專利名稱：：阻抗匹配方法以及實施該方法的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：此處公開的本發(fā)明涉及阻抗匹配，更具體地說，涉及一種在諸如等離子體系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和輸電線路等電氣系統(tǒng)中使用的阻抗匹配方法，以及一種實施該阻抗匹配方法的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：如果電源和負(fù)載之間的阻抗失配，向負(fù)載的供給電能就不會最大化，而且也不能進行精確的供電控制。因此，諸如等離子體系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高頻感應(yīng)加熱裝置和輸電線路等的電氣系統(tǒng)在電源和負(fù)載之間包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，以克服上述阻抗失配。例如，用于制造半導(dǎo)體裝置的等離子體腔系統(tǒng)包括與RF電源連接的RF電極以及在RF電源和RF電極之間的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。在DavidM.Pozar所著的"MicrowaveEngineering"(出版商Addison-Wesley)的第281-328頁中公開了阻抗匹配的一般內(nèi)容，并且第3，569，777號、第4，112，395號、第4，557,819號、第5，187,454號、第5,585，766號、第5，621，331號、第5，689，215號美國專利以及第W09724748號國際公開中也公開了與等離子體系統(tǒng)的阻抗匹配相關(guān)的技術(shù)。圖l是描述傳統(tǒng)阻抗匹配方法的流程圖。參照圖l，傳統(tǒng)阻抗匹配方法在操作步驟S1測量輸電線路的電特性(例如，電流、電壓和相位)，在操作步驟S2從測得的輸電線路電特性中提取控制匹配網(wǎng)絡(luò)的控制參數(shù)，然后在操作步驟S3通過提取出的控制參數(shù)控制匹配網(wǎng)絡(luò)。5根據(jù)傳統(tǒng)方法，匹配網(wǎng)絡(luò)通常包括多個可變電容器，所述可變電容器的電容可通過操作控制電機予以控制。操作步驟S2中控制參數(shù)的提取包括從已測得的輸電線路的電流、電壓和相位差中提取有關(guān)輸電線路的阻抗幅值和相位的信息，然后借助于這些信息，就能夠計算出阻抗匹配所需要的可變電容器的電容。然而，傳統(tǒng)方法會產(chǎn)生如下幾種技術(shù)局限性(1)由于對初始狀態(tài)的強依賴性，匹配狀態(tài)的收斂失敗；(2)由于匹配位置附近的不穩(wěn)定性，匹配延遲；以及(3)由于對負(fù)載和輸電線路阻抗的高度依賴性，出現(xiàn)游蕩(haunting)問題。也就是說，由于匹配所需要的電容值基于未歸一化的阻抗值決定，因此傳統(tǒng)匹配方法不能克服上面提到的局限性。這將在下面將作詳細(xì)描述。圖2和圖3是在傳統(tǒng)阻抗匹配中對初始狀態(tài)具有強依賴性的圖示。如上所述，傳統(tǒng)阻抗匹配方法包括基于測得的阻抗幅值和相位計算所需的電容。這時候，圖2和圖3是圖示根據(jù)傳統(tǒng)匹配方法在計算用電容空間中的映射法的圖。更具體地，圖2和圖3是在由坐標(biāo)C1和C2所表示的電容空間中，分別表示輸電線路中的阻抗幅值和阻抗相位的圖。這時候，圖2和圖3描述了當(dāng)負(fù)載阻抗是5+50j時的仿真結(jié)果。Cl和C2分別表示可變電容器的電容。另一方面，圖2的實線表示連接匹配所需要的50ohm阻抗的點的等值線(contourline)，圖3的實線表示連接匹配所需要的0。相位的點的等值線。因此，對應(yīng)于匹配狀態(tài)的點是圖2和圖3的實線相交處的點，并且在圖2和圖3中該匹配點用小方塊表示。另一方面，對應(yīng)于星號的位置表示初始狀態(tài)。根據(jù)傳統(tǒng)匹配方法，可變電容器的變化量(即，AC1和AC2)分別由測得阻抗的幅值和相位決定。也就是說，如圖2所示，當(dāng)測得的阻抗如箭頭Al表示的那樣大于50ohm時，就驅(qū)動相應(yīng)的電機使C1增大，當(dāng)測得的阻抗如箭頭A2或箭頭A3表示的那樣小于50ohm時，就驅(qū)動相應(yīng)的電機使C1減小。根據(jù)此匹配方法，對應(yīng)于箭頭A1和箭頭A2的點接近匹配狀態(tài)，對應(yīng)于箭頭A3的點遠(yuǎn)離匹配狀態(tài)。也就是說，根據(jù)傳統(tǒng)匹配方法，由于存在未收斂進入匹配狀態(tài)的區(qū)域(例如FR)，因此匹配收斂取決于電容空間的初始位置。匹配的發(fā)散問題可能同樣也會在阻抗相位中出現(xiàn)。特別是如圖2所示，傳統(tǒng)方法中的失配區(qū)域FR可能會變得非常寬。另外，在圖2的區(qū)域R1中，相對于一個坐標(biāo)C1，存在兩個匹配所需要的50ohm阻抗幅值的點。這樣，當(dāng)使用電容空間時，坐標(biāo)C1可能不是一一對應(yīng)匹配所需要的50ohm阻抗幅值的點。因此，在確定匹配軌跡的方向時可能存在不確定性。這種不確定性是引起匹配發(fā)散的另一個原因。圖4是表示根據(jù)傳統(tǒng)阻抗匹配方法的圍繞匹配點的不穩(wěn)定性的圖示。參照圖4，當(dāng)匹配軌跡向匹配狀態(tài)接近時，阻抗匹配所需要的可變電容器的變化量受到精確的控制。然而，由于傳統(tǒng)匹配方法基于未歸一化的阻抗幅值和相位決定匹配軌跡的方向和速度，因此難以圍繞匹配點精確地控制C1和C2。因此，如圖4所示，根據(jù)傳統(tǒng)匹配方法，可能會出現(xiàn)螺旋狀的匹配軌跡，這就延遲了到達(dá)阻抗匹配的時間。如下所述，如果電容空間中的阻抗梯度較大，則阻抗匹配的時間延遲會大大增加。圖5是表示在傳統(tǒng)阻抗匹配中對負(fù)載阻抗的高度依賴性的圖示。更具體地，圖5表示了當(dāng)負(fù)載阻抗是l+50j時阻抗幅值的仿真結(jié)果。將負(fù)載阻抗為5+50j的圖2與負(fù)載阻抗為l+50j的圖5進行對比，當(dāng)負(fù)載阻抗的實部降低時，匹配等值線(匹配所需要的50ohm阻抗幅值的等值線)縮小成電容空間的狹窄區(qū)域，并且阻抗幅值的梯度圍繞匹配等值線急劇增加。梯度值的這種增加使得圍繞匹配點的精確電容控制更加困難。因此，如圖6所示，匹配軌跡可以圍繞匹配點不規(guī)則地運動(即游蕩問題)。下面將描述在連續(xù)波(CW)模式中的另一種阻抗匹配方法。目卩，在測量點測量或計算阻抗。如果匹配系統(tǒng)中的測量點的阻抗與可變裝置的電抗是已知的，可計算出負(fù)載阻抗。因此，可通過上述負(fù)載阻抗找出匹配條件，并由此確定控制參數(shù)。RF電源工作于脈沖模式，即被周期性地接通或關(guān)斷。這樣，通過在CW模式下暫時地操作RF電源而找出匹配條件之后，其通常應(yīng)用于脈沖模式。然而，如果負(fù)載隨著時間流逝而改變，上述傳統(tǒng)技術(shù)不能完全去除反射波。因此，傳統(tǒng)的cw模式匹配方法在脈沖模式方法中需要更改或需要一種新方法以處理脈沖匹配。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種在脈沖模式中穩(wěn)定運行的阻抗匹配方法。本發(fā)明還提供了一種運行于脈沖模式中的阻抗匹配方法，所述脈沖模式中頻率為幾Hz和/或占空比小于10。/0。本發(fā)明還提供了一種在脈沖模式中穩(wěn)定運行的匹配裝置。本發(fā)明還提供了一種運行于脈沖模式中的匹配裝置，所述脈沖模式中頻率為幾Hz和/或占空比小于ioy。。本發(fā)明的實施例提供了包括電源、負(fù)載、輸電線路和匹配系統(tǒng)的電氣裝置的匹配方法，所述方法包括測量輸電線路的電特性；確定電源的脈沖模式；從輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)；以及通過所述控制參數(shù)控制所述匹配系統(tǒng)，其中，根據(jù)脈沖模式對匹配系統(tǒng)有區(qū)別地加以控制。在一些實施例中，電源的脈沖模式的確定包括確定電源處于接通狀態(tài)時的接通時間間隔和電源處于關(guān)斷狀態(tài)時的關(guān)斷時間間隔。在其它實施例中，借助于控制電源的操作的電源觸發(fā)信號或者電特性確定接通時間間隔和關(guān)斷時間間隔。在另一些實施例中，電源的脈沖模式的確定還包括脈沖周期的確定，所述脈沖周期由電源從第i個接通狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第i+l個接通狀態(tài)的間隔所定義，其中，匹配系統(tǒng)通過根據(jù)脈沖周期有區(qū)別地設(shè)置控制參數(shù)而加以控制。在另外一些實施例中，電源的脈沖模式的確定還包括當(dāng)脈沖周期大于預(yù)定時間時將脈沖模式確定為慢脈沖模式，當(dāng)脈沖周期小于預(yù)定時間時將脈沖模式確定為快脈沖模式，其中，匹配系統(tǒng)通過根據(jù)電源的脈沖模式有區(qū)別地設(shè)置控制參數(shù)而加以控制。在另外一些實施例中，當(dāng)脈沖模式為慢脈沖模式時，電源使得匹配系統(tǒng)在關(guān)斷時間間隔期間處于空閑狀態(tài)。在另外一些實施例中，當(dāng)脈沖模式為快脈沖模式時，電源在關(guān)斷時間間隔期間通過控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)。在另外一些實施例中，如果電源的關(guān)斷時間間隔的持續(xù)時間大于臨界關(guān)斷時間，通過將控制參數(shù)設(shè)定在預(yù)設(shè)狀態(tài)而控制匹配系統(tǒng)。在另外一些實施例中，電源的脈沖模式的確定還包括，在確定電源的脈沖模式之前進行預(yù)定時間的連續(xù)波模式。在另外一些實施例中，輸電線路的電特性的測量還包括去除輸電線路中的噪聲。在另外一些實施例中，使用鎖定檢測去除輸電線路中的噪聲。在另外一些實施例中，從輸電線路的電特性中提取阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括將輸電線路的電特性轉(zhuǎn)換為歸一化特征向量；通過在分析坐標(biāo)中分析特征向量而提取位移向量；將位移向量轉(zhuǎn)換為約化設(shè)備向量；以及將該約化設(shè)備向量轉(zhuǎn)換為驅(qū)動向量。在另外一些實施例中，從輸電線路的電特性中提取阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括通過比較阻抗的絕對值與特征阻抗而提取控制參數(shù)；以及通過比較阻抗的相位與基準(zhǔn)值而提取控制參數(shù)。在另外一些實施例中，從輸電線路的電特性中提取阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括通過所述輸電線路的電特性的測得阻抗計算負(fù)載阻抗；以及通過負(fù)載阻抗提取控制參數(shù)。在另外一些實施例中，包括電源、負(fù)載、輸電線路以及匹配系統(tǒng)的電氣裝置的匹配裝置包括傳感單元，其用于測量輸電線路的電特性；測量結(jié)果分析單元，其用于處理所述電特性；脈沖模式處理單元，其用于根據(jù)電源處理脈沖模式；控制參數(shù)提取單元，其用于從輸電線路的電特性中提取阻抗匹配的控制參數(shù)；以及控制器，其用于根據(jù)脈沖模式通過控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)。9在一些實施例中，脈沖模式處理單元被配置用于確定電源處于接通狀態(tài)時的接通時間間隔和電源處于關(guān)斷狀態(tài)時的關(guān)斷時間間隔。