(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定点信号を受信し，負荷へ出力する無線周波数（ＲＦ）電力信号を発生する電力発生器であって，前記電力発生器の順電力出力が前記設定点信号に基づいている，電力発生器と，
前記ＲＦ電力信号に基づいて順電力帰還信号と逆電力帰還信号とを発生し，前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とを前記電力発生器に伝えるＲＦセンサと，
前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とを受信し，かつ前記電力発生器へ出力する前記設定点信号を発生するコントローラと，
前記順電力帰還信号と，前記逆電力帰還信号と，前記順電力出力の所望のレベルを表わす外部設定点信号とを受信する設定点修正器であって，前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号の比に基づいて順電力限界を計算しかつ前記順電力限界によって表された第１順電力出力と前記外部設定点信号によって表された第２順電力出力のうちの低い方の１つに基づいて前記コントローラへ前記設定点信号の所望のレベルを表わす修正設定点信号を出力する前記設定点修正器と
を含むケーブル長感度を低めたＲＦ電力発生器システム。
【請求項２】
請求項１記載のＲＦ電力発生器システムにおいて，前記コントローラは前記修正設定点信号として前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうちの小さい方の値を選択するＲＦ電力発生器システム。
【請求項３】
請求項２記載のＲＦ電力発生器システムにおいて，前記電力発生器は前記コントローラへ出力される供給電流帰還信号と温度帰還信号とを発生する電力モジュールを含むＲＦ電力発生器システム。
【請求項４】
請求項２記載のＲＦ電力発生器システムにおいて，前記設定点修正器と前記コントローラとは統合されるＲＦ電力発生器システム。
【請求項５】
請求項４記載のＲＦ電力発生器システムにおいて，前記設定点修正器は前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とから前記順電力限界を計算するためにルックアップ・テーブルと公式とのうちの１つを含むＲＦ電力発生器システム。
【請求項６】
請求項５記載のＲＦ電力発生器システムにおいて，前記電力発生器は電力増幅器を含み，前記公式はガンマと，最大電力損失供給電流と供給電圧と前記電力増幅器の出力電圧とのうちの少なくとも１つとに基づいて前記順電力限界を決定するＲＦ電力発生器システム。
【請求項７】
負荷へ向けて無線周波数（ＲＦ）電力信号を発生するＲＦ電力発生器を制御する方法であって，
前記ＲＦ電力信号に基づいて順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生するステップと，
前記順電力帰還信号を感知するステップと，
前記逆電力帰還信号を感知するステップと，
前記ＲＦ電力信号の順出力電力の所望のレベルを表わす外部設定点信号を受信するステップと，
前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号の比に基づいて順電力限界を計算するステップと，
前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうちの低い方の１つに基づいて前記ＲＦ電力発生器を制御するステップと
を含む方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって，
前記順電力限界と前記外部設定点とのうちの小さい方の値を選択するステップと，
電力モジュールに前記小さい方の値を伝送するステップと
を含む方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって，
前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とを発生するため前記ＲＦ電力発生器内のＲＦセンサを使用するステップ
を更に含む方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって，
前記ＲＦ電力発生器内の前記電力モジュールを使用して供給電流帰還信号と温度帰還信号とを発生するステップ
を更に含む方法。
【請求項１１】
