CN106471243B - 双信号同轴空腔谐振器等离子生成器及其方法 - Google Patents

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Abstract

一个等离子生成器，包含一个射频功率源，一个同轴空腔谐振器组合，和一个直流电源。射频功率源提供电压为第一功率和电压比率。谐振器组合包括一个中心导体，该导体和射频功率源耦合，并还包含一个虚拟短路电路。直流电源在虚拟短路电路处和中心导体连接，并提供电压为第二功率和电压比率且比第一比率低。

Description

双信号同轴空腔谐振器等离子生成器及其方法
相关申请
本申请要求美国临时专利申请61/976,843(公开于2014年4月8日)的优先权，该申请在此合并作为参考。
技术领域
本技术涉及到电力点燃可燃物领域，具体到生成等离子去点燃可燃物的适用和方法。
背景技术
之前的技术中至少有两种基本方法去点燃可燃混合汽。机动车点火通过压缩和火花点燃。如今很多引擎适用火花点燃，消耗着有限的石油。提高内燃机燃烧效率对环境和经济上有重大促进提升。火花点燃的内燃机提高的热效率是通过更稀的空气燃油混合和通过在更密集和压力更大的操作实现。遗憾的是当混合汽更稀时，它也更难被点燃和燃烧。可靠的运作需要用到能量更大面积更大的火花点火器，例如每个气缸用多个火花点火器或者轨塞点火器。随着能量更大的点火器被适用，他们整体的燃烧效率被降低因为更高的能力会减少火花塞的寿命。这需要改进。这些更高的能量也导致了污染物的形成以及降低引擎整体的效率。
相对于传统的直流电火花，射频(RF)等离子点燃源能提供另一种途径，打开了更有效，更稀更干净燃烧的大门，有助于提升经济效益和环境保护。一种生成等离子的方法使用一个RF射频源和电磁驻波去生成电晕放电等离子。现有技术适用RF射频振荡器和放大器在理想的频率下生成RF射频能量。RF射频振荡器和放大器可以使半导体制的或者电子管制的，这在现有技术中很常见。RF射频振荡器和放大器链接到四分之一波长同轴空腔谐振器，就能在空腔中产生RF射频驻波且频率取决于RF振荡器和空腔的谐振频率。通过让四分之一波长同轴空腔谐振器的输入端电路短路并让另一端电路开路，RF射频能量在空腔中通过谐振提升从而在开路端产生电晕放电等离子。电晕放电等离子可以被用作去点燃可燃物，尤其是在内燃机的燃烧室中。
发明内容
以下每个总结自然段描述一种非限制性举例说明发明能如何被运用到构造或者元件的组合，具体描述在下面公开。每个总结自然段的一种或多种元件可以与其他总结自然段的一种或多种元件相组合利用。
一个等离子生成器包含了一系列四分之一波长同轴空腔谐振器的组合。谐振器包含了一个中心导体，其近端链接射频功率源，并还包含了一个虚拟短路电路。一个直流电源连接近虚拟短路电路并链接到谐振器组合。
一个等离子生成器包含数个四分之一波长同轴空腔谐振器。谐振器包含了一个中心导体并链接到射频功率源，并还有一个末端用来维持虚拟短路电路。该仪器还有同轴空腔谐振器放电开口，还包含了中心导体并在近端链接到了虚拟短路电路。一个直流电源链接到四分之一波长同轴空腔谐振器放电开口的近端。
一个等离子生成器由射频功率源、一个同轴空腔谐振器和一个直流电源组成。为了描述该双电源设备的运用，此处参考两个电源的比率。射频功率源提供了射频功率源的电压，电压第一功率和电压之间的比率。谐振器谐振器包含了一个中心导体并链接到射频功率源并还包含了一个虚拟短路电路.直流电源在虚拟短路电路处链接到中心导体，并提供直流电源的电压供应，其为第二功率和电压之间的比率并低于第一比率。
