CN103760415A - 强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法。该方法在回旋加速器射频谐振腔输入端馈管的两侧对称设置两对端口组合，同一侧的两个端口沿馈管外圆柱的同一母线设置，同一侧两端口内导体相连的铜板与接头之间的距离可以调节，以实现耦合量的可调节；其中一侧的两个端口作为电感取样端口，另一侧的两个端口作为电容取样端口，两种取样端口所采集的信号通过传输线送至低电平控制系统，实现调谐环的相位检测。本发明节省了强流紧凑型回旋加速器的建造成本，提高了设备的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及紧凑型回旋加速器设计技术，具体涉及一种强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法。
背景技术
医用回旋加速器腔体在运行时，馈入腔体的功率很高，短时间内腔体的发热量会急剧上升，腔体会因为热效应而产生形变，再加上腔内的次级电子倍增效应，都会导致腔体等效并联阻抗的变化，会导致阻抗不匹配，从何导致腔体失谐，为了避免这种因腔体失谐而可能产生的对设备的损坏，需要有一套追踪腔体失谐程度并能够及时调谐的环路，这就是调谐环。
在以往的设计中，将腔体功率馈入端的采样与腔体的信号采样送入鉴相器，通过鉴相器输出的调谐误差值，经比例积分运算结果来控制对腔体频率的调节，而腔体馈入端的信号采样时通过定向耦合器来完成的。从定向耦合器中取出正向和腔体取样，从而实现对强流紧凑型回旋加速器调谐环的相位测量。这种定向耦合器造价高，对安装精度的要求也高，在工程进度和造价上没有优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，省去原来方法中的定向耦合器，节省了强流紧凑型回旋加速器的建造成本，提高了设备的可靠性。
本发明的技术方案如下：一种强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，该方法在回旋加速器射频谐振腔输入端馈管的两侧对称设置两对端口组合，同一侧的两个端口沿馈管外圆柱的同一母线设置，同一侧两端口内导体相连的铜板与接头之间的距离可以调节，以实现耦合量的可调节；其中一侧的两个端口作为电感取样端口，另一侧的两个端口作为电容取样端口，两种取样端口所采集的信号通过传输线送至低电平控制系统，实现调谐环的相位检测。
进一步，如上所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其中，同一侧的一对端口由两个BNC接口组成。
进一步，如上所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其中，所述的两端口内导体相连的铜板经抛光处理，光洁度需达到0.8。
进一步，如上所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其中，所述的作为电感取样端口的一对端口中，一个端口与输入端馈管外导体相连做接地处理，另一个端口用作取样接口；所述的作为电容取样端口的一对端口中，一个端口与输入端馈管外导体做绝缘处理，另一个端口用作取样接口。
本发明的有益效果如下：本发明在射频谐振腔陶瓷耦合窗处用新型耦合器代替原有的定向耦合器的设计，在加速器的功率输入端的馈管上设置开路和短路接口，从而实现对强流紧凑型回旋加速器调谐环的相位测量，方法简单，造价低，使强流紧凑型回旋加速器的建造成本得到不可忽略的降低。本发明针对强流紧凑型回旋加速器，能够在节省建造成本的基础上，完成对加速器调谐环相位的测量。
附图说明
图1为医用回旋加速器射频系统；
图2为调谐环相位检测开路端与短路端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，即为回旋加速器射频系统的示意简图，包括发射机1、射频谐振腔2，在发射机1和射频谐振腔2之间通过馈管3连接。本发明安装在图1所示的A所指示的虚线区域内，即馈管近回旋加速器端，具体结构如图2所示。
本发明在回旋加速器射频谐振腔输入端馈管的两侧对称的设计两对端口组合，每对端口由两个BNC接口组成，两端口沿馈管外圆柱的同一母线安放，两对端口的相对夹角为180°，同一侧两端口内导体相连的铜板与接头之间的距离可以调节，以实现耦合量的可调节。如图2所示，调节距离可以通过增加或者减少接头与铜板7之间的连接导体6（一般为铜质导体）的长度来实现。铜片需要进行抛光处理，以避免各种不良影响，提高系统稳定性，其光洁度需达到0.8。短路侧的两个端口间内导体通过薄铜板连接，一个端口与输入端馈管外导体相连做接地处理，另一个端口用作取样接口，此端口为电感取样端口；另一侧的两个端口间内导体通过薄铜板连接，一个端口保持开路做绝缘处理，另一个端口用作取样接口，此端口为电容取样端口。然后从两个接口取样至低电平控制系统，通过其内部鉴相电路进行鉴相，完成对调谐环的相位测量。
实施例
以某医用回旋加速器为例，在射频谐振腔陶瓷耦合窗外应用新型耦合器，在输入端馈管3的两侧对称的设计两对端口组合，每对端口由两个BNC接口组成，具体到实际应用中，这些接口可以更换为各种其他标准的或非标的高频接口，例如N型接口、SMA型接口等。两端口沿馈管外圆柱的同一母线安放，馈管内导体与两母线构成的平面共面，同一侧两端口内导体6相连的铜板7与接头之间的距离可以通过改变导体6的长度来调节，以实现耦合量的可调节，在同一侧的两个BNC端口的内导体通过约5mm宽铜板连接，分别选取馈管两侧的同一对称位置处的两个端口，一个内导体做短路处理，一个做开路处理，构成电感耦合5及电容耦合4取样，如图2所示。该设计结构简洁，通过改变铜板与接头之间的距离可实现耦合量的调节。经测试，短路端和开路端耦合量分别为-55.17dB、-54.6dB，腔体谐振状态下开路端相对短路端的相移为-180°，取样信号负载按50欧姆测定，从而实现了对调谐环相位的检测。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其特征在于：该方法在回旋加速器射频谐振腔输入端馈管的两侧对称设置两对端口组合，同一侧的两个端口沿馈管外圆柱的同一母线设置，同一侧两端口内导体相连的铜板与接头之间的距离可以调节，以实现耦合量的可调节；其中一侧的两个端口作为电感取样端口，另一侧的两个端口作为电容取样端口，两种取样端口所采集的信号通过传输线送至低电平控制系统，实现调谐环的相位检测。
2.如权利要求1所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其特征在于：同一侧的一对端口由两个BNC接口组成。
3.如权利要求1或2所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其特征在于：所述的两端口内导体相连的铜板经抛光处理，光洁度需达到0.8。
4.如权利要求1或2所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其特征在于：所述的作为电感取样端口的一对端口中，一个端口与输入端馈管外导体相连做接地处理，另一个端口用作取样接口。
5.如权利要求1或2所述的强流紧凑型回旋加速器调谐环相位检测方法，其特征在于：所述的作为电容取样端口的一对端口中，一个端口与输入端馈管外导体做绝缘处理，另一个端口用作取样接口。
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