頻率是來自信號通道A的諧波倍數(shù)（N = 2、3等，表示第四級、第六級諧波 等）
[0087] (ii)更遠(yuǎn)頻率是來自信號通道B的對應(yīng)信號（N = 1表示第二諧波）
[0088] (iii)更遠(yuǎn)頻率是來自信號通道B的較高諧波（N = 2、3等，表示第四級、第六級諧 波等）
[0089] 可以看出的是，"第一頻率"總是被分配數(shù)字N = 1，每個更遠(yuǎn)頻率根據(jù)它是否是 與第一頻率（g卩，具有N = 1的其第一級諧波）、頻率的兩倍（第二級，N = 2)、頻率的三 倍（第三級，N = 3)等相同的頻率而被分配相應(yīng)的數(shù)字N = 1、2、3等。N = 1處的第一頻 率經(jīng)常但不必須是信號通道中發(fā)現(xiàn)的真實基本頻率，例如場景1。但是，場景2表明，在一 些情況下，分配N = 1的第一頻率可以是例如54. 24MHz峰值，其實際上是等離子體系統(tǒng)的 27. 12MHz激勵頻率的第二級諧波。在這種情況下，54. 24MHz信號將被旋轉(zhuǎn)角度Θ，其他信 號通道中的任何對應(yīng)的54. 24MHz頻率分量也旋轉(zhuǎn)角度Θ。N = 2將表示108. 48MHz處的 任何頻率分量（是基本27. 12MHz激勵的第四級諧波），并且這些分量將被旋轉(zhuǎn)2 Θ，等等。
【主權(quán)項】
1. 一種分析來自等離子體系統(tǒng)的RF信號的方法，其包括以下步驟： (a) 從所述等離子體系統(tǒng)接收一個或多個信號通道，其中所述信號通道或每個信號通 道包括表示在頻率范圍內(nèi)的來自等離子體系統(tǒng)的信號和噪聲的數(shù)據(jù)源； (b) 在來自所述信號通道之一的第一 RF信號樣本中識別第一頻率值F，在所述第一頻 率值F處發(fā)現(xiàn)頻域中的局部最大值； (c) 在所述第一信號樣本中確定所述第一頻率值F處的第一復(fù)頻域信號分量； (d) 在來自所述信號通道之一的所述第一 RF信號樣本或更遠(yuǎn)RF信號樣本中識別更遠(yuǎn) 頻率值F (N)，其中N是表示所述第一頻率F的第N級諧波的整數(shù)，以及其中N = 1表示所述 第一頻率F處的第一級諧波； (e) 在所述RF信號樣本中確定所述更遠(yuǎn)頻率值處的更遠(yuǎn)復(fù)頻域分量，在所述RF信號樣 本中識別所述更遠(yuǎn)頻率值； (f) 通過將所述第一復(fù)頻域分量的相位調(diào)整角度Θ至預(yù)定相位角φ而變換所述第一 復(fù)頻域分量，從而提供經(jīng)過相位調(diào)整的第一復(fù)信號分量； (g) 通過將所述更遠(yuǎn)復(fù)頻域分量的相位調(diào)整等于NX Θ的角度而變換所述更遠(yuǎn)復(fù)頻域 分量，從而提供經(jīng)過相位調(diào)整的更遠(yuǎn)復(fù)信號分量； (h) 關(guān)于來自所述相同等離子體系統(tǒng)的多個信號樣本，迭代地重復(fù)步驟（b)至（g)，其 中在每個迭代中選擇Θ的值以得到不同迭代中的所述經(jīng)過相位調(diào)整的第一復(fù)信號分量的 恒定相位角Φ，以及其中在任何迭代中，在步驟（f)中選擇的Θ的值用于步驟（g)的調(diào)整； (i) 聚合或平均在每個迭代中獲取的所述經(jīng)過相位調(diào)整的第一復(fù)信號分量； (j) 聚合或平均在每個迭代中獲取的所述經(jīng)過相位調(diào)整的更遠(yuǎn)復(fù)信號分量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一頻率值被識別出的所述信號通道與所述更 遠(yuǎn)頻率值被識別出的所述信號通道不同。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第一頻率值被選擇的所述信號通道是電壓 信號通道、電流信號通道和光信號通道中的一個，以及所述更遠(yuǎn)頻率值被識別出的所述信 號通道是不同的電壓信號通道、電流信號通道和光信號通道中的一個。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中在每個迭代中，步驟（d)、（e)和（g)被 執(zhí)行多于一次，使得在步驟（d)中識別多個更遠(yuǎn)頻率值，每個更遠(yuǎn)頻率值表示在來自所述 等離子體系統(tǒng)的信號通道中發(fā)現(xiàn)的所述第一頻率F的諧波，并且對于每個這種諧波，在步 驟（e)中確定在步驟（g)中被變換的各個更遠(yuǎn)復(fù)頻域分量以提供各個經(jīng)過相位調(diào)整的更遠(yuǎn) 復(fù)信號分量，以及其中對于每個這種經(jīng)過相位調(diào)整的更遠(yuǎn)復(fù)信號分量單獨地重復(fù)步驟（i)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中在每個迭代中，對于所述第一 RF信號樣本中識別的 更遠(yuǎn)頻率值，步驟（d)、（e)和（g)被執(zhí)行至少一次，并且對于來自不同信號通道的更遠(yuǎn)RF 信號樣本中識別的更遠(yuǎn)頻率值，步驟（d)、（e)和（g)被執(zhí)行至少一次。