在其它實施例中，脈沖模式處理單元被配置用于當(dāng)脈沖周期大于預(yù)定時間時將脈沖模式確定為慢脈沖模式，當(dāng)脈沖周期小于預(yù)定時間時將脈沖模式確定為快脈沖模式，并根據(jù)電源的脈沖模式有區(qū)別地設(shè)置控制參數(shù)。在另一些實施例中，測量結(jié)果分析單元還包括用于從輸電線路的電特性中去除噪聲的噪聲去除單元。為了進一步理解本發(fā)明，提供了附圖，所述附圖合并于并構(gòu)成本說明書的一部分。附示了本發(fā)明的示例性實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖l是表示傳統(tǒng)阻抗匹配方法的流程圖2與圖3是描述傳統(tǒng)阻抗匹配中對初始狀態(tài)的強依賴性的圖示；圖4是表示根據(jù)傳統(tǒng)阻抗匹配的匹配點周圍的不穩(wěn)定性的圖示；圖5是描述根據(jù)傳統(tǒng)方法在傳統(tǒng)阻抗匹配中對負(fù)載阻抗的高度依賴性的圖示；圖6是描述根據(jù)傳統(tǒng)方法當(dāng)匹配軌跡在匹配點周圍不規(guī)則運動時的游蕩問題的圖示；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括匹配系統(tǒng)的電氣裝置的電路圖8到圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的各種類型匹配系統(tǒng)的電路圖12到圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的經(jīng)變化的各種類型的匹配系統(tǒng)的電路圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻抗匹配方法的流程圖；圖17和圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于表示位移向量提取的分析坐標(biāo)系統(tǒng)的圖示；圖19是本發(fā)明的變化實施例的匹配方法的流程圖20是本發(fā)明的變化實施例的詳細(xì)匹配方法的流程圖21和圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的匹配狀態(tài)測試法的圖示；圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的增益系數(shù)的曲線圖24到圖26是本發(fā)明的實施例的阻抗匹配結(jié)果的圖示；圖27是本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的視圖28是包括本發(fā)明一個實施例的阻抗匹配系統(tǒng)的等離子體腔裝置的視圖29是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻抗匹配方法的流程圖；圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式處理操作步驟的流程圖31是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制參數(shù)提取操作步驟的流程圖32是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式匹配方法的流程圖33是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式匹配方法的流程圖34到圖38是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的快或慢模式脈沖匹配方法的時序圖；以及圖39到圖41是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的匹配系統(tǒng)的視圖。具體實施例方式本發(fā)明涉及脈沖模式與連續(xù)波(CW)模式的匹配方法。脈沖模式的匹配方法可結(jié)合所有傳統(tǒng)的連續(xù)波(cw)模式的匹配方法。而且，下述的新cw模式匹配方法可結(jié)合脈沖模式的匹配方法。當(dāng)RF電源工作于脈沖模式時，匹配系統(tǒng)在RF電源接通時的接通時間間隔中的操作方法與匹配系統(tǒng)在RF電源關(guān)斷時的關(guān)斷時間間隔中的操作方法有所不同。具體地，脈沖模式可分為慢脈沖模式與快脈沖模式以進行匹配。艮P，在慢脈沖模式(例如低于約500Hz)的情況下，匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變裝置的值僅在RF電源的接通時間間隔改變，而在RF電源的關(guān)斷時間間隔不改變。因此，由于匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變裝置在關(guān)斷時間間隔的值沒有顯著偏離下一接通時間間隔的匹配條件，故可實現(xiàn)快速匹配。在快脈沖模式(例如高于約500Hz)的情況中，在匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變裝置的值在接通時間間隔改變，并可在關(guān)斷時間間隔按接通時間間隔的信息繼續(xù)改變。在短脈沖周期的情況下，如果可變裝置在關(guān)斷時間間隔處于空閑狀態(tài)，由于頻繁地增減速度，電機的壽命縮短且在下一接通時間不能完成快速控制。根據(jù)本發(fā)明，如果脈沖周期短，則在接通時間與下一接通時間之間匹配條件變化不大。因此，通過在關(guān)斷時間間隔不斷地改變可變裝置的值可以實現(xiàn)快速匹配。以下將參照優(yōu)選實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思、其它目的、特征與優(yōu)點。本發(fā)明可以以不同形式實施，而不應(yīng)被解釋為局限于在此所給出的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發(fā)明的公開徹底、完整，并向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。圖7是本發(fā)明一個實施例的包括匹配系統(tǒng)的電氣裝置的電路圖。參見圖7，本發(fā)明的電氣裝置100包括電源102、負(fù)載IOI、電源102和負(fù)載101之間的輸電線路103以及匹配系統(tǒng)104。電源102與輸電線路103上的輸入端^和N2連接，并且負(fù)載101與輸電線路103上的負(fù)載端N3和N4連接。下述的輸入阻抗表示在輸入端N,測量的包括匹配系統(tǒng)104和負(fù)載101的系統(tǒng)的阻抗。這時候，負(fù)載101可以是一個等離子體系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高頻感應(yīng)加熱裝置和輸電線路。匹配系統(tǒng)104包括至少一個可變化地控制其電抗的可變電抗元件。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，除可變電抗元件外，匹配系統(tǒng)104還包括可提供固定電抗的無源元件。另一方面，匹配系統(tǒng)104被配置用來解決諸如對初始狀態(tài)的強依賴性、在匹配點周圍的不穩(wěn)定性和對負(fù)載和傳輸阻抗的高度依賴性等通常的局限性。這些技術(shù)效果能夠通過稍后更加詳細(xì)描述的本發(fā)明的阻抗匹配方法實現(xiàn)。匹配系統(tǒng)104還包括圖27的處理單元200，處理單元200用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的阻抗匹配方法的操作。處理單元200將參照圖27作更詳細(xì)的描述。根據(jù)本發(fā)明，可變電抗元件可以是提供可變電容的可變電容器、提供可變電感的可變電感器以及提供可變電阻的變阻器中的一種。下面為了說明的簡潔，將基于使用可變電容器作為可變電抗元件的實施例來描述本發(fā)明的技術(shù)特征。然而，根據(jù)眾所周知的電磁理論，在包括不同類型的可變電抗元件的實施例中，本發(fā)明的技術(shù)特征不需多余的努力就可以容易地實現(xiàn)，這對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。另外，為了使說明簡潔，將基于包括兩個可變電抗元件的實施例來描述本發(fā)明的技術(shù)特征。然而，根據(jù)眾所周知的電磁理論，在包括更多數(shù)量的可變電抗元件并包括另外的無源元件的實施例中，本發(fā)明的技術(shù)特征無需多余的努力就可以容易地實現(xiàn)，這對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。各種類型的匹配系統(tǒng)另一方面，匹配系統(tǒng)104可以根據(jù)其中可變電抗元件或無源元件與輸電線路103連接的方法劃分為多種類型。例如，根據(jù)上述為使說明簡潔的前提，如果匹配系統(tǒng)104包括第一可變電容器111和第二可變電容器112，根據(jù)第一可變電容器111和第二可變電容器112與輸電線路103連接的方式，可以將匹配系統(tǒng)104劃分成L型、倒L型、T型和7t型。圖8圖11是各種類型的匹配系統(tǒng)104的電路圖。參照圖8，根據(jù)L型匹配系統(tǒng)，第一可變電容器111與輸電線路103的預(yù)定點P連接，第二可變電容器112設(shè)置在負(fù)載101和點P之間。參照圖9，根據(jù)倒L型匹配系統(tǒng)，第一可變電容器111與輸電線路103的預(yù)定點P連接，第二可變電容器112設(shè)置在電源102和預(yù)定點P之間。參照圖IO，根據(jù)T型匹配系統(tǒng)，第一可變電容器lll和第二可變電容器112在輸電線路103上串連地連接電源102和負(fù)載101。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，預(yù)定的無源元件(例如電感器115)可以連接于第一可變電容器111和第二可變電容器112之間的輸電線路103(即點P)。參照圖ll，根據(jù)型匹配系統(tǒng)，第一可變電容器111和第二可變電容器112分別與輸13電線路103并聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，預(yù)定的無源元件(例如電感器115)可以連接于第一可變電容器111和第二可變電容器112之間的輸電線路103(即點P)。如圖8圖11所示，與輸電線路103的點P連接的元件可以與另一根接地的輸電線路連接。另一方面，本發(fā)明的匹配系統(tǒng)可以具有多種變化的結(jié)構(gòu)。例如，如圖12圖15所示，還可以包括至少一個與輸電線路103并聯(lián)或串連連接的無源元件。更具體地，如圖14和圖15所示，L型匹配系統(tǒng)的匹配系統(tǒng)還包括另外設(shè)置的無源元件(即電容器116)或電感器(117和118)。另一方面，圖8圖15是匹配系統(tǒng)的電路圖，并且在匹配系統(tǒng)104中的可變電抗元件和無源元件的類型、數(shù)量和位置可以根據(jù)本發(fā)明的其它實施例進行變化。匹配方法圖16是本發(fā)明一個實施例的阻抗匹配方法的流程圖。參照圖16，阻抗匹配方法包括在操作步驟S20中測量輸電線路的電特性，在操作步驟S30中從測得的輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)，然后在操作步驟S40中通過使用提取出的控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，電特性可以包括輸電線路的電流、電壓和它們之間的相位差，并且它們的物理量能夠通過預(yù)定的傳感器周期性地或者實時地測得。相位差能夠通過分析輸電線路的電流和電壓的測量結(jié)果計算出來。另一方面，在測量電特性之前，可以在操作步驟S10中設(shè)定預(yù)定的匹配參數(shù)。