一种多路频率信号的产生及合成装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及重离子医用加速器慢引出频率信号的产生装置，尤其设及一种多路频 率信号产生及合成装置。
【背景技术】
[0002] 在重离子医用加速器中，常用的是，通过施加频率与横向S阶共振频率匹配的RF 电场对束流产生微扰作用，从而使束流发射度逐渐增大进而引出的方法，即RFK0(RF-Knock Out,高频剔除）方法。RFKO方法具有很多优点，例如，在慢引出过程中可W保持加速器的 LATTICE等参数不变，易于实现快速控制RF开关W便点扫描W及束流的时间结构的调节等 等。由于在质子加速器中待引出的质子束流粒子具有一定的动量和轨道分布，即betatron (电子感应加速器)振荡频率具有一定的分布，因而相应地，横向RFKO的频率信号也需要具 有一定的分布。在慢引出相图有两个区，分别为=角区内的稳定区、W及=角区外的非稳定 区。当横向RF场的频率与稳定区的tune(工作点）匹配时，在稳定区的粒子由于振幅增加将 向非稳定区运动。稳定区边缘的粒子很快进入非稳定区，运行若干圈后最终引出，同时稳定 区内部的粒子则向稳定区边缘扩散。因此RF频率范围应该覆盖稳定区及其边界，为了简化 横向RF频率信号的设计，横向RF频率信号采用中屯、频率为fc、带宽为Af的频率信号。其中， 中屯、频率fC及带宽A f由如下的经验公式进行计算确定；
[0003] fc= (N±q)frev (1)，
(2)，
[0005] 在式（1)中，N为任意整数，q为横向工作点小数部分;在式(2)中，A QA是横向S阶 共振点和工作点的差值，A QB是动量扩展与水平色品的乘积。对于中屯、频率为fc、带宽为Af 的RF频率信号，可W通过银齿波调制获得。但是对于一个银齿波调频信号而言，将会出现信 号频率与稳定区tune不匹配的情况，因此在运段不匹配的时间内将无法引出束流粒子或者 引出效果不好。为了弥补运种情况，可W同时施加另一个银齿波调频信号，并使两者相位相 差180度。此外，为了让粒子稳定引出，还需一个与稳定区边缘的tune保持匹配的信号，该信 号采用单频信号实现。综上，RFKO的频率信号采用0度相位银齿波调频信号、180度相位银齿 波调频信号W及单频信号的合成信号效果最佳。
[0006] 因此，需要提供一种能够产生并合成0度相位银齿波调频信号、180度相位银齿波 调频信号W及单频信号的装置。现有的装置需要=个硬件输出通道W分别产生所需的运= 个信号，然后通过功率合成器对=个信号进行合成，从面导致硬件成本高且各信号间的同 步及响应速度不够理想。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种多路频率信号产生及合 成装置，W提供0度相位银齿波调频信号、180度相位银齿波调频信号W及单频信号的合成 信号，并且能够降低硬件成本，提高信号间的同步及响应速度性能。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种多路频率信号产生及合成装置，包括：
[0010] -信号参数获取模块，其根据外围输入的指令获取对应的各信号参数；
[0011] -信号产生模块，与所述信号参数获取模块串联，根据所述信号参数产生一 0度相 位银齿波调频信号、一 180度相位银齿波调频信号和一单频信号；
[0012] -信号合成模块，与所述信号产生模块串联，将来自信号产生模块的信号进行功 率合成而得到一合成信号；W及
[0013] -合成信号输出模块，与所述信号合成模块串联，将所述合成信号输出。
[0014] 进一步地，所述信号产生模块包括相互并联的一 0度相位银齿波调频信号产生模 块、一 180度相位银齿波调频信号产生模块、W及一单频信号产生模块，其中，
[0015] 所述0度相位银齿波调频信号产生模块设置为根据所述信号参数产生所述0度相 位银齿波调频信号；
[0016] 所述180度相位银齿波调频信号产生模块设置为根据对应的所述信号参数产生所 述180度相位银齿波调频信号；W及
[0017] 所述单频信号产生模块设置为根据所述信号参数产生所述单频信号。
[0018] 优选地，所述0度相位银齿波调频信号产生模块包括：
[0019] -连接至所述信号参数获取模块的初始0度相位银齿波产生单元，其根据所述信 号参数产生一初始0度相位银齿波；W及
[0020] -与所述初始0度相位银齿波产生单元相串联的0度相位银齿波调频单元，根据所 述信号参数对所述初始0度相位银齿波进行调频处理而得到所述0度相位银齿波调频信号。 [0021 ]优选地，所述180度相位银齿波调频信号产生模块包括：
[0022] -连接至所述信号参数获取模块的初始180度相位银齿波产生单元，其根据所述 信号参数产生一初始180度相位银齿波；W及
[0023] -与所述初始180度相位银齿波产生单元相串联的180度相位银齿波调频单元，根 据所述信号参数对所述初始180度相位银齿波进行调频处理，而得到所述180度相位银齿波 调频信号。
[0024] 进一步地，所述多路频率信号产生及合成装置基于任意信号发生器、或者基于现 场可编程口阵列和直接数字频率合成器、或者基于现场可编程口阵列和数字模拟转换器实 现。
[0025] 通过采用上述技术方案，本发明采用信号产生模块通过软件方式产生并合成0度 相位银齿波调频信号、180度相位银齿波调频信号W及单频信号，最后仅需通过一个硬件输 出通道即可输出经过合成的信号。与现有技术需要=个硬件输出通道W分别产生所需的= 个信号，再通过功率合成器对=个信号进行合成的装置相比，本发明能够降低硬件成本，大 大提高信号间的同步及响应速度性能。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的多路频率信号产生及合成装置的软件原理框图；
[0027] 图2为本发明的多路频率信号产生及合成装置的硬件连接示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予W详细描述。
[0029] 本发明，即一种多路频率信号产生及合成装置，用于提供0度相位银齿波调频信 号、180度相位银齿波调频信号W及单频信号的合成信号。所谓银齿波调频，即是对银齿波 信号进行频率调制，使得调制后的信号频率与银齿波信号的幅度呈比例关系，由于银齿波 的幅度呈线性变化，因此相当于线性扫频，而银齿波调频与直接线性扫频相比的好处在于 信号的起始相位更容易调节，该起始相位对应于信号的起始频率。
[0030] 其中，中屯、频率为fc、带宽为A fc、调制周期为Tfm的银齿波调频信号Vfm可用如下公 式表示：
[0031] K,',( /.)二 K",, sin ￡ [2巧./; + .s'2(r：)]如 巧）
[0032] 因此，上述0度相位银齿波调频信号、180度相位银齿波调频信号W及单频信号= 个信号的合成信号V(t)则可W表达如下：
[0034] 在上式中：
[0037] 在上式(4)、（5)和(6)中，Vrf为合成信号的幅度(Vrf为预设的固定值），fc为中屯、频 率，A f。为带宽，Tfm为银齿波信号周