RF功率放大和分配系统、等离子点火系统及其操作方法

摘要

本发明涉及RF功率放大和分配系统、等离子点火系统及其操作方法。具有多达N个气缸(152,153,154,155)的内燃机(150)的等离子点火系统(110)的实施例包括功率分配器(310)、N个相移器(332,333,334,335)、N个放大器(352,353,354,355)、功率组合器网络(370)以及多达N个辐射器件(396,397,398,399)。功率分配器(410)将输入RF信号(304)划分成N个划分的RF信号(322,323,324,325)。每个相移器将多个预定相移中的其中一个施加(412)于N个划分的RF信号中的其中一个以产生N个相移的RF信号(340,341,342,343)。所述N个放大器放大(414)所述N个相移的RF信号以产生N个被放大、相移的RF信号(360,361,362,363,364)。功率组合器网络组合(416)所述N个被放大、相移的RF信号以产生N个输出RF信号(384,385,386,387)。每个辐射器件接收所述N个输出RF信号中的其中一个，并且当所述输出RF信号的功率电平足够高的时候，产生(418)等离子放电。

说明书

技术领域

本发明所描述的主题的实施例大体涉及无线电频率(RF)功率 分配系统，并且更具体地说，涉及包括了用于将RF功率传送到内燃 机的多个气缸的RF功率分配系统的等离子点火系统。

背景技术

机动车辆的典型的内燃机包括多个气缸、与其相关的活塞、曲轴 (crankshaft)、燃料供给和排气系统(包括凸轮轴(camshaft)和相关的 阀)以及点火系统，该组合组成了车辆的主转矩生成子系统(primary  torque generation subsystem)。当活塞在气缸内被适当啮合(engage) 的时候，燃烧室由活塞的顶部、气缸侧壁和坐落在气缸顶部的气缸盖 限定。在发动机运转期间，通过在气缸内线性移动活塞，燃烧室的容 积发生变化。正是燃烧室容积的变化最终可以被转换成用于推进车辆 的转矩。

更具体地说，在二冲程和四冲程发动机中，燃烧室的容积在活塞 的压缩冲程和动力冲程期间分别减小和增加。在压缩冲程之前(即， 在进气冲程期间)，凸轮轴的旋转导致燃料进气阀打开，这就允许雾 化燃料被注入到室内以在室内产生一种燃料/空气混合物。在压缩冲程 期间，活塞被推向气缸盖(或朝向“上止点(top dead center)”位置)， 这就压缩了燃料/空气混合物，从而增加了混合物的热能。在活塞到达 上止点位置时或接近该位置，火花塞在燃烧室内产生了火花。火花点 燃了压缩的燃料/空气混合物，从而使其利用爆发力燃烧和膨胀。爆发 力启动了活塞的动力冲程，其间，爆炸燃料迫使活塞迅速远离气缸盖。 在随后的排气冲程中，凸轮轴旋转导致排气阀打开，因此允许燃烧室 内的气体(例如，废气)离开气缸。

每个活塞具有耦合于曲轴的连杆，并且在动力冲程期间，连杆对 曲轴施加了强线性力，曲轴将线性力转换为旋转力。为了保持曲轴旋 转，多个室内的燃烧被定时，以便由每个活塞施加在曲轴上的线性力 彼此异相。更具体地说，点火系统的分配器被用于以一种仔细定时和 正确的点火顺序将高电压从点火线圈路由到每个火花塞。与曲轴的旋 转力相关联的转矩最终可以被转换为轴和车轮的旋转，从而推进了车 辆。

在实践中，上述燃烧过程不是100％有效。例如，在每个燃烧循 环期间，在每个动力冲程之后一定量的未燃燃料残留在燃烧室内。并 且未燃燃料在排气冲程期间被排出到大气中。在燃烧循环期间保持未 燃的燃料数量影响了车辆的燃料效率。因此，发动机开发者力图改进 点火系统以提高在每个燃烧循环期间在每个室内被燃烧的燃料的比 例。

此外，燃料/空气混合物的燃烧产生了各种气体，这些气体通过车 辆的排气系统从车辆排出。例如，在典型的以石油为燃料的发动机中， 除了别的之外，废气包括氮氧化物(NO_x)、二氧化碳(CO₂)和一 氧化碳(CO)。当存在足够数量的时候，一些废气可能对人体和环境 有害。因此，发动机开发者也力图修改燃料和点火系统以减少排放到 环境中的潜在有害气体的数量。

附图说明

结合附图参考详细说明书和权利要求可以对本发明主题有更完 整的理解，其中在附图中，相似的参考符号表示相似的元件。

图1根据示例实施例，是四缸发动机的等离子点火系统的简化方 框图；

图2根据示例实施例，是说明了四缸发动机的分布式RF功率信 号的定时的时序图；

图3根据示例实施例，是RF功率放大和分配系统的示意图；

图4根据示例实施例，是操作包括了RF功率放大和分配系统的 等离子点火系统的方法的流程图。

具体实施方式

下面的详细说明书本质上仅仅是说明性的，并且不旨在限制本发 明主题的实施例或这些实施例的应用和使用。正如本发明所使用的， 词语“示例性的”和“示例”指“充当示例、实例或说明”。本发明中所描 述的任何作为示例性的或示例的实现不一定被解释为比其它实施优先 或有利。此外，不旨在被先前技术领域、背景技术、或以下详细描述 中的任何明示或暗示的理论所约束。

本发明主题的实施例包括等离子点火系统、相关的RF功率放大 和分配系统及其操作方法。正如将在下面更详细解释的，当与利用了 点火线圈和火花塞的传统内燃机相比的时候，这样的系统和方法可以 导致显著增加的燃料效率并减少被排放到环境中的潜在有害气体的数 量。类似于传统内燃机的点火系统，等离子点火系统起到在由活塞和 气缸布置限定的燃烧室内燃烧气体燃料的作用。然而，在等离子点火 系统中，燃烧是通过将高能量等离子放电到燃烧室，而不是在燃烧室 内产生相对低能量的火花来实现的。高能量等离子放电比火花更有效 地燃烧燃料。此外，等离子放电可以在燃烧室产生，该燃烧室具有比 用常规火花塞的燃烧室的可能压力显著更高的压力。因此，等离子点 火系统可以启用比传统点火系统更高的功率操作。

图1根据示例实施例，是包括了等离子点火系统110和内燃机150 的转矩生成系统100的简化方框图。例如，转矩生成系统100可以被 合并到机动车辆，并且转矩生成系统100可以起到用于推进车辆的转 矩的主要来源的作用。

