CN116073771A - 用于粒子加速器的固态功率源线性化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于粒子加速器的固态功率源线性化系统及方法，该系统包括低电平系统、固态功率源、定向耦合器和输入耦合器；低电平系统的输出端连接固态功率源的输入端，固态功率源的输出端连接定向耦合器的输入端，定向耦合器的输出端通过输入耦合器馈入射频超导腔，其中，固态功率源的输出端还通过定向耦合器的耦合端与低电平系统连接。本发明通过构建预失真函数实现固态功率源的线性化，补偿后的功率源即使在接近饱和区工作也能达到与线性区相近的环路增益，从而实现提升加速器运行效率的目的。
Description
技术领域
本发明是关于一种用于粒子加速器的固态功率源线性化系统及方法，涉及粒子加速器领域。
背景技术
近年来，得益于半导体技术的飞速发展，固态射频功率放大器在粒子加速器(尤其是连续波射频超导加速器)领域获得广泛应用。相对传统真空功率器件，固态射频功率放大器具有高可靠性、高稳定性和高可维护性等优势。因此，当前国内外在建、筹建和计划中的连续波射频超导加速器多采用固态射频功率放大器为首选固态功率源。
但是，固态功率源在粒子加速器的实际应用中存在一个比较严重的问题。为提高加速器的运行效率，固态功率源的工作点需靠近饱和区，这会在射频系统中引入非线性因素，同时也会减少射频低电平控制系统(简称低电平，系驱动固态功率源的数字化控制单元，用于保证超导腔加速场的稳定)的有效控制增益。此外，与真空功率器件相比，固态功率源在小信号输入时也存在非线性问题，这会带来其它工程技术难题。
综上，固态功率源的非线性问题不仅会限制当前和未来高功率、高流强射频超导加速器的运行效率，同时也会增加机器操作的复杂性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够解决固态功率源非线性特性无法满足加速器高效率运行难题的用于粒子加速器的固态功率源线性化系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
第一方面，本发明提供的用于粒子加速器的固态功率源线性化方法，包括：
获取固定功率源的输入信号；
根据预失真函数对固态功率源的输入信号进行非线性补偿。
进一步地，预先对超导腔失谐，具体为：利用调谐器调节超导腔谐振频率，使得超导腔的谐振频率小于射频信号频率，失谐频率大于10倍超导腔带宽。
进一步地，所述预失真函数的获取，包括：
测量固态功率源的输入输出非线性特性曲线；
基于输入输出非线性特性曲线计算预失真函数，其中，预失真函数包括幅度预失真函数与相位预失真函数。
进一步地，固态功率源的输入输出非线性特性曲线包括AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，其中，AM-AM为输入幅度到输出幅度，AM-PM为输入幅度到输出相位。
进一步地，所述幅度预失真函数与相位预失真函数预失真函数通过测量得到的固态功率源响应信号幅度f(x)与相位θ(x)进行求解得到，包括：
固态功率源在输入脉冲幅度为Xsat时输出饱和，其对应输出为Ysat＝f(Xsat)；
定义归一化AM-AM特征曲线的函数h(x)＝(Xsat/Ysat)f(x)；
幅度预失真函数g(x)为上述h(x)的逆函数，即g(x)＝h-1(x)；
相位预失真函数为复合函数φ(x)＝-θ[g(x)]。
进一步地，所述幅度预失真函数与相位预失真函数均为查找表，查找表包括地址和数据，其中，查找表的地址均为输入脉冲信号的幅度，查找表中的数据为幅度预失真函数或相位预失真函数的离散值。
进一步地，幅度和相位查找表的制作过程，包括：
根据幅度预失真函数和相位预失真函数分别将g(x)与φ(x)离散化为g(n)与φ(n)，其中，无符号数n为经过截取之后高15位输入脉冲信号的幅度，其取值范围为0到32767；
