載波抑制射頻前端和方法、束流位置測(cè)量系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種載波抑制射頻前端，包括：固定衰減器，對(duì)第一通道輸出的信號(hào)進(jìn)行固定衰減；可調(diào)衰減器，對(duì)第二通道輸出的信號(hào)進(jìn)行可調(diào)衰減；可調(diào)移相器，調(diào)節(jié)固定衰減器輸出的信號(hào)的相位；和差計(jì)算器，計(jì)算可調(diào)移相器和可調(diào)衰減器分別輸出的兩個(gè)信號(hào)之間的和信號(hào)與差信號(hào)；功分器，將差信號(hào)分成第一路差信號(hào)和第二路差信號(hào)；一幅度/相位反饋控制器，根據(jù)第一路差信號(hào)控制可調(diào)衰減器和可調(diào)移相器進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至和差計(jì)算器計(jì)算得到的差信號(hào)達(dá)到一最小值。本發(fā)明通過(guò)將束流位置探頭對(duì)角線上的第一通道和第二通道輸出的信號(hào)相位和幅度調(diào)節(jié)為一致，從而能在光源正常供光運(yùn)行時(shí)有效抑制載波信號(hào)，以檢測(cè)到目標(biāo)信號(hào)。
【專利說(shuō)明】載波抑制射頻前端和方法、束流位置測(cè)量系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種載波抑制射頻前端和方法、位置測(cè)量系 統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 信號(hào)處理的目的是為了從物理探頭感應(yīng)的原始信號(hào)中提取目標(biāo)信號(hào)。通常，除了 目標(biāo)信號(hào)以外，原始信號(hào)中往往還包含了其它多種特征的信號(hào)。例如，如圖1所示的上海 光源儲(chǔ)存環(huán)BPM探頭四個(gè)通道A、B、C、D輸出的感應(yīng)信號(hào)主要包括由500MHz高頻信號(hào)及其 諧波組成的載波、橫向振蕩信號(hào)、能量振蕩信號(hào)等。其中，信號(hào)能量主要分布在高頻載波上， 但目標(biāo)信號(hào)（包括橫向振蕩信號(hào)和能量振蕩信號(hào)）則較微弱。BPM信號(hào)處理就是消除四個(gè) 通道的高頻載波及其諧波的影響，以獲得包含橫向振蕩信號(hào)和能量振蕩信號(hào)的束流位置信 號(hào)。
[0003] BPM信號(hào)處理系統(tǒng)包括射頻前端處理模塊和數(shù)字信號(hào)處理模塊。射頻前端將對(duì)射 頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，以使其適合進(jìn)行數(shù)字化采樣和數(shù)字信號(hào)處理。通常，BPM信號(hào)處理系統(tǒng)主 要實(shí)現(xiàn)對(duì)500MHz為中心頻率信號(hào)的帶通濾波和放大衰減，然后進(jìn)行數(shù)字化帶通采樣和數(shù) 字信號(hào)處理。
[0004] 各通道采集的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻和濾波后，消除載波信號(hào)，獲得二分之一回旋 頻率帶寬的逐圈信號(hào)，再對(duì)四通道信號(hào)進(jìn)行差比和運(yùn)算可獲得束流在儲(chǔ)存環(huán)真空軌道中的 位置。探頭的橫截面如圖1所示，包括一真空室以及分別對(duì)稱地設(shè)置在該真空室兩側(cè)的4 個(gè)電極通道A、B、C、D，差比和運(yùn)算公司如式（1)所示。

【權(quán)利要求】
1. 一種載波抑制射頻前端，用于獲取由位于束流位置探頭的一對(duì)角線上的第一通道和 第二通道所采集的原始信號(hào)中的目標(biāo)信號(hào)之間的和信號(hào)與差信號(hào)，其特征在于，包括： 一固定衰減器，其輸入端連接至所述第一通道的輸出端，以對(duì)所述第一通道輸出的原 始信號(hào)的幅度進(jìn)行固定衰減； 一可調(diào)衰減器，其輸入端連接至所述第二通道的輸出端，以對(duì)所述第二通道輸出的原 始信號(hào)的幅度進(jìn)行可調(diào)衰減； 一可調(diào)移相器，其輸入端連接至所述固定衰減器的輸出端，以調(diào)節(jié)所述固定衰減器輸 出的信號(hào)的相位； 一和差計(jì)算器，其第一輸入端連接至所述可調(diào)衰減器的輸出端，第二輸入端連接至所 述可調(diào)移相器的輸出端，以計(jì)算并輸出所述可調(diào)移相器和所述可調(diào)衰減器各自輸出的兩個(gè) 信號(hào)之間的和信號(hào)與差信號(hào)； 一接至所述和差計(jì)算器的功分器，其接收所述差信號(hào)并將所述差信號(hào)分成第一路差信 號(hào)和第二路差信號(hào)后輸出；以及 一連接至所述功分器的幅度/相位反饋控制器，其第一反饋端連接至所述可調(diào)衰減 器，第二反饋端連接至所述可調(diào)移相器，以接收所述第一路差信號(hào)并根據(jù)所述第一路差信 號(hào)控制所述可調(diào)衰減器和所述可調(diào)移相器調(diào)節(jié)相應(yīng)信號(hào)的幅度和相位，直至所述和差計(jì)算 器計(jì)算得到的所述差信號(hào)達(dá)到一預(yù)定的最小值，當(dāng)所述差信號(hào)達(dá)到所述最小值時(shí)，所述和 信號(hào)為所述第一通道和第二通道中的目標(biāo)信號(hào)的和信號(hào)，且所述第二路差信號(hào)為所述第一 通道和第二通道中的目標(biāo)信號(hào)的差信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載波抑制射頻前端，其特征在于，所述可調(diào)衰減器為數(shù)字壓 控衰減器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載波抑制射頻前端，其特征在于，所述可調(diào)移相器為數(shù)字壓 控移相器。