内燃机150类似于传统内燃机，其中发动机150包括多个气缸 152-155、与其相关的活塞156-159和连杆160-163、曲轴164以及包 括了被配置以操作燃料进入和排出阀(未标号)的凸轮轴(未标号) 的燃料供给和排气系统166。如同传统内燃机，室170由内燃机150 内的每个活塞/气缸对限定，并且室170的容积在活塞的压缩冲程和动 力冲程期间分别减小和增加。然而，与传统内燃机相比，在图1的内 燃机150内，等离子点火系统110的辐射器件120-123在活塞到达上 止点位置时或接近该位置(例如，在气缸153内的活塞157的位置) 处在室170内产生了高能量等离子放电。等离子放电点燃了室170内 的压缩的燃料/空气混合物，从而使燃料利用爆发力燃烧和膨胀。爆发 力启动了活塞的动力冲程，其间，爆炸燃料迫使活塞156-159迅速远 离气缸盖。活塞的连杆160-163对曲轴164施加了强线性力，曲轴将 线性力转换为旋转力或转矩。与曲轴的旋转力相关联的转矩最终可以 被转换为轴和车轮旋转，从而能够推进车辆，其中系统100包含在该 车辆内。

同样类似于传统内燃机的操作，为了维持曲轴164的旋转，内燃 机150的多个室170内的燃烧被定时，以便由每个活塞156-159和连 杆160-163施加在曲轴164上的线性力彼此异相(例如，在四缸、四 冲程发动机中彼此异相大约90度)。

等离子点火系统110被配置以给每个辐射器件120-123提供高功 率RF能量以在每个室170内产生等离子放电。更具体地说，等离子 点火系统110被配置，以便提供给辐射器件120-123的高功率RF能 量被定时以在室170内实现异相、定时的等离子放电，并因此引起持 续的曲轴旋转。为了产生定时的等离子放电，等离子点火系统110包 括RF信号发生器112、前置放大器114、RF功率放大和分配系统118 以及辐射器件120-123。此外，正如后面将要讨论的，等离子点火系 统110还包括定向耦合器116和控制单元130。

RF信号发生器112被配置以产生RF信号140。例如，RF信号 140可以包括RF功率的周期性脉冲，其中每个脉冲在每个气缸152- 155的动力冲程的开始或其附近产生。每个脉冲的持续时间可以比每 个动力冲程的持续时间短。例如，每个脉冲的持续时间可以是每个动 力冲程的持续时间的大约10％-大约50％，并且每个脉冲可以被定时 以在每个动力冲程的开始时到达气缸。根据各种实施例，RF信号140 的RF功率可以在大约1.0兆赫兹(MHz)-大约6.0千兆赫(GHz) (例如，大约2.4千兆赫)范围内的频率被产生。在其它实施例中， RF功率的频率可以比上述给定范围更高或更低。

RF信号发生器112的输出耦合于前置放大器114的输入。在 各种实施例中，前置放大器114可以是单级放大器或多级放大器。本 质上，前置放大器114接收并放大由RF信号发生器112产生的RF 信号140，以产生放大的RF信号142，其中放大的RF信号142具有 足以能够使辐射器件120-123生成等离子放电的功率电平。例如，由 RF信号发生器112产生的RF信号140可以具有在毫瓦(mW)范围 内的功率电平，并且前置放大器114可以放大RF信号140以产生输 出RF信号142。例如，取决于由前置放大器114施加的增益量，在 实施例中前置放大器114可以产生具有从毫瓦范围(例如，低至1.0 毫瓦)直到几百瓦或数千瓦(W)(例如，直到或超过大约2.0千瓦 (kW))的功率电平的RF信号142。在替代实施例中，由RF信号 发生器112和/或前置放大器114产生的RF信号140、142的功率电 平可以比上述给定范围更高或更低。在替代实施例中，前置放大器114 可以从等离子点火系统110中排除。

在包括前置放大器114的实施例中，前置放大器114的输出耦合 到RF功率放大和分配系统118的输入。或者，在不包括前置放大器 114的实施例中，RF信号发生器112的输出耦合于RF功率放大和分 配系统118的输入。无论哪种方式，RF功率放大和分配系统118被 配置以接收由RF信号发生器112或前置放大器114产生的RF信号 (RF信号140或142)，并且将RF信号分配到与各个活塞/气缸对相 关联的辐射器件120-123。更具体地说，RF功率放大和分配系统118 被配置以给辐射器件120-123提供多个脉冲RF信号146-149。根据实 施例，在活塞156-159位于上止点或在其附近的时候(即，在动力冲 程的开始或接近动力冲程)，RF功率放大和分配系统118产生了至 每个辐射器件120-123的脉冲RF信号146-149，其中活塞156－159 耦合到与辐射器件120－123所耦合的气缸相同的气缸152－155。根 据另一个实施例，具有显著功率的仅一个RF信号146-149在任何给 定时间由RF功率放大和分配系统118提供给辐射器件120-123。

例如，图2根据示例实施例，是说明了四缸发动机(例如，图1 的发动机150)的分布式RF信号202、204、206、208的示例定时的 时序图。例如，每个分布式RF信号202、204、206、208可以由RF 功率放大和分配系统118产生并提供给辐射器件120-123中的一个。 更具体地说，图2说明了可以被提供给第一辐射元件的第一脉冲RF 信号246(例如，提供给辐射器件120的信号146)、可以被提供给第 二辐射元件的第二脉冲RF信号247(例如，提供给辐射器件121的 信号147)、可以被提供给第三辐射元件的第三脉冲RF信号248(例 如，提供给辐射器件122的信号148)以及可以被提供给第四辐射元 件的第四脉冲RF信号249(例如，提供给辐射器件123的信号149)。

正如前面提到的，各种实施例可以在四冲程、四缸发动机(例如， 发动机150)中被说明。因此，对于每个气缸152-155，每个时间周期 201-204对应于四冲程循环中的四冲程中的一个(例如，进气、压缩、 动力和排气冲程中的一个)。例如，如图2所示，在时间周期201中， 气缸152执行了压缩冲程，气缸153执行了动力冲程，气缸154执行 了进气冲程以及气缸155执行了排气冲程。此外，在时间周期201， 脉冲RF信号247被提供给与气缸153相关联的辐射器件121。脉冲 RF信号247导致辐射器件121在气缸153的燃烧室内产生等离子放 电，从而点燃了燃烧室内的压缩燃料并产生气缸153的动力冲程。同 样，在随后的时间周期202、203、204期间，脉冲RF信号246、248、 249分别被提供给与气缸152、154和155相关联的辐射器件120、122 和123。然后为每个气缸152-155重复四冲程循环。

