[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

说明书

本发明公开了基于HFSS的双螺旋谐振器，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；第一螺旋线圈、第二螺旋线圈均设于谐振器腔体内，并且形成双螺旋结构；第一输出端、第二输出端均设于谐振器腔体的顶部，并且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；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谐振器腔体的底壁、第二端延伸至谐振器腔体的外部与天线输入端电性连接。本发明还公开了基于HFSS的双螺旋谐振器的设计方法及电压放大装置。

技术领域

本发明涉及谐振器，尤其涉及一种基于HFSS的双螺旋谐振器、设计方法、电压放大装置。

背景技术

离子阱在工作时刀片电极上所加射频电压频率通常为10～100MHz，电压幅值在100～1000V的量级。然而，一般的商业射频功率放大器输出的电压幅值智能达到100V作用，因此，为了解决上述射频电压幅值，一般是采用螺旋谐振器作为射频信号的电压放大装置，与SMA接头连接电缆电性连接，实现对射频信号的放大，以满足离子阱的刀片电极的工作电压。由于螺旋谐振器是较好的无源带通滤波器，可以有效抑制射频信号的高次谐波成分。

然而，目前对于螺旋谐振器的设计，一般是基于一些经验公式进行设计，比如为了得到高Q螺旋共装器，则就需要对螺旋谐振器的结构参数进行设定。然而这些参数一般是由设计人员根据前人的历史经验公式得出的，由于存在一些不确定的假设条件，会导致实际加工的产品性能和理论计算相差较大，造成产品制作过程和调试过程耗时耗力。同时，目前的一些经验公式也只针对单螺旋线圈所形成的谐振器的参数分析，无法应用到双螺旋谐振器中的参数设定。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于HFSS的双螺旋谐振器，其能够解决现有的螺旋谐振器的参数设计采用历史经验公式导致产品制作过程和调试过程耗时耗力的问题。

本发明的目的之二在于提供基于HFSS的双螺旋谐振器的设计方法，其能够解决现有的螺旋谐振器的参数设计采用历史经验公式导致产品制作过程和调试过程耗时耗力的问题。

本发明的目的之三在于提供一种离子阱的电压放大装置，其能够解决采用螺旋谐振器对电压放大时，螺旋谐振器的参数设计采用历史经验公式导致产品制作过程和调试过程耗时耗力的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

基于HFSS的双螺旋谐振器，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。

进一步地，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。

进一步地，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。