本公开涉及微波物质处理系统和操作方法。一种物质处理设备包括RF信号源、功率检测电路、控制器以及RF信号源和第一电极之间的传输路径，第一电极将电磁能量辐射到腔室中。RF信号源包括生成RF信号的固态放大器。功率检测电路检测沿所述传输路径的反射信号功率。基于反射信号功率，所述控制器修改阻抗匹配网络内的可变组件的值以调整所述反射信号功率的大小，所述阻抗匹配网络沿所述传输路径电耦合。所述阻抗匹配网络可以具有连接到平衡‑不平衡转换器的双端输入，以及连接到所述第一电极并连接到第二电极的双端输出。可替换的是，所述阻抗匹配网络可以具有连接到所述RF信号源的单端输入，以及连接到所述第一电极的单端输出。所述第二电极可以接地。