請求項７記載の方法において，前記順電力限界はルックアップ・テーブルと公式とのうちの１つを使用して計算される方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において，前記電力発生器は電力増幅器を含み，前記公式はガンマと，前記順電力限界と，電力損失と供給電流と供給電圧と前記電力増幅器の出力電圧とのうちの少なくとも１つとの間の関係を定める方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において，前記公式は，
ａ）  第１ＶＳＷＲで最大電力損失を伴う０と半波長との間のケーブル長を識別するステップと，
ｂ）  複数のＶＳＷＲについてステップａ）を繰り返すステップと，
ｃ）  前記ＶＳＷＲの各々について，前記最大電力損失を有する前記ケーブル長に対する順電力の関数として電力損失の数学的近似を決定するステップと，
ｄ）  ＶＳＷＲとガンマとのうちの１つの関数として前記数学的近似をパラメータ化するステップと
によって計算される方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において，前記数学的近似は線形近似である方法。
【請求項１５】
負荷へ向けてＲＦ電力信号を発生する無線周波数（ＲＦ）電力発生器と前記負荷との間のケーブル長の変動に対する感度を低めるために前記ＲＦ電力発生器を制御する方法であって，
ａ）  第１ＶＳＷＲで最大電力損失を伴う０と半波長との間のケーブル長を識別するステップと，
ｂ）  複数のＶＳＷＲについてステップａ）を繰り返すステップと，
ｃ）  前記ＶＳＷＲの各々について，前記最大電力損失を有する前記ケーブル長に対する順電力の関数として電力損失の数学的近似を決定するステップと，
ｄ）  ガンマの関数として前記数学的近似をパラメータ化するステップと，
ｅ）  前記パラメータ化に基づいて順電力限界公式を定めるステップと，
ｆ）  前記順電力限界公式で以てコントローラをプログラムするステップと
を含む方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法であって，
順電力帰還信号を感知するステップと，
逆電力帰還信号を感知するステップと
を更に含む方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって，
外部設定点信号を受信するステップと，
前記順電力限界公式に基づいて順電力限界を計算するステップと
を更に含む方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって，
前記順電力限界と前記外部設定点信号とに基づいて前記ＲＦ電力発生器を制御するステップ
を更に含む方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法であって，
前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうち小さい方の値に等しい修正設定点信号を発生するステップ
を更に含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線周波数（ＲＦ）電力発生器用コントローラ、特にケーブル長感度を低めたＲＦ電力発生器用コントローラに関する。
【０００２】
【発明の背景】
多くのＤＲＦ電力発生器は、ＲＦ出力電力を調整しかつ負荷不整合、過供給電圧、及び過動作温度に因る増幅器損傷を防止するコントローラを含む。それらのコントローラはまた、１つ以上の電力装置の故障後の損傷を最小限にする。図１は、電力モジュール１１とコントローラ１２を含む典型的無線周波数（ＲＦ）電力発生器１０を示す。電力モジュール１１は、ＲＦ励磁器１４から信号を受信し、それらの信号を増幅し、かつそれらの信号を負荷１６へ送出する。電力モジュール１１は、励振器（ｄｒｉｖｅｒ）１８と最終増幅器２０を含む。電力モジュール１１は、接地帰路を持つ遠隔電池２６に結合されるケーブル２４を通して直流電力を受ける。ケーブル２４は、実質的分布インピーダンスを持つことがある。コントローラ１２は、増幅器３０、周波数補償コンデンサ３４、及び緩衝器３８を含む。コントローラ１２は、制御入力４０と帰還信号４２を受信しかつ制御電圧４４を発生し、制御電圧は励振器１８の利得を変動させる。
【０００３】
コントローラ１２は、正規状態の間中出力電力を調整し及び異常状態の間中電力モジュール１１を保護する。コントローラ１２は、最大帰還信号と帰還トランンジューサの公称動作レベルに従って選択されている基準入力との間の誤差を小さくするために負帰還を採用する。電力モジュール１１からの帰還信号は、ＲＦ検出器５４と５６によって発生される順電力信号５０と逆電力信号５２を含む。検出器５４と５６は、典型的に、指向性結合器６０のサンプリング・アームに結合される。他の帰還信号は、最終増幅器２０に熱的に結合されるサーミスタ６４からの温度信号６２を含む。差動電圧帰還信号６６と７０は、（電流サンプリング抵抗器７２を通しての）電力モジュール１１への直流入力電流に比例する。励振信号７４は、励振電流を最終増幅器２０へ帰還させる。帰還信号７６は、励振器１８に供給される制御電圧４４を帰還させる。
