Система возбуждения резонатора ускорителя Советский патент 1987 года по МПК H05H7/00 

Описание патента на изобретение SU876045A1

V

е

5 00

%

as о

4

сл Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке, систем высокочастотного питания резонаторных стру тур линейных ускорителей ионов. Известна система возбуждения резонатора ускорителя, содержащая основной источник ВЧ-мощности и дополнительный предвозбудитель. В известном устройстве в начале рабочего цикла осуществляется быстрое предварительное возбуждение резо натора от дополнительного предвозбудителя, и только после прохождения зоны вторичного электронного резонан ного разряда, включается основнЪй ис точник ВЧ-мощности. Недостатком известного устройства является его сложность, так как оно содержит два источника ВЧ-мощности, работа которых должна быть специальным образом синхронизирована. Прототипом- данного изобретения яв ляется система возбуждения резонатора ускорителя, содержащая ВЧ-генератор, подключенный к резонатору через линию связи, и источник импульсного напряжения, подключенный к ВЧ-генера тору. Б известном устройстве подавление вторично-электронного резонансно го разряда достигается быстрым подня тием уровня ВЧ поля в резонаторе уск рителя со скоростью нарастания не ме нее 5-7 КБ/МКС, что обеспечивается использованием быстродействующих (с .малой постоянной времени) усилительных каскадов генератора, быстродейст вунндего импульсного модулятора анодного напряжения, и расстройкой систе мы возбуждения относительно рабочей частоты с целью снижения нагруженной добротности резонатора. Практическая реализ ация перечисленных выше мер значительно усложняе систему возбуждения резонатора, что и является ее недостатком. Целью данного изобретения являетс устранение указанного недостатка, т.е. повышение эффективности подавле ния вторичного электронного резонанс ного разряда в резонаторе и упрощение системы. Поставленная цель достигается тем, что в системе возбуждения резонатора ускорителя, содержащей ВЧ-генератор подключенный к резонатору через линию связи, и источник импульсно1 о напря5жения, подключенный к ВЧ-генсратору, линия связи содержит четвертьволно-; вой разомкнутый коаксиальный шлейф с двухэлектродным искровьм разрядником на разомкнутом конце, включенный в линию связи, причем один электрод разрядника объединен с внутренним проводником коаксиального шлейфа, а второй электрод изолирован от наружного проводника щлефа проходным конденсатором и соединен с источником импульсного напряжения. Изобретение представлено: на фиг.1структурная схема устройства в целом, на фиг.2 - конструкция четвертьволнового коаксиального шлейфа с двухэлектродным искровым разрядником. Устройство состоит из ВЧ-генератора 1- с источником 2 анодного питания, линии 3 связи с включенной в нее управляемой резонансной неоднородностью 4 типа Короткое замыкание - холостой ход, резонатора 5 ускорителя. Управляемая резонансная неоднородность 4, вьшолненная на основе четвертьволнового коаксиального шлейфа, состоит из наружного проводника 6, внутреннего проводника, который также является электродом искрового разрядника. Искровой разрядник является управляемым элементом неоднородности и состоит из двух электродов 7 и 8. Электрод 8 соединен с источником 2 анодного питания ВЧ-генератора и изолирован от. наружного проводника проходным конденсатором 9. В качестве управляемого элемента резонансной неоднородности могут быть использованы также электровакуумные или газоразрядные приборы, обеспечивающие необходимое быстродействие переключения одного состояния в другое. Устройство работает следующим образом. При включении источника 2 анодного питания высокое напряжение попадает на генер атор 1 и электрод 8 искрового разрядника, с одновременным зарядом конденсатора 9. При отсутствии разряда между электродами 7 и 8 управляемая резонансная неоднородность представляет соgg бой разомкнутый на конце четвертьволновый шлейф.. Холостой ход конца шлейфа трансформируется через четвертьволновый отрезок линии как Короткое замыкание в линии 3 связи. Электри 1еская длина линии 3 связи между генератором I и управляемой резонансной неоднородностью 4 должна быть кратна половине длины волны. Тогда генератор 1 окажется нагруженным на короткое замыкание. Вся мощность будет рассеиваться на аноде лампы выходного каскада генератора 1 Констр гкция мощных генераторных.ламп рассчитанных на работу с несогласованной нагрузкой, позволяет рассеивать на аноде достаточно большую, мощ ность. При достижении заданной величины анодного напряжения., достаточной для того, чтобы генератор 1 возбудил вакуумированный резонатор 5 ускорителя до уровня ВЧ-поля, превьшакядего в несколько раз уровень возникновения ВЧ-вторично-электронного резонансного разряда, напряжение на электроде 8 достигает величины, достаточной для пробоя промежутка между электродами 7 и 8. В течени разряда между электродами 7 и 8 управляемая резонансная неоднородность представляет собой короткозамкнутый четвертьволновый шлейф - металличес кий изолятор. Короткое замыкание шлефа трансформируется в линию 3 свя зи как холостой ход и генератор I оказывается нагруженным на резонатор 5 ускорителя. В этом случае, при воз буждении резонатора, время запаздывания будет определяться временем срабатьшания искрового разрядника и не будет зависеть от быстродействия источника анодного питания, возбудителя и усилительных каскадов генератора. Время срабатывания искровых разря ников составляет не более десятков наносекунд, что обеспечивает необходимую начальную скорость нарастания ВЧ-поля в вакуумированном резонаторе ускорителя. Кроме того, при пробое разрядного промежутка между электродами 7 и 8, линия связи вместе с выходной цепью 5 генератора и резонатором ускорителя оказьшается подключенной к заряженному до высокого напряжения проходному конденсатору 9. В силу колебательных свойств длинной линии, в линии 3 связи, которая вместе с резонансной системой генератора 1, резонатором 5 ускорителя и проходным конденсатором 9 представляет собой ВЧ-колебательный контур; развивается ударный, с KpyTbiM передним фронтом, колебательный затухающий процесс с выбранной частотой расстройки относительно рабочей частоты генератора. Колебания на частоте расстройки способствуют нарушению условий существования ВЧвторичного электронного резонансного разряда. Величина емкости проходного конденсатора 9 определяет количество запасенной энергии для поддержания затухающего колебательного процесса в течение заданного времени. Частота расстройки системы задается либо выбором длины линии связи, либо некоторой расстройкой разонан-. сных систем ускорителя и генератора. В процессе установления номинального уровня ВЧ-поля в резонаторе усилителя, разряд между электродами 7 и 8 поддерживается малыми затратами эйер-, гии самого ВЧ-генератора и постоянным напряжением источника анодного питания. При необходимости, электроды 7 и 8 могут быть механически закорочены. Наличие в системе возбуждения резонатора ускорителя быстродействующей управляемой резонансной неоднородности типа короткое замыкание холостой ход введенньй в линию связи, исключает необходимость в дополнительном источнике питания, дополнительной мощной ВЧ-генераторной аппаратуре, быстродействующим импульсном модуляторе анодного питания, что и упрощает Данное устройство по сравнению с прототипом.

