射频毯馈电电路的研制
Development of a power feeding circuit for RF Carpet
钟泽平 1梁西银 2田玉林 3王永生 4王均英 4陈龙强 1孔鑫 5黄文学3
作者信息
- 1. 中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室;西北师范大学物理与电子工程学院
- 2. 西北师范大学物理与电子工程学院
- 3. 中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室;中国科学院大学核科学与技术学院;先进能源科学与技术广东省实验室
- 4. 中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室;先进能源科学与技术广东省实验室
- 5. 中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室;中国科学院大学核科学与技术学院
- 折叠
摘要
馈电电路为低温气体室中的射频毯提供电场，是实现离子传输的关键技术。基于多相位RF离子冲浪法传输原理和技术需求，我们设计了一套由信号源、功率放大器、分相电路和谐振电路等构成的用于射频毯的馈电电路，可实现离子的快速高效传输。测试结果表明，电路在谐振频率5.05~MHz时的驻波比为1.41、反射功率低于3%、输出幅度达到160Vpp、相位差为90.00±0.20°。在室温条件下，当氦气气压为50 mbar、射频信号幅度为90Vpp、推动场电压为150 V 时，离子传输效率接近60%，验证了该电路设计的可行性，也为优化多反射飞行时间质谱仪中的低温气体收集室及短寿命奇特核素研究提供了技术支持。
Abstract
The power-feeding circuit supplies an electric field to the radiofrequency (RF) carpet inside a cryogenic gas cell and plays a key role in ion transport. Based on the principle and technical requirements of the multiphase RF ion surfing method, we designed a set of system consisting of a signal generator, two power amplifiers, a phasesplitting circuit and a resonant circuit, which enables fast ion transmission with high efficiency. Test results show that at the resonant frequency of 5.05 MHz, the voltage standing wave ratio is 1.41, the reflected power is below 3%, the RF amplitude reaches 160Vpp and the phase difference is 90.000.20. At room temperature, with the helium gas pressure of 50 mbar, the RF amplitude of 90Vpp, and the push field voltage of 150 V, the ion transport efficiency reaches nearly 60% that verifies the feasibility of the circuit design. This work provides technical supports for optimizing cryogenic gas cell in MRTOF-MS and thus studying exotic nuclides with short half-lives.关键词
多反射飞行时间质谱仪/低温气体室/射频毯/馈电电路/离子冲浪Key words
MRTOF-MS/cryogenic gas cell/RF carpet/power feeding circuit/ion surfing引用本文复制引用
钟泽平,梁西银,田玉林,王永生,王均英,陈龙强,孔鑫,黄文学.射频毯馈电电路的研制[EB/OL].(2026-05-12)[2026-05-15].https://chinaxiv.org/abs/202605.00094.学科分类
电工基础理论
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