【０００４】
正規状態の下で、順電力信号５０を除く帰還信号の全ては小さい。コントローラ１２は、順電力信号５０が基準設定点に近似的に等しくなるまで、制御信号４４を増大させる。異常状態の下で、他の帰還信号は増大しかつ順電力信号５０を超える。例えば、負荷１６が不整合になる又は除去されるとき逆電力信号５２は増大する。順電力信号５０の相当する増大なしで制御信号４４を増大させることは、負荷不整合又は最終増幅器２０の機能不良を表示する。所与の出力電力に対する過制御電圧は、典型的に励振器１８内の問題に相当する。低直流入力電流は、負荷不整合、故障励振器１８、又は故障最終増幅器２０を表示する。大直流入力電流又は高最終増幅器２０温度は、コントローラ１２が電力モジュール１１上の順電力需要を減少させるべきことを表示する。これらの状態の１つ以上が起こるとき、コントローラ１２は、最大帰還信号を基準設定点に近似的に等しく維持するために電力モジュール１１への制御信号４４を減少させる。
【０００５】
ＲＦ電力発生器１０を保護する在来方法はまた、典型的に、測定電力発生器パラメータと各パラータに対するハード設定点限界の組を採用する。例えば、最大反射電力を６００ワット（Ｗ）に、最大電力増幅器（ＰＡ）電流を４０アンペア（Ａ）に、及び最大ＰＡ損失を１８００Ｗに制限する。この保護技術は、有害負荷（ａｄｖｅｒｓｅ  ｌｏａｄ）からＲＦ電力発生器１０を保護するには有効であるが、しかしＲＦ電力発生器１０と負荷１６との間のケーブルの長さを変動させるとき繰り返し可能な性能を与えない。
【０００６】
図２は、先行技術に従う簡単化電力発生器制御システム１００を例示する。ＲＦ電力発生器制御システム１００は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１０４、負荷１０６、及びコントローラ１０８を含む。電力モジュール１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温度１１４のような）電力モジュール帰還信号１０９を発生する。ＲＦセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６と逆電力帰還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号１１５を発生する。電力モジュール帰還信号１０９、ＲＦセンサ帰還信号１１５、及び外部設定点信号１２０は、コントローラ１０８に入力される。コントローラ１０８は、電力モジュール設定点信号１２４を発生し、この信号を電力モジュール１０２に入力する。電力モジュール設定点信号１２４は、電力モジュール１０２によって出力される順電力を制御する。
【０００７】
基本的制御技術は、（順電力帰還信号１１６、逆電力帰還信号１１８、ＰＡ供給電流１１０、及び装置温度１１４のような）種々の検出器からの負帰還信号を供給することである。正規動作の間中、順電力帰還信号を除く帰還信号の全ては、比較的小さい。この場合、コントローラ１０８は、電力モジュール１０２の順電力帰還１１６を調整するために電力モジュール設定点信号１２４を増減する。不整合負荷状態の下では、他の帰還信号、例えば、電力モジュール１０２内の電力増幅器への供給電流１１０は、順電力帰還信号１１６よりも優勢である。これは、コントローラ１０８に電力モジュール設定点１２４を下げさせることになる。電力モジュール１０２は、負荷１０６へ送出される順電力を減少させる原因になる。
【０００８】
この保護技術は、有害負荷からＲＦ電力発生器を保護するには有効であるが、しかし電力モジュール１０２（ＲＦセンサ１０４）と負荷１０６との間のケーブル長（Ｌ）を変動させるときは繰り返し可能な性能を与えない。ケーブル長Ｌの変化は位相偏移を導入し、位相偏移は高インピーダンス負荷を低インピーダンス負荷に変換させることがある。負荷インピーダンスの変化は、電力モジュール１０２内の電力増幅器の電流引出し（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｒａｗ）の増減を引き起こす。インピーダンス偏移は、電力増幅器の供給電流制限ループが電力モジュール設定点１２４を下げる又は上げる原因となる。