再次参考图1，定向耦合器116被配置以检测提供给RF功率放 大和分配系统118的RF信号(例如，RF信号140或142)的前向和 反射功率，并产生指示了所检测的前向和反射功率电平的信号180。 根据闭环控制在其中被实现的实施例，控制单元130接收了功率电平 信号180，并基于信号180，给RF功率放大和分配系统118提供控制 信号182。正如在下面将要更详细描述的，控制信号182影响了被提 供给辐射器件120-123的脉冲RF信号146-149(例如，脉冲RF信号 246-249)的定时和/或衰减。在替代实施例中，等离子点火系统110 可以操作开环，并且控制单元130可以不从定向耦合器116接收功率 电平信号180(例如，定向耦合器116可以从系统110排除)。在这 样的实施例中，替代地，控制单元130可以接收触发输入(例如，通 过源自曲轴164的反馈信号188)，该触发输入给控制单元130指示 由RF功率放大和分配系统118提供给辐射器件120-123的脉冲RF信 号146-149的正确定时，并且控制单元130可以相应地提供控制信号 182到RF功率放大和分配系统118。根据实施例，控制单元130还 可以给RF信号发生器112和/或前置放大器114提供信号184、186， 信号184，186导致RF信号发生器112和/或前置放大器114增加或 减少RF信号140和/或放大的RF信号142的幅值。

如上所示，控制单元130还可以从发动机150接收一个或多个指 示了曲轴164的角位置的反馈信号188。该信息指示了每个活塞 156-159在每个气缸152-155内的位置，并且因此指示了每个气缸 152-155在四冲程循环内的状态。控制单元130可以使用反馈信号控 制进气阀和排气阀的定时(例如，通过控制凸轮轴的角旋转)。

正如以上所讨论的，RF功率放大和分配系统118被配置以接收 RF信号(例如，RF信号140或142)，并将放大的RF信号分配给 与各种活塞/气缸对相关联的辐射器件120-123(即，给辐射器件 120-123提供多个脉冲RF信号146-149)。根据各种实施例，RF功率 放大和分配系统118实现有一个或多个功率分配器、多个相移器、多 个放大器和功率组合器网络的组合，其中这些一起产生了多个以定时 方式提供给与气缸152-155相关联的辐射器件120-123的脉冲RF信号 (例如，图2的脉冲RF信号246-249)。此外，正如在下面将要更详 细描述的，RF功率放大和分配系统118的实施例可以包括多个可以 被控制以影响脉冲RF信号的幅值的衰减器。

图3根据示例实施例，是RF功率放大和分配系统300(例如， 图1的RF功率放大和分配系统118)的示意图。RF功率放大和分配 系统300包括输入端口302、功率分配器310、多个可变相移器332、 333、334、335、多个放大器352、353、354、355、功率组合器网络 370以及多个输出端口390、391、392、393。每个输出端口耦合于被 配置以当具有适当的刺激信号(例如，图2的RF信号246-249)的时 候生成等离子放电的辐射器件396、397、398、399(例如，图1的辐 射器件120-123)。此外，RF功率放大和分配系统300可以包括多个 可变衰减器336、337、338、339。

输入端口302耦合于功率分配器310的输入。功率分配器310 被配置以将在输入端口302接收的输入RF信号304(例如，图1的 放大的RF信号142)的功率分成四个输出RF信号322、323、324、 325。在所示的实施例中，功率分配器310包括第一双向分配器312， 其将输入RF信号304分成两个中间RF信号320、321，其中每个都 具有大约是输入RF信号304的功率电平的一半的功率电平。此外， 功率分配器310包括第二和第三双向分配器313、314，其中每个被配 置以接收并将中间RF信号320、321中的一个分成一组两个输出RF 信号322-325。根据实施例，每个输出RF信号322-325都具有大约是 相应中间RF信号320、321的功率电平的一半的功率电平。因此，每 个输出RF信号322-325可以具有大约是输入RF信号304的功率电平 的四分之一的功率电平。在替代实施例中，功率分配器310可以被配 置以将输入信号分成不等功率的信号。此外，在其它替代实施例中， 功率分配器310的三个双向分配器312-314可以通过使用Wilkinson 功率分配器或单一四向分配器被实现。在其它替代实施例中，功率分 配器310可以被配置以将输入信号分成多于或少于四个的输出信号。

根据实施例，功率分配器310的每个输出耦合到可变相移器 332-335的输入。每个相移器332-335给RF信号322-325中的一个施 加相移。根据在下文被称为“90度组合器”的实施例，由四个相移器 332-335所施加的相移被施加，以便至功率组合器网络370的第一组 组合器372、373的每对信号输入彼此基本上90度异相。根据另在下 文中被称为“180度组合器”的实施例，由四个相移器332-335所施加 的相移被施加，以便至功率组合器网络370的第一组组合器372、373 的每对信号输入彼此基本上彼此同相或者彼此基本上180度异相。在 任一实施例中，由相移器332-335所施加的相移被选择，以便放大(由 放大器352-355)和组合(由功率组合器372-375)之后，大部分的 RF功率每次都被提供给一个输出端口390-393。更具体地说，根据实 施例，相移被施加，以便大部分RF功率被提供给耦合于正在执行其 动力冲程的那个气缸的输出端口390-393。

在实施例中，为了每次给一个输出端口390-393提供大部分RF 功率，由可变相移器332-335所施加的相移是动态可调节的。例如， 可变相移器332-335可以被包含在一个或多个模块中，例如模块330。 根据实施例，模块330被配置以接收一个或多个控制信号344(例如， 从图1的控制单元130接收的控制信号182)，并导致相移器332-335 基于控制信号344将相移施加于RF信号322-325。更具体地说，模块 330可以包括用于接收控制信号344的数字输入。该数字输入可以耦 合于数据接口(例如，串行接口(例如串行外围接口(SPI)或内部集 成电路(I2C)接口)未示出)。模块330的逻辑(未示出)可以基 于控制信号344确定由每个相移器332-335所施加的相移，并因此可 以使得相移器332-335将所确定的相移施加于RF信号322-325。与上 述模块330不同配置的相移系统可以被用于其它实施例，包括使用 PIN二极管、开关阵列等等实现的系统。

此外，在实施例中，可变衰减器336-339中的每个可以衰减由相 移器332-335产生的相对相移信号中的一个。衰减可以被施加以例如 补偿由放大器352-355导致的对于每个相移信号的放大的不等。可变 衰减器336-339可以如同可变相移器一样被包括在相同模块330中， 从而由可变衰减器336-339所施加的衰减电平可以基于一个或多个控 制信号344被确定。虽然相移器332-335被示为在可变衰减器336-339 之前，在替代实施例中，相移器332-335和衰减器336-339可以顺序 颠倒。在替代实施例中，可变衰减器336-339可以从系统中排除。