一个等离子生成器包含第一四分之一波同轴空腔谐振器组合，包含第一中心导体并设定去维持第一电长度，第一四分之一波同轴空腔谐振器组合有第一近端和第一末端。生成器进一步由第二四分之一波同轴空腔谐振器组合并包含第二中心导体，第二分之一波同轴空腔谐振器组有第二近端和第二末端。其中第一四分之一波同轴空腔谐振器组合和第二四分之一波同轴空腔谐振器组在排列上相对应，以有连接点让第二近端链接第一末端。直流电的供给可以通过直流电源输入线连在与第一和第二四分之一波同轴空腔谐振器组合的连接点的相邻处链接。
等离子生成器包含了一个中心导体，中心导体设定维持电长度为若干四分之一波长的整数倍数。中心导体有近端，末端和一个谐振部分用来谐振。生成器还进一步包括外部导体围绕中心导体。能源的提供由中心导体输入的直流电和射频功率源耦合传送到中心导体的谐振部分。
等离子生成器包含了一个中心导体，中心导体设定维持电长度为若干四分之一波长的整数倍数。生成器还进一步包括外部导体围绕中心导体。能源的提供由中心导体上分布的射频控制部件以及链接到射频控制部件的直流电输入线提供。
一个四分之一波同轴空腔谐振器组合包括一个内部中心导体，中心导体拥有一个第一近端和一个第一末端和一个外部中心导体，外部中心导体拥有第二近端和第二末端。四分之一波同轴空腔谐振器组合进一步包括一个中心导体部分链接到内部中心导体部分和外部中心导体部分。该组合被设定使内部导路的电长度使四分之一波长的整数倍数且其定义为第一近端直接到第一末端。以及一个外部导路的电长度，其电长度比内部导路的电长度要长半分波长的整数倍数。外部导路的定义为从第一近端到第二近端的导体链接中心处到第二近端到第二末端的导体连接处。可以通过直流电输入线链接到第一近端来提供直流电源。
一个等离子生成器包含中心导体，其被设定在受射频功率源和外部导体围绕中心导体的影响下来维持虚拟短路位置。一个直流电输入线在虚拟短路位置相近处连接中心导体，直流电输入线被设定来接收来自直流电源的直流电的电压供给。
一个机动车包括底盘、动力传动系、，一套轮子、一个燃料源、一个氧气入口、内燃室、射频功率源、直流电源、和向内燃室暴露的等离子生成器。等离子生成器包含同轴空腔谐振器组合，该组合包含一个中心导体，该中心导体与射频耦合装置并列耦合，该射频耦合连接到射频功率源，同轴空腔谐振器组合被设定使中心导体能够维持一个虚拟短路位置。直流电通过一个直流电输入线供给，直流输入线连接到直流电源，其中直流电输入线连接到中心导体临近虚拟短路位置之处。
一个机动车包括底盘、一个定向肋片、一个转向装置、一个燃料源、一个氧气入口内燃室、射频功率源、直流电源、和向内燃室暴露的等离子生成器。等离子生成器包含同轴空腔谐振器组合，该组合包含一个中心导体，该中心导体与射频耦合装置并列耦合，该射频耦合连接到射频功率源，同轴空腔谐振器组合被设定使中心导体能够维持一个虚拟短路位置。直流电通过一个直流电输入线供给，直流输入线连接到直流电源，其中直流电输入线连接到中心导体临近虚拟短路位置之处。
一个引擎包含一个燃料入口、一个氧气入口、一个内燃环境、和向内燃室暴露的等离子生成器。等离子生成器包含同轴空腔谐振器组合，该组合包含一个中心导体，该中心导体与射频耦合装置并列耦合，该射频耦合连接到射频功率源，同轴空腔谐振器组合被设定使中心导体能够维持一个虚拟短路位置。直流电通过一个直流电输入线供给，直流输入线连接到直流电源，其中直流电输入线连接到中心导体临近虚拟短路位置之处。
点火系统包含一个电子点火控制器和一个等离子生成器。等离子生成器包含同轴空腔谐振器组合，该组合包含一个中心导体，该中心导体与射频耦合装置并列耦合，该射频耦合连接到射频功率源，同轴空腔谐振器组合被设定使中心导体能够维持一个虚拟短路位置。直流电通过一个直流电输入线供给，直流输入线连接到直流电源，其中直流电输入线连接到中心导体临近虚拟短路位置之处。