当n小于或等于饱和点Xsat时，直接求取预失真函数g(x)与φ(x)在x＝0,1,2,…Xsat处的值作为g(n)与φ(n)，当n大于饱和点Xsat时，使得g(n)与φ(n)分别恒等于常数g(Xsat)与φ(Xsat)；
将g(n)与φ(n)写入幅度或相位查找表中的数据中，得到各地址对应的数据，完成幅度或相位查找表的制作。
第二方面，本发明提供的用于粒子加速器固态功率源线性化系统，该系统包括低电平系统、固态功率源、定向耦合器和输入耦合器；
所述低电平系统的输出端连接所述固态功率源的输入端，所述固态功率源的输出端连接所述定向耦合器的输入端，所述定向耦合器的输出端通过所述输入耦合器馈入超导腔，其中，所述固态功率源的输出端还通过所述定向耦合器的耦合端与所述低电平系统连接。
进一步地，所述低电平系统通过FPGA芯片进行实现，所述FPGA芯片包括锯齿波脉冲信号发生器和预失真模块；
所述锯齿波脉冲信号发生器，用于输出锯齿波脉冲驱动固态功率源；
所述预失真模块，用于根据设置的预失真函数对固态功率源的输入信号进行非线性补偿。
进一步，所述预失真函数的获取过程，包括：
测量固态功率源的AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，其中，AM-AM为输入幅度到输出幅度，AM-PM为输入幅度到输出相位；
基于AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，计算预失真函数，其中，预失真函数包括幅度预失真函数与相位预失真函数。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
1、固态功率源是射频系统非线性的主要来源，固态功率源的线性化有助于提高加速器射频系统的可操作性，本发明通过构建预失真函数实现固态功率源的非线性补偿，补偿后的功率源即使在接近饱和区工作也能达到与线性区相近的环路增益，从而实现提升加速器运行效率的目的。
2、由于新一代粒子加速器系统普遍采用基于FPGA的数字化低电平技术方案，因此，本发明的预失真模块可以完全部署在低电平系统内部，无需增加额外硬件设备。
3、本发明通过预先对超导腔失谐，有效避免测量过程引起的超导腔故障，测量时无需更改现有射频系统的硬件设备连接，全部测量及验证可以完全在线进行。
4、本发明根据固态功率源对锯齿波脉冲的响应函数计算固态功率源的非线性特性曲线，其测量过程可以实现完全自动化，而且还可以同时测量多个超导腔，测量过程可以在超导腔老练期间快速完成，无需占用机器时间。
综上，本发明提供了一种快速、灵活的在线固态功率源线性化方案，可以广泛应用于粒子加速器固态功率源。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的固态功率源线性化方法的流程图；
图2为本发明实施例的固态功率源线性化系统架构图；
图3为本发明实施例的固态功率源AM-AM和AM-PM非线性特性曲线图；
图4为本发明实施例的非线性特征函数f(x)和θ(x)及其对应的预失真函数g(x)和φ(x)；
图5为本发明实施例的低电平系统FPGA芯片内部的预失真模块原理图；
图6(a)为本发明实施例的幅度预失真函数g(x)，图6(b)为本发明实施例的离散化处理后的幅度预失真函数g(n)，图6(c)为本发明实施例的幅度查找表的地址和数据；
图7为本发明实施例的实现固态功率源非线性补偿的原理图；
图8为本发明实施例的测量预失真模块及固态功率源的整体非线性特性曲线的实验方案图；
图9为本发明实施例的线性化前后AM-AM曲线(左)与AM-PM曲线(右)的对比示意图；其中：
图中附图标记为：1-低电平系统；2-固态功率源；3-定向耦合器；4-输入耦合器；5-射频超导腔。
具体实施方式
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
