【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高频等离子体和高频功率传输，尤其涉及一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法。
技术介绍
1、高频等离子体电离装置广泛应用于半导体工业、材料科学研究、带电粒子加速器和可控核聚变中性束注入等领域。其中，脉冲高频电离装置尤其适用于需要产生高流强脉冲束的场景，能够提供远超连续电离装置的瞬时引出流强。
2、然而，由于脉冲高频电离装置运行时，通常采用单一频率的脉冲高频电离方法，单一频率的脉冲高频电离存在的问题是：用户需求的等离子体往往是一种特定频率下产生的等离子体，特定频率下产生的等离子体需要特定频率下的功率，然而，这种特定频率下的功率并不满足脉冲高频电离装置冷启动点火阶段和维持冷启动点火阶段所需要的功率，反之，如果满足了脉冲高频电离装置冷启动点火阶段和维持冷启动打火阶段所需要的功率，则一定不是用户需求的特定频率下的功率。为了满足用户的特定频率等离子体的需求，脉冲高频电离装置必须额外想办法增加用于冷启动点火的装置和等离子体存续状态维持的装置，但是这样就会导致脉冲高频电离装置结构复杂、调试复杂。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术存在的问题，提出一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，目的在于解决单一频率的脉冲高频电离方法，不能同时兼顾特定频率功率需求和脉冲高频电离装置冷启动打火和打火维持阶段功率需求的问题。
2、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
3、一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，该双频驱动方法基于一种用于脉冲高频电
4、该双频信号控制器（10）用于生成双频频率控制信号和内禀双频时延控制特征的双频幅度控制信号，并将双频频率控制信号发送给双频正／余弦数字波形发生器（20），将内禀时延特征的双频幅度控制信号分别发送给高频率高频数字载波调制通路（30）和低频率高频数字载波调制通路（31）；该双频正／余弦数字波形发生器（20）用于将接收到的双频频率控制信号转换为正／余弦信号并分别发送给高频率高频数字载波调制通路（30）和低频率高频数字载波调制通路（31）；该高频率高频数字载波调制通路（30）用于将接收到的正／余弦信号乘以接收到的内禀双频时延控制特征的双频幅度控制信号，实现对高频率高频数字载波信号的调制；该低频率高频数字载波调制通路（31）用于将接收到的正／余弦信号乘以接收到的内禀双频时延控制特征的双频幅度控制信号，实现对低频率高频数字载波信号的调制；该双高频数－模转换输出驱动模块（40）用于对调制后的高频率高频数字载波信号和调制后的低频率高频数字载波信号进行数－模转换，并将数－模转换后的信号发送给各自的功率放大器；
5、其特征在于：该双频驱动方法包括以下步骤：
6、步骤一：脉冲高频电离装置进入冷启动点火状态时，用双频驱动装置产生的用于驱动低功率高频功率源的连续输出高频驱动信号，产生用于冷启动点火的高频低功率，并通过第三方阻抗匹配装置向脉冲高频电离装置馈入该高频低功率脉冲，电离产生等离子体物质；所述连续输出的高频驱动信号中含有用于冷启动状态的频率、幅度特征；
7、步骤二：脉冲高频电离装置进入等离子体点火状态维持状态时，用双频驱动装置产生的用于驱动低功率高频功率源的脉冲输出高频驱动信号
8、产生用于维持冷启动点火的高频低功率，并通过第三方阻抗匹配装置向脉冲高频电离装置馈入该高频低功率脉冲，维持脉冲高频电离装置内部不断产生并始终存续有一定密度和温度的等离子体物质；所述脉冲输出的高频驱动信号中，含有用于维持等离子体存续状态的频率、幅度、时延特征；
9、步骤三：脉冲高频电离装置进入高产额等离子体脉冲生成状态时，用双频驱动装置产生的用于驱动高功率高频功率源的脉冲输出低频驱动信号产生用于高产额等离子体生成的低频高功率，并通过第三方阻抗匹配装置向脉冲高频电离装置馈入该低频高功率脉冲，在短时间内促使等离子体剧烈电离，产生大量可供引出的等离子体物质；所述脉冲输出的低频驱动信号中含有用于高产额等离子体脉冲生成的频率、幅度、时延特征。
10、进一步地，所述步骤一的具体过程如下：
11、1）脉冲高频电离装置进行冷启动点火时，用双频驱动装置产生的连续输出的高频驱动信号发送给低功率高频功率源；
12、2）该低功率高频功率源输出与该连续输出的高频驱动信号对应的一定频率和幅度的高频低功率；
13、3）该高频低功率通过后面接的可调矢量阻抗匹配装置后输送给脉冲高频电离装置；
14、4）用该高频低功率点亮脉冲高频电离装置的等离子体。