匹配參數(shù)是在本發(fā)明的阻抗匹配過程中使用的各種參數(shù)，并且可以包括與對應(yīng)的電氣裝置相關(guān)的物理/電氣參數(shù)、操作步驟S20中的用于測量電特性的參數(shù)、操作步驟S30中的用于提取控制參數(shù)的參數(shù)以及操作步驟S40中的用于系統(tǒng)控制的參數(shù)。而且，如下面描述的，匹配參數(shù)可以在其它操作步驟中設(shè)定，并且如果有必要，還可以在進行阻抗匹配的同時改變一部分匹配參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，操作步驟S30中的控制參數(shù)的提取包括在操作步驟S31中將測得的輸電線路的電特性轉(zhuǎn)換成特征向量，在操作步驟S32中通過在預(yù)定的分析坐標(biāo)系統(tǒng)中分析特征向量提取出用于阻抗匹配的位移向量，并且在操作步驟S33中將位移向量轉(zhuǎn)換成用于操作步驟S40的匹配系統(tǒng)控制的控制參數(shù)。這里，分析坐標(biāo)系統(tǒng)被選擇用于表示預(yù)定相位空間，所述預(yù)定相位空間在數(shù)量上將匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性聯(lián)系起來。也就是說，匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性之間的數(shù)量關(guān)系能夠通過分析坐標(biāo)系統(tǒng)予以表示。位移向量包括作為其元素的坐標(biāo)變化的幅值，所述位移向量被用于使特征向量在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中向?qū)?yīng)于匹配狀態(tài)的點移動。下面對分析坐標(biāo)系統(tǒng)和位移向量做更詳細(xì)的描述。脈沖匹配方法圖29是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻抗匹配方法的流程圖。參照圖29，阻抗匹配方法包括在操作步驟S120中測量輸電線路的電特性，在操作步驟S130中確定電源的脈沖模式，在操作步驟S150中從輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)，以及在操作步驟S160中通過控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)。匹配系統(tǒng)根據(jù)脈沖模式而有區(qū)別地加以控制。根據(jù)本發(fā)明，電特性可以是輸電線路的電流、電壓以及二者之間的相位差，并且這些物理量可以借助于預(yù)定的傳感裝置實時地或周期性地測得。相位差可通過分析輸電線路的電流和電壓的測量結(jié)果而計算出。另一方面，在S120中的電特性的測量之前，可以在操作步驟S110中預(yù)置匹配參數(shù)。匹配參數(shù)是在本發(fā)明的阻抗匹配過程中使用的各種參數(shù)。匹配參數(shù)可以包括與對應(yīng)的電氣裝置相關(guān)的物理/電氣參數(shù)、操作步驟S120中的用于測量電特性的參數(shù)、操作步驟S150中的用于提取控制參數(shù)的參數(shù)、操作步驟S160中的用于系統(tǒng)控制的參數(shù)。而且，如下面將要描述的，匹配參數(shù)可以在另一操作步驟中設(shè)定，并且如果有必要，還可以在進行阻抗匹配的同時改變一部分匹配參數(shù)。圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式處理操作步驟的流程圖。參照圖30,在操作步驟S130中的脈沖模式的確定包括在操作步驟S131中確定電源接通的接通時間間隔和電源關(guān)斷的關(guān)斷時間間隔，在操作步驟S132中確定脈沖周期，以及在操作步驟S133中根據(jù)脈沖周期確定慢脈沖模式與快脈沖模式。在操作步驟S131中的接通時間間隔與關(guān)斷時間間隔的確定是通過控制電源的工作的電源觸發(fā)信號或上述電特性來完成的。即，通過電特性計算入射功率，從而區(qū)分接通時間間隔與關(guān)斷時間間隔。而且，由于電源工作于脈沖模式，從而可通過接收同步于電源的供電的電源觸發(fā)信號而確定接通時間間隔。脈沖周期由電源從第i個接通狀態(tài)轉(zhuǎn)變到第i+l個接通狀態(tài)之間的間隔定義。根據(jù)脈沖周期，控制參數(shù)被有區(qū)別地設(shè)置以控制匹配系統(tǒng)。如果脈沖周期大于預(yù)定時間，就被確定為慢脈沖模式。如果脈沖周期小于預(yù)定時間，就被確定為快脈沖模式。而且，根據(jù)電源的脈沖模式而有區(qū)別地設(shè)置控制參數(shù)，從而有區(qū)別地控制匹配系統(tǒng)。預(yù)定時間可以是大約1/500秒。更具體地，如果脈沖模式是慢脈沖模式，就使得匹配系統(tǒng)在電源處于關(guān)斷時間間隔時處于空閑狀態(tài)?？臻e狀態(tài)可以是匹配系統(tǒng)的可變電抗裝置的值不改變的狀態(tài)。即，連接于可變電抗裝置的電機在關(guān)斷時間間隔期間可停轉(zhuǎn)。如果脈沖模式是快脈沖模式時，就可在電源處于關(guān)斷時間間隔時通過控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)。關(guān)斷時間間隔的控制參數(shù)可以是在接通時間間隔所用的最后的控制參數(shù)。即，匹配系統(tǒng)的可變電抗裝置的值在關(guān)斷時間間隔期間可改變。圖31是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制參數(shù)提取操作步驟的流程圖。參照圖31，在操作步驟S150中的控制參數(shù)的提取包括在操作步驟S151中將輸電線路的電特性轉(zhuǎn)換為特征向量，在操作步驟S152中通過在16預(yù)定的分析坐標(biāo)系中分析特征向量而提取阻抗匹配的位移向量，以及在操作步驟S153中將位移向量轉(zhuǎn)換為控制系統(tǒng)的控制參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在操作步驟S150中的控制參數(shù)的提取包括根據(jù)阻抗的絕對值(或幅值)是大于還是小于預(yù)定特征阻抗(通常為50ohm)而提取控制參數(shù)，并根據(jù)阻抗的相位是大于還是小于預(yù)定值而提取控制參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在操作步驟S150中的控制參數(shù)的提取包括在測量位置測量阻抗，使用在測量位置的阻抗以及匹配系統(tǒng)的可變裝置的電抗計算負(fù)載的阻抗，以及使用所述負(fù)載與阻抗提取控制參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，控制參數(shù)的提取可通過反射系數(shù)實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白控制參數(shù)的提取可以加以變化。特征向量的選擇根據(jù)本發(fā)明，特征向量是基于測得的輸電線路的電特性來定義的，并且可以是具有歸一化(normalized)幅值的物理量。這樣，由于測得的輸電線路的電特性用歸一化物理量表示，因此本發(fā)明的匹配方法可以降低對增益系數(shù)的過分依賴，這將在下面予以描述，并且能夠圍繞匹配點進行精細(xì)控制。因此，該匹配方法可以有助于克服上面提到的傳統(tǒng)技術(shù)的局限性。下面將更加詳細(xì)地描述這些技術(shù)效果。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，特征向量可以由輸電線路的反射系數(shù)Su來定義。眾所周知，輸電線路的反射系數(shù)Sn能夠通過輸電線路的特征阻抗Z。和輸電線路輸入端的阻抗(即輸入阻抗Z)來定義，如下面的方程l所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>反射系數(shù)Su的幅值(即sHSul)是o和i之間的值(此處，輸電線路的輸入阻抗Z表示在輸入端Ni和N2測得的包括匹配系統(tǒng)和負(fù)載的系統(tǒng)的阻抗)。另一方面，如上所述，匹配系統(tǒng)104可以包括至少兩個可變電抗元件。這種情況下，為了明確地確定每個可變電抗元件的電抗，特征向量需要是至少包括兩個元素的物理量。例如，特征向量Q可以通過使用二維向量來定義，所述二維向量包括作為其元素的反射系數(shù)的實部Re(S^和虛部Im{S}，如方程2所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>分析坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇如上所述，分析坐標(biāo)系統(tǒng)被選擇用來表示預(yù)定相位空間，所述預(yù)定相位空間在數(shù)量上將匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性聯(lián)系起來。這樣，分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)選自與輸電線路的電特性相關(guān)的物理量，并且輸電線路的電特性被表示為分析坐標(biāo)系統(tǒng)的一個選定點。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)(以下稱為分析坐標(biāo))可以表示為構(gòu)成匹配系統(tǒng)的可變電抗元件的電特性(例如電抗)的函數(shù)，并且表示輸電線路的測得電特性的特征向量能夠表示為分析坐標(biāo)系統(tǒng)的一個點。另一方面，分析坐標(biāo)系統(tǒng)可以被選擇用于單射映射匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性之間的數(shù)量關(guān)系(這里，本發(fā)明中的"單射映射"的含義將參照圖17和圖18作更詳細(xì)的描述)。為了使單射映射成為可能，分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)可以是通過預(yù)定的變換矩陣T將匹配系統(tǒng)的可測電特性(例如電抗)轉(zhuǎn)換而獲得的物理量。例如，分析坐標(biāo)G能夠通過預(yù)定的變換矩陣T和預(yù)定的設(shè)備向量X的內(nèi)積獲得，如下面的方程3所示G=7T這里，可以選擇變換矩陣T和設(shè)備向量X以滿足與單射映射相關(guān)的分析坐標(biāo)的技術(shù)要求。這種選擇取決于匹配系統(tǒng)的類型。更具體地，設(shè)備向量X包括作為其元素的與構(gòu)成匹配系統(tǒng)的可變電抗元件的各個電特性相關(guān)的物理量，并且可以根據(jù)匹配系統(tǒng)的類型加以選擇。因此，分析坐標(biāo)G還可以根據(jù)匹配系統(tǒng)的類型選擇。更具體地，匹配系統(tǒng)可以包括兩個可變電抗元件。在這種情況下，如下面的方程4所示，分析坐標(biāo)G冴卩G2能夠通過物理量Xi、X2和2X2方陣T的內(nèi)積獲得。物理量X,和X2與可變電抗元件的各個電特性相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，變換矩陣T的元素au、a12、&21和&22是選自-1到1之間的值。[方程4]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>《Z,=C,.圖17和圖18是用于表示本發(fā)明一個實施例的位移向量提取的分析坐標(biāo)系統(tǒng)的圖示。