一个仪器能在电压足够到达临界点时以产生等离子的时候产生等离子电晕。这仪器包括射频功率源提供了射频功率源的电压，有着第一功率和电压之间的比率。一个有开端放电的同轴空腔谐振器包括了与射频功率源耦合的中心导体，并有末端向内燃室暴露。谐振器包括了一个虚拟短路电路。一个直流电源在虚拟短路电路相邻处和中心导体连接。一个直流电源提供的直流电的电压有着第二功率和电压之间的比率，并且和射频功率源提供的电压加起来能达到或者超过临界电压。第一比率大于第二比率。
一个仪器能在电压足够到达临界点时以产生等离子的时候产生等离子电晕。仪器包括一个射频功率源提供了射频功率源的电压。一个同轴空腔谐振器包括了与射频功率源耦合的中心导体，并包括了一个虚拟短路电路。一个直流电源提供了在虚拟短路电路处的直流电的电压。直流电的电压并且和射频功率源提供的电压加起来能达到或者超过电压击穿的临界点。直流电源进一步提供的直流电的电压的范围为下限大约是51％临界电压和上线是100％临界电压。
一种方法为在同轴空腔谐振器组合产生等离子的方式为提供来自射频功率源和直流电源一并的电压。该方式提供第一部分电压到谐振器，电压来自射频功率源。第一部分电压的定义为第一功率和电压之间比率，其自身不足以在谐振器的末端产生等离子。该方法进一步地提供第二部分电压到谐振器，电压来自直流电源。第二部分电压的定义为第二功率和电压之间比率，其自身不足以在谐振器的末端产生等离子。该方法通过在谐振器末端提供第一部分和第二部分电压的总合以产生等离子，其中第二比率小于第一比率。
一种方法为在同轴空腔谐振器组合产生等离子的方式为提供来自射频功率源和直流电源一并的电压。该方式提供第一部分电压到谐振器，电压来自射频功率源。第一部分电压不足以在谐振器的末端产生等离子。该方法进一步地提供第二部分电压到谐振器，电压来自直流电源。第二部分电压不足以在谐振器的末端产生等离子，但其大于能够产生等离子的合并电压的51％。该方法通过在谐振器末端提供第一部分和第二部分电压的总合以产生等离子。
附图说明
以下为每份绘图提供了简要描述。具有相同参考标号的元件意味着其相同或功能上相似。为了方便，参考标号最左端数位的数字意味着该标号最早出现在哪个绘图上。
图1是现有技术使用火花塞的点火系统的示意图。
图2是现有技术使用同轴空腔谐振器作为点火系统的示意图。
图3是同轴空腔谐振器组合通过多加的一个谐振器组合作为射频衰减器连接到直流电源作为例子的横断面视角图。
图4是同轴空腔谐振器组合如何和内燃室一同运作以及控制器控制射频功率源和直流电源来供电给同轴空腔谐振器的示意图。
图5是同轴空腔谐振器组合通过多加的一个谐振器组合作为射频衰减器连接到直流电源作为例子的横断面视角图。
具体实施方式
该书面描述是为了满足专利法律的能够实现要求而不是在权利要求书没有提到之处设任何限定。任何一项或多项举例可以和任何其他一项或多项举例并用。
现有技术使用的火花塞的点火系统
参考图1中的示意图是现有技术点火系统100，一个电池102连接到电子点火控制系统104，其通过火花塞线连接到火花塞106。
在常见的现有技术的点火系统100，例如在汽车中常见的，一个电池102向电子点火控制系统104提供电力。电子点火控制系统104决定了点火时机的恰当时间，并在恰当的时间通过火花塞线传送一下高压直流电脉冲到火花塞106的终端。高电压脉冲导致火花塞106终端释放一个火花，该火花塞放置在内燃室(没有显示)里。火花点燃内燃机中的内燃室里的可燃物，如汽油蒸汽，以完成点火程序。
现有技术使用的同轴空腔谐振器的点火系统