4. 一種載波抑制方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S10,提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的載波抑制射頻前端； 步驟S11，通過(guò)所述固定衰減器對(duì)所述第一通道輸出的信號(hào)的幅度進(jìn)行固定衰減，并通 過(guò)所述可調(diào)衰減器對(duì)所述第二通道輸出的信號(hào)的幅度進(jìn)行可調(diào)衰減； 步驟S12,通過(guò)所述可調(diào)移相器調(diào)節(jié)經(jīng)所述固定衰減器衰減的信號(hào)的相位； 步驟S13,通過(guò)所述和差計(jì)算器計(jì)算所述可調(diào)移相器和所述可調(diào)衰減器各自輸出的兩 個(gè)信號(hào)之間的和信號(hào)與差信號(hào)； 步驟S14,通過(guò)所述功分器將所述差信號(hào)分成一反饋至所述幅度/相位反饋控制器的 第一路差信號(hào)、以及一直接輸出的第二路差信號(hào)； 步驟S15,通過(guò)所述幅度/相位反饋控制器根據(jù)所述第一路差信號(hào)控制所述可調(diào)衰減 器調(diào)節(jié)相應(yīng)信號(hào)的幅度和相位，直至所述和差計(jì)算器計(jì)算得到的所述差信號(hào)達(dá)到所述最小 值；以及 步驟S16,將所述和信號(hào)作為所述第一通道和第二通道中的目標(biāo)信號(hào)的和信號(hào)，將所述 第二路差信號(hào)作為所述第一通道和第二通道中的目標(biāo)信號(hào)的差信號(hào)。
5. -種束流位置測(cè)量系統(tǒng)，用于根據(jù)由位于束流位置探頭的一對(duì)角線上的第一通道 和第二通道、以及另一對(duì)角線上的第三通道和第四通道所采集的原始信號(hào)獲取束流位置信 息，其特征在于，包括： 一第一放大器； 一第二放大器； 一合成器；以及 三個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的載波抑制射頻前端，分別為第一載波抑制射頻前端、第二 載波抑制射頻前端和第三載波抑制射頻前端，其中， 在所述第一載波抑制射頻前端中，其所述固定衰減器的輸入端連接至所述第一通道的 輸出端，所述可調(diào)衰減器的輸入端連接至所述第二通道的輸出端，所述和差計(jì)算器的和信 號(hào)輸出端連接至所述合成器的第一輸入端，所述功分器的第二輸出端通過(guò)所述第一放大器 連接至所述第三載波抑制射頻前端中的所述固定衰減器的輸入端； 在所述第二載波抑制射頻前端中，其所述固定衰減器的輸入端連接至所述第三通道的 輸出端，所述可調(diào)衰減器的輸入端連接至所述第四通道的輸出端，所述和差計(jì)算器的和信 號(hào)輸出端連接至所述合成器的第二輸入端，所述功分器的第二輸出端通過(guò)所述第二放大器 連接至所述第三載波抑制射頻前端中的所述可調(diào)衰減器的輸入端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的束流位置測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)衰減器為數(shù)字壓 控衰減器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的束流位置測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)移相器為數(shù)字壓 控移相器。
8. -種束流位置測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S20,提供根據(jù)權(quán)利要求5所述的束流位置測(cè)量系統(tǒng)； 步驟S21，通過(guò)所述第一載波抑制射頻前端獲取所述第一通道和第二通道分別采集的 原始信號(hào)中的目標(biāo)信號(hào)的和信號(hào)與差信號(hào)，分別記為A+C與A-C; 步驟S22,通過(guò)所述第二載波抑制射頻前端獲取所述第三通道和第四通道分別采集的 原始信號(hào)中的目標(biāo)信號(hào)的和信號(hào)與差信號(hào)，分別記為B+D與B-D; 步驟S23,通過(guò)所述第三載波抑制射頻前端獲取A+B-C-D以及A+D-B-C的值； 步驟S24,通過(guò)所述合成器獲取A+B+C+D的值；以及 步驟S25,通過(guò)以下公式（1)計(jì)算所述束流位置信息：
其中，X表示水平方向的束流位置信息，Y表示豎直方向的整流位置信息。
【文檔編號(hào)】H04L5/00GK104506293SQ201410854329
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】冷用斌, 賴龍偉, 閻映炳, 袁任賢, 周偉民 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所