频率是来自信号通道A的谐波倍数（N = 2、3等，表示第四级、第六级谐波 等）
[0087] (ii)更远频率是来自信号通道B的对应信号（N = 1表示第二谐波）
[0088] (iii)更远频率是来自信号通道B的较高谐波（N = 2、3等，表示第四级、第六级谐 波等）
[0089] 可以看出的是，"第一频率"总是被分配数字N = 1，每个更远频率根据它是否是 与第一频率（g卩，具有N = 1的其第一级谐波）、频率的两倍（第二级，N = 2)、频率的三 倍（第三级，N = 3)等相同的频率而被分配相应的数字N = 1、2、3等。N = 1处的第一频 率经常但不必须是信号通道中发现的真实基本频率，例如场景1。但是，场景2表明，在一 些情况下，分配N = 1的第一频率可以是例如54. 24MHz峰值，其实际上是等离子体系统的 27. 12MHz激励频率的第二级谐波。在这种情况下，54. 24MHz信号将被旋转角度Θ，其他信 号通道中的任何对应的54. 24MHz频率分量也旋转角度Θ。N = 2将表示108. 48MHz处的 任何频率分量（是基本27. 12MHz激励的第四级谐波），并且这些分量将被旋转2 Θ，等等。
【主权项】
1. 一种分析来自等离子体系统的RF信号的方法，其包括以下步骤： (a) 从所述等离子体系统接收一个或多个信号通道，其中所述信号通道或每个信号通 道包括表示在频率范围内的来自等离子体系统的信号和噪声的数据源； (b) 在来自所述信号通道之一的第一 RF信号样本中识别第一频率值F，在所述第一频 率值F处发现频域中的局部最大值； (c) 在所述第一信号样本中确定所述第一频率值F处的第一复频域信号分量； (d) 在来自所述信号通道之一的所述第一 RF信号样本或更远RF信号样本中识别更远 频率值F (N)，其中N是表示所述第一频率F的第N级谐波的整数，以及其中N = 1表示所述 第一频率F处的第一级谐波； (e) 在所述RF信号样本中确定所述更远频率值处的更远复频域分量，在所述RF信号样 本中识别所述更远频率值； (f) 通过将所述第一复频域分量的相位调整角度Θ至预定相位角φ而变换所述第一 复频域分量，从而提供经过相位调整的第一复信号分量； (g) 通过将所述更远复频域分量的相位调整等于NX Θ的角度而变换所述更远复频域 分量，从而提供经过相位调整的更远复信号分量； (h) 关于来自所述相同等离子体系统的多个信号样本，迭代地重复步骤（b)至（g)，其 中在每个迭代中选择Θ的值以得到不同迭代中的所述经过相位调整的第一复信号分量的 恒定相位角Φ，以及其中在任何迭代中，在步骤（f)中选择的Θ的值用于步骤（g)的调整； (i) 聚合或平均在每个迭代中获取的所述经过相位调整的第一复信号分量； (j) 聚合或平均在每个迭代中获取的所述经过相位调整的更远复信号分量。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一频率值被识别出的所述信号通道与所述更 远频率值被识别出的所述信号通道不同。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其中所述第一频率值被选择的所述信号通道是电压 信号通道、电流信号通道和光信号通道中的一个，以及所述更远频率值被识别出的所述信 号通道是不同的电压信号通道、电流信号通道和光信号通道中的一个。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在每个迭代中，步骤（d)、（e)和（g)被 执行多于一次，使得在步骤（d)中识别多个更远频率值，每个更远频率值表示在来自所述 等离子体系统的信号通道中发现的所述第一频率F的谐波，并且对于每个这种谐波，在步 骤（e)中确定在步骤（g)中被变换的各个更远复频域分量以提供各个经过相位调整的更远 复信号分量，以及其中对于每个这种经过相位调整的更远复信号分量单独地重复步骤（i)。
5. 如权利要求4所述的方法，其中在每个迭代中，对于所述第一 RF信号样本中识别的 更远频率值，步骤（d)、（e)和（g)被执行至少一次，并且对于来自不同信号通道的更远RF 信号样本中识别的更远频率值，步骤（d)、（e)和（g)被执行至少一次。