参考图2中的示意图是现有技术使用的同轴空腔谐振器点火系统200，一个电源202连接到射频(RF)振荡器204，该振荡器通过电子点火系统104到放大器206，放大器连接到同轴空腔谐振器208。列举的系统中的同轴空腔谐振器208在美国专利5，361，737(专利权人Smith等人)中描述道，该专利在此引用参考到这部分描述。同样引用参考到这部分描述中的还有美国专利发表2011/0146607和2011/0175691。同轴空腔谐振器也可以称为四分之一波长同轴空腔谐振器(QWCCR)。
在现有技术下一个同轴空腔谐振器点火系统的举例，电源202向射频振荡器204供电。射频振荡器204产生射频信号所选用的信号是针对同轴空腔谐振器208的谐振频率。射频振荡器204传送射频信号到电子点火控制系统104，点火控制系统104决定了点火时机的恰当时间，并会在恰当的时机将射频信号转到放大器206以放大。放大器206放大射频信号以在同轴空腔谐振器208的中心导体的释放头产生足够的电力生成电晕放电等离子210以来点燃内燃机中内燃室中的可燃物。用来传送射频信号到QWCCR的部件组合可能在不同的现有技术举例中所有差别。
QWCCR 208通过用电场让气体混合物发生电击穿产生微波等离子。在一个举例中，现有技术QWCCR 208包含了一个四分之一波长同轴空腔谐振器，其中电磁能量被耦合以产生驻波电磁场。射频振荡在750MHz和7.5GHz之间。同轴空腔谐振器208在长度1至10cm大概对应750MHz和7.5GHz之间的工作频率。在这个频率段产生频率的好处在于这样允许装载同轴空腔谐振器208的物体的几何大小大致与现有技术火花塞106一样大。
同轴空腔谐振器同时使用射频功率源和直流电源的点火系统
按照本发明，一个仪器可以进一步地被设定用多个谐振器组合在一起以通过合并来自射频功率源和直流电源的电压来生成等离子。此仪器300在图3中举例说明。在本举例中，仪器300是由两个四分之一波长同轴空腔谐振器耦合并组合在一起。更具体而言，在图3中展示的谐振器组合300包含了第一和第二谐振器310和312沿着纵向轴线315耦合在一起。
在绘图中的举例，第一和第二谐振器310和312由共同外侧导体墙壁构造320定义。墙壁构造320包括了以轴315为中心的第一和第二圆柱状墙壁322和324。第一墙壁322由导体物质构成并包围以轴315为中心的第一圆柱状空腔325。该物质的厚度取决于其介电击穿强度。其需要足够强以来抑制电流从外部导体到内部导体。在这个举例中，第一圆柱状空腔325中填满了介电质物质326，其有着相对介电常数大致等于4(εr＝4)。在这个举例中，第一和第二谐振器310和312在与轴315垂直的连接平面332处彼此邻接。在其他举例中，连接平面332不需要与之垂直，可以设为任何能维持第一和第二谐振器310和312之间稳定电阻的幅度。
第二圆柱状墙壁312由导体物质构建并包围以轴315为中心的第二空腔345。第二空腔345和第一空腔325同轴但更长。第二墙壁312为第二空腔345提供了末端347，末端347沿着纵向轴线347到第二空腔345的近端349。
一个中心导体结构350在谐振器组合300的墙壁结构320内由介电质物质326支持。中心导体结构350包括了第一和第二中心导体352和354和轨道导体357和径向导体357。第一中心导体352沿着轴315伸入到第一空腔325。在绘制的举例中某第一中心导体352的近端360与第一空腔325的近端330相邻，其末端362与第一空腔325的末端349相邻。径向导体357从与第一中心导体352的末端362相邻处径向延伸穿过第一空腔325并向外延伸到孔339。