由于固态功率源的非线性问题不仅会限制当前和未来高功率、高流强射频超导加速器的运行效率，同时也会增加机器操作的复杂性。本发明提供的用于粒子加速器的固态功率源线性化系统及方法，包括：根据固态功率源的输入输出信号，获得固态功率源的输入输出非线性特性曲线；根据固态功率源的输入输出非线性特性曲线，计算预失真函数；根据计算得到的预失真函数对固态功率源的输入信号进行非线性补偿，使得补偿后的功率源即使在接近饱和区工作也能达到与线性区相近的环路增益。因此，本发明可以保证粒子加速器的固态功率源在饱和区附近工作时也能达到与线性区接近的环路增益，从而兼顾粒子加速器的运行效率与射频系统的控制能力。
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一：如图1所示，本实施例提供的用于粒子加速器的固态功率源线性化方法，包括：
S1、在线测量固态功率源的输入输出非线性特性曲线。
具体地，如图2所示，本实施例的低电平系统1的输出与固态功率源2的输入相连，固态功率源2的输出与定向耦合器3的输入相连，定向耦合器3的输出通过输入耦合器4馈入射频超导腔(简称超导腔)。其中，固态功率源2的输出通过定向耦合器3的耦合端与低电平系统1相连。
为了在线测量固态功率源的非线性特性曲线，本实施例利用低电平系统1内部的FPGA(现场可编程门阵列)芯片产生锯齿波脉冲驱动固态功率源2，锯齿波脉冲的脉宽可调，相位设为0度，非线性特性曲线可根据固态功率源1的输入输出信号计算得到，非线性特性曲线应包含幅度调制-幅度调制(AM-AM)与幅度调制-相位调制(AM-PM)两条特性曲线，其中，AM-AM为输入幅度到输出幅度，AM-PM为输入幅度到输出相位。
进一步地，为了避免超导腔在固态功率源饱和输出时(因电场过大而)触发故障，在测量前需预先对超导腔失谐，具体方法为：利用调谐器调节超导腔谐振频率，使得超导腔的谐振频率小于射频信号频率，失谐频率大于10倍超导腔带宽。
S2、根据步骤S1得到的非线性特性曲线，计算实现非线性补偿的预失真函数。
具体地，预失真函数包含幅度预失真函数与相位预失真函数，它们可由AM-AM与AM-PM两条特性曲线通过公式推导得到。
S3、根据预失真函数对固态功率源的输入信号进行线性化补偿，使得补偿后的功率源即使在接近饱和区工作也能达到与线性区相近的环路增益。
具体地，本实施例在低电平系统FPGA芯片中设置有预失真模块，FPGA芯片内部的预失真模块分为幅度预失真模块和相位预失真模块，分别设置有上述步骤S2得到的幅度预失真函数与相位预失真函数。
进一步地，幅度预失真函数与相位预失真函数均为查找表。其中，查找表的地址均为低电平输出控制信号的幅度，查找表中的数据为幅度、相位预失真函数的离散值。
下面通过具体实施例详细说明本发明提供的固态功率源线性化方法的实现过程。
本实施例中，如图8所示，固态功率源2由成都凯腾公司制造，每个功率源包含24个插入件(型号：KFPA-162-1-1)，单插入件的饱和输出功率约为1.4kW；超导腔5为半波长超导腔(HWR010，其相对论速度为0.1)；低电平系统1的FPGA芯片型号为ZYNQ7100。基于上述参数设置，本实施提供的固态功率源线性化方法，包括：
一、固态功率源非线性曲线的测量阶段。
由低电平系统1产生锯齿波脉冲驱动固态功率源2，根据固态功率源2的输入输出信号计算其非线性曲线，包括：
1、利用调谐器对超导腔失谐，使得超导腔5的谐振频率小于射频信号频率，失谐频率大于10倍超导腔带宽。
2、如图3所示，在低电平系统1的FPGA芯片中编码输出锯齿波脉冲信号，脉冲宽度为2-10分钟，脉冲相位设为0度。在选择脉冲最大值时，需确保固态功率源2可以工作在饱和区并维持饱和输出功率15-25秒左右。
3、在低电平系统1中读取固态功率源2对上述锯齿波脉冲的响应信号，该信号与定向耦合器3(型号：EXIR MDIR-2077-33-A,方向性：>40dB)的耦合端相连。
