上海光源是第三代同步辐射装置，是国家级大科学装置和多学科的实验平台，其性能指标都位居世界前列。上海光源由150MeV电子直线加速器、增强器、电子储存环、光束线和实验站组成，作为预注入器的直线加速器，其束流强度、束流品质和传输效率对整个光源的性能有很大的影响。根据近几年的运行情况，为进一步提高直线加速器的稳定可靠性，并且满足Top-up注入模式的需要，本论文研制了基于数字IQ技术的次谐波聚束器低电平系统，它是通过反馈控制环路稳定次谐波聚束器的幅度、相位和频率，最终实现了次谐波腔幅度误差±1％以内，相位误差±1°以内的目标。　　 本论文首先对次谐波腔及微波系统进行了等效电路的模型分析，引入了高频腔的传递函数和PI控制器的系统传递函数，分析了系统闭环的稳定性，给出了系统参数极限和优化值。分析了闭环系统的时间响应等重要系统参数随PI参数的变化情况。　　 低电平系统的硬件包括本振信号的生成、RF前端和数字信号处理平台。RF前端将次谐波腔的输入、输出信号等射频信号下变频为中频信号，进行ADC采集转化为数字量，并送入数字处理器现场可编程门阵列(FPGA)进行处理;同时还将DAC输出的中频信号进行上变频到射频信号，作为固态放大器的激励。频率调谐电机采用RS232实现与上位机的通讯。　　 低电平的软件包括FPGA硬件程序和用户应用程序。FPGA硬件程序实现了幅相反馈控制算法以及频调控制算法。在幅相反馈控制算法中，采用Cordic算法实现了IQ向幅度相位和幅度相位向IQ的转变，设计了比例、积分控制器，最终由DAC交替的输出IQ来恢复中频信号;在频调控制算法中，通过次谐波腔输入输出信号的相位差来驱动步进电机的转动。基于VisualC++开发的用户应用程序，实现FPGA硬件部分与IOC的通讯，完成对FPGA内部的寄存器调整控制参数、读取相关数据等。　　 该数字化的低电平控制系统已经在上海光源的直线加速器上稳定运行了将近两个月时间，这表明该数字化次谐波腔低电平控制系统的研制基本成功。