设计系统，不必考虑与互操作性相关的各种限制与规定。当然，安全标准还得遵守，而且可能还需要一套新的安全规范来应对这一技术。