4、根据固态功率源2的输入输出信号，计算AM-AM和AM-PM两个非线性曲线，如图3所示，AM-AM曲线的横坐标即为图2锯齿波脉冲的幅度，AM-AM曲线的纵坐标为图2响应信号的幅度。由于上述输入输出信号均基于相同时钟，因此锯齿波脉冲的幅度与响应信号幅度为一一对应关系。同样地，AM-PM曲线的横坐标即为图2锯齿波脉冲的幅度，AM-PM曲线的纵坐标为图2响应信号的相位，二者一一对应。下一步，基于非线性曲线通过10阶多项式拟合得到两个非线性特征函数f(x)和θ(x)。其中，自变量x为锯齿波脉冲的幅度，函数f(x)和θ(x)分别为低电平系统测量得到的固态功率源响应信号的幅度与相位，如图4所示。
二、预失真函数求解阶段
预失真函数求解根据上述特征函数f(x)和θ(x)，求解完成非线性补偿所需的幅度、相位预失真函数，包括：
1、假设固态功率源在输入锯齿波脉冲幅度为Xsat时输出饱和(定义Xsat为饱和点)，其对应输出为Ysat＝f(Xsat)，定义归一化AM-AM特征曲线的函数h(x)＝(Xsat/Ysat)f(x)。
2、幅度预失真函数g (x)为上述h (x)的逆函数，即g (x)＝ h-1 (x)；
3、相位预失真函数为复合函数φ(x)＝-θ[g(x)]。
本实施例中，g(x)与φ(x)的形状如图4所示。
三、预失真模块的部署阶段。
本实施例中，在FPGA内部构建幅度和相位预失真模块，并将预失真函数g(x)与φ(x)的值存入预失真模块中的幅度和相位查找表。
进一步地，根据FPGA芯片的硬件参数，本实施例中截取32位低电平幅度控制信号的高15位(符号位除外)作为查找表的地址，其幅度相位查找表中分别存放个g(x)与φ(x)的离散值。
进一步地，幅度和相位查找表的制作过程，包括：
根据幅度预失真函数和相位预失真函数分别将g(x)与φ(x)离散化为g(n)与φ(n)。其中，无符号数n为经过截取之后高15位低电平幅度控制信号，如图5所示，其取值范围为0到32767(即215-1)。当n小于或等于饱和点Xsat时，直接求取预失真函数g(x)与φ(x)在x＝0,1,2,…Xsat处的值作为g(n)与φ(n)。当n大于Xsat时，使得g(n)与φ(n)分别恒等于常数g(Xsat)与φ(Xsat)。具体地，g(n)与φ(n)的求解算法如下式所示。如图6(a)和图6(b)所示说明了由幅度预失真函数g(x)的离散化过程。
进一步地，分别将g(n)与φ(n)写入图6中的幅度和相位查找表。为了便于理解，如图6(c)所示说明了幅度查找表中的地址和数据。在低电平系统1的FPGA芯片中嵌入预失真模块后，即可实现幅度与相位的非线性补偿。
如图7所示，假设当前低电平系统幅度控制信号为a(同上，a为0到32767之间的无符号数)，相位信号为0；由于预失真模块中幅度相位查找表的地址均为a，其输出信号的幅度和相位即为幅度查找表和相位查找表的输出g(a)及φ(a)。进一步地，由于功率源的AM-AM非线性特征曲线AM-PM非线性特征曲线分别为f(x)和θ(x)，预失真输出信号经功率源非线性变换后，其输出信号幅度和相位分别为f[g(a)]和φ(a)+θ[g(a)]。如前文所述，由于f(x)＝(Ysat/Xsat)h(x)，g(x)＝h-1(x)，功率源输出信号的幅度为f[g(a)]＝(Ysat/Xsat)a，从而实现了幅度的线性化。类似地，由于φ(x)＝-θ[g(x)]，功率源输出信号相位φ(a)+θ[g(a)]＝0，从而实现了相位线性化。注意，当初始低电平系统幅度控制信号a>Xsat时，功率源达到饱和，其输出值恒为饱和值Ysat。综上，预失真模块和固态功率源的整体AM-AM与AM-PM特性曲线均实现了线性化。
四、性能评估阶段。
具体地，采用相同的锯齿波脉冲经过预失真模块预失真处理后驱动固态功率源2，并由定向耦合器3耦合端测量固态功率源2的输出信号。由此计算包含预失真模块和固态功率源的整体AM-AM与AM-PM特性曲线，最后评估AM-AM曲线的线性度与AM-PM曲线的峰峰值误差等指标。
具体地，本实施例中通过低电平系统1产生锯齿波脉冲信号经过预失真模块预失真处理后驱动固态功率源2。在低电平系统1中读取锯齿波脉冲的响应信号，计算预失真模块后固态功率源的整体AM-AM和AM-PM特性曲线：