第二中心导体354的近端370在第一中心导体的末端362处，其沿着轴315伸展到末端372作为电极头，电极头位置处在空腔345的末端347或与之身份接近。
为了尽可能降低第一和第二谐振器310和312的电阻差异，圆柱状墙壁322和324的相对应厚度和对应的中心导体352和354定义取决于介电物质326的介电常数和第二空腔345种空气的介电常数。在绘制的举例中，第二中心导体354沿着轴315的长度大约是第一中心导体315沿着轴315的长度的二倍。但是，一定原因上根据介电物质326有着介电常数大约是4的情况下，两个中心导体的电长度大约是一致的。注：任何中心导体和外部导体间的空隙要么由介电物质要么空隙足够大以尽可能减小电弧。如图3所示，介电物质326填满了第一空腔325种第一中心导体的周围和径向导体357的周围。
在绘制的举例中，直流电源390通过径向导体357在虚拟短路电路连接从而连接到中心导体结构350。一个射频控制部件，具体而言是射频频率消除谐振器组合391被放在径向导体357和直流电源390之间以限制射频电能到达直流电源390。射频频率消除谐振器组合是多加的一个谐振器组合391，该谐振器组合391有着中心导体392并第一和第二部分393和394的电长度相同，都是X(且与第一和第二中心导体352和354长度相同)。在一个理想的举例中，在图3的电工长度X等于一个四分之一波长或者λ/4，其中波长与射频功率的频率成反比。多加的这个谐振器组合391还有更短的外部导体墙壁395和更长的导体墙壁396。更短的外部导体墙壁395的第一和第二端在多加的这个谐振器组合391的对立两端。更长的导体墙壁396的第一和第二端也在多加的这个谐振器组合391的对立两端。更短的外部导体墙壁395的第一和第二端分别与对应的更长的导体墙壁396的第一和第二端对立在不同的两端。
更短的外部导体墙壁395和更长的导体墙壁396的电长度差大约等于第一和第二部分393和394的电长度之合，也大约等于第一中心导体的电长度的二倍。更短的外部导体墙壁395和更长的导体墙壁396包围着填满了介电物质的空腔397。按照本举例的运作方式，沿着多加的谐振器组合391的外部导体流动的电流会主要沿着最短路线流动因此沿着更短的外部导体墙壁395流动。相对应而言，在多加的谐振器组合391的外部导体流动的电流的流动会比在多加的谐振器组合391的中心导体392流动的电流少两个四分之一波长。
多加的谐振器组合391再空腔397中还有内部导电接地面398，位于中心导体392的第一部分和第二部分393和394中间。这种安排可以提供一个连接到直流电源390和径向导体357之间的频率取消电路。多加的谐振器组合391设定将射频能量的电压相对QWCCR组合300的接地面发生180度转变，这是由于更短的外部导体墙壁395和中心导体392电长度差。
如图4所示，射频功率源401隔着第一中心导体352和QWCCR组合300耦合，其还连接到内燃机的缸402，其电极头372暴露在缸402的内燃室403中。在这个理想的举例中，控制器404和射频功率源401还有直流电源390联动，用来控制电压的输出。控制器404可包含任何合适的可编程序控制器或其他控制仪器，或者控制仪器的组合，以来编程或通过硬件或者软件或者一起的方式去设定来完成所描述的功能。
当等离子在第二中心导体354的电极头372相邻处被生成时，控制器404引导射频功率源401来使射频能量的电压到第一中心导体发生电容耦合，从而造成虚拟短路发生在第一中心导体351的末端362。该虚拟短路还将射频提供的电压和第二中心导体354耦合。该射频电压本身不足以生成等离子，并由第一功率电压比率提供。控制器404还使直流电源390提供电压但该电压本身不足以生成等离子。该电压由第二功率电压比率提供且小于第一比率。射频和直流电的合并的电压是足够生成等离子的。这导致等离子从中心导体354的电极头372相邻处生成。合并电压多大由控制器404根据相对应的内燃室403的条件决定。