15、进一步地，所述步骤二的具体过程如下：
16、1）脉冲高频电离装置进行维持冷启动点火状态时，用双频驱动装置产生的脉冲输出的高频驱动信号发送给低功率高频功率源放大器；
17、2）该低功率高频功率源输出与该脉冲输出的高频驱动信号对应的一定频率和幅度的高频低功率；
18、3）该高频低功率通过后面接的可调矢量阻抗匹配装置后输送给脉冲高频电离装置；
19、4）用该高频低功率维持等离子体存续状态。
20、进一步地，所述步骤三的具体过程如下：
21、1）脉冲高频电离装置进入高产额等离子体脉冲生成（s3）状态时，用双频驱动装置产生的低频高功率驱动信号发送给高功率高频功率源放大器；
22、2）高功率高频功率源放大器输出与低频高功率驱动信号对应的一定频率和幅度的高低频高功率；
23、3）该高低频高功率通过后面接的可调矢量阻抗匹配装置后输送给负载；
24、4）用该高低频高功率产生大量可供引出的等离子体物质。
25、进一步地，所述连续输出高频驱动信号中含有用于冷启动状态的频率、幅度特征，具体为：
26、该频率优选为所述低功率高频功率源工作带宽范围内，等离子体点火成功率最高或点火耗时最短的频率，也可选用所述低功率高频功率源工作带宽范围内能够实现冷启动点火功能的任意频率；
27、该幅度优选为足以驱动所述低功率高频功率源输出所述高频冷启动点火功率，并通过第三方匹配装置，实现等离子体冷启动点火功能的最低功率所对应的驱动信号幅度加上充足的余量；或优选为所述低功率高频功率源能容忍瞬时全反射情况下的最大输出功率对应的驱动信号幅度；或是二者间的任何一个值。
28、进一步地，所述脉冲输出的高频驱动信号中，含有用于维持等离子体存续状态的频率、幅度、时延特征，其频率、幅度、时延特征，具体为：
29、该频率优选为与冷启动状态一致的频率，或是选定在低功率高频功率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，该双频驱动方法基于一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动装置，该双频驱动装置用于为第三方可调双频矢量阻抗匹配装置提供待放大的双频信号，该待放大的双频信号内禀有双频的频率、幅度和时延特征；该双频驱动装置从一侧到另一侧依次设有：双频信号控制器（10）、双频正／余弦数字波形发生器（20）、高频率高频数字载波调制通路（30）和低频率高频数字载波调制通路（31），以及双高频数－模转换输出驱动模块（40）；
2.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述步骤一的具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述步骤二的具体过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述步骤三的具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述连续输出高频驱动信号中含有用于冷启动状态的频率、幅度特征，具体为：
6.根据权利要求1所述的一种用于脉
7.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述脉冲输出的低频驱动信号中含有用于高产额等离子体脉冲生成的频率、幅度、时延特征，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，该双频驱动方法基于一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动装置，该双频驱动装置用于为第三方可调双频矢量阻抗匹配装置提供待放大的双频信号，该待放大的双频信号内禀有双频的频率、幅度和时延特征；该双频驱动装置从一侧到另一侧依次设有：双频信号控制器（10）、双频正／余弦数字波形发生器（20）、高频率高频数字载波调制通路（30）和低频率高频数字载波调制通路（31），以及双高频数－模转换输出驱动模块（40）；
2.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述步骤一的具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种用于脉冲高频电离装置的双频驱动方法，其特征在于：所述步骤二的具体过程如...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁傲轩，农竹杰，贾先禄，张贺，李鹏展，裴士伦，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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