通过幅度预失真，原始锯齿波脉冲的幅度曲线变为g(x)，其中，x为锯齿波脉冲的幅度，与功率源的AM-AM曲线互为逆函数；
通过相位预失真，原始锯齿波脉冲的相位曲线变为φ(x)，其中，x为锯齿波脉冲的幅度，φ(x)＝﹣θ[g(x)]，与功率源的AM-PM曲线相互抵消，经过功率源非线性变换后，其相位仍为原始锯齿波脉冲的相位；
计算预失真模块之后的整体AM-AM曲线的线性度及AM-PM曲线的相位偏差，评估线性化效果，如图9所示，经过非线性补偿后，上述整体AM-AM和AM-PM特性曲线均得到改善。
实施例二：如图8所示，本实施例还提供一种用于粒子加速器的固态功率源线性化系统，包括低电平系统1、固态功率源2、定向耦合器3和输入耦合器4；
低电平系统1的输出端连接固态功率源2的输入端，固态功率源2的输出端连接定向耦合器3的输入端，定向耦合器3的输出端通过输入耦合器4馈入射频超导腔5。其中，固态功率源2的输出端还通过定向耦合器3的耦合端与低电平系统1连接。
本发明的一个优选实施例中，低电平系统1的FPGA芯片包括锯齿波脉冲信号发生器和预失真模块；
锯齿波脉冲信号发生器，用于输出锯齿波脉冲驱动固态功率源；
预失真模块，用于根据设置的预失真函数对固态功率源的输入信号进行线性化补偿，使得补偿后的功率源即使在接近饱和区工作也能达到与线性区相近的环路增益。
进一步地，预失真函数的获取过程，包括：
在线测量固态功率源的输入输出非线性特性曲线；
根据得到的非线性特性曲线，计算实现非线性补偿的预失真函数，其中，预失真函数包括幅度预失真函数与相位预失真函数。由于本实施例的预失真函数的获取基本相似于方法实施例，所以本实施例描述过程比较简单，相关之处可以参见实施例一的部分说明即可，在此不做赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个优选的实施例”“本实施例中”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于粒子加速器的固态功率源线性化方法，其特征在于包括：
获取固定功率源的输入信号；
根据预失真函数对固态功率源的输入信号进行非线性补偿。
2.根据权利要求1所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，预先对超导腔失谐，具体为：利用调谐器调节超导腔谐振频率，使得超导腔的谐振频率小于射频信号频率，失谐频率大于10倍超导腔带宽。
3.根据权利要求1或2所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，所述预失真函数的获取，包括：
测量固态功率源的输入输出非线性特性曲线；
基于输入输出非线性特性曲线计算预失真函数，其中，预失真函数包括幅度预失真函数与相位预失真函数。
4.根据权利要求3所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，固态功率源的输入输出非线性特性曲线包括AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，其中，AM-AM为输入幅度到输出幅度，AM-PM为输入幅度到输出相位。
5.根据权利要求4所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，所述幅度预失真函数与相位预失真函数预失真函数通过测量得到的固态功率源响应信号幅度f(x)与相位θ(x)进行求解得到，包括：
固态功率源在输入脉冲幅度为Xsat时输出饱和，其对应输出为Ysat＝f(Xsat)；
定义归一化AM-AM特征曲线的函数h(x)＝(Xsat/Ysat)f(x)；
幅度预失真函数g(x)为上述h(x)的逆函数，即g(x)＝h-1(x)；
相位预失真函数为复合函数φ(x)＝-θ[g(x)]。