6. 如权利要求5所述的方法，其中所述第一频率值被识别为电压信号通道中的基本频 率，以及其中至少一个更远频率值为所述电压信号通道中的所述基本频率的N>1级谐波， 且此外其中所述更远频率值的另一个被识别为来自电流信号通道或光信号通道的信号样 本中的相同基本频率的谐波（N> = 1)。
7. 如权利要求5所述的方法，其中所述第一频率值被识别为电流信号通道中的基本频 率，以及其中至少一个更远频率值为所述电流信号通道中的所述基本频率的N>1级谐波， 且此外其中所述更远频率值的另一个为来自电压信号通道或光信号通道的信号样本中的 相同基本频率的谐波（N> = 1)。
8. 如权利要求6或7所述的方法，其中所述第一频率值和多个更远频率值包括来自电 流信号通道的至少第一和第二级谐波以及来自电压信号通道的第一和第二级谐波。
9. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中： 识别第一频率值的步骤（b)包括识别其中信号幅度的局部最大值被定位或预期的离 散傅里叶变换的仓号bl，以及 识别更远频率值的步骤（d)包括确定服从模运算的仓号b2 = NXbl的标识以及选择 位于与仓b2邻近的N个仓中的仓，其中所述模数是仓的总数量。
10. 如权利要求9所述的方法，其中位于与仓b2邻近的N个仓中的仓的选择包括在所 述范围中识别信号幅度的局部最大值被发现的仓。
11. 如权利要求9所述的方法，其中位于与仓b2邻近的N个仓中的仓的选择包括选择 其中倍频F(N)被发现的仓，其中频率F已知具有比仓大小高的精度。
12. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一频率的值F在连续迭代之间 漂移，以及其中在每个迭代中，所述第一频率值F被识别为预期的频率范围内的局部最大 信号。
13. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括从信号通道接收至少一个RF信号 样本以及将所述至少一个RF信号样本变换至所述频域的初始步骤。
14. 如权利要求13所述的方法，其中所述变换是离散傅里叶变换，且优选地是快速傅 里叶变换。
15. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于不同的第一频率F'重复步骤（b) 至（j)，在所述不同的第一频率F'处发现频域中的局部最大值，其中F'和F不是彼此的谐 波。
16. -种计算机程序产品，其包括当在提供有表示等离子体系统的一个或多个RF信 号的数据的处理器中执行时有效地执行权利要求1-15中任一项所述的方法的机器可读指 令。
17. -种用于分析来自等离子体系统的RF信号的系统，其包括被编程为执行权利要求 1 -15中任一项所述的方法的一个或多个处理电路。
18. 如权利要求16所述的系统，其中所述一个或多个处理电路被实施为现场可编程门 阵列，以及其中所述电路的所述编程包括用实施所述方法的逻辑函数配置所述现场可编程 门阵列。
【专利摘要】收集表示在频率范围内的来自等离子体系统的信号和噪声的样本。从样本识别对应于频率值F的第一复频域信号分量，在频率值F处发现局部最大信号。这个第一分量被相位调整可变角度θ至预定相位角并被存储。识别对应于表示F的第N级谐波的频率F(N)的更远复分量。这个更远分量被相位调整角度N×θ并被存储。重复上述过程以建立经过相位调整的第一和更远分量的组，在每个迭代中为所述第一分量选择θ以得到恒定的相位角并且在任何迭代中，用于所述第一分量的θ的值用于所述更远分量的调整。聚合的经过相位调整的分量展示增长的信噪比。
【IPC分类】G01R19-00, G01R23-20
【公开号】CN104685365
【申请号】CN201380049847
【发明人】P·斯卡林, M·霍普金
【申请人】安平丹斯有限责任公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年7月24日
【公告号】EP2877864A2, US20150276833, WO2014016357A2, WO2014016357A3