СИСТЕМА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПИТАНИЯ УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Советский патент 1996 года по МПК H05H7/02 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к сильноточным ускорителям заряженных частиц с малой длительностью импульса тока, предназначенных для использования в радиационной химии, активационном анализе, фундаментальных исследованиях физики высоких энергий и др.

Целью изобретения является повышение импульсной мощности высокочастотной волны без изменения постоянной времени накопительных резонаторов в течение ВЧ-импульса.

На чертеже приведена структурная схема системы ВЧ-питания ускорителя.

Предлагаемая система состоит из задающего генератора 1, содержащего фазовращателя 2, усилителя 3 ВЧ-мощности, накопительных резонаторов 4 и 5, подсоединенных к ВЧ-тракту с помощью циркуляторов 6 и 7. Между циркуляторами включены выключатель 8 ВЧ-мощности, линии 9 задержки и дополнительный быстродействующий фазовращатель 10. Свободные плечи циркуляторов 6 и 7 подключены к ВЧ-мосту 11.

Система работает следующим образом.

В первой (большей) части ВЧ-импульса волна с выхода усилителя ВЧ-мощности 3 через циркулятор 6 падает на отверстие связи резонатора 4 и, отражаясь от него, направляется циркулятором 6 на выключатель 8 ВЧ-мощности, который находится в открытом состоянии.

Волна последовательно проходит выключатель 8, линию 9 задержки, дополнительный быстродействующий фазовращатель 10 и с помощью циркулятора 7 попадает на отверстие связи резонатора 5 с трактом. При этом осуществляется последовательное накопление энергии ВЧ-поля в резонаторе 4, линии 9 задержки и резонаторе 5. Фазы волн, получаемых из резонаторов, противоположны фазам падающих на них волн, а амплитуды превышают амплитуды падающих волн в 2 раза (когда коэффициенты связи резонаторов с трактом значительно превышают единицу).

По окончании периода накопления энергии ВЧ-поля происходит быстрое изменение фаз волн, падающих на резонаторы 4 и 5, с помощью фазовращателей 2 и 10 и закрытие выключателя 8. Срабатывание фазовращателей 2 и 10 и выключателя 8 обеспечивается блоком управления. В результате волна, излучаемая из резонатора 4, складывается с волной усилителя 3 мощности и с помощью циркулятора 6, отражаясь от закрытого выключателя 8, поступает в одно из плеч моста 11. А волна, падающая из линии 9 через фазовращатель 10 на резонатор 5, складывается с волной, излучаемой из этого резонатора, и с помощью циркулятора 7 направляется в смежное плечо моста 11. Фазировка волн, поступающих на плечи моста 11, осуществляется так, что результирующая волна, мощность которой в 18 раз превышает мощность волны с выхода усилителя 3 мощности, поступает на выход устройства.

Предлагаемая система имеет существенные преимущества перед прототипом, для которого максимальное увеличение мощности не превышает 9 раз. Кроме того, необходимо отметить, что в предлагаемой системе длительность выходного импульса по сравнению с прототипом не уменьшается.

Использование: в ускорительной технике, в сильноточных ускорителях заряженных частиц с малой длительностью импульса тока, предназначенных для использования в радиационной химии, активационном анализе, фундаментальных исследованиях физики высоких энергий. Сущность изобретения: система ВЧ-питания ускорителя заряженных частиц состоит из задающего генератора 1, содержащего блок управления, быстродействующего фазовращателя 2, усилителя 3 ВЧ-мощности, накопительных резонаторов 4 и 5, подсоединенных к ВЧ-тракту с помощью циркуляторов 6 и 7. Между циркулятором включены выключатель 8 ВЧ-мощности, линия 9 задержки и дополнительный быстродействующий фазовращатель 10. Свободные плечи циркуляторов 6 и 7 подключены к ВЧ-мосту 11. За счет последовательного накопления энергии ВЧ-поля в резонаторах 4 и 5 и линии 9 задержки с последующим сложением с помощью моста повышается импульсная мощность высокочастотной волны. 1 ил.

Система высокочастотного питания ускорителя заряженных частиц, состоящая из последовательно соединенных задающего генератора, содержащего блок управления, быстродействующего фазовращателя, усилителя высокочастотной мощности, а также двух накопительных резонаторов, отличающаяся тем, что, с целью повышения импульсной мощности высокочастотной волны, к выходу усилителя высокочастотной мощности последовательно подключены введенные циркулятор, имеющий четыре плеча, выключатель высокочастотной мощности, линии задержки, быстродействующий фазовращатель, второй циркулятор, имеющий три плеча, и высокочастотный мост, при этом накопительные резонаторы подключены к циркуляторам, а одно из плеч первого циркулятора соединено с вторым плечом высокочастотного моста, первое плечо которого подключено к второму циркулятору, а третье плечо является выходом высокочастотной мощности.