6.根据权利要求3所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，所述幅度预失真函数与相位预失真函数均为查找表，查找表包括地址和数据，其中，查找表的地址均为输入脉冲信号的幅度，查找表中的数据为幅度预失真函数或相位预失真函数的离散值。
7.根据权利要求6所述的固态功率源线性化方法，其特征在于，幅度和相位查找表的制作过程，包括：
根据幅度预失真函数和相位预失真函数分别将g(x)与φ(x)离散化为g(n)与φ(n)，其中，无符号数n为经过截取之后高15位输入脉冲信号的幅度，其取值范围为0到32767；
当n小于或等于饱和点Xsat时，直接求取预失真函数g(x)与φ(x)在x＝0,1,2,…Xsat处的值作为g(n)与φ(n)，当n大于饱和点Xsat时，使得g(n)与φ(n)分别恒等于常数g(Xsat)与φ(Xsat)；
将g(n)与φ(n)写入幅度或相位查找表中的数据中，得到各地址对应的数据，完成幅度或相位查找表的制作。
8.一种用于粒子加速器的固态功率源线性化系统，其特征在于，该系统包括低电平系统、固态功率源、定向耦合器和输入耦合器；
所述低电平系统的输出端连接所述固态功率源的输入端，所述固态功率源的输出端连接所述定向耦合器的输入端，所述定向耦合器的输出端通过所述输入耦合器馈入超导腔，其中，所述固态功率源的输出端还通过所述定向耦合器的耦合端与所述低电平系统连接。
9.根据权利要求8所述的固态功率源线性化系统，其特征在于，所述低电平系统通过FPGA芯片进行实现，所述FPGA芯片包括锯齿波脉冲信号发生器和预失真模块；
所述锯齿波脉冲信号发生器，用于输出脉冲驱动固态功率源；
所述预失真模块，用于根据设置的预失真函数对固态功率源的输入信号进行非线性补偿。
10.根据权利要求9所述的固态功率源线性化系统，其特征在于，所述预失真函数的获取过程，包括：
测量固态功率源的AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，其中，AM-AM为输入幅度到输出幅度，AM-PM为输入幅度到输出相位；
基于AM-AM非线性特性曲线与和AM-PM非线性特性曲线，计算预失真函数，其中，预失真函数包括幅度预失真函数与相位预失真函数。
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|---|---|---|---|---|
| CA2882910A1 (en) * | 2014-02-25 | 2015-08-25 | Fadhel M. Ghannouchi | System and method for enhanced transmitter efficiency |
| CN110705085A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-17 | 中国科学院近代物理研究所 | 加速器单正弦模式下高频数字低电平的控制方法及系统 |
| CN113162559A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-23 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 毫米波自适应预失真线性化固态功放 |
| CN114051309A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-15 | 北京航天广通科技有限公司分公司 | 一种粒子加速器射频功率和幅度的控制系统和方法 |
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2023
- 2023-02-08 CN CN202310083923.7A patent/CN116073771A/zh active Pending
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