更具體地，該實施例與包括兩個可變電容器的L型匹配系統(tǒng)相關(guān)，并且分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)也是通過上面的方程4和5轉(zhuǎn)換可變電容器的電容獲得的物理量。在此，如方程2所示，特征向量的元素可以通過輸電線路的反射系數(shù)的實部和虛部選擇。圖17表示了映射到分析坐標(biāo)系統(tǒng)的特征向量的一個元素(即反射系數(shù)的實部)。圖18表示了映射到分析坐標(biāo)系統(tǒng)的特征向量的一個元素(即反射系數(shù)的虛部)。而且，圖17和圖18的各自實線是等值線(以下稱為匹配線)，所述等值線表示滿足Re(S^Ol和Im(S^O)條件的特征向量的位置。在這方面，對應(yīng)于匹配狀態(tài)的點(以下稱為匹配點)是圖17和圖18的實線交叉處的點，并且該匹配點在圖17和圖18中用小方塊表示。另一方面，對應(yīng)于星號的點表示初始狀態(tài)。由于分析坐標(biāo)G,和G2通過方程4得出，以滿足分析坐標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)要求，因此在匹配線上的點能夠用分析坐標(biāo)系統(tǒng)的函數(shù)表示。也就是說，參照圖17,坐標(biāo)^的任意值在預(yù)定區(qū)域中對應(yīng)于匹配線的一個點。類似地，參照圖18,坐標(biāo)G2的任意值在預(yù)定區(qū)域中對應(yīng)于匹配線的一個點。術(shù)語"單射映射"的含義是匹配線的一個點對應(yīng)于分析坐標(biāo)之一。在這方面，如圖17所示，坐標(biāo)G,單射映射到特征向量的一個元素(即反射系數(shù)的實部)。同樣，如圖18所示，坐標(biāo)G2單射映射到特征向量的其它元素(即反射系數(shù)的虛部)。通過這種單射映射，本發(fā)明的匹配方法能夠在分析坐標(biāo)系統(tǒng)的全部區(qū)域中搜索有效的匹配軌跡。也就是說，如圖17和圖18所示，通過這種單射映射，可以針對分析坐標(biāo)系統(tǒng)的所有點獲得有效的匹配軌跡，并且如圖2所示的根據(jù)傳統(tǒng)方法的失配區(qū)域FR沒在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中出現(xiàn)。也就是說，傳統(tǒng)方法中在確定匹配軌跡的方向時的不確定性不會出現(xiàn)于使用本發(fā)明的分析坐標(biāo)系統(tǒng)的匹配軌跡分析期間。位移向量的確定操作步驟S32中的位移向量的確定包括在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中分析對應(yīng)于輸電線路的測得狀態(tài)的特征向量(以下稱為測得特征向量)的幅值或位置。如上面所定義的，位移矢量的幅值表示在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中將測得特征向量移動到匹配線所需要的坐標(biāo)移動的幅值。也就是說，位移向量的長度對應(yīng)于測得特征向量的位置和匹配點之間的距離。然而，由于在實際匹配過程中只有測得的電氣狀態(tài)的信息(即阻抗)已知，因此能夠確定當(dāng)前測量狀態(tài)是否為匹配狀態(tài)。然而，匹配點的位置不能精確確定。因此，位移向量的方向(即匹配軌跡的前進方向)能夠確定，但位移向量的準(zhǔn)確幅值不能確定。由于這些技術(shù)局限性，根據(jù)傳統(tǒng)方法，可變電容器的電容是基于測得的阻抗幅值來確定的。然而，由于阻抗不是歸一化的物理量，因此難以精確控制電容變化量。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如方程7所示，位移向量的元素能夠由特征向量的元素定義，并且位移向量的這種定義還能用于克服上面提到的傳統(tǒng)技術(shù)局限性。更詳細(xì)地說，再參照圖17，通過顏色的色調(diào)表示的每個點的幅值表示反射系數(shù)的實部Re(Sj的值，并且由實線表示的匹配線表示滿足Re(Sn^0條件的點。另外，設(shè)有箭頭B2的匹配線下方的區(qū)域(以下稱為第一區(qū))表示Re(Sj>0。此外，設(shè)有箭頭B1和B3的匹配線上方的區(qū)域(以下稱為第二區(qū))表示Re(Sj<0。同樣，參照圖18，由實線表示的匹配線表示滿足InHSnHO條件的點。另外，設(shè)有箭頭B5的匹配線右側(cè)的區(qū)域(以下稱為第三區(qū))表示Im(Sj>0的區(qū)域，并且設(shè)有箭頭B4和B6的匹配線左側(cè)的區(qū)域(以下稱為第四區(qū))表示Im(Sj<0的區(qū)域。因此，為了接近匹配點，在第一區(qū)中的坐標(biāo)G2的值需要增加，并且在第二區(qū)中的坐標(biāo)G2的值需要減小。而且，在第三區(qū)中的坐標(biāo)值需要減小，并且在第四區(qū)中的坐標(biāo)值需要增加。例如，需要減小坐標(biāo)值G,和G2，使得表示為星號的初始狀態(tài)能夠接近匹配點。因此，如果坐標(biāo)G,和G2的值中的變化量dG^卩dG2分別通過-IidSiJ和Re(Sj定義，接近匹配點的上述條件就能夠滿足。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，基于上述事實，位移向量dG的元素dG,和dG2能夠用方程7定義(然而，下面的方程7只是定義位移向量的方法的一個例子，并且根據(jù)另一個實施例，對位移向量的這種定義能夠基于匹配系統(tǒng)的類型和選定的分析坐標(biāo)系統(tǒng)的種類作各種變化)?！阜胶炭?]pG0=nj-imte,r|根據(jù)方程l,當(dāng)接近匹配點時，輸電線路的反射系數(shù)的大小接近O。這里，由于位移向量dG的元素和反射系數(shù)Su的元素具有由方程7獲得的數(shù)量關(guān)系，因此該實施例的匹配方法能夠搜索到快速收斂到匹配點的軌跡。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)測得的特征向量的位置和匹配點之間的距離增加時，反射系數(shù)增加。因此，位移向量dG的幅值也增加。這使得匹配軌跡向匹配點快速接近。而且，當(dāng)測得的特征向量的位置在匹配點附近時，反射系數(shù)較小，因而使得位移向量dG具有小的幅值。另外，這使得匹配軌跡在匹配點附近可以受到精確的控制。因此，可以避免由圖4所示的匹配時間延遲和由圖6圖示的游蕩問題。而且，如上所述，由于坐標(biāo)G,和G2被轉(zhuǎn)換以滿足單射映射的條件，因此根據(jù)圖2所描述的傳統(tǒng)方法，與坐標(biāo)移動方向的選擇相關(guān)的不確定性不會在本發(fā)明中出現(xiàn)。另一方面，如上所述，當(dāng)匹配系統(tǒng)是包括可變電容器的倒L型時，坐標(biāo)Gi的微分可以是反射系數(shù)虛部的負(fù)數(shù)，并且坐標(biāo)G2的微分可以是反射系數(shù)實部的負(fù)數(shù)(即，(dG1;dG2)=(-Q2;-Q》=(-Im{Sn};-Re{S}))。而且，當(dāng)匹配系統(tǒng)是T型時，位移向量可以與倒L型的位移向量相同，并且當(dāng)匹配是系統(tǒng)是^型時，位移向量可以與L型的位移向量相同?？刂茀?shù)的確定根據(jù)本發(fā)明，位移向量dG是在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中用于轉(zhuǎn)換可變電抗元件的電抗或?qū)Ъ{的物理量以用于分析。因此，為了控制匹配系統(tǒng)，需要一個將位移向量轉(zhuǎn)換成構(gòu)成匹配系統(tǒng)的元件的電特性的幅值(即可變電抗元件的電抗)或者相關(guān)物理量的步驟。操作步驟S33中位移向量dG到控制參數(shù)的轉(zhuǎn)換對應(yīng)于上述轉(zhuǎn)換步驟。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，操作步驟S33可以包括在操作步驟S331中將位移向量dG逆變換成約化設(shè)備向量dX'，并且包括在操作步驟S332中將約化設(shè)備向量dX'轉(zhuǎn)換成控制可變電抗元件的驅(qū)動的驅(qū)動向量V，所述約化設(shè)備向量dX'具有可變電抗元件的可變物理量的維數(shù)。當(dāng)考慮通過方程3和4的變換矩陣獲得的分析坐標(biāo)^和G2時，約化設(shè)備向量dX'可以通過變換矩陣的逆矩陣T—和位移向量dG的內(nèi)積獲得，如下面的方程8和9所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>另一方面，如果匹配系統(tǒng)是包括可變電容器作為可變電抗元件的L型，則約化設(shè)備向量dX'能夠通過方程5用下面的方程10表示，并且如果匹配系統(tǒng)是倒L型，則約化設(shè)備向量dX'能夠通過方程6用下面的方程11表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>[方程ll]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可變電抗元件的電抗可以通過預(yù)定的驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)控制。在這種情況下，驅(qū)動向量V可以將用于驅(qū)動電機的數(shù)控的值作為其元素，并且其幅值和物理維數(shù)可以根據(jù)數(shù)控方法和驅(qū)動電機的種類而變化。例如，驅(qū)動向量V可以通過約化設(shè)備向量dX'和預(yù)定數(shù)控系數(shù)M的標(biāo)積獲得，如方程12所示f"廣'"'、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>這里，V,和V2表示輸入的控制參數(shù)，以驅(qū)動分別與第一和第二可變電容器連接的驅(qū)動電機。此外，數(shù)控系數(shù)M可以是數(shù)控的歸一化大小(例如，操作電機的標(biāo)準(zhǔn)速度)，并且約化設(shè)備向量dX'被選擇為與驅(qū)動向量V具有相同的維數(shù)。另一方面，由方程5和6的定義，約化設(shè)備向量dX'具有電抗或?qū)Ъ{的維數(shù)。因此，為了實際控制可變電抗元件，可能還需要一個步驟將約化設(shè)備向量dX'轉(zhuǎn)換成基本物理量(例如電容或電感)。也就是說，當(dāng)匹配系統(tǒng)是L型時，如方程10所示，由于約化設(shè)備向量dX'具有不同于電容的維數(shù)，因此驅(qū)動向量V通過方程10將約化設(shè)備向量dX'轉(zhuǎn)換成電容的維數(shù)。這種情況下，數(shù)控系數(shù)M能夠通過方程10表示為可變電容器的當(dāng)前電容Ci的函數(shù)。然而，如果匹配系統(tǒng)是倒L型，如方程ll所給出的，由于約化設(shè)備向量dX'具有與電容相同的維數(shù)，因此不需要另外的轉(zhuǎn)換步驟。另一方面，根據(jù)上述方程7和9，方程12也能夠用下面的方程13表示。也就是說，根據(jù)該實施例，匹配系統(tǒng)中第一和第二可變電容器的變化量(即與第一和第二可變電容器連接的驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn))由反射系數(shù)(更具體地是反射系數(shù)的實部和虛部的幅值)確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>操作步驟S40中匹配系統(tǒng)的控制包括通過使用驅(qū)動向量V調(diào)節(jié)構(gòu)成匹配系統(tǒng)的可變電抗元件的電抗。根據(jù)本發(fā)明的變化實施例，如果驅(qū)動向量V的至少一個元素大于在實際驅(qū)動電機中能夠驅(qū)動的最大速度V,，則還需要一個重新調(diào)整的步驟以保持匹配軌跡的方向。