在其他举例中，控制器404可被设定出不同模式以使能在电极头372产生等离子所需电压的51％出自直流电源390。
在其他举例中，直流电提供的电压不限于从上述的虚拟短路提供，也可以由任何存在的虚拟短路附近提供，这有利于保障直流电的高电压尽可能减少对射频部件的电磁驻波的干扰也可以限制射频对直流电的干扰。
在其他举例中，直流电源390或射频功率源401或两者一起都可以独自用属于自己的控制器将电压调整到足够在电极头372处生成等离子。一个或两者都可以有主电源。主电源可以调节直流电源390和射频功率源401各自的输出。在不同的举例中，控制器404可以放在直流电源390或射频功率源401或两者一起都可以放。同样控制器404也可以和安装在直流电源390或射频功率源401的内部构件里。射频功率源401和中心导体的耦合可以由多种方式实现：电感耦合(如电感馈电回路)，平行电容耦合(如平行板电容器)，或非平行电容耦合(如将电场放置在非零电压导体端的对立面)。该特定的耦组合式取决于耦合的方式和具体谐振空腔的结构。
在其他举例中，射频频率消除谐振器组合391可以是任何一个部件、一系列部件，来隔断射频到达直流电源390，包含但不限于以下：一个电阻元件、一个集总电感元件、一个频率消除电路。在一些其他举例中，射频频率消除谐振器组合391可以与直流电源390放置在较近的距离，也可以放置QWCCR组合300较近的距离，也可以放置在直流电源390和QWCCR组合300之间。理想情况是让射频距离生成处越近越好以减少因散热导致的能力损失，并在组合中使用较高的品质因子。
在其他举例中，本公开所展现的技术可以适用于仅有一个QWCCR的谐振组合或者有多个的。不管数量如何，相对而言使用直流电源在虚拟短路的(高压，低压)的电压结合射频功率源的(高压，低压)电压能建立一个对于生成等离子更有效的系统，适用于多种内燃环境并可以减少耗费的能量和提高内燃效率和综合引擎效率。和使用射频生成等离子而言，通过使用上述直流电的电压，可以用较小的电流或能量换取很大的电力潜能。
按照本发明，一个仪器可以进一步被设定采用两个谐振器组合在一起以生成等离子，这是通过合并射频和直流电的电压，如图5所举例的仪器500。在这个举例中，仪器500包含第一和第二谐振器部分510和512沿着纵向轴515联动在一起。
在绘制的举例中，第一和第二谐振器部分510和512由共同外部导体墙壁结构520定义。墙壁结构520以轴515为中心的第一和第二圆柱状墙壁522和524。第一墙壁522由导体物质构成并包围以轴355为中心的第一圆柱状空腔525。在这个举例中，第一圆柱状空腔525中填满了介电质物质526。第一墙壁522的环形边缘528定义第一空腔525的近端530。第二圆柱状墙壁524的近端与空腔525的末端532相邻。
第二中心导体部分554有近端570与第一中心导体552的末端562相邻，并沿着轴515延伸到末端572作为电极头在末端547附近。
孔579径向延伸到第一墙壁部分522，其中有径向导体577通过射频电线沿着轴515延伸连接到射频功率源401。径向导体577的距离轴515更近的端头连接到平行板电容器575，575和中心导体结构550耦合。575也和内部折叠射频591耦合。