相移器332-335和/或衰减器336-339(如果包括的话)耦合于放 大器352-355，放大器352-355可以形成放大器模块350的一部分。在 各种实施例中，放大器352-355可以是单级放大器或多级放大器。无 论哪种方式，每个放大器352-355接收相移的(并且可能衰减的)信 号340-343中的一个，并放大该信号以产生相移的、放大的信号360、 361、362、363。根据实施例，放大的信号360-363具有一旦被功率组 合网络370组合，足以使得辐射器件396-399生成等离子放电的功率 电平。例如，根据实施例，每个放大器可以能够产生具有在大约200 瓦特(W)-大约500W范围内的功率电平的放大的信号360-363。最 终，正如将在后面更详细解释的，这导致了在输出端口390-393的其 中之一输出具有在大约800W-大约2.0千瓦(kW)范围内的功率电平 的输出RF信号384、385、386、387。在其它实施例中，放大器352-355 可以被配置以产生相移的、放大的信号360-363，其具有比上述给定 范围更大或更小的功率电平，和/或输出RF信号384-387的功率可以 比上述给定范围更大或更小。理想的是，每个放大器352-355提供了 在大约25分贝(dB)-大约40分贝(dB)(例如，大约30dB)范围内 的放大，虽然在其它实施例中，放大器352-355可以提供更高或更低 电平的放大。

功率组合器网络370包括多个功率组合器372-375，其被配置并 且耦合在一起以当具有适当相位的放大的RF信号360-363的时候， 在输出端口390-393之一产生高功率RF信号。根据实施例，第一组 功率组合器372、373耦合于放大器352-355，并且第二组功率组合器 374、375通过输出端口390-393耦合于辐射元件396-399。当功率组 合器372-375和辐射元件396-399的阻抗显著不匹配的时候，阻抗匹 配元件(未示出)可以被包括在第二组功率组合器374、375和辐射元 件396-399之间。

在90度组合器实施例中，每个功率组合器372-375是90度组合 器，例如混合正交组合器。因此，每个组合器372-375包括第一输入 端口(通常被称为“输入端口”)、第二输入端口(通常被称为“隔离端 口”)、第一输出端口(通常被称为“传输端口”)和第二输出端口(通 常被称为“耦合端口”)。每个第一和第二输入端口接收输入RF信号， 并且当输入RF信号彼此基本上90度异相的时候，输入RF信号在一 个输出端口增加(add)，而在另一个输出端口消减(cancel)。

相反，在180度组合器实施例中，每个功率组合器372-375是180 度组合器，例如混合环耦合器。类似于90度组合器实施例，在180 度的组合器实施例中，每个组合器372-375包括第一输入端口、第二 输入端口、第一输出端口和第二输出端口。每个第一和第二输入端口 接收了输入RF信号。当输入RF信号彼此基本上同相的时候，输入 RF信号在第一输出端口(通常被称为“sigma”端口)增加，而在第二 输出端口(通常被称为“delta”端口)消减。相反，当输入RF信号彼 此基本上180度异相的时候，输入RF信号在第二输出端口(或delta 端口)增加，而在第一输出端口(或sigma端口)消减。

在图3的实施例中，功率组合器网络370包括四个功率组合器 372-375，其包括第一组功率组合器372、373和第二组功率组合器374、 375。第一功率组合器372具有两个分别耦合于放大器352和353的输 出的输入端口。第二功率组合器373具有两个分别耦合于放大器354 和355的输出的输入端口。第一功率组合器372的第一输出耦合于第 三功率组合器374的第一输入，并且第一功率组合器372的第二输出 耦合于第四功率组合器375的第一输入。第二功率组合器373的第一 输出耦合于第三功率组合器374的第二输入，并且第二功率组合器373 的第二输出耦合与第四功率组合器375的第二输入。第三和第四功率 组合器374和375的第一和第二输出分别耦合于输出端口390-393中 的一个。

在90度组合器实施例中，由相移器332-335施加于RF信号 322-325的相移被选择以便提供给至第一功率组合器372的输入的第 一对放大的RF信号360、361彼此大约90度异相，并且以便提供给 至第二功率组合器373的输入的第二对放大的RF信号362、363也 彼此大约90度异相。这导致第一和第二功率组合器372、373中的每 一个在一个输出端口产生了中间RF信号380、381、382、383，其具 有大约是放大的RF信号360-363的功率电平的两倍的相对高功率电 平，同时在另一个输出端口提供了相对低或可忽略的振幅的信号。哪 个输出端口产生了相对高功率RF信号取决于哪个输入RF信号 360-363同相引导以及哪个输入RF信号360-363同相滞后。根据实施 例，相移是由相移器332-335施加的以便：a)中间RF信号380和382 同时具有彼此大约90异相的相对高功率电平并且中间RF信号381和 383具有相对低功率电平；或b)中间RF信号380和382具有相对低 功率电平并且中间RF信号381和383具有彼此大约90异相的相对高 功率电平。

第一对中间RF信号380、382被提供给第三功率组合器374的 输入，并且第二对中间RF信号381、383被提供给第四功率组合器 375的输入。接收了具有相对高功率电平的异相中间RF信号380-383 对的功率组合器374或375在一个输出端口产生了输出RF信号 384-387，输出RF信号384-387具有大约是中间RF信号380-383的 功率电平的两倍的更高功率电平(或大约是放大的RF信号340-343 的功率电平的4倍)，同时在另一个输出端口提供相对低或可忽略的 振幅的信号。而且，哪个输出端口产生了相对高功率RF信号取决于 哪个输入中间RF信号380-383同相引导以及哪个输入中间RF信号 380-383同相滞后。根据实施例，相移是由相移器332-335施加的，以 便在任何给定时间周期只有一个输出RF信号384-387具有相对高功 率电平，并且在该时间周期，每个其它输出RF信号384-387具有相 对低或可忽略的功率电平。例如，具有相对高功率电平的输出RF信 号384-387可以具有在大约5dB-大约15dB范围内的功率电平(例如， 大于0dB)，而具有相对低功率电平的输出RF信号384-387可以具 有在大约-300dB-大约-500dB范围内的功率电平(例如，小于-100 dB)。在其它实施例中，相对高和相对低功率电平的幅值和/或幅值的 差异可以不同于上述给定范围。