在所述重新調(diào)整步驟中，如果驅(qū)動向量V的一個元素大于最大速度V^，則該元素就被設(shè)定為最大速度V,,并且另一個元素被減小到如下所述的速度。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>匹配狀態(tài)測試圖19和圖20是本發(fā)明變化實施例的匹配方法的流程圖。該實施例還包括在操作步驟S20的電特性的測量后，在操作步驟S22中進行匹配狀態(tài)的測試，以確定匹配系統(tǒng)是否處于容許匹配狀態(tài)。除了在操作步驟S22中進行匹配狀態(tài)測試以外，該實施例與上面提到的實施例相同。因此，為簡潔起見將省略對其重疊部分的描述。參照圖19和圖20，在操作步驟S20的電特性的測量之后，還在操作步驟S22中進行匹配狀態(tài)的測試，以確定匹配系統(tǒng)是否處于容許匹配狀態(tài)。在該操作步驟S22中，如果匹配系統(tǒng)不處于容許匹配狀態(tài)，則操作步驟S30中的控制參數(shù)的提取以及操作步驟S40中的匹配系統(tǒng)的控制按照上述實施例的方法那樣進行。而且，在該操作步驟S22中，如果匹配系統(tǒng)處于容許匹配狀態(tài)，則測量輸電線路的電特性，而不進行操作步驟S30中的控制參數(shù)的提取和操作步驟S40中的匹配系統(tǒng)的控制。由于在操作步驟S22中進行該匹配狀態(tài)測試，因此達(dá)到匹配狀態(tài)的匹配系統(tǒng)就不會被不必要地干擾。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該實施例還可以包括在操作步驟S23中評估匹配參數(shù)的設(shè)定值是否適當(dāng)，并且如果評估結(jié)果為否，則在操作步驟S24修改一部分匹配參數(shù)。操作步驟S23中對設(shè)定值的評估可以包括判斷從操作步驟S10中的輸電線路電特性的測量到操作步驟S40中的系統(tǒng)的控制的一個周期過程是否以預(yù)定的次數(shù)n重復(fù)。即使一個循環(huán)過程以預(yù)定的次數(shù)n重復(fù)，當(dāng)電氣裝置100沒有達(dá)到匹配狀態(tài)時，也在操作步驟S24中進行匹配參數(shù)的修改。在操作步驟S24中被修改的匹配參數(shù)和在匹配參數(shù)的修改過程中的修改方法的種類將在下面作詳細(xì)描述。匹配狀態(tài)參數(shù)24另一方面，根據(jù)本發(fā)明，在操作步驟S22中匹配測試的進行可以通過使用由下面的方程14所定義的狀態(tài)參數(shù)P(或者駐波比(SWR))完成1一ib其中S表示輸電線路的反射系數(shù)Su的幅值(即絕對值)。根據(jù)這個定義，當(dāng)狀態(tài)參數(shù)P匹配時(即Si)，它為單位值l，并且當(dāng)狀態(tài)參數(shù)P極度失配時(即S二1),它有無窮大的值。另外，如圖21所示，狀態(tài)參數(shù)P的變化率在靠近匹配狀態(tài)的區(qū)域LR中較小，但在遠(yuǎn)離匹配狀態(tài)的區(qū)域HR中急劇增加。也就是說，如果匹配狀態(tài)是基于由方程14所定義的狀態(tài)參數(shù)而不是阻抗本身確定，則圍繞匹配點的匹配狀態(tài)就能夠更精確地確定。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在操作步驟S22進行匹配狀態(tài)測試可以包括用狀態(tài)參數(shù)的最小容許值Pi(以下稱為最小級)和狀態(tài)參數(shù)的最大容許值P2(以下稱為最大級)對比先前操作步驟的狀態(tài)參數(shù)P.(以下稱為先前參數(shù))和當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)P。(以下稱為當(dāng)前參數(shù))。更具體地，參照表2和圖22，如果當(dāng)前參數(shù)。小于或等于最小級？1(即情形I)，則不管先前參數(shù)P一如何，就被判斷為匹配狀態(tài)。此外，如果當(dāng)前參數(shù)P。處于最小級Pi和最大級P2之間，并且先前參數(shù)P—小于或等于最小級Pi(即情形n)，則確定為是匹配狀態(tài)。如果當(dāng)前參數(shù)P。在最小級P!和最大級P2之間，并且先前參數(shù)P一大于最小級Pi(即情形in)，則被判斷為失配狀態(tài)。另外，為使整個系統(tǒng)成為匹配狀態(tài)，在操作步驟S30中進行控制參數(shù)的提取并在操作步驟S40中進行匹配系統(tǒng)的控制。另外，如果當(dāng)前參數(shù)P。大于或等于最大級P2(即情形IV)，則不管先前參數(shù)PjJ卩何，就被判斷為失配狀態(tài)。為了使電氣裝置100處于匹配狀態(tài)，在操作步驟S30中進行控制參數(shù)的提取并在操作步驟S40中進行匹配系統(tǒng)的控制。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如上所述，如果匹配狀態(tài)測試基于狀態(tài)參數(shù)的最小容許值p,和最大容許值P2進行，能夠使不必要的匹配狀態(tài)變化最小化，從而能夠獲得精確且有效的匹配特征。旋轉(zhuǎn)矩陣根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如方程15所示，特征向量Q能夠通過預(yù)定的旋轉(zhuǎn)矩陣R將反射系數(shù)的實部Re(Sj和虛部(Im(Sj)旋轉(zhuǎn)所獲得的物理量來選擇fcos6>-sin0YRe{sii})"1、"sin0cos0夕乂在此，旋轉(zhuǎn)矩陣R的角e可以是-9(T和90°之間的值。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在操作步驟sio的匹配參數(shù)的設(shè)定過程中，旋轉(zhuǎn)矩陣R的角e可以設(shè)為0。。另一方面，如果電氣裝置100基于第一選定角通過匹配狀態(tài)的進行沒有在預(yù)定次數(shù)內(nèi)達(dá)到匹配狀態(tài)，則旋轉(zhuǎn)矩陣R的角e在操作步驟S24的匹配參數(shù)變化過程中可以變成-9(T和90°之間的一個值。旋轉(zhuǎn)矩陣R的角度變化提供了輸電線路的延長效應(yīng)。旋轉(zhuǎn)矩陣R的角度變化不改變反射系數(shù)的絕對值，而是只改變其相位值。因此，旋轉(zhuǎn)矩陣R的角度變化是一個改變匹配參數(shù)的方法，可以選擇該方法以防止匹配失敗，并且改變匹配軌跡。增益系數(shù)根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如方程16所示，驅(qū)動向量V能夠通過數(shù)控系數(shù)M、約化設(shè)備向量dX'和增益系數(shù)g的標(biāo)積獲得。在此，增益系數(shù)g可以是如方程17所定義的標(biāo)準(zhǔn)增益系數(shù)g。和第一增益系數(shù)gi的乘積。F=M'g'Wg=g。-gl標(biāo)準(zhǔn)增益系數(shù)g?？梢允浅?shù)，該常數(shù)是增益系數(shù)g的標(biāo)準(zhǔn)大小。此外，第一增益系數(shù)g,被設(shè)定為使得驅(qū)動向量V的幅值相對于測得的特征向量具有動態(tài)關(guān)聯(lián)。也就是說，第一增益系數(shù)gi是依賴于測得特征向量的變量，并且當(dāng)分析坐標(biāo)系統(tǒng)中匹配所需要的坐標(biāo)移動的幅值(即位移向量的幅值)較大時，第一增益系數(shù)g^皮定義成具有較大的值。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一增益系數(shù)g,由下面的方程18給出。5*附<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>這里，S表示反射系數(shù)的幅值。這里，gmax、gin、S。和m是通過考慮諸如匹配系統(tǒng)的物理/電氣特征等環(huán)境因素而確定的匹配參數(shù)，并且如上所述，這些匹配參數(shù)能夠在操作步驟S24的匹配參數(shù)的修改過程中改變。更具體地，g^和g^分別表示第一增益系數(shù)的最大值和最小值。S。表示第一增益系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。此外，m是確定第一增益系數(shù)值的特征參數(shù)，并且也能夠在操作步驟S24的匹配參數(shù)的修改過程中由用戶或計算機修改。另外，上面的方程18只是定義第一增益系數(shù)^的方法的一個例子，并且也能夠通過其它各種方法定義。圖23是表示本發(fā)明的一個實施例的增益系數(shù)(具體是第一增益系數(shù)gl)和反射系數(shù)的幅值S之間的關(guān)系的曲線圖。根據(jù)該實施例，第一增益系數(shù)gi由方程18定義，并且在這種情況下，gMX、g^和S。的值分別為l、0.2和O.5。參照圖23，第一增益系數(shù)g,在反射系數(shù)的幅值S較小的區(qū)域MR中具有接近g^的值，并且在在反射系數(shù)的量值S較大的區(qū)域UMR中具有接近g自的值。電氣裝置100接近匹配狀態(tài)的程度(即匹配程度)與反射系數(shù)的幅值S成反比。因此，參照方程16和18，如圖23所定義的第一增益系數(shù)gi在匹配程度較低時用于增加驅(qū)動向量v的幅值，并且還在匹配程度較髙時用于減小驅(qū)動向量V的幅值。也就是說，第一增益系數(shù)g,能夠在匹配程度較高時(即匹配點附近)精確地控制匹配軌跡，并且在匹配程度較低時使匹配軌跡在短時間內(nèi)向匹配點附近移動。第一增益系數(shù)gi的這些作用用于進一步增強由方程7所定義的位移向量所獲得的技術(shù)效果。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，如下面的方程19所定義的增益系數(shù)g是標(biāo)準(zhǔn)增益系數(shù)g。和第二增益系數(shù)g2的乘積，或者是如下面的方程20所定義的標(biāo)準(zhǔn)增益系數(shù)g。、第一增益系數(shù)g,和第二增益系數(shù)g2的乘積。g=g。-g2[方程20]g=g。.g,.g2第二增益系數(shù)g2可以定義為在需要改變匹配軌跡的情況下防止匹配失敗。例如，在至少一個可變電抗元件中的電抗或?qū)Ъ{達(dá)到可行(feasible)極值時，需要改變匹配軌跡從而防止匹配失敗。第二增益系數(shù)g2能夠被定義為使該匹配軌跡改變。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，不必改變匹配軌跡的正常情況設(shè)為+1,而需要改變匹配軌跡的異常情況設(shè)為-l。g2==&=-1(異常)另一方面，在以預(yù)定條件所限定的特定程度將匹配軌跡改變以后，第二增益系數(shù)g2可以再次設(shè)定為+l，從而進行正常匹配步驟。這里，用于恢復(fù)第二增益系數(shù)g2的條件如果必要可以進行多種定義。例如，在預(yù)定的次數(shù)內(nèi)將第二增益系數(shù)g2定義為-l的條件下進行匹配步驟以后，上述正常匹配步驟可以在第二增益系數(shù)g2被定義為+l的條件下進行。圖24和圖25是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的阻抗匹配結(jié)果的圖示。如上所述，根據(jù)這些實施例的阻抗匹配是通過分析坐標(biāo)系統(tǒng)進行的。然而，為了對比該方法和傳統(tǒng)方法，本實施例的阻抗匹配軌跡用類似于圖2的圖24和圖25的電容空間表示。參照圖24和圖25，這些實施例中的初始狀態(tài)(指圖24的右下部和圖25的左下部的星號)對應(yīng)于兩個可變電容器具有可行極值的情況。