在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法、装置、设备及介质

1.一种在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，该方法包括：获取射频腔的束流 I b 、腔压 V c 及前向电压 V f ；基于腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 建立腔体微分方程；将腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 按照幅值与相角分解为极坐标形式；分别计算腔压 V c 的幅度信号 r 与相位信号 ϕ 的数值微分 和 ；将数值微分 和 代入腔体微分方程逐点计算腔体的半带宽 ω h 和腔体失谐Δ ω ，继而获得腔体的动态有载品质因数 Q L 和动态失谐Δ f ，其中：基于腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 建立的腔体微分方程为：其中， 为腔压 V c 的微分， r/Q 为腔体的几何因子； ω 0 为腔体谐振频率， ω h 为腔体半带宽，Δ ω 为动态腔体失谐， Q E 为外部品质因数， t 为时间。 2.根据权利要求1所述的在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，将腔压 V c 、前向电压 V f 和束流 I b 按照幅值与相角分解为极坐标形式为： ；其中， 、 、 均为腔压 V c 、前向电压 V f 和束流 I b 的幅值， 、 、 均为腔压 V c 、前向电压 V f 和束流 I b 的相角。 3.根据权利要求2所述的在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，将数值微分 和 代入腔体微分方程逐点计算腔体的半带宽 ω h 和腔体失谐Δ ω ，继而获得腔体的动态有载品质因数 Q L 和动态失谐Δ f ，包括：将 和 代入的腔体微分方程： ；其中， ω E =1/ Q E ， B = ω 0 ( r/Q )/2；将上式按照实部和虚部分解得到： ；将 ω h 与Δ ω 视为未知数，将其他物理量视为系数，分别求解上述两个一元一次方程得到极坐标下 ω h 和腔体失谐 Δω 的计算公式： ；腔体的动态有载品质因数 Q L 和动态失谐Δ f 的计算公式为： 。 4.根据权利要求2所述的在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，获取射频腔的束流 I b 、射频腔的腔压 V c 及前向电压 V f ，包括：根据射频腔上设置的束流流强探测器测量得到的束流流强及束流位置探测器测量得到的束流相位构建束流 I b * ；在线测量射频腔的腔体取样信号 P t 及腔体入射信号 P f ，将腔体取样信号 P t 、腔体入射信号 P f 下变频为中频信号，通过对上述中频信号采样以及I/Q解调分别得到射频腔的腔压 V c * 及前向电压 V f * ；将束流 I b * 、腔压 V c * 及前向电压 V f * 的归一化得到束流 I b 、腔压 V c 及前向电压 V f 。 5.根据权利要求2所述的在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，计算腔压 V c 的幅度信号 r 与相位信号 的数值微分 和 采用两点中心差分法或者四点中心差分法。 6.根据权利要求5所述的在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的方法，其特征在于，计算腔压 V c 的幅度信号 r 与相位信号 的数值微分之前还包括相位信号的解卷绕的步骤，使腔压 V c 的相位信号 变得连续。 7.一种在线测量射频腔动态有载品质因数和动态失谐的装置，其特征在于，该装置包括：信号获取单元，被配置为获取射频腔的束流 I b 、腔压 V c 及前向电压 V f ；方程构建单元，被配置为基于腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 建立腔体微分方程；分解单元，被配置为将腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 按照幅值与相角分解为极坐标形式；数值微分单元，被配置为分别计算腔压 V c 的幅度信号 r 与相位信号 的数值微分 和 ；计算单元，被配置为将数值微分 和 代入腔体微分方程逐点计算腔体的半带宽 ω h 和腔体失谐Δ ω ，继而获得腔体的动态有载品质因数 Q L 和动态失谐Δ f ，其中：基于腔压 V c 、前向电压 V f 及束流 I b 建立的腔体微分方程为：其中， 为腔压 V c 的微分， r/Q 为腔体的几何因子； ω 0 为腔体谐振频率， ω h 为腔体半带宽，Δ ω 为动态腔体失谐， Q E 为外部品质因数， t 为时间。 8.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。 9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。