[发明专利]基于HFSS的双螺旋谐振器及设计方法、电压放大装置

权利要求书

1.基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，包括谐振器腔体、第一螺旋线圈、第二螺旋线圈、第一输出端、第二输出端、天线线圈和天线输入端；其中，所述第一螺旋线圈、第二螺旋线圈均设于所述谐振器腔体内，并且第一螺旋线圈与第二螺旋线圈形成双螺旋结构；

所述天线线圈设于谐振器腔体内，并且位于第一螺旋线圈、第二螺旋线圈形成双螺旋结构与谐振器腔体的底壁之间；并且，天线线圈的第一端固定于所述谐振器腔体的底壁、第二端延伸至所述谐振器腔体的外部与天线输入端电性连接，进而与外部的射频信号源连接，用于接收外部的射频信号；

所述第一输出端、第二输出端均设于所述谐振器腔体的顶部，与离子阱射频电极的两端对应连接，同时第一输出端与第一螺旋线圈的第一端电性连接、第二输出端与第二螺旋线圈的第一端电性连接；所述第一输出端、第二输出端，用于将放大后的射频信号输出到离子阱射频电极的两端。

2.根据权利要求1所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述第一螺旋线圈的第一端延伸至所述谐振器腔体的外部，以形成第一输出端；所述第二螺旋线圈的第一端延伸至所述谐振器腔体的外部以形成第二输出端；天线的第二端通过套设第三SMA接头以形成天线输入端。

3.根据权利要求2所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述第一输出端与谐振器腔体的腔体壁之间设有绝缘介质，所述第二输出端与谐振器腔体的腔体壁之间设有绝缘介质；所述绝缘介质为特弗伦介质。

4.根据权利要求1所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，包括第一短路帽和第二短路帽；其中，所述第一螺旋线圈的第二端延伸至所述谐振器腔体的外部，与所述第一短路帽电性连接；所述第二螺旋线圈的第二端延伸至所述谐振器腔体的外部，与所述第二短路帽电性连接。

5.根据权利要求4所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述第一短路帽和第二短路帽均设于所述谐振器腔体的侧壁上，并以所述谐振器腔体对称设置。

6.根据权利要求1所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述谐振器腔体为圆柱形腔体。

7.根据权利要求1所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述谐振器腔体的腔体壁为金属，腔体壁的厚度为1mm～4mm；所述谐振器腔体的内壁设有镀层，所述镀层为金或银，并且镀层的厚度为10um～30um。

8.根据权利要求1所述的基于HFSS的双螺旋谐振器，其特征在于，所述双螺旋谐振器的结构参数通过对双螺旋谐振器进行3D建模，并通过HFSS电磁波仿真软件结合预期负载阻抗设计进行设定，并根据预期负载阻抗设计得出双螺旋谐振器的结构参数；其中，结构参数包括第一螺旋线圈的匝数、第二螺旋线圈的匝数、螺距和线圈直径。

9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的基于HFSS的双螺旋谐振器的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

建模步骤：根据双螺旋谐振器的结构进行3D建模，以生成双螺旋谐振器的3D模型；

获取步骤：获取预期性能参数；

分析步骤：通过HFSS电磁仿真软件对双螺旋谐振器的3D模型进行场路协同分析，进而得出双螺旋谐振器的结构参数；

设计步骤：根据双螺旋谐振器的结构参数和双螺旋谐振器的3D模型设计得出双螺旋谐振器。

10.一种用于离子阱的电压放大装置，其特征在于，所述电压放大装置包括基于HFSS的双螺旋谐振器。