用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法技术

本发明专利技术为解决现有用于等离子体辉光放电的射频电源，存在效率过低，导致功耗较大，散热难度大，无法用于星载产品，且匹配器通常为可调真空电容，体积重量无法满足卫星电推进任务需求的技术问题，而提供一种用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法。该射频源包括电源和频率可调的数字信号源、功率放大模块、检波模块以及匹配器；所述电源用于向数字信号源、功率放大模块和检波模块供电；所述数字信号源用于产生频率可调的方波；所述功率放大模块为E类功放架构，用于接收频率可调的方波并放大、滤波整形为正弦波输出；所述检波模块用于向数字信号源提供用于调节方波频率的反馈参数；所述匹配器用于阻抗匹配。所述匹配器用于阻抗匹配。所述匹配器用于阻抗匹配。

【技术实现步骤摘要】
用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法


[0001]本专利技术涉及一种用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法，用于耦合电磁能量激发产生等离子体。

技术介绍

[0002]用于等离子体辉光放电的射频电源是射频电推进产品的重要组件之一，其效率高低直接影响全系统的总功耗及复杂度。传统的射频电源采用AB类放大模块，虽线性度很好，但效率通常不会超过60％，而等离子体放电不需要考虑信号的线性度，而是对效率非常敏感。
[0003]现有射频电源效率过低，导致功耗较大，散热难度大，无法用于星载产品，且匹配器通常为可调真空电容，体积重量无法满足卫星电推进任务需求，以上原因导致射频离子推进技术发展缓慢。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有用于等离子体辉光放电的射频电源，存在效率过低，导致功耗较大，散热难度大，无法用于星载产品，且匹配器通常为可调真空电容，体积重量无法满足卫星电推进任务需求的技术问题，而提供一种用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体产生的高效射频源，其特征在于：包括电源和频率可调的数字信号源、功率放大模块、检波模块以及匹配器；所述数字信号源的第一输入端用于与上位机相连，输出端连接功率放大模块，功率放大模块的输出端连接检波模块，检波模块的第一输出端和第二输出端分别与数字信号源的第二输入端和第三输入端相连，检波模块的第三输出端与匹配器的输入端相连，匹配器的输出端用于与负载相连；所述电源用于向数字信号源、功率放大模块和检波模块供电；所述数字信号源用于产生频率可调的方波；所述功率放大模块用于接收频率可调的方波并放大、滤波整形为正弦波输出；所述检波模块用于向数字信号源提供用于调节方波频率的反馈参数；所述匹配器用于阻抗匹配。2.根据权利要求1所述的用于等离子体产生的高效射频源，其特征在于：所述数字信号源包括FPGA芯片、直接数字式频率合成器模块、D/A模块和A/D模块；所述FPGA芯片与上位机相连，用于产生控制信号、生成初始发射功率调节基准电压并输出；所述直接数字式频率合成器模块接收FPGA芯片输出的控制信号并产生需要频率和幅度的方波信号，并传输至功率放大模块；所述D/A模块用于产生发射功率调节基准电压；通过D/A输出0～2V的功率调节基准电压调整功率放大模块MOS管的漏压，控制输出功率；所述A/D模块用于接收检波模块反馈的用于调节方波频率的反馈参数的模拟并将其转换为数字信号，并传输至FPGA芯片，作为发射功率调节频率基准。3.根据权利要求2所述的用于等离子体产生的高效射频源，其特征在于：所述功率放大模块，为E类功放架构，包括依次连接的开关推动管、MOS管、LC滤波器。4.根据权利要求3所述的用于等离子体产生的高效射频源，其特征在于：所述检波模块包括依次连接的定向耦合器和检波器；所述定向耦合器用于采集反馈参数；所述反馈参数包括输出功率检波电压和反射功率检波电压；所述定向耦合器的前向耦合和反向耦合信号通路上均串联了一个滤波器，用于滤掉高次谐波信号。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵杨，康慨，严少敏，邓永锋，鲁海峰，李济源，李文博，魏建国，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：