[发明专利]基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统

权利要求书

1.一种基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：包括有同轴传输线、电压探针、电流探针、功分器一、功分器二、检波器一、检波器二、鉴相器，所述电压探针、电流探针分别安装在同轴传输线上，电压探针同时与功分器一的输入信号端口连接，功分器一的两个输出信号端口分别与检波器一的输入信号端口、鉴相器的一个输入信号端口连接，电流探针同时与功分器二的输入信号端口连接，功分器二的两个输出信号端口分别与检波器二的输入信号端口、鉴相器的另一个输入信号端口连接，检波器一、二和鉴相器的输出信号端口接入数据采集与处理模块；所述同轴传输线用于传输高功率射频波，电压探针用于耦合出同轴传输线内的电场信号，电流探针用于耦合出同轴传输线内的磁场信号，功分器一、二用于将电压探针信号和电流探针信号功率等分为二路，检波器一、二用于将电压探针信号与电流探针信号经过功分器一、二功率分配后的射频信号整流为直流信号，鉴相器用于将电压探针信号与电流探针信号经过功分器一、二功率分配后的信号鉴相并以直流信号输出，三路直流信号经数据采集与处理模块处理后得到天线阻抗。

2.根据权利要求1所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述同轴传输线由直径为100mm的紫铜内导体和直径为230mm的铝外导体组成，特性阻抗为50欧姆。

3.根据权利要求2所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述电压探针由直径8mm、厚度为1mm的铜片及直径2mm、高度40mm的实心铜柱拼接而成，铜柱固定在电压探针座子上，铜片中心与同轴传输线内导体圆心距离为115mm。

4.根据权利要求2所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述电流探针由紫铜线绕成的圆环构成，紫铜线直径为1mm，圆环直径为10mm，圆环中心与同轴传输线内导体圆心距离为98mm，圆环平面法线与同轴传输线中磁场方向垂直。

5.根据权利要求1所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述功分器一、二为三端口功分器，其中一个端口为输入信号端口，另外两端口为输出信号端口，两输出信号端口信号等幅值、等相位。

6.根据权利要求1所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述检波器一、二输入阻抗为50 Ω，驻波比<1.1，输入信号峰峰值最大为30V。

7.根据权利要求1所述的基于电压探针和电流探针的离子回旋天线阻抗测量系统，其特征在于：所述鉴相器采用HMC439QS16G芯片，输入信号功率范围为-10~10dbm，鉴相精度为±1°。