當(dāng)從這些初始狀態(tài)開始時，匹配系統(tǒng)根據(jù)傳統(tǒng)方法是不能達(dá)到匹配狀態(tài)的。然而，即使在極限初始狀態(tài)下，如圖24和圖25所示，本發(fā)明的匹配方法能夠使匹配系統(tǒng)處于匹配點以內(nèi)。也就是說，本發(fā)明的匹配方法對初始狀態(tài)的依賴性更小。特別地，如圖25所示，本發(fā)明的匹配方法在右下部的轉(zhuǎn)折點T上改變匹配軌跡的方向，從而即使首先選擇了迷失的匹配路徑也能達(dá)到匹配狀態(tài)。上述參數(shù)的改變(具體是第二增益系數(shù)g2的改變)用于改變該匹配軌跡的方向。圖26是根據(jù)本發(fā)明一個實施例表示阻抗匹配結(jié)果的圖示。參照圖26,本發(fā)明的匹配方法生成的匹配軌跡可以從匹配點附近穩(wěn)定地到達(dá)匹配點而不出現(xiàn)傳統(tǒng)方法的螺旋匹配軌跡或者游蕩的問題。也就是說，本發(fā)明的匹配方法提供了圍繞匹配點的改進的匹配收斂性和增強的匹配特征。脈沖模式的匹配方法根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的匹配方法可工作在慢脈沖模式或快脈沖模式。在慢脈沖模式中，脈沖頻率低于約500Hz，在快脈沖模式中，脈沖頻率高于約500Hz。圖32是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式匹配方法的流程圖。在本實施例中，將CW模式的傳統(tǒng)匹配方法應(yīng)用于本發(fā)明的脈沖匹配方法。本實施例還包括，如果測量電特性之后電源工作于脈沖模式，則確定為脈沖模式。除了脈沖模式的確定以外，由于本實施例與圖16的相同，所以其重疊部分將被省略。參照圖32，在操作步驟S120中測量電特性還可包括在操作步驟S120測量電特性之前在操作步驟S112去除噪聲，在操作步驟S121中計算輸電線路的阻抗，以及在操作步驟S122中計算前向功率P—AVG。在操作步驟S112中可使用帶通濾波器或鎖定檢測器去除噪聲。例如，鎖定檢測器可僅提取電源的驅(qū)動頻率分量。在操作步驟S122中計算前向功率(或入射功率)P一AVG可使用電特性(例如電流、電壓及相位)計算。如果使用電特性計算出了前向功率P一AVG，則可根據(jù)前向功率P一AVG是大于還是小于閾29值功率P一th而產(chǎn)生功率觸發(fā)信號P一TRIG。閾值功率Pjh可設(shè)為入射功率的百分之幾。因此，匹配系統(tǒng)可獨立于電源而工作。在操作步驟S130中脈沖模式的確定可包括在操作步驟S131中確定是否為接通時間，在操作步驟S132中確定脈沖周期，以及在操作步驟S133中確定快脈沖模式與慢脈沖模式。在操作步驟S131中是否為接通時間的判斷確定前向功率是否大于閾值功率或功率觸發(fā)信號P—TRIG是否為高(即接通時間)。如果是接通時間，則在操作步驟S140中進行匹配狀態(tài)的檢測以確定匹配系統(tǒng)是否處于容許的狀態(tài)。如果在操作步驟S140中匹配狀態(tài)的檢測期間匹配系統(tǒng)不處于容許狀態(tài)，則在操作步驟S150中提取控制參數(shù)并在操作步驟S160中進行匹配系統(tǒng)的控制。此外，如果在操作步驟S140中匹配狀態(tài)的檢測期間匹配系統(tǒng)處于容許狀態(tài)，則在操作步驟S112中去除噪聲并在操作步驟S120中進行輸電線路的電特性的測量，而無需在操作步驟S150中提取控制參數(shù)并在操作步驟S160中控制匹配系統(tǒng)。操作步驟S150中控制參數(shù)的提取包括在S150a中根據(jù)阻抗的幅值是否大于特定阻抗(通常約為50ohm)而提取控制參數(shù)，以及根據(jù)阻抗的相位是否大于0°而提取控制參數(shù)。在操作步驟S150中控制參數(shù)的提取可以有所變化。在操作步驟S130中脈沖模式的確定可包括操作步驟S132中的脈沖周期的確定。當(dāng)前向功率大于閾值功率時，可通過功率觸發(fā)信號P一TRIG輸出"高"或電源觸發(fā)信號RFJTRIG而計算出脈沖周期。根據(jù)脈沖周期，在操作步驟S133中分成快脈沖模式與慢脈沖模式。根據(jù)每個脈沖模式，可設(shè)置控制參數(shù)?？刂茀?shù)用于在關(guān)斷時間期間控制匹配系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的變化實施例，可從外部設(shè)置快脈沖模式與慢脈沖模式。如果為快脈沖模式，匹配系統(tǒng)在關(guān)斷時間期間使用先前接通狀態(tài)的控制參數(shù)工作。例如，控制參數(shù)是控制構(gòu)成匹配系統(tǒng)的可變電抗裝置的變量。控制參數(shù)是用于調(diào)整可變電抗裝置的阻抗的電機控制裝置的輸入變量。如果是快脈沖模式，電機在關(guān)斷時間期間運轉(zhuǎn)從而可避免因頻繁地工作和停止而引起的電機的耐用性惡化的問題并可提高電機的可靠性。此外，由于脈沖周期短而使接通時間與下一次接通時間之間的匹配條件偏離不大，故控制參數(shù)差異不大。因此，匹配條件可在更短時間內(nèi)30實現(xiàn)。另一方面，如果為慢脈沖模式，匹配系統(tǒng)被控制處于空閑狀態(tài)。例如，控制匹配系統(tǒng)的控制參數(shù)以便維持可變電抗裝置的值。在慢脈沖模式中，電機可在關(guān)斷時間期間停轉(zhuǎn)。在關(guān)斷時間期間，匹配系統(tǒng)中的可變電抗裝置的值不顯著偏離匹配點。在操作步驟S134判斷電源在臨界關(guān)斷時間CJDFF一T期間是否處于關(guān)斷時間狀態(tài)。臨界關(guān)斷時間C一OFFJT可設(shè)為大約2秒。如果關(guān)斷時間狀態(tài)超過臨界關(guān)斷時間C—OFF一T，則電源可連續(xù)地看作關(guān)斷。g卩，匹配系統(tǒng)可變換到預(yù)設(shè)狀態(tài)。預(yù)設(shè)狀態(tài)是當(dāng)電源不供電時匹配系統(tǒng)的狀態(tài)。在操作步驟S135中，控制參數(shù)設(shè)置為預(yù)設(shè)狀態(tài)，并因此控制匹配系統(tǒng)。圖33是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的脈沖模式匹配方法的流程圖。其中省略了重疊部分的說明。如果是接通時間，在操作步驟S140中執(zhí)行匹配狀態(tài)的測試以便確定匹配系統(tǒng)是否處于容許狀態(tài)。如果在操作步驟S140中匹配系統(tǒng)不在容許狀態(tài)，則在操作步驟S150中進行控制參數(shù)的提取并在操作步驟S160中進行匹配系統(tǒng)的控制。此外，如果在操作步驟S140中匹配系統(tǒng)處于容許狀態(tài)，則在操作步驟S112中進行噪聲的去除并在操作步驟S120中進行輸電線路的電特性的測量，而無需在操作步驟S150中提取控制參數(shù)并在操作步驟S160中控制匹配系統(tǒng)。在操作步驟S150中電氣參數(shù)的提取可包括在操作步驟S151中將輸電線路的電特性轉(zhuǎn)換為歸一化特征向量，在操作步驟S152中通過在分析坐標(biāo)中分析特征向量而提取位移向量，以及在操作步驟S153中將位移向量轉(zhuǎn)換為控制參數(shù)。操作步驟S153中位移向量向控制參數(shù)的轉(zhuǎn)換可包括在操作步驟S1531中將位移向量轉(zhuǎn)換為約化設(shè)備向量以及在操作步驟S1532中將該約化設(shè)備向量轉(zhuǎn)換為驅(qū)動向量。圖34是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的快模式脈沖匹配方法的時序圖。輸電線路的電壓RF—V隨著時間流逝而周期性地接通/關(guān)斷。因此，入射功率(或前向功率P一AVG)隨著電源接通而增加，隨著電源關(guān)斷而降低。當(dāng)入射功率大于閾值功率P一th時，產(chǎn)生功率觸發(fā)信號P一TRIG。如果入射功率大于閾值功率P一th，則產(chǎn)生用于驅(qū)動匹配系統(tǒng)的電機的控制參數(shù)CP。在接通時間期間，控制參數(shù)CP在達(dá)到匹配狀態(tài)前可根據(jù)阻抗或反射系數(shù)隨著時間流逝而變化。在關(guān)斷時間期間，控制參數(shù)CP繼續(xù)保持接通時間的控制參數(shù)的最后的值。因此，匹配系統(tǒng)的電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。當(dāng)通過測試達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT-1)時，則控制參數(shù)CP復(fù)位。從而電機停轉(zhuǎn)。圖35是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的快模式脈沖匹配方法的時序圖。輸電線路的電壓RF—V隨著時間流逝而周期性地接通/關(guān)斷。因此，入射功率(或前向功率P一AVG)隨著電源接通而增加，隨著電源關(guān)斷而減少。電源輸出與其接通/關(guān)斷同步的電源觸發(fā)信號RF一TRIG。通過電源觸發(fā)信號RF一TRIG,可識別出電源的脈沖周期與接通/關(guān)斷間隔。在快脈沖模式的關(guān)斷時間期間，控制參數(shù)CP保持與先前接通狀態(tài)的控制參數(shù)相同的值。如果通過測試達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT4)，則控制參數(shù)CP復(fù)位。從而電機停轉(zhuǎn)。圖36是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的快模式脈沖匹配方法的時序圖。參照圖36，輸電線路的電壓RF—V隨著時間流逝而周期性地接通/關(guān)斷。因此，入射功率(或前向功率？_八丫0)隨著電源接通而增加，隨著電源關(guān)斷而減少。于是，輸入功率(或前向功率P-AVG)在RF電源接通時增加而在RF電源關(guān)斷時減少。如果入射功率大于閾值功率PJh，則產(chǎn)生功率觸發(fā)信號P一TRIG。如果關(guān)斷時間狀態(tài)保持的時間大于臨界關(guān)斷時間C一OFFJT，則可認(rèn)為電源連續(xù)地處于關(guān)斷狀態(tài)。于是，設(shè)置控制參數(shù)為預(yù)設(shè)狀態(tài)。臨界關(guān)斷時間可以是大約2秒。圖37是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的快模式脈沖匹配方法的時序圖。參照圖37，在輸電線路隨著時間流逝而周期性地接通/關(guān)斷之前的CW時間期間，電源可工作于CW模式。入射功率(或前向功率P一AVG)隨著電源接通而增加，隨著電源關(guān)斷而減少。如果輸入功率大于閾值功率P一th，則產(chǎn)生功率觸發(fā)信號P一TRIG。在CW時間中，匹配系統(tǒng)可能達(dá)到也可能達(dá)不到匹配狀態(tài)。例如，如果在CW時間中未達(dá)到匹配狀態(tài)，控制參數(shù)CP可改變?yōu)槊}沖模式狀態(tài)。在CW模式之后，如果電源工作于脈沖模式，則當(dāng)通過快模式達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT4)時，控制參數(shù)CP復(fù)位。另一方面，如果電源在達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT-1)后隨著時間流逝而偏離匹配狀態(tài)，則改變控制參數(shù)以重新達(dá)到匹配狀態(tài)。S卩，當(dāng)電源達(dá)到匹配狀態(tài)之后，即使由于特性改變而偏離了匹配狀態(tài)，也能重新達(dá)到匹配狀態(tài)。