これは、立ち代わって、たとえ電圧定在波比（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ；  ＶＳＷＲ）が変化していなくても、ＲＦ電力発生器制御システム１００が非位相偏移の場合よりも少ない又は多い電力を送出する原因となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造のような、繰返し性が非常に重要である応用では、ケーブル長又は負荷位相に対する感度を低めたＲＦ電力発生器を有することが非常に望ましいことがある。例えば、プラズマ送出システムは、精確に制御された状態と繰返し性を必要とする。或る施設は、他よりもチェンバから電力発生器ラックまで長い距離を有することがある。したがって、これらのシステムは、異なって動作することになる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に従う無線周波数（ＲＦ）電力発生器システムは、負荷へ出力されるＲＦ電力信号を発生する電力発生器を含む。そのＲＦ電力発生器は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。コントローラは、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を受信する。コントローラは、電力発生器へ出力される設定点信号を発生する。設定点修正器は、順帰還信号、逆帰還信号、及び外部設置点信号を受信する。設定点修正器は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号に基づいて順電力限界を計算する。設定点修正器は、順電力限界と外部設定点信号のうちの１つに基づいてコントローラへ修正設定点信号を出力する。
【００１１】
本発明の他の特徴では、コントローラは、順電力限界と外部設定点信号のいずれか小さい方の値を選択する。電力発生器はＲＦセンサを含み、ＲＦセンサは順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。電力発生器は電力モジュールを含み、電力モジュールは供給電流帰還信号と温度帰還信号を発生しこれらの信号をコントローラへ出力する。
【００１２】
本発明の他の特徴では、設定点修正器とコトローラは統合される。設定点修正器は、順電力限界を計算するためにルックアップ・テーブルと公式のうちの１つを含む。公式は、順電力帰還信号、逆電力帰還信号、及び最大電力損失に基づいて順電力限界を決定する。
【００１３】
本発明の応用性の更に他の領域は、以下に掲げた詳細な説明から明らかになる。いうまでもなく、詳細な説明と特定例は、本発明の好適実施の形態を示すが、例示目的のみを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図しているのではない。
【００１４】
本発明は、詳細な説明と添付図面から更に充分に理解されることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
好適実施の形態についての次の説明は、単に性質上の例証でありかつ本発明、その応用、又は用途を制限することをいずれにしても意図しているわけではない。
【００１６】
図２は、先行技術に従う電力発生器制御システム１００を例示する。電力発生器制御システム１００は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１０４、負荷１０６、及びコントローラ１０８を含む。電力モジュール１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温度１１４のような）電力モジュール帰還信号１０９を発生する。ＲＦセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６と逆電力帰還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号１１５を発生する。電力モジュール帰還信号１０９、ＲＦセンサ帰還信号１１５、及び外部設定点信号１２０は、コントローラ１０８に入力される。コントローラ１０８は、電力モジュール設定点信号１２４を発生しこの信号を電力モジュール１０２に入力する。
【００１７】
図３Ａと３Ｂを参照する。図２からの参照符号は、同じ要素を識別するのに適当な所では使用される。改善されたＲＦ電力発生器制御システム２００は外部設定点修正モジュール２０４を含み、このモジュールはＶＳＷＲ又はガンマに基づいて順電力限界を計算しかつ順電力限界と外部設定点のうちの小さい方を選択する。外部設定点信号１２０は、外部設定点修正モジュール２０４に入力される、順電力帰還信号１１６と逆電力帰還信号１１８は、外部設定点修正モジュール２０４に入力される。外部設定点修正モジュール２０４は、修正外部設定点信号２０８を発生し、この信号をコントローラ２１０に入力する。修正外部点設定信号２０８は、順電力限界と外部設定点のうちの小さい方に等しい。