在180度组合器实施例中，由相移器332-335施加于RF信号 322-325的相移被选择以便提供给至第一功率组合器372的输入的第 一对放大的RF信号360、361彼此大约180度异相，并且以便提供给 至第二功率组合器373的输入的第二对放大的RF信号362、363也 彼此大约180度异相。这导致第一和第二功率组合器372、373中的每 个在一个输出端口产生了中间RF信号380、381、382、383，其具有 大约是放大的RF信号360-363的功率电平的两倍的相对高功率电平， 同时在另一个输出端口提供了相对低或可忽略的振幅的信号。哪个输 出端口产生了相对高功率RF信号取决于哪个输入RF信号360-363 同相引导以及哪个输入RF信号360-363同相滞后。根据实施例，相 移是由相移器332-335施加的以便：a)中间RF信号380和382同时 具有彼此大约180异相的相对高功率电平并且中间RF信号381和383 具有相对低功率电平；或b)中间RF信号380和382具有相对低功率 电平并且中间RF信号381和383具有彼此大约180异相的相对高功 率电平。

第一对中间RF信号380、382被提供给第三功率组合器374的 输入，并且第二对中间RF信号381、383被提供给第四功率组合器 375的输入。接收了具有相对高功率电平的异相中间RF信号380-383 对的功率组合器374或375在一个输出端口产生了输出RF信号 384-387，其具有大约是中间RF信号380-383的功率电平的两倍的更 高功率电平(或大约是放大的RF信号的功率电平的4倍)，同时在 另一个输出端口提供相对低或可忽略的振幅的信号。而且，哪个输出 端口产生了相对高功率RF信号取决于哪个输入中间RF信号380-383 同相引导以及哪个输入中间RF信号380-383同相滞后。根据实施例， 相移是由相移器332-335施加的，以便在任何给定时间周期，只有一 个输出RF信号384-387具有相对高功率电平，并且在该时间周期， 每个其它输出RF信号384-387具有相对低或可忽略的功率电平。例 如，具有相对高功率电平的输出RF信号384-387可以具有在大约 50dBm-大约65dBm范围内的功率电平，而具有相对低功率电平的输 出RF信号384-387可以具有在大约0dBm-大约40dBm范围内的功率 电平。在其它实施例中，相对高和相对低功率电平的幅值和/或幅值的 差异可以不同于上述给定范围。基于本发明的描述，本领域所属技术 人员应了解在其它实施例中，中间RF信号380-383可以以不同的配 置耦合于功率组合器374、375，并且可以以这样不同的配置中使用不 同的功率组合器来实现对输出RF信号384-387中的一个的基本相同 结果的引导能力。

在90度组合器或180度组合器实施例中，被提供有相对高功率 电平RF信号384-387的输出端口390-393对应于期望由相应辐射器件 396-399产生等离子放电的输出端口。如上所述，等离子放电每次仅 由一个辐射器件396-399产生，并且用于生成等离子放电的时间被控 制在与辐射器件396-399相关联的气缸的动力冲程的开始或其附近。 还参考图2，假设RF信号246表示提供给辐射器件396的信号，RF 信号247表示提供给辐射器件397的信号，RF信号248表示提供给辐 射器件398的信号以及RF信号249表示提供给辐射器件399的信号。

在下面对应于90度组合器实施例的表1给出了相移的示例，其 可以由每个相移器332-335施加以使RF功率放大和分配系统300每 次给一个辐射器件396-399提供相对高功率输出RF信号384-387。更 具体地说，每列对应于辐射器件396-399(“RD”)中的一个，并且每 行对应于相移器332-335(“PS”)中的一个。每列中的相移值(以度 为单位)表示相移的示例，该相移可以同时由每个相应相移器332-335 施加以使RF功率放大和分配系统300给对应于该列的辐射器件 396-399(即，与正在执行动力冲程的气缸相关联的辐射器件396-399) 提供相对高功率输出RF信号(例如，输出RF信号384-387中的一个)。

表1-每个气缸的动力冲程期间的相移

(90度组合器实施例)

表1的每列中所表示的相差组合表示了预定相差的示例，其中当 预定相差存在于被放大、相移的RF信号(例如，图3的被放大、相 移的RF信号360-363)之间的时候，其导致功率组合器网络(例如， 图3的功率组合器网络370)组合被放大、相移的RF信号以产生具 有相对高功率电平的一个输出RF信号(例如，图3的输出RF信号 384-387中的一个)，并产生具有相对低功率电平的剩余输出RF信号 (例如，图3的剩余三个输出RF信号384-387)。注意，虽然具体示 例相移已在上面的表1中被提供，并且这些示例相移在下面被讨论， 在其它实施例中，可替代地，不同于指定值的相移(例如，相移+/-15 度)可以被使用。此外，虽然各个示例实施例相移值是90度的倍数， 替代实施例可以实现是90度倍数加上或减去一定偏移的相移。例如， 参考表1的第一列(对应于周期202)，0度、90度、90度和180度 的示例相移可以被包括45度偏移的相移(即，45度、135度、135度 以及225度的相移)所替代。当然，在其它实施例中，不同于45度的 偏移也可以被使用。

例如，如表1所示，在与辐射器件396相关联的气缸的动力冲程 期间(例如，在图2的周期202)，相移器332将0度相移施加于RF 信号322，相移器333将90度相移施加于RF信号323，相移器334 将-90度相移施加于RF信号324以及相移器335将0度相移施加于 RF信号325。这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370， 其中放大的RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将 组合所有放大的RF信号360-363，以便只有输出RF信号384具有相 对高功率电平，而其它三个输出RF信号385-387具有相对低或可忽 略的功率电平。

同样，在与辐射器件397相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期201)，相移器332将0度相移施加于RF信号322，相 移器333将90度相移施加于RF信号323，相移器334将90度相移施 加于RF信号324以及相移器335将180度相移施加于RF信号325。 这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370，其中放大的 RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合所有放大 的RF信号360-363，以便只有输出RF信号385具有相对高功率电平， 而其它三个输出RF信号384、386和387具有相对低或可忽略的功率 电平。

同样，在与辐射器件398相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期203)，相移器332将180度相移施加于RF信号322， 相移器333将90度相移施加于RF信号323，相移器334将-90度相 移施加于RF信号324以及相移器335将180度相移施加于RF信号 325。这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370，其中 放大的RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合 所有放大的RF信号360-363，以便只有输出RF信号386具有相对高 功率电平，而其它三个输出RF信号384、385和387具有相对低或可 忽略的功率电平。

最后，在与辐射器件399相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期204)，相移器332将0度相移施加于RF信号322，相 移器333将-90度相移施加于RF信号323，相移器334将-90度相移 施加于RF信号324以及相移器335将180度相移施加于RF信号325。 这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370，其中放大的 RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合所有放大 的RF信号360-363，以便只有输出RF信号387具有相对高功率电平， 而其它三个输出RF信号384-386具有相对低或可忽略的功率电平。