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一頻率值被識別為電壓信號通道中的基本頻 率，以及其中至少一個更遠(yuǎn)頻率值為所述電壓信號通道中的所述基本頻率的N>1級諧波， 且此外其中所述更遠(yuǎn)頻率值的另一個被識別為來自電流信號通道或光信號通道的信號樣 本中的相同基本頻率的諧波（N> = 1)。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一頻率值被識別為電流信號通道中的基本頻 率，以及其中至少一個更遠(yuǎn)頻率值為所述電流信號通道中的所述基本頻率的N>1級諧波， 且此外其中所述更遠(yuǎn)頻率值的另一個為來自電壓信號通道或光信號通道的信號樣本中的 相同基本頻率的諧波（N> = 1)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中所述第一頻率值和多個更遠(yuǎn)頻率值包括來自電 流信號通道的至少第一和第二級諧波以及來自電壓信號通道的第一和第二級諧波。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中： 識別第一頻率值的步驟（b)包括識別其中信號幅度的局部最大值被定位或預(yù)期的離 散傅里葉變換的倉號bl，以及 識別更遠(yuǎn)頻率值的步驟（d)包括確定服從模運算的倉號b2 = NXbl的標(biāo)識以及選擇 位于與倉b2鄰近的N個倉中的倉，其中所述模數(shù)是倉的總數(shù)量。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中位于與倉b2鄰近的N個倉中的倉的選擇包括在所 述范圍中識別信號幅度的局部最大值被發(fā)現(xiàn)的倉。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中位于與倉b2鄰近的N個倉中的倉的選擇包括選擇 其中倍頻F(N)被發(fā)現(xiàn)的倉，其中頻率F已知具有比倉大小高的精度。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第一頻率的值F在連續(xù)迭代之間 漂移，以及其中在每個迭代中，所述第一頻率值F被識別為預(yù)期的頻率范圍內(nèi)的局部最大 信號。
13. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括從信號通道接收至少一個RF信號 樣本以及將所述至少一個RF信號樣本變換至所述頻域的初始步驟。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述變換是離散傅里葉變換，且優(yōu)選地是快速傅 里葉變換。
15. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中基于不同的第一頻率F'重復(fù)步驟（b) 至（j)，在所述不同的第一頻率F'處發(fā)現(xiàn)頻域中的局部最大值，其中F'和F不是彼此的諧 波。
16. -種計算機程序產(chǎn)品，其包括當(dāng)在提供有表示等離子體系統(tǒng)的一個或多個RF信 號的數(shù)據(jù)的處理器中執(zhí)行時有效地執(zhí)行權(quán)利要求1-15中任一項所述的方法的機器可讀指 令。
17. -種用于分析來自等離子體系統(tǒng)的RF信號的系統(tǒng)，其包括被編程為執(zhí)行權(quán)利要求 1 -15中任一項所述的方法的一個或多個處理電路。
18. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述一個或多個處理電路被實施為現(xiàn)場可編程門 陣列，以及其中所述電路的所述編程包括用實施所述方法的邏輯函數(shù)配置所述現(xiàn)場可編程 門陣列。
【專利摘要】收集表示在頻率范圍內(nèi)的來自等離子體系統(tǒng)的信號和噪聲的樣本。從樣本識別對應(yīng)于頻率值F的第一復(fù)頻域信號分量，在頻率值F處發(fā)現(xiàn)局部最大信號。這個第一分量被相位調(diào)整可變角度θ至預(yù)定相位角并被存儲。識別對應(yīng)于表示F的第N級諧波的頻率F(N)的更遠(yuǎn)復(fù)分量。這個更遠(yuǎn)分量被相位調(diào)整角度N×θ并被存儲。重復(fù)上述過程以建立經(jīng)過相位調(diào)整的第一和更遠(yuǎn)分量的組，在每個迭代中為所述第一分量選擇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的值用于所述更遠(yuǎn)分量的調(diào)整。聚合的經(jīng)過相位調(diào)整的分量展示增長的信噪比。
【IPC分類】G01R19-00, G01R23-20
【公開號】CN104685365
【申請?zhí)枴緾N201380049847
【發(fā)明人】P·斯卡林, M·霍普金
【申請人】安平丹斯有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年7月24日
【公告號】EP2877864A2, US20150276833, WO2014016357A2, WO2014016357A3