【００１８】
外部設定点修正モジュール２０４は、好適には、プロセッサとメモリによって実行されるアルゴリズムとして実施される。外部設定点修正モジュール２０４は、ハードワイヤード回路としてまた実施されることがあり及び／又は（図３Ｂに示したように）コントローラ２１０と統合されることがある。外部設定点修正モジュール２０４は、下に更に説明するようにＳＰＩＣＥシミュレーション又は限界試験データから導出される公式又はルックアップ・テーブルを採用する。その公式とルックアップ・テーブルは、所与のＶＳＷＲ（又はガンマ）に対する順電力限界を定める。その公式とルックアップ・テーブルは、実際のＶＳＷＲ（又は実ガンマ）に基づいて実時間に順電力限界を計算するために使用される。ガンマとＶＳＷＲは、次のように順電力と逆電力に関係する。
【００１９】
【数１】
0004011363.tif 000002
【００２０】
計算された順電力限界は、帰還制御システムの入力で使用される。設定点修正モジュール２０４は、ＲＦ電力発生器制御システム２００に対する設定点として外部設定点信号又は順電力限界のいずれか小さい方を選択する。これに代えて、設定点修正モジュール２０４は、順電力限界を計算し、順電力限界と外部設定点を選択のためにコントローラ２１０に伝送することができる。電力増幅器（ＡＰ）供給電流１１０、装置温度１１４、及びその他の信号は、コントローラ２１０が構成要素故障のような異常状態に反応することを許すために、保持される。ＲＦ電力発生器制御システム２００内で、順電力限界は、電力モジュール１０２と負荷１０６との間の位相長にかかわらず、所与のＶＳＷＲに対して一定のままである。電力モジュール１０２とＲＦセンサ１０４との間の距離は一定であるという理由で距離ＬはＲＦセンサ１０４と負荷１０６との間で示されることに注意。
【００２１】
本発明は、ケーブル長変動又はその他の位相変動にかかわらず、ＲＦ電力発生器によって供給される順電力の繰返し性を改善する。ＲＦ電力発生器は、それが最悪ケース負荷に送出できる電力を送出するように限定される。負荷インピーダンスは、電力増幅器への供給電流１１０及び装置温度１１４のような変量よりも敏速に変化するから、ＲＦ電力発生器制御システム２００は、負荷１０６により敏速に反応する。結果として、ＲＦ電力発生器は、その電力増幅器へのより小さい供給電流及びより低い装置温度を経験し、これがＲＦ電力発生器の長期信頼性を改善する。
【００２２】
公式とルックアップ・テーブルを決定する１つの適当な方法を図４に例示する。当業者が納得するように、本発明の精神と範囲に反することなく他の方法を採用することもできる。ステップ２５０で、最悪ケース・ストレス・データを電力設定点と負荷との関数として収集する。各ＶＳＷＲに対する最悪ケース・ストレス・データを決定するためには、種々のケーブル長を使用して電力増幅器内の最大電力損失を決定する。最大電力損失を伴うケーブル長を決定すると、その電力損失を順電力の関数としてプロットする。当業者が納得できるように、最悪ケース・ストレス・データは電力損失に加えて他のシステム電圧と電流を使用して決定することができる。例えば、電力増幅器電流、電力増幅器供給電圧、電力増幅器トランジスタ・ピーク出力電圧、及びその他のシステム電圧と電流を採用することができる。
【００２３】
例えば、ＶＳＷＲ＝２に対するデータ・テーブルを図５Ａに示す。負荷位相は、スミス・チャート（Ｓｍｉｔｈ  Ｃｈａｒｔ）の回りの度数を指す。スミス・チャートの回りの３６０゜は、半波長に相当する。異なった型式のケーブルについてケーブル長を決定するためには、ケーブルの動作周波数と速度係数（ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を採用する。テフロン（Ｒ）ケーブルを採用するとき、スミス・チャートの１回りは、２３．２３メートル（２５．１９フィート）に相当する。ポリプロピレン・ケーブルについては、半波長距離は、２１．９０メートル（２３．９５フィート）（２２メートル（２４フィート）はしばしば良好な近似である）に相当する。図５Ａは、ＶＳＷＲ＝２に対する負荷位相の関数としての定格電圧での電力増幅器内の電力損失を示す。図５Ｂは、種々のＶＳＷＲに対する負荷位相の関数としての電力増幅器内の電力損失を例示するグラフである。この例では、最悪電力損失は、０度近くで起こった。異なった電力増幅器は、異なった結果をもたらすことになる。
【００２４】