在下面对应于180度组合器实施例的表2给出了相移的示例，该 相移可以由每个相移器332-335施加以使RF功率放大和分配系统300 每次给一个辐射器件396-399提供相对高功率输出RF信号384-387。 而且，每列对应于辐射器件396-399中的一个，并且每行对应于相移 器332-335中的一个。每列中的相移值(以度为单位)表示相移的示 例，该相移可以同时由每个相应相移器332-335施加以使RF功率放 大和分配系统300给对应于该列的辐射器件396-399(即，与正在执 行动力冲程的气缸相关联的辐射器件396-399)提供相对高功率输出 RF信号(例如，输出RF信号384-387中的一个)。

表2-每个气缸的动力冲程期间的相移

(180度组合器实施例)

表2的每列中所表示的相差组合表示了预定相差的示例，当预定 相差存在于被放大、相移的RF信号(例如，图3的被放大、相移的 RF信号360-363)之间的时候，其导致功率组合器网络(例如，图3 的功率组合器网络370)组合被放大、相移的RF信号以产生具有相 对高功率电平的一个输出RF信号(例如，图3的输出RF信号384-387 中的一个)，并产生具有相对低功率电平的剩余输出RF信号(例如， 图3的剩余三个输出RF信号384-387)。注意，虽然具体示例相移已 在上面的表2中被提供，并且这些示例相移在下面被讨论，在其它实 施例中，可替代地，不同于指定值的相移(例如，相移+/-15度)可以 被使用。此外，虽然各个示例实施例相移值是180度的倍数，替代实 施例可以实现是180度倍数加上或减去一定偏移的相移。例如，参考 表2的第二列(对应于周期201)，0度、0度、180度和180度的示 例相移可以被包括45度偏移的相移(即，45度、45度、225度以及 225度的相移)所替代。当然，在其它实施例中，不同于45度的偏移 也可以被使用。

例如，如表2所示，在与辐射器件396相关联的气缸的动力冲程 期间(例如，在图2的周期202)，相移器332将0度相移施加于RF 信号322，相移器333将0度相移施加于RF信号323，相移器334将 0度相移施加于RF信号324以及相移器335将0度相移施加于RF信 号325。换句话说，当被输入至第一组功率组合器372、373的时候， 两对放大的RF输入信号360、361和362、363基本上彼此同相。这 导致放大的RF信号360-363到达功率网络370，其中放大的RF信号 360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合所有放大的RF信 号360-363，以便只有输出RF信号384具有相对高功率电平，而其它 三个输出RF信号385-387具有相对低或可忽略的功率电平。

同样，在与辐射器件397相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期201)，相移器332将0度相移施加于RF信号322，相 移器333将0度相移施加于RF信号323，相移器334将180度相移施 加于RF信号324以及相移器335将180度相移施加于RF信号325。 换句话说，当被输入至第一组功率组合器372、373的时候，两对放大 的RF输入信号360、361和362、363彼此基本上同相，但是对间彼 此基本180度异相。这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器 网络370，其中放大的RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网 络370将组合所有放大的RF信号360-363，以便只有输出RF信号385 具有相对高功率电平，而其它三个输出RF信号384、386和387具有 相对低或可忽略的功率电平。

同样，在与辐射器件398相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期203)，相移器332将0度相移施加于RF信号322，相 移器333将180度相移施加于RF信号323，相移器334将180度相移 施加于RF信号324以及相移器335将0度相移施加于RF信号325。 换句话说，当被输入至第一组功率组合器372、373的时候，两对放大 的RF输入信号360、361和362、363彼此基本上180度异相。这导 致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370，其中放大的RF 信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合所有放大的 RF信号360-363，以便只有输出RF信号386具有相对高功率电平， 而其它三个输出RF信号384、385和387具有相对低或可忽略的功率 电平。

最后，在与辐射器件399相关联的气缸的动力冲程期间(例如， 在图2的周期204)，相移器332将0度相移施加于RF信号322，相 移器333将180度相移施加于RF信号323，相移器334将180度相移 施加于RF信号324以及相移器335将0度相移施加于RF信号325。 换句话说，再次，当被输入至第一组功率组合器372、373的时候，两 对放大的RF输入信号360、361和362、363彼此基本上180度异相。 这导致放大的RF信号360-363到达功率组合器网络370，其中放大的 RF信号360-363的相位关系确保功率组合器网络370将组合所有放大 的RF信号360-363，以便只有输出RF信号387具有相对高功率电平， 而其它三个输出RF信号384-386具有相对低或可忽略的功率电平。

基于本发明的描述，本领域所属技术人员将了解表1和表2中给 出的示例相移并不意味着限制。只要至任何功率组合器372-375的输 入信号的相移基本上90度异相(对于90度组合器实施例来说)或相 移基本上同相或基本上180度异相(对于180度组合器实施例来说)， 功率组合器网络370的功能基本上相同(即，每次提供具有相对高功 率电平的一个输出RF信号384-387)。例如，由相移器332-335施加 的相移不必是90度或180度的倍数。相反，每个相移可以从90度或 180度的倍数偏移。这些替代实施例旨在被包括在本发明主题的范围 内。

此外，根据本发明的描述，本领域所属技术人员还应了解所说明 的和描述的实施例容易地被修改以适用于具有多于或少于四个输出端 口(例如，四个输出端口390-393)的系统。因此，例如，RF功率放 大和分配系统的实施例可以被配置以用于三缸、六缸、八缸或十二缸 内燃机的等离子点火系统。在三缸实施例中，例如，输出端口(例如， 输出端口390-393)的一个可以用50欧姆(或者其它阻抗)负载来端 接，而不是耦合于被配置以生成等离子放电的辐射器件。此外，在包 括了四个以上气缸的实施例中，RF功率放大和分配系统可以被修改 以包括任何整数N的相移/放大路径，并且功率组合器网络370可以被 适当地修改以组合由相移/放大路径产生的N个RF信号以每次在N个 输出端口的仅仅一个端口产生单一、相对高功率RF信号。这些替代 实施例旨在被包括在本发明主题的范围内。

RF功率放大和分配系统300的各种组件和模块可以通过使用各种类 型的半导体技术并且以不同程度的集成度被结合在一起。例如，在高 度集成的系统中，功率分配器310、相移器332-335、衰减器336-339 (和/或模块330)、放大器352-355以及功率组合器网络370可以在 单一分立封装中或在可以被安装到印刷电路板(PCB)的单一模块中 被集成在一起。或者，这些组件的子集可以在分立封装中被集成在一 起，和/或以PCB级合并。例如，功率分配器310和/或功率组合器网 络370可以容易地以PCB级合并，并且相移器332-335、衰减器336-339 以及放大器352-355可以被包括在一个或多个分立封装中。此外，相 移器332-335、衰减器336-339以及放大器352-355可以在硅、砷化镓 (GaAs)、氮化镓(GaN)或其它半导体衬底的任何组合上被实现。 或者，其中的一些组件可以被实现为分立组件。根据具体实施例，放 大器352-355包括横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管，虽 然其它类型的晶体管也可以被使用。