在绘制举例中，直流电源390通过直流电线连接到中心导体结构550的近端560。内部折叠射频591放置在第二谐振器部分512和直流电源390中间以限制射频电到达直流电源390。内部折叠射频衰减器591包括内部中心导体部分592，592有近端596和末端597。内部折叠射频衰减器591还包括外部中心导体部分593和过度中心导体部分594以连接内部中心导体部分592和外部593。外部中心导体部分593的近端大体和第一近端596在同一平面，末端大体和第一末端597在同一平面。在这个举例中，过度中心导体594位于第一末端597附近。外部中心导体593包围592。
在这个举例中，外部中心导体593形似圆柱状的导体物质包围592的余下部分。592和593的纵向长度大致与等于平行板电容575的纵向长度。对于592和593，第一近端596到第一末端597电长度大致等于一个四分之一波长。第二中心导体554和第二圆柱状墙壁部分524的电长度都是一个四分之一波长。
墙壁结构520包含了更短的外部导体墙壁595，其近端大体和第一近端596在同一平面。末端大体和第一末端597在同一平面。外部导体路线从520末端(基本和空腔545的末端547在同一平面)沿着595直到第一墙壁522的近端530。在这个举例中，外部导体路线的电长度有两个四分之一波长。
一个内部导体路线从末端电极头572到第二中心导体部分554的近端570，沿着过度导体部分594，然后沿着外部导体部分593的末端到近端，然后沿着593的内部墙壁599从近端到末端，然后沿着592从末端到近端。在这个举例中，内部导体路线电长度为四个四分之一波长，或两个二分之一波长。内部和外部电长度的差别为半个波长。
本结构提供射频控制部件连接在直流电源390和射频提供的电压之间。本举例采用内部折叠射频衰减器591并设定将射频能量的电压相对QWCCR组合500的接地面发生180度转变。
所属领域的技术人员会懂得图5的特定QWCCR组合不限于是否采用射频衰减器591。在其他举例中，整个QWCCR组合可以被拉伸以至于让591放置到离末端572更远处并不在需要直接连接到平行板电容575，而是距中心导体的直接连接575出有一个四分之波长的距离。另一种方法是，整个QWCCR可以被压缩以使衰减器591的外部中心导体部分593同时纵向地延伸到平行板电容575也包围生成等离子部分的暴露的中心导体。这可以通过让过度中心导体594不仅在衰减器591的端头而还在中间以至于外部中心导体部分593可以向两边都能纵向延伸。这种构造的具体几何形状需要调整介电质的参数以保证电阻对应的上和180度消除。但这些任务都是工程中很明白的事情。
在一个举例中，本发明的QWCCR和特定提供射频信号的组合的体积大致为火花塞106并连接到了内燃机的内燃室。具体而言，该举例在谐振器上运用微波放大器并在振荡器放大器组合中用谐振器作为频率决定元件。放大器/振荡器安装在火花塞最上面，在模块中有高电压供给并有诊断功能。这种举例可以令单独低电压直流电源来为模块供电并能有定时信号。
在本描述中许多词汇可以指代一些位置，这些位置由于某些构造以及在某些条件下，电压部件可以被衡量为接近不存在。例如，电压短路可以指任何一处当电压部件可能接近不存在。相似的词汇也可以指其为接近零电压，例如虚拟短路电路，虚拟短路位置，零电压。通常所属领域的普通技术人员会将虚拟短路限定在当接近零电压是由于驻波过零。零电压更多是指当除了驻波过零以外其他原因导致位置电压接近零，如电压衰减或消除。更进一步而言，在本公开中，每一个这些词汇都可以指电压接近零的位置是不受定义限制的，唯一受限制取决于其背景，尤其是具体空间和所描述用到的应用的参数。
绘图中举的例子本权利要求能包括到的众多例子中一部分。本发明更多的例子可能进一步用到上述描述到现有技术例子的一种或多种方能达到更多可以利用本发明的应用。申请人意图本专利的限制只受权利要求所限。