最悪ケース電力損失を識別した後、識別した負荷を使用して順電力の関数として電力損失をプロットする。ステップ２５４で方程式を電力損失対順電力データに当てはめる。当てはめる方程式は、線形方程式、二次方程式、又はその他の適当な方程式であり得る。しかしながら、好適には、各ＶＳＷＲに当てはめる方程式の形は、同じである。図６、７、８、及び９に例示した例では、ｙ＝ｍｘ＋ｂの形をした線形方程式をＶＳＷＲ＝１，２，３及び無限大に対する最悪ケース・データに当てはめる。
【００２５】
ステップ２５８で、方程式の系列の係数をＶＳＷＲの関数としてパラメータ化する。図１０で判るように、線形方程式の「ｍ」パラメータは、順電力とＶＳＷＲ（又はガンマ）の関数として三次元関数、すなわち、Ｐdissを定める。次いで、ステップ２６２で、公式又はルックアップ・テーブルを発生する。
【００２６】
或る１つの例を通して作業して、１：１，１．５：１，２：１，３：１，５：１、及び無限大：１のＶＳＷＲ負荷の最悪位相電力損失に対する電力損失Ｐdiss対順電力Ｐfwd についてグラフを発生する。次いで、直線を各グラフに当てはめかつ勾配（ｍ）と偏り（ｂ）を図１０Ａに示したように抽出する。二次当てはめがこの例では１：１と１．５：１のＶＳＷＲ負荷に対してより良好に働くが、直線当てはめも高い方のＶＳＷＲ値に対してまた充分に働く。直線当てはめをこの例では選択した。
【００２７】
次に、図１０Ｂに示したように、反射係数（Γ）の関数として勾配（ｍ）をグラフで表しかつこのデータに曲線を当てはめて関数ｍ（Γ）を発生する。ｂパラメータはΓに関してほとんど変化せず、それであるからｂを一定に維持することができる。ｂは、モデルをより保存的にするために及びより大きい電力損失ヘッドルームを設けるために、また調節することができる。
【００２８】
関数Ｐdmax（Ｐfwd ，Γ）は、所与のＶＳＷＲ（又はΓ）スミス・チャート円に対するＰＡの最大損失を推定する直線の系列を発生する。所与のＶＳＷＲでより少ない電力損失を伴う他のケーブル長があるが、しかし目指すのは電力増幅器内の電力損失の最悪ケースを識別することである。ｂ＝１００を使用することは、１．５：１以外の負荷で最良な当てはまりを与える。しかしながら、ｂ＝２００は、同様に１．５：１に対しても保存的数字を与える。
【００２９】
【数２】
0004011363.tif 000003
【００３０】
次のデータは、モデルが実データに優に匹敵することを証拠立てる。すなわち、Ｐdmax（３０００，０）＝１０１０Ｗ-３０００Ｗでの５０オーム負荷内への推定最大損失（実際は８２２Ｗ）。Ｐdmax（３０００，０．２）＝１１４４Ｗ-３０００Ｗでの１．５：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１１８９Ｗ）。Ｐdmax（２４００，０．３３３）＝１１６２Ｗ-２４００Ｗでの２：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１１００Ｗ）。Ｐdmax（１８００，０．５）＝１２３０Ｗ-１８００Ｗでの３：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１１３１Ｗ）。Ｐdmax（６００，１）＝１１０６Ｗ-６００Ｗでの無限大ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は９９１Ｗ）。
【００３１】
損失が１２００Ｗに等しい順電力を見付けるために、
【００３２】
【数３】
0004011363.tif 000004
【００３３】
このディレーティング（ｄｅｒａｔｉｎｇ）関数は、３０００Ｗ順電力仕様に優に匹敵する。すなわち、Ｐfmax（０）＝３７０２Ｗ（仕様は１：１内への３ｋＷ）、Ｐfmax（０．２）＝３１７８Ｗ（仕様は２：１内への２４００Ｗ）、Ｐfmax（０．３３３３）＝２４９４Ｗ（仕様は３：１内への１８００Ｗ）、Ｐfmax（０．５）＝１７４８Ｗ（仕様は３：１内への１８００Ｗ）、及びＰfmax（１）＝６６２．４Ｗ（仕様は無限大：１内への６００Ｗ）。図１１を参照すると、スミス・チャートは、本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムを採用するとき種々のＶＳＷＲに対する順電力対負荷を示す。「＋」符号は、ケーブル長サンプルを表す。中央の環（ｒｉｎｇ）はＶＳＷＲ＝１．５：１に相当する。「８０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝２：１に相当する。「６０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝３：１に相当する。「４０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝５：１に相当する。外側の環はＶＳＷＲ＝無限大：１に相当する。納得できるように、ＲＦ電力発生器は、位相変動に不感応性である。