图4根据示例实施例，是一种操作包括了RF功率放大和分配系 统(例如，图1、图3的RF功率放大和分配系统118、300)的等离 子点火系统的方法的流程图。根据实施例，该方法包括至少两个并行 过程，其中第一过程反映在块402-406中，而第二过程反映在块410-420 中。虽然这些过程将依次被讨论，但应了解，当系统在稳定状态下工 作的时候，它们将被并行执行，并且这些过程在等离子点火系统的操 作过程期间也被重复地执行。

根据实施例，在下面被称为“相移设置过程”的第一过程(即，块 402-406)包括确定并设置多个相移器(例如，图3的相移器332-335) 的相移以确保在耦合于辐射器件的气缸的动力冲程的开始，高功率RF 信号被提供给适当的辐射器件(例如，图3的辐射器件396-399之一)。 在下面被称为“RF信号放大和分配过程”的第二过程(即，块410-420) 包括接收并处理输入RF信号(例如，图1、图3的RF信号142、304) 以每次将高功率RF信号分配给一个输出端口。

首先参考块402，相移设置过程包括检测或确定将执行动力冲程 的下一个气缸(例如，图1的气缸152-155)。该确定可以例如由控 制单元做出(例如，图1的控制单元130)，其可以逐步查看指示了 每个气缸的当前冲程的状态图，以及因此执行动力冲程的下一个气缸 (即，目前正在执行压缩冲程的气缸)。或者，该确定可以基于感测 曲轴的角位置，并将该角位置与指示哪个气缸将下一个执行动力冲程 的信息做出关联来做出。确定哪个气缸将接下来执行动力冲程的其它 方法也可以被实现。

在块404中，由系统的相移器(例如，图3的相移器332-335) 施加的相移被确定(例如，通过图1的控制单元130)。更具体地说， 相移被确定以导致系统的功率组合器(例如，图3的功率组合器网络 370)将多个相移的RF信号(例如，图3的RF信号360-363)组合 在一起，以便组合后的信号将在耦合于辐射器件(例如，图3的辐射 器件396-399中的一个)的输出端口(例如，图3的输出端口390-393 中的一个)相加，其中该辐射器件耦合于要执行动力冲程的下一个气 缸。例如，该确定可以通过从相移的存储表访问气缸的相移值来做出 (例如，上面的表1或表2中的一个，取决于是实现90度还是180 度组合器实施例)。或者，该确定可以以某种其它方式做出。

在块406中，在气缸的动力冲程的开始或之前，相移器(例如， 图3的相移器332-335)被控制，以便它们将在块404所确定的相移 施加于输入RF信号(例如，图3的RF信号322-325)。例如，当相 移器构成有助于相移器数字控制的模块(例如，图3的模块330)的 一部分的时候，控制信号(例如，图1、图3的控制信号182、344) 可以被提供给指示相移的模块。该模块的逻辑随后进而可以控制每个 相移器以施加所确定的相移。通过执行块402-406，RF功率放大和 分配系统可以被动态地配置以在每个气缸的动力冲程期间产生至每个 气缸的辐射器件的相对高功率RF信号。

现在参考块410，RF信号放大和分配过程包括接收(例如，在 图3的输入端口302)并划分(例如，通过图3的功率分配器310)输 入RF信号(例如，图1、图3的RF信号142、304)。在实施例中， 这导致产生多个可以具有基本相同功率的RF信号(例如，图3的RF 信号322-325)。

在块412中，相移器(例如，图3的相移器332-335)将相移施 加于多个RF信号的每个信号，其中该相移对应于在块404和406所 确定和建立的相移。施加0度相移仍然被认为是相移，正如这些术语 在本发明中所使用的。正如先前所讨论的，在实施例中，一些或全部 所述多个RF信号也可以被衰减(例如，使用图3的衰减器336-339)。 在任何情况下，施加相移导致产生多个相移的RF信号(例如，图3 的RF信号340-343)。

在块414中，所述多个相移的RF信号被放大(例如，通过图3 的放大器352-355)以产生多个放大的、相移的RF信号(例如，图3 的RF信号360-363)。正如先前所讨论的，放大可以在一个或多个阶 段中被执行，并且每个放大器可以提供在大约25dB-大约40dB范围 内的放大，虽然在其它实施例中，放大器可以提供更高或更低水平的 放大。

在块416中，所述多个放大的、相移的RF信号被提供给RF功 率组合器网络(例如，图3的RF功率组合器网络370)。RF功率组 合器网络组合了放大的、相移的RF信号以在多个输出端口(例如， 图3的输出端口390-393)产生多个输出RF信号(例如，图1、图3 的输出RF信号146-149、384-387)。当RF功率组合器网络接收具有 适当的相位关系的放大的、相移的RF信号的时候，RF功率组合器网 络产生了一个具有相对高功率电平(例如，足以产生等离子放电的功 率电平)的输出RF信号，而剩余输出RF信号具有相对低功率电平 (例如，不足以产生等离子放电的功率电平)。

在块418中，输出RF信号被提供给耦合于气缸(例如，图1的 气缸152-155)的辐射器件(例如，图1、图3的辐射器件120-123、 390-393)。当输出RF信号的功率足够高的时候，RF信号将导致辐 射器件在气缸的燃烧室内产生等离子放电，从而启动了该气缸的动力 冲程。相反，当输出RF信号的功率不够高的时候，接收了该RF信 号的辐射器件将不会产生等离子放电。通过使用上述的方法，在每个 气缸的各自动力冲程期间，通过动态地调节提供给系统的RF功率组 合器网络的RF信号的相位，RF等离子点火系统可以在每个气缸内产 生等离子放电。

虽然图1-图4说明并对应于四缸发动机和被配置以在四冲程循环 的动力冲程期间在四个气缸中的每个气缸内产生等离子放电的等离子 点火系统，但应了解，各种实施例可以被修改以应用于具有多于或少 于四个气缸的发动机，并且应用于具有奇数气缸的发动机。更具体地 说，实施例可以被推广为应用于具有N个气缸的发动机，其中N是任 何合理的整数。因此，RF放大和分配系统的实施例可以被推广为包 括分配器，其将输入RF信号分成N个RF信号；N个相移器，其被 配置以将相移施加于N个RF信号以产生N个相移的RF信号；N个 放大器，其被配置以放大N个相移的RF信号以产生N个被放大、相 移的RF信号的以及包括了N个输入端口和N个输出端口的功率组合 器，其中功率组合器被配置以基于N个被放大、相移的RF信号之间 的相差组合并引导N个被放大、相移的RF信号朝向N个输出端口。