Claims (15)

1.一个等离子生成器包括：
一个射频功率源；
一个同轴空腔谐振器组合，其包括一种中心导体，该导体即被设定和射频功率源耦合结合在一起也被设定来在第一位置维持零电压；以及
在所述第一位置附近的、连接到所述中心导体的直流电源。
2.根据权利要求1所述的等离子生成器，更进一步地包括连接到所述直流电源和同轴空腔谐振器组合之间的射频控制部件，并且所述射频控制部件被配置为限制从射频功率源到直流电源的电压供应。
3.根据权利要求1所述的等离子生成器，其中，直流电源与中心导体在第一位置附近相连接。
4.根据权利要求1所述的等离子生成器，其中，同轴空腔谐振器组合包含以串联布置耦合的多个四分之一波长同轴空腔谐振器，所述多个四分之一波长同轴空腔谐振器包括和射频功率源耦合的中心导体。
5.根据权利要求1所述的等离子生成器，还包括功率源控制器，其配置为使射频功率源提供的射频功率的电压供应具有功率和电压之间的第一比率并配置为使直流电源提供的直流电压供应具有功率和电压之间的第二比率，其中，第一比率大于第二比率。
6.根据权利要求2所述的等离子生成器，其中，射频控制部件是多加的谐振器组合，该谐振器组合设定使射频功率源的电压相对于同轴空腔谐振器组合的接地面发生180度相移。
7.根据权利要求3所述的等离子生成器，其中，同轴空腔谐振器组合包含以串联布置耦合的多个四分之一波长同轴空腔谐振器，所述多个四分之一波长同轴空腔谐振器包括和射频功率源耦合的中心导体。
8.根据权利要求2所述的等离子生成器，更进一步包含：
功率源控制器，其配置为使射频功率源提供的射频功率的电压供应具有功率和电压之间的第一比率并配置为使直流电源提供的直流电压供应具有功率和电压之间的第二比率，其中，第一比率大于第二比率。
9.根据权利要求1所述的等离子生成器，进一步包括：
一个开放端四分之一波长同轴空腔谐振器，其带有一个中心导体，所述中心导体在第一位置耦合；以及
在第一位置附近连接的一个直流电源。
10.根据权利要求1所述的等离子生成器，其中，
射频功率源设定使射频功率提供的电压供应具有功率和电压之间的第一比率；以及
射频功率源设定使直流电源提供的电压供应具有功率和电压之间的第二比率，且第二比率小于第一比率。
11.根据权利要求10所述的等离子生成器，其中，射频功率源设定在接近第一位置处提供稳定电压的直流电到同轴空腔谐振器组合。
12.根据权利要求10所述的等离子生成器，其中，直流电源设定能在提供稳定电压的直流电的模式下操作。
13.根据权利要求10所述的等离子生成器，进一步包含：
一个射频控制部件放置在直流电源和同轴空腔谐振器之间，一种射频控制部件连接到直流电源和同轴空腔谐振器组合之间，并被设定限制从射频功率源到直流电源的电压。
14.根据权利要求13所述的等离子生成器，其射频控制部件是多加的一个谐振器组合，该谐振器组合设定使射频功率源的电压相对于同轴空腔谐振器组合的接地面发生180度相移。
15.一种通过射频功率和直流电源的合并电压在同轴空腔谐振器生成等离子的方法，包含：
提供第一部分电压到同轴空腔谐振器组合，该电压来自射频功率，其本身不足以在同轴空腔谐振器组合的末端生成等离子，第一部分电压定义为第一功率电压比率；
提供第二部分电压到同轴空腔谐振器组合，该电压来自直流电源，其本身不足以在同轴空腔谐振器组合的末端生成等离子；第二部分电压定义为第二功率电压比率；以及
合并第一和第二部分电压以在同轴空腔谐振器组合的末端生成等离子，其第二比率小于第一比率。
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