【００３４】
当業者が納得できるように、順電力信号と反射電力信号は、図１に例示した方向性結合器、電圧／電流プローブ、又はいずれか他の適当なソースによって与えることができる。公式又はルックアップ・テーブルを決定するための入力データは、ＳＰＩＣ（Ｒ）シミュレーション又は実験測定を使用して決定することができる。更に、公式又はルックアップ・テーブルは、最小二乗技術のような多数の線形当てはめ技術又は非線形当てはめ技術を使用することによって決定することができる。順電力限界の計算は、アナログ信号プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル・コンピュータ、又はいずれか適当な装置によって遂行することができる。同様に、閉ループ制御は、アナログ又はディジタルであり得る。
【００３５】
当業者が上の説明から納得できるように、本発明の広範な教示は種々の形で実施することができる。したがって、この発明をそれの特定例と関連して説明してきたが、本発明の真の範囲をそのように限定してはならない。というのは、本発明の他の変形実施の形態は、本発明の図面、明細書、及び添付の特許請求の範囲を検討するならば当業者に明らかになるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コントローラを含む先行技術に従うＲＦ電力発生器のブロック図である。
【図２】先行技術に従うＲＦ電力発生器の簡単化ブロック図である。
【図３Ａ】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムのブロック図であって、コントローラと外部設定点修正モジュールを個別に備えた図。
【図３Ｂ】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムのブロック図であって、コトローラと外部設定点修正モジュールを組み合わせて備えた図である。
【図４】本発明に従いガンマ又はＶＳＷＲの関数として順電力を決定する手順のステップを説明する流れ図である。
【図５Ａ】ＶＳＷＲ＝２：１に対する負荷位相と電力設定点の関数として電力損失を示すデータ・テーブル。
【図５Ｂ】種々のＶＳＷＲに対する負荷位相の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図６】本発明に従い１：１のＶＳＷＲに対する順電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図７】本発明に従い２：１のＶＳＷＲに対する順電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図８】本発明に従い３：１のＶＳＷＲに対する順電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図９】本発明に従い無限大：１のＶＳＷＲに対する順電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図１０Ａ】本発明に従い種々のＶＳＷＲでの最悪ケース負荷に対するモデル・パラメータを示す図であって、二次モデル・パラメータと線形モデル・パラメータを含むデータ・テーブル。
【図１０Ｂ】ガンマの関数として電力損失「ｍ」パラメータをパラメータ化するプロットを表す図である。
【図１１】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムについての種々のＶＳＷＲに対する結果の順電力対負荷を示すスミス・チャートを描いた図である。
【符号の説明】
１０  ＲＦ電力発生器
１１  電力モジュール
１２  コントローラ
１６  負荷
１８  励振器
２０  最終増幅器
２４  ケーブル
２６  遠隔電池
１００  ＲＦ電力発生器制御システム
１０２  電力モジュール
１０４  ＲＦセンサ
１０６  負荷
１０８  コントローラ
２００  改善ＲＦ電力発生器制御システム
２０４  外部設定点修正モジュール
２１０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
0004011363.tif 000007
【図３Ｂ】
0004011363.tif 000008
【図４】
0004011363.tif 000009
【図５Ａ】
0004011363.tif 000010
【図５Ｂ】
0004011363.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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