圖38根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的慢模式脈沖匹配方法的時序圖。參照圖38，輸電線路的電壓RF一V隨著時間的流逝而周期性地接通/關(guān)斷。因此，入射功率(或前向功率P—AVG)隨著電源接通而增加，隨著電源關(guān)斷而減少。當(dāng)輸入功率大于閾值功率Pjh時，產(chǎn)生功率觸發(fā)信號PJTRIG。當(dāng)平均輸入功率大于閾值功率Pjh時，則產(chǎn)生用于驅(qū)動匹配系統(tǒng)的電機的控制參數(shù)CP。一旦控制參數(shù)CP被輸入至電機驅(qū)動系統(tǒng)中，電機就運轉(zhuǎn)。在達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT-1)之前，接通時間狀態(tài)的控制參數(shù)隨著時間的流逝根據(jù)阻抗或反射系數(shù)而改變。在關(guān)斷時間狀態(tài)中，控制參數(shù)CP復(fù)位。因此，匹配系統(tǒng)的電機停轉(zhuǎn)。另一方面，如果通過測試達(dá)到匹配狀態(tài)(MAT-1)，則控制參數(shù)CP復(fù)位。從而，電機停轉(zhuǎn)。匹配系統(tǒng)圖27是本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的視圖。更詳細(xì)地，圖27是用于進一步描述圖7所示的電氣裝置100的匹配系統(tǒng)。參照圖7和圖27，本發(fā)明的匹配系統(tǒng)104包括執(zhí)行每個匹配操作步驟的處理單元200，以及可變電抗元件301和302。匹配系統(tǒng)104還可以包括測量輸電線路103的電特性的傳感器141。為了匹配電氣裝置100的阻抗，可變電抗元件301和302可以變化地控制電氣裝置100的電抗。例如，可變電容器或可變電感器可以作為可變電抗元件301和302使用。此外，如上所述，除可變電抗元件301和302外，匹配系統(tǒng)104還可以包括提供固定電抗的無源元件。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，匹配系統(tǒng)104可以是使用可變電容器作為可變電抗元件的L型(如圖8所示)。就功能方面而言，處理單元200包括測量結(jié)果分析單元201、特征向量提取單元202、位移向量提取單元203和驅(qū)動向量提取單元204。從形式方面來講，處理單元200可以包括實現(xiàn)功能部件201、202、203和204的功能的一個芯片或一個電子板。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，從形式方面而言，處理單元200可以是計算機，該計算機安裝有實現(xiàn)功能部件201、202、203和204的功能的軟件。測量結(jié)果分析單元201被配置用于分析由傳感器141測得的輸電線路103的電特性，從而生成輸出信息，所述輸出信息用作特征向量提取單元202的輸入信息。測量結(jié)果分析單元201的輸出信息可以是輸電線路103的復(fù)阻抗和復(fù)反射系數(shù)。傳感器M1測得的輸電線路103的電特性可以是輸電線路103的電流、電壓以及二者之間的相位差。特征向量提取單元202被配置為實現(xiàn)如圖16、圖19和圖20中的操作步驟S31的從輸電線路的測得電特性到歸一化特征向量Q的轉(zhuǎn)換。這樣，測量結(jié)果分析單元201的輸出信息被作為特征向量提取單元202的輸入信息使用。而且，特征向量Q包括至少兩個獨立物理量，所述獨立物理量與輸電線路的電特性相關(guān)并且將歸一化幅值作為其元素。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如上述的特征向量的選擇部分并如方程2所示，特征向量Q可以定義為二維向量，所述二維向量的元素包括反射系數(shù)的實部Re(Sj和虛部lm(S丄位移向量提取單元203被配置為實現(xiàn)如圖16、圖19和圖20中的操作步驟S32的位移向量dG的提取，位移向量dG是在分析坐標(biāo)系統(tǒng)中通過分析特征向量Q提取的。這樣，特征向量提取單元202的輸出信息被用作位移向量提取單元203的輸入信息。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如上述位移向量的確定部分所述并如方程7所示，位移向量dG可以定義為包括反射系數(shù)的虛部(-Im(Sj)和實部Re(Sj作為其元素的二維向量。另一方面，通過對比方程2和方程7，除了元素位置顛倒和符號改變以外，特征向量Q和位移向量dG相同。因此，特征向量Q和位移向量dG能夠在實現(xiàn)上述匹配過程的匹配系統(tǒng)中，通過基本相同的過程和相同的處理單元獲得。如參照圖19和圖20所述，驅(qū)動向量提取單元204被配置為實現(xiàn)操作步驟S331中的從位移向量dG向約化設(shè)備向量dX'的轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)操作步驟S332中的從約化設(shè)備向量dX'向驅(qū)動向量V的轉(zhuǎn)換。如方程8和方程9所示，在操作步驟S331中從位移向量dG向約化設(shè)備向量dX'的轉(zhuǎn)換包括通過預(yù)定矩陣(即變換矩陣的逆矩陣T—。使位移向34量dG轉(zhuǎn)換。這里，變換矩陣T提供了在預(yù)定分析坐標(biāo)系統(tǒng)中處理特征向量Q的相位空間，并且還能夠按照上面的分析坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇部分中所描述的方法得出。也就是說，分析坐標(biāo)系統(tǒng)被選擇用于表示預(yù)定的相位空間，所述預(yù)定相位空間在數(shù)量上將匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性聯(lián)系起來。這樣，分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)選自與匹配系統(tǒng)的電特性相關(guān)的物理量，并且輸電線路的電特性表示為分析坐標(biāo)系統(tǒng)的選定坐標(biāo)中的一個點。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，分析坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)(以下稱為分析坐標(biāo))能夠用構(gòu)成匹配系統(tǒng)的可變電抗元件的電抗或?qū)Ъ{的函數(shù)表示，并且特征向量Q能夠表示為電抗空間或?qū)Ъ{空間中的一個點，并可以用上述相同步驟求出。分析坐標(biāo)系統(tǒng)被選擇用于單射映射匹配系統(tǒng)的電特性和輸電線路的電特性之間的數(shù)量關(guān)系。如方程12或16所示，操作步驟S332的從約化設(shè)備向量dX'向驅(qū)動向量V的轉(zhuǎn)換能夠由數(shù)控系數(shù)M和約化設(shè)備向量dX'的標(biāo)積獲得，或者由控制系數(shù)M、約化設(shè)備向量dX'和增益系數(shù)g的標(biāo)積獲得。在此，增益系數(shù)g可以是方程17、19或20中定義的值。處理單元200還包括控制器205、1/0信號處理單元206和數(shù)據(jù)存儲器207。1/0信號處理單元206被配置用于處理控制可變電抗元件301和302的數(shù)控信號。例如，1/0信號處理單元206可以包括各種傳統(tǒng)I/0接口中的一種(包括諸如RS232C的串口或諸如centronics接口的并口)。數(shù)控信號包括驅(qū)動向量V本身或由驅(qū)動向量V產(chǎn)生的信息。數(shù)據(jù)存儲器207用于臨時存儲在生成數(shù)控信號的一系列步驟中所使用的匹配參數(shù)以及在所述步驟中所產(chǎn)生的信息。這樣，數(shù)據(jù)存儲器207可以是諸如閃存的半導(dǎo)體存儲芯片或硬盤。控制器205被配置成控制測量結(jié)果分析單元201、特征向量提取單元204、1/0信號處理單元206和數(shù)據(jù)存儲器207的操作。除此之外，控制器205可以被配置成控制它們之間的信息交換以及可變電抗元件301和302的操作。另外，處理單元200還可以包括至少一個輔助單元，所示輔助單元被配置成完成如圖19所示的操作步驟S22和S23中的匹配狀態(tài)測試以及操作步驟S24中匹配參數(shù)的修改。更詳細(xì)地，該輔助單元可以被配置為進行用于匹配狀態(tài)測試的狀態(tài)參數(shù)的計算、匹配參數(shù)合適度的評估、旋轉(zhuǎn)矩陣角度的變化和增益系數(shù)的變化。構(gòu)成匹配系統(tǒng)104或處理單元200的元件被配置用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的上述匹配方法中的一種方法。然而，該結(jié)構(gòu)并不限于如圖27所示的實施例，并且能夠進行各種修改。脈沖匹配系統(tǒng)圖39是根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的視圖。參照圖39，根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)104包括用于執(zhí)行上述匹配操作的處理單元200和可變電抗裝置301與302。匹配系統(tǒng)104還可包括用于測量輸電線路103的電特性的傳感單元141。電源102可工作于脈沖模式?？勺冸娍寡b置301與302可以是用于可變地控制其電抗以匹配電氣裝置100的阻抗的裝置。例如，可變電容器與可變電感器可用作可變電抗裝置。如上所述，匹配系統(tǒng)104除了可變電抗裝置301與302以外，還可包括用于提供固定電抗的無源裝置?？勺冸娍寡b置301與302可包括用于改變其值的電機與電機控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，匹配系統(tǒng)104可以是使用可變電容器作為可變電抗裝置的L型(參照圖8)。就功能方面而言，處理單元200可包括噪聲去除單元210、測量結(jié)果分析單元201，脈沖模式處理單元211以及控制參數(shù)提取單元212。在結(jié)構(gòu)性方面，處理單元200可包括至少一個被制造用于執(zhí)行上述單元210、201、211與212的功能的芯片或電子板。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，從結(jié)構(gòu)方面來說，處理單元200可以是安裝于計算機中用于執(zhí)行上述單元210、201、211與212的功能的軟件。測量結(jié)果分析單元201配置用于分析由傳感單元141測得的輸電線路103的電特性，并隨后產(chǎn)生輸出信息用作控制參數(shù)提取單元212的輸入信息。測量結(jié)果分析單元201的輸出信息可包括復(fù)阻抗、復(fù)反射系數(shù)以及輸電線路103的入射功率P-AVG。由傳感單元141測得的輸電線路103的電特性可以是輸電線路103的電流、電壓以及二者之間的相位差。噪聲去除單元210可使用帶通濾波器或鎖定檢測器。例如，鎖定檢測器可以僅提取電源的驅(qū)動頻率分量。36根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制參數(shù)提取單元212可包括特征向量提取單元、位移向量提取單元以及驅(qū)動向量提取單元。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，控制參數(shù)提取單元212可以是用于如圖32中所示的通過阻抗的絕對值或相位而提取控制參數(shù)的裝置。處理單元200還可包括控制器205、輸入/輸出(1/0)信號處理單元206以及數(shù)據(jù)存儲器207。