此外，应了解各种实施例可以在二冲程发动机和四冲程发动机中 被使用。此外，虽然各种实施例可以在机动车辆中被实现，这些实施 例也可以在其它化石燃料供电系统中被实现，包括发电机、景观美化 (例如，剪草机、杂草修剪机、鼓风机)、重型设备(例如，拖拉机、 起重机等等)、火车、飞机和船舶，仅举几个示例。此外，各种实施 例可以在需要分布式、高功率RF信号的其它类型的系统中实现。例 如，实施例可以在多天线通信系统(例如，多输入和/或多输出(MIMO) 系统和/或广播系统)，和/或在具有多个产生了RF能量以加热物体的 辐射器件的微波炉中被实现，仅举两个示例。在一些替代实施例中， 输入RF信号可以通过使用任何数量的调制技术被调制，其中这些技 术旨在使信息能够被传送和/或提供一些其它有利效果。

系统的实施例包括N个放大器和功率组合器网络。所述N个放 大器的每个放大器被配置以接收N个相移RF信号中的其中之一，并 且所述N个放大器还被配置以放大所述N个相移RF信号以产生N个 被放大、相移的RF信号。所述功率组合器网络具有N个输入端口和 N个输出端口。每个所述N个输入端口耦合于所述N个放大器的输出， 并且所述功率组合器网络被配置以组合所述N个被放大、相移的RF 信号以在所述N个输出端口产生N个输出RF信号。所述N个输出 RF信号的相对功率电平取决于所述N个被放大、相移的RF信号之 间的相差。

具有多达N个气缸的内燃机的等离子点火系统的实施例包括功 率分配器、N个相移器、N个放大器、功率组合器网络以及多达N个 辐射器件。所述功率分配器具有输入和N个输出，并且所述功率分配 器被配置以将在所述输入上接收的输入RF信号划分成N个划分的RF 信号，并且在所述N个输出上提供所述N个划分的RF信号。所述N 个相移器中的每个具有输入和输出，其中每个输入耦合于所述功率分 配器的所述N个输出中的其中一个，并且每个相移器被配置以接收所 述N个划分的RF信号中的其中一个，并且将多个预定相移中的其中 一个施加于所述N个划分的RF信号以产生N个相移的RF信号。所 述N个放大器耦合于所述N个相移器，并且所述N个放大器被配置 以接收所述N个相移的RF信号，并且放大所述N个相移的RF信号 以产生N个被放大、相移的RF信号。所述功率组合器网络具有N个 输入端口和N个输出端口，其中所述N个输入端口的每个耦合于所述 N个放大器中的其中一个的输出，并且所述功率组合器网络被配置以 组合所述N个被放大、相移的RF信号以在所述N个输出端口产生N 个输出RF信号。所述N个输出RF信号的相对功率电平取决于所述 N个被放大、相移的RF信号之间的相差。每个所述辐射器件耦合于 所述功率组合器网络的所述N个输出端口中的其中一个，并且每个所 述辐射器件被配置以接收所述N个输出RF信号的输出RF信号，并 且当所述输出RF信号的功率电平足够高的时候，每个所述辐射器件 被配置以产生等离子放电。

一种方法的实施例包括将预定相移施加于N个输入RF信号以产 生N个相移的RF信号；放大所述相移的RF信号以产生N个被放大、 相移的RF信号；以及组合所述N个被放大、相移的RF信号以在所 述N个输出端口产生N个输出RF信号。所述N个输出RF信号的相 对功率电平取决于所述N个被放大、相移的RF信号之间的相差。

根据另一个实施例，所述组合过程包括使用90度组合器网络组 合所述N个被放大，相移的RF信号，其中所述网络的每个90度组合 器包括第一和第二输入以及第一和第二输出，并且当每个90度组合器 接收彼此基本上90度异相的第一和第二被放大、相移的RF信号的时 候，每个90度组合器在所述第一和第二输出中的一个处产生具有相对 高功率电平的第一RF信号，并且还在另一个所述第一和第二输出处 产生具有相对低功率电平的第二RF信号。

根据另一个实施例，所述组合过程包括使用180度组合器的网络 组合所述N个被放大，相移的RF信号，其中所述网络的每个180度 组合器包括第一和第二输入以及第一和第二输出，并且当每个180度 组合器接收彼此基本上同相的第一和第二被放大、相移的RF信号的 时候，每个180度组合器在所述第一输出处产生具有相对高功率电平 的第一RF信号，并且还在所述第二输出处产生具有相对低功率电平 的第二RF信号，并且当每个180度组合器接收彼此基本上180异相 的第一和第二被放大、相移的RF信号的时候，每个180度组合器在 所述第二输出处产生具有所述相对高功率电平的所述第一RF信号， 并且还在所述第一输出处产生具有相对低功率电平的所述第二RF信 号。

根据另一个实施例，所述方法还包括给耦合于内燃机的多达N个 气缸的多达N个辐射器件提供所述输出RF信号。所述方法可以还包 括确定要执行动力冲程的所述气缸的下一个气缸；确定将导致在所述 N个输出端口的第一端口产生具有相对高功率电平的一个输出RF信 号以及在剩余N-1个输出端口产生具有相对低功率电平的N-1个输出 RF信号的下一组所述预定相移；以及控制N个相移器以在所述施加 步骤期间将所述下一组所述预定相移施加于所述输入RF信号。

说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等 等是用于区分元件，而不一定用于描述特定结构、次序或时间顺序。 应了解这样使用的术语在适当的情况下是可以互换的。此外，术语“包 括”、“包含”、“有”以及其变体都旨在涵盖非排他性的包括，例如包括 了一列元件的电路、过程、方法、物件或器具不一定限定于这些元件， 而是可以包括其它没有明确列出的或是这个电路、过程、方法、物件、 或器具固有的元件。正如本发明所使用的，术语“耦合”被定义以电气 或非电气方式来直接或间接地连接。

虽然本发明主题的原则已经结合特定系统、装置和方法在上面被 描述，应清楚地了解，该描述仅仅是通过示例的方式，而不是对本发 明的主题范围的限定。本发明所讨论的以及附图中所说明的各种功能 或处理模块可以以硬件、固件、软件或其任意组合的方式来实施。另 外，本发明所使用的措辞或术语是为了描述而不是限定。

对特定实施例的上述描述充分揭示了本发明的一般特性，其它人 可以通过运用当前知识，在不脱离一般概念的情况下很容易地对其做 出修改和/或调整以适合各种应用。因此，这些调整和修改是在本公开 实施例的意图和等同物范围中做出的。本发明主题包含落在附加权利 要求的精神和宽范中的所有这些替代物、修改、等同物、以及变化。