1. 研究目的与意义（文献综述）

大功率强流中性束注入是磁约核聚变的重要辅助加热手段，而大功率射频（rf）负离子源是未来磁约束核聚变中性束注入的必然选择。

在负离子源运行的过程中，rf功率源通过同轴传输线将rf功率送至激励器rf天线，以产生等离子体。

然而，在等离子体激发的过程中，激励器rf天线的等效负载阻抗变化较大，引起阻抗失配，导致在负载端产生功率反射。

2. 研究的基本内容与方案

内容：针对1kw rf离子源阻抗匹配电路，完成rf信号高速采样，研究基于fpga的dft/fft算法实现，实现1mhz的rf阻抗测量，为阻抗匹配的实现提供条件。
目标：≤1kw条件下的激励器rf负载阻抗测量，建立rf阻抗与匹配电容的数学关系。
方案：高速采样、dft/fft变换、频谱校正、计算基波频率下的rf阻抗。
由于rf信号的频率非常高，因此需要ad进行快速采样，以获得较为准确的rf电压、电流波形。目前实验室已有现成的快速采样系统，该系统基于fpga，控制高速ad芯片对输入的信号进行采样，可获得rf信号波形。

由于在离子源rf系统中存在多种谐波，检测到的rf电压、电流并不能直接用来计算总的负载阻抗，还需要提取基波频率、幅值和相位，减少多谐波对计算总负载阻抗带来的干扰。目前，提取基波信号的方法包括dft/fft变换。利用dft/fft算法可对信号进行傅里叶变换，直接获取各次谐波的各个特征量。另外，采用离散频谱校正的方法，对通过直接dft/fft获得的离散频谱结果进行校正，减少偏差。

在获取了总的负载阻抗值之后，搭配匹配电路相关参数计算基波频率下的rf阻抗，可为阻抗匹配的实现提供条件。

3. 研究计划与安排

2019.1-2019.2 阅读相关文献，撰写开题报告。

2019.2-2019.4 掌握现成的快速采样系统的使用，获取RF信号波形；利 用FPGA获取测量端口的输入阻抗。

2019.4-2019.5 利用离散频谱校正的方式对通过直接DFT/FFT获得的 离散频谱结果进行校正。

2019.5-2019.6 撰写毕业论文并完成答辩。

在此期间，每两周汇报进度。

4. 参考文献（12篇以上）

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