в

mi

Ч/

Похожие патенты SU876045A1

название год авторы номер документа
Устройство высокочастотного питания резонаторных секций линейного ускорителя 1981
  • Кислый О.И.
  • Мазуров Е.В.
  • Мальцев И.Г.
SU910107A1
УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 2006
  • Щелкунов Геннадий Петрович
  • Олихов Игорь Михайлович
  • Петров Дмитрий Михайлович
RU2306685C1
Устройство для управления добротностью лазерного резонатора 1982
  • Воробьев В.Б.
  • Катошин Ю.Г.
  • Полонский Л.Я.
  • Пятницкий Л.Н.
SU1095866A1
ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1996
  • Загулов Ф.Я.
  • Кладухин В.В.
  • Храмцов С.П.
  • Ялов В.Ю.
  • Байнов В.А.
RU2111607C1
Высокочастотный ускоритель заряженных частиц 1983
  • Панасюк В.С.
  • Самошенков Ю.К.
  • Симановский М.Ф.
SU1118273A1
Ускоряющая система линейного ускорителя ионов 1976
  • Мальцев И.Г.
  • Тепляков В.А.
SU656243A2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СМЕСИ ВЕЩЕСТВ 2010
  • Жиров Михаил Вениаминович
  • Жирова Вера Владимировна
  • Совлуков Александр Сергеевич
RU2426099C1
УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА В ПОЛЕ ТОКОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ ДРЕВЕСИНЫ И ДРУГИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Рыболовлев В.П.
RU2210874C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЧ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ГЕНЕРАЦИИ ГАЗОРАЗРЯДНОГО ЛАЗЕРА ПРИ ПОМОЩИ СОЗДАНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ КОАКСИАЛЬНОЙ ЛИНИИ 1999
  • Корчагин Ю.В.
RU2164048C1
СИСТЕМА ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ МЕТОДОМ СПЛАВЛЕНИЯ 1996
  • Кинг Джеймс Д.
  • Донохо Гарольд Ф.
RU2153778C2

Иллюстрации к изобретению SU 876 045 A1

Реферат патента 1987 года Система возбуждения резонатора ускорителя

СИСТЕМА- ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЗОНАТОРА УСКОРИТЕЛЯ, содержащая ВЧ-генераторл подключенный к резонатору через линию связи, и источник импульсного напряжения, подключенный к ВЧгенератору, о тличающаяся тем, что, с целью повьшения эффективности подавления вторичного электронного резонансного разряда в резонаторе и упрощение системы, линия содержит четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф с двухэлектродным , искровым разрядником на разомкнутом конце, включенный в линию связи, при этом, один электрод разрядника объединен с внутренним проводником коаксиального шлейфа,а второй электрод изолирован от наружного проводника i шлейфа проходным конденсатором и соединен с источником импульсного на(П пряжения .

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1987 года SU876045A1

Каретников Л.В
Линейные ускорители ионов, Госатомиздат, 1962 ., с.158-163
Мурин Б.П., Кульман В.Г., Ломизе Л.Г., Поляков Б.П., Федотов А.П
Линейные ускорители ионов, М., Атомиздат, т.2, 1978, с.139-146.

SU 876 045 A1

Авторы

Мальцев И.Г.

Кислый О.И.

Даты

1987-09-30Публикация

1980-06-13Подача