System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于导频的束流位置测量方法与系统技术方案_技高网

基于导频的束流位置测量方法与系统技术方案

技术编号:40363987 阅读:22 留言:0更新日期:2024-02-09 14:51
本发明专利技术公开了一种基于导频的束流位置测量方法与系统,它们是一一对应的方案,方案包括:基于束流信号,产生两个非对称的导频信号;将两个导频信号合成后与束流信号进行耦合;将耦合后的信息进行调理与数字化转换;从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置。上述方案采用非对称导频信号减小了导频信号和束流信号的三阶交调分量对位置测量的影响,显著提高了全数字化束流位置测量系统的位置分辨率,并且可以有效抑制温漂长漂对位置测量的影响,提高了全数字化束流位置测量系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字信号处理领域,尤其涉及一种基于导频的束流位置测量方法与系统


技术介绍

1、高精度束流位置测量对加速器束流轨道稳定度有着至关重要的作用,为了提供束团在束流轨道中的实时横向位置,需要实现四个通道的高精度幅度提取,随着电子学技术发展,adc(模数转换)芯片在采样率、模拟带宽和分辨率等方面的性能得到了显著的提高,同时用于数字信号处理的fpga(现场可编程逻辑门阵列)技术也日渐成熟,目前主流的bpm(束流位置测量系统)系统均为在数字域进行下变频的全数字化架构bpm系统,模拟电路一般仅负责滤波、增益控制等少数功能。

2、由于电路中模拟器件以及模数转换器件的增益不尽相同,通道间必定存在增益不一致性,并且其增益会随温度与时间产生不同程度的漂移,使得最终测量到的束流位置精度下降并且发生漂移。一种实时对通道间增益不一致性进行补偿的方法是采用导频技术,即在原始信号中加入导频信号,使导频信号收到的增益与原始信号近似相同,在数字化后通过进行数字信号处理分别提取出束流信号幅度和导频信号幅度,再通过导频信号的幅度进行补偿。

3、然而,随着同步辐射光源的不断发展,其亮度越来越高,发射度越来越小,对束流轨道稳定度的需求也越来越高,特别是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源,对束流位置测量系统的分辨率和稳定性提出了很高要求。目前已有一些补偿通道间增益不一致性的束流位置测量方法,但是难以满足基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源的需求,存在分辨率不足,温度稳定性不够等问题。

4、有鉴于此,特提出本专利技术。</p>

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种基于导频的束流位置测量方法与系统,采用非对称导频信号减小了导频信号和束流信号的三阶交调分量对位置测量的影响,显著提高了全数字化束流位置测量系统的位置分辨率,并且可以有效抑制温漂长漂对位置测量的影响,提高了全数字化束流位置测量系统的稳定性。

2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:

3、一种基于导频的束流位置测量方法,包括:

4、步骤1、基于束流信号,产生两个非对称的导频信号;

5、步骤2、将两个导频信号合成后与束流信号进行耦合;

6、步骤3、将耦合后的信息进行调理与数字化转换;

7、步骤4、从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置。

8、一种基于导频的束流位置测量系统,包括:

9、导频信号产生电路,用于基于束流信号,产生两个非对称的导频信号;

10、导频耦合模块,用于将两个导频信号合成后与束流信号进行耦合;

11、模拟调理与数字化转换模块,用于将耦合后的信息进行调理与数字化转换;

12、数字信号处理模块,用于从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置。

13、由上述本专利技术提供的技术方案可以看出,可以对同步加速器中束流位置进行测量并且补偿温漂长漂等因素引入的通道间增益不一致性,以显著提高dbpm系统(digitalbeam position monitor,全数字化束流位置测量系统)的测量精度,其基本思想是在束流信号中加入两个非对称的导频信号,使导频信号收到的增益与束流信号近似相同,利用数字下变频提取导频信号幅度来对通道间增益不一致性进行补偿修正。

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【技术保护点】

1.一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述基于束流信号,产生两个非对称的导频信号包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述将两个导频信号合成后与束流信号进行耦合包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述将耦合后的信息进行调理与数字化转换包括:

5.根据权利要求3或4所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置包括:

6.一种基于导频的束流位置测量系统,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的一种基于导频的束流位置测量系统,其特征在于,所述导频信号产生电路包括:锁相环;该锁相环以加速器机器时钟,产生两个与束流信号同源,且频率关于束流信号频率非对称的导频信号。

8.根据权利要求6所述的一种基于导频的束流位置测量系统,其特征在于,所述导频耦合模块包括:功率合成器、功率分配与定向耦合器;

9.根据权利要求8所述的一种基于导频的束流位置测量系统,其特征在于,模拟调理与数字化转换模块包括:模拟调理模块与采样电路;

10.根据权利要求8或9所述的一种基于导频的束流位置测量系统,其特征在于,从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置包括:

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【技术特征摘要】

1.一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述基于束流信号,产生两个非对称的导频信号包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述将两个导频信号合成后与束流信号进行耦合包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,所述将耦合后的信息进行调理与数字化转换包括:

5.根据权利要求3或4所述的一种基于导频的束流位置测量方法,其特征在于,从数字化信号中测量两个导频信号的幅度,以及束流信号的幅度,利用两个导频信号的幅度对束流信号的幅度进行补偿,再利用补偿后的束流信号幅度计算束流位置包括:

6.一种基于导频的束流位置测量系统,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵雷唐羿秦家军曹喆陈楷仁李嘉铭
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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