CN110521287A - 高频耦合器 - Google Patents

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CN110521287A CN201880025412.7A CN201880025412A CN110521287A CN 110521287 A CN110521287 A CN 110521287A CN 201880025412 A CN201880025412 A CN 201880025412A CN 110521287 A CN110521287 A CN 110521287A
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Abstract

本发明的高速耦合器具备：导波管，具有设置成同轴管状的外导体及内导体，并从电源侧以直线状延伸而在弯曲部以L状弯曲，在加速腔侧以直线状延伸；及制冷剂流通部，具有流通管，所述流通管在弯曲部中从导波管的外部朝向加速腔侧贯穿外导体和内导体而与内导体的内部连接，在内导体中加速腔侧的前端部的内部与导波管的外部之间使制冷剂流通，流通管中暴露于在外导体与内导体之间形成的高频传输空间的部分由绝缘体形成。

Description

高频耦合器
技术领域
本发明涉及一种高频耦合器。
背景技术
作为向加速器的加速腔等中输入高频的高频输入装置，已知有高频耦合器。高频耦合器例如具备具有外导体及内导体的同轴管状的结构。这种高频耦合器中，在向加速腔输入高频时，内导体中加速腔侧的前端部发热。因此，例如将由金属组成的流通管从导波管的外部插入到内导体的内部，并使制冷剂在流通管中流通来进行冷却(例如，参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平5-129098号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
上述高频耦合器中，为了避免由金属组成的流通管横穿外导体与内导体之间的高频传输空间，使用T字型的导波管。具体而言，设为如下结构：使外导体及内导体在与加速腔侧相反的一侧突出，贯穿外导体的突出方向的端部而内导体向导波管的外部突出。在该情况下，成为如下结构：将流通管从内导体的突出部分直接插入到内导体的内部，流通管不会横穿高频传输空间。然而，在该构成中，需要向与加速腔相反的一侧突出的突出部分的空间。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种能够实现节省空间化的高频耦合器。
用于解决技术课题的手段
本发明所涉及的高频耦合器具备：导波管，具有设置成同轴管状的外导体及内导体，并从电源侧以直线状延伸而在弯曲部以L状弯曲，在加速腔侧以直线状延伸；及制冷剂流通部，具有流通管，所述流通管在所述弯曲部中从所述导波管的外部朝向所述加速腔侧贯穿所述外导体和所述内导体而与所述内导体的内部连接，在所述内导体中所述加速腔侧的前端部的内部与所述导波管的外部之间使制冷剂流通，所述流通管中暴露于在所述外导体与所述内导体之间形成的高频传输空间的部分由绝缘体形成。
根据本发明，在制冷剂流通部的流通管中暴露于外导体与内导体之间所形成的高频传输空间的部分由绝缘体形成，因此能够避免导电体横穿高频传输空间的结构。由此，无需将导波管分支到与加速腔相反的一侧，并且由于在弯曲部中朝向加速腔侧形成为L状，因此能够实现节省空间化。
并且，所述导波管可以具有调整所述外导体及所述内导体中的至少一方的电气特性的调整部。
根据本发明，由于通过调整部来调整导波管的电气特性，因此能够减轻配置于高频传输空间的绝缘体成为电介质时的影响。
并且，所述流通管可以具有：第1管部，由绝缘体形成，并连接所述导波管的外部和所述内导体的内部；及第2管部，由金属形成，且配置于所述内导体的内部，在所述内导体的内部与所述第1管部连接，并沿所述内导体的所述前端部的内部延伸。
根据本发明，将配置于横穿高频传输空间的部分的绝缘体的第1管部和配置于内导体的内部的刚性高的金属的第2管部连接而形成流通管，从而能够减轻将流通管设置于内导体时的工作负担，并且能够容易实现导电体不横穿高频传输空间的结构。
并且，所述流通管整体可以由绝缘体形成。
根据本发明，流通管整体由绝缘体形成，因此能够容易实现导电体不横穿高频传输空间的结构。
并且，所述流通管可以具有主体部和包覆部，所述主体部至少配置于所述导波管的内部且由金属形成，所述包覆部由绝缘体形成且覆盖所述主体部中暴露于所述高频传输空间的部分。
根据本发明，通过由金属形成流通管的主体部，能够减轻设置流通管时的工作负担。并且，通过由包覆部覆盖暴露于高频传输空间的部分，能够容易实现导电体不横穿高频传输空间的结构。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够实现节省空间化的高频耦合器。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的高频耦合器的一例的剖视图。