1/O信號處理單元206配置用于處理控制可變電抗裝置301和302的數(shù)值控制信號。例如，1/0信號處理單元可包括各種1/0接口之一(包括諸如RS232C的串口或諸如centronics接口的并口)。數(shù)值控制信號可包括驅(qū)動信號V或控制參數(shù)本身，或從它們產(chǎn)生的信息。數(shù)據(jù)存儲器207臨時存儲在產(chǎn)生數(shù)值控制信號的一系列步驟中所使用的匹配參數(shù)以及在所述步驟中所產(chǎn)生的信息。這樣，數(shù)據(jù)存儲器207可以是諸如閃存的半導(dǎo)體存儲芯片或硬盤。控制器205被配置用于控制測量結(jié)果分析單元201、脈沖模式處理單元211、控制參數(shù)提取單元212、1/0信號處理單元206和數(shù)據(jù)存儲器207的操作。此外，控制器205可以被配置用于控制它們之間的信息交換以及可變電抗元件301和302的操作。圖40是根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的視圖。參照圖40，根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)可包括與一個負(fù)載101連接的第一匹配系統(tǒng)104a與第二匹配系統(tǒng)104b。連接于匹配系統(tǒng)104a與104b的電源的頻率可以各不相同。此外，每個電源可工作于脈沖模式與CW模式中的至少一種模式。將省略每個匹配系統(tǒng)的重疊部分的描述。圖41是根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的視圖。參照圖40，根據(jù)本發(fā)明的匹配系統(tǒng)可包括與一個負(fù)載101a連接的第一匹配系統(tǒng)104a以及與一個負(fù)載101b連接的第二匹配系統(tǒng)104b。連接于第一與第二匹配系統(tǒng)104a與104b的電源的頻率可以各不相同。此外，每個電源可工作于脈沖模式與CW模式的至少之一。將省略每個匹配系統(tǒng)的重疊部分的描述。等離子體腔系統(tǒng)如圖7所示，本發(fā)明的匹配系統(tǒng)104可以用于電氣裝置100的阻抗匹配，電氣裝置100將等離子體系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高頻感應(yīng)加熱裝置和輸電線路中的一種作為負(fù)載ioi。下面，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，參照附圖28對在各個應(yīng)用領(lǐng)域中的半導(dǎo)體裝置的制造過程所使用的等離子體腔裝置進行描述。然而，包括本發(fā)明的匹配系統(tǒng)的電氣裝置并不限于上述裝置。也就是說，本發(fā)明的匹配系統(tǒng)可以用于各種通過阻抗匹配方法或其簡單變化而需要進行阻抗匹配的電氣裝置。圖28是包括根據(jù)本發(fā)明一個實施例的阻抗匹配系統(tǒng)的等離子體腔裝置的視圖。參照圖7和圖28，該實施例的等離子體腔裝置900包括腔室901，其提供裝載半導(dǎo)體基底的空間；用于在腔室901中產(chǎn)生并控制等離子體的上電極911和下電極912;以及分別向上電極911和下電極912提供電能的上電源921和下電源922。在上電極911和上電源921之間設(shè)置有用于連接它們的上輸電線路931，并且下電極912和下電源922之間設(shè)置有用于連接它們的下輸電線路932。在上輸電線路931和下輸電線路932上分別設(shè)置有測量它們的電特性的上傳感器941和下傳感器942。此外，在上輸電線路931和下輸電線路932上分別設(shè)置有上匹配系統(tǒng)951和下匹配系統(tǒng)952，從而使施加到上電極911和下電極912上的電能最大化。另外，等離子體腔裝置900還包括用于控制傳感器、匹配系統(tǒng)和電源的控制器960。上匹配系統(tǒng)951和下匹配系統(tǒng)952中的至少一個匹配系統(tǒng)可以被構(gòu)造為可以實現(xiàn)本發(fā)明的匹配方法之一。例如，上匹配系統(tǒng)951和下匹配系統(tǒng)952可以是如圖27所示的包括處理單元200的匹配系統(tǒng)104。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，即使匹配系統(tǒng)未從RF電源接收另外的觸發(fā)信號，其也能自己測量入射功率并能獨立工作于脈沖模式或CW模式。因此，匹配系統(tǒng)可工作于幾Hz和/或占空比低于大約10y。的脈沖模式中。上面公開的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說明性的而不是限定性的，并且所附權(quán)利要求旨在覆蓋落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的所有的修改、改進和其它實施例。因而，為使法律允許的范圍最大，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物的最寬的可允許解釋確定，并且不受前面的詳細(xì)說明書的限制或限定。38權(quán)利要求1.一種包括電源、負(fù)載、輸電線路以及匹配系統(tǒng)的電氣裝置的匹配方法，該方法包括下列步驟測量所述輸電線路的電特性；確定所述電源的脈沖模式；從所述輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)；以及通過所述控制參數(shù)控制所述匹配系統(tǒng)，其中，所述匹配系統(tǒng)根據(jù)所述脈沖模式被有區(qū)別地控制。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述電源的脈沖模式的確定包括確定所述電源處于接通狀態(tài)時的接通時間間隔以及所述電源處于關(guān)斷狀態(tài)時的關(guān)斷時間間隔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使用控制所述電源的操作的電源觸發(fā)信號或者所述電特性，從而確定所述接通時間間隔與所述關(guān)斷時間間隔。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述電源的脈沖模式的確定還包括確定由所述電源從第i個接通狀態(tài)變換到第i+l個接通狀態(tài)的間隔所定義的脈沖周期，其中，通過根據(jù)所述脈沖周期而有區(qū)別地設(shè)置所述控制參數(shù)以控制所述匹配系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述電源的脈沖模式的確定還包括當(dāng)所述脈沖周期大于預(yù)定時間時將所述脈沖模式確定為慢脈沖模式以及當(dāng)所述脈沖周期小于預(yù)定時間時將所述脈沖模式確定為快脈沖模式，其中，通過根據(jù)所述電源的脈沖模式而有區(qū)別地設(shè)置所述控制參數(shù)以控制所述匹配系統(tǒng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)所述脈沖模式為慢脈沖模式時，所述電源使得所述匹配系統(tǒng)在所述關(guān)斷時間間隔期間處于空閑狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)所述脈沖模式為快脈沖模式時，所述電源在所述關(guān)斷時間間隔期間通過所述控制參數(shù)控制所述匹配系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，如果所述電源的關(guān)斷時間間隔的持續(xù)時間大于臨界關(guān)斷時間，則所述匹配系統(tǒng)通過將所述控制參數(shù)設(shè)置為預(yù)設(shè)狀態(tài)而被控制。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述電源的脈沖模式的確定還包括在確定所述電源的脈沖模式之前進行預(yù)定時間的連續(xù)波模式。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輸電線路的電特性的測量還包括去除所述輸電線路的噪聲。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，使用鎖定檢測去除所述輸電線路的噪聲。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述輸電線路的電特性中提取用于所述阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括將所述輸電線路的電特性轉(zhuǎn)換為歸一化特征向量；通過在分析坐標(biāo)中分析所述特征向量而提取位移向量；將所述位移向量轉(zhuǎn)換為約化設(shè)備向量；以及將所述約化設(shè)備向量轉(zhuǎn)換為驅(qū)動向量。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述輸電線路的電特性中提取用于所述阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括通過比較阻抗的絕對值與特征阻抗而提取控制參數(shù)；以及通過比較阻抗的相位與基準(zhǔn)值而提取控制參數(shù)。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述輸電線路的電特性中提取用于所述阻抗匹配的控制參數(shù)的方法包括通過所述輸電線路的電特性的測得阻抗計算負(fù)載阻抗；以及通過所述負(fù)載阻抗提取控制參數(shù)。15.—種包括電源、負(fù)載、輸電線路以及匹配系統(tǒng)的電氣裝置的匹配裝置，該裝置包括傳感單元，其用于測量所述輸電線路的電特性；測量結(jié)果分析單元，其用于處理所述電特性；脈沖模式處理單元，其用于根據(jù)所述電源處理脈沖模式；控制參數(shù)提取單元，其用于從所述輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)；以及控制器，其用于根據(jù)所述脈沖模式通過所述控制參數(shù)控制所述匹配系統(tǒng)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的匹配裝置，其中，所述脈沖模式處理單元被配置用于確定所述電源處于接通狀態(tài)時的接通時間間隔與所述電源處于關(guān)斷狀態(tài)時的關(guān)斷時間間隔。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的匹配裝置，其中，所述脈沖模式處理單元被配置用于當(dāng)脈沖周期大于預(yù)定時間時將所述脈沖模式確定為慢脈沖模式，當(dāng)脈沖周期小于預(yù)定時間時將所述脈沖模式確定為快脈沖模式，并根據(jù)所述電源的脈沖模式而有區(qū)別地設(shè)置控制參數(shù)。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的匹配裝置，其中，所述測量結(jié)果分析單元還包括用于從所述輸電線路的電特性中去除噪聲的噪聲去除單元。全文摘要本發(fā)明提供了一種阻抗匹配方法及實施該方法的匹配系統(tǒng)。該方法包括測量輸電線路的電特性；確定電源的脈沖模式；從輸電線路的電特性中提取用于阻抗匹配的控制參數(shù)；以及通過控制參數(shù)控制匹配系統(tǒng)，其中，根據(jù)脈沖模式對匹配系統(tǒng)有區(qū)別地加以控制。文檔編號H02J3/00GK101436850SQ200810167390公開日2009年5月20日申請日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日發(fā)明者李容官,李相元,金宰顯申請人:株式會社普來馬特