图2是表示第1管部与第2管部的连接部分的一例的剖视图。
图3是表示缩径部的一例的图。
图4是表示变形例所涉及的高频耦合器的一例的剖视图。
图5是表示变形例所涉及的高频耦合器的一例的剖视图。
图6是表示变形例所涉及的高频耦合器的一例的剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明所涉及的高频耦合器的实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于该实施方式。并且，下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够置换且容易想到的构成要素或实质上相同的构成要素。
图1是表示本实施方式所涉及的高频耦合器100的一例的剖视图。如图1所示，高频耦合器100被用作将高频输入到加速器的加速腔40的高频输入装置。高频耦合器100具备导波管10及制冷剂流通部20。
导波管10将高频RF从电源传输到加速腔40。导波管10具有第1直线部10a、弯曲部10b及第2直线部10c。第1直线部10a例如与电源侧连接。弯曲部10b形成为L状，并连接第1直线部10a和第2直线部10c。第2直线部10c从弯曲部10b朝向加速腔40以直线状延伸。
导波管10具备具有外导体11及内导体12的同轴管状的结构。外导体11及内导体12使用金属等导体形成。外导体11及内导体12具有分别与第1直线部10a、弯曲部10b及第2直线部10c对应的第1直线部1 1a、12a、弯曲部1 1b、12b、第2直线部1 1c、12c。在外导体11与内导体12之间形成有高频传输空间K。高频传输空间K为由高频RF传输的高频传输路径。
导波管10具有调整部13。调整部13通过调整导波管10的电气特性来降低由后述绝缘体引起的电气特性的变动的影响。在本实施方式中，调整部13例如为从内导体12的外面突出的突出部，但并不限定于此。调整部13可以配置于外导体11。
导波管10具有窗部14。窗部14配置于高频传输空间K。窗部14例如使用陶瓷等绝缘体形成。因此，使高频RF通过窗部14。窗部14例如形成为环状，并夹在外导体11与内导体12之间。通过这种窗部14，能够传输高频RF，同时保持外导体11与内导体12之间的位置关系。
制冷剂流通部20使用于冷却内导体12中加速腔40侧的前端部12d的制冷剂C流通。高频耦合器100在将高频RF输入到加速腔40时，内导体12的前端部12d发热。因此，通过配置制冷剂流通部20来冷却内导体12的前端部12d。
制冷剂流通部20具有流通管25及未图示的制冷剂供给源。流通管25在弯曲部10b从导波管10的外部朝向加速腔40侧使外导体11和内导体12沿与第2直线部10c平行的方向贯穿并与内导体12的内部12K连接。即，流通管25成为从导波管10的外部插入到内导体12的内部12K的状态。
流通管25具有第1管部21、第2管部22及接头部23。第1管部21从导波管10的外部贯穿内导体12，并配置至内部12K中第2直线部12c的中途的位置。因此，第1管部21以横穿高频传输空间K的方式配置。第1管部21例如由陶瓷(氧化铝陶瓷等)、塑料、云母等绝缘体形成。作为这种绝缘体，例如使用电阻值为1×1012[Ω·cm]以上的材料。
第2管部22与第1管部21连接。第2管部22从第1管部21的端部设置到内导体12的前端部12d。因此，第2管部22整体配置在内导体12的内部12K。第2管部22使用不锈钢等金属形成。因此，第2管部22在内导体12的内部12K能够以具有所期望的刚性的状态配置。
在上述流通管25中，第1管部21以横穿内导体12的高频传输空间K的方式配置，并且暴露于高频传输空间K的外表面整体为绝缘体。另一方面，由导体(金属)形成的第2管部22不暴露于高频传输空间K。因此，高频传输空间K处于金属未暴露的状态，能够传输高频RF。
图2是表示第1管部21与第2管部22的连接部分的一例的剖视图。如图2所示，第1管部21及第2管部22由接头部23连结。第1管部21具有双管结构。第1管部21具有内管21a及外管21b。内管21a与制冷剂C的供给源连接。内管21a内形成有流路21c。流路21c中，制冷剂C从导波管10的外部朝向内导体12的内部12K流通。
外管21b设置成包封内管21a。在外管21b与内管21a之间形成有流路21d。从第2管部22返回的制冷剂C在流路21d中流通。外管21b可以配置间隔件等，以便在与内管21a之间可靠地形成空间。
第2管部22在与第1管部21的连接部分具有双管结构。第2管部22具有内管22a及外管22b。内管22a与第1管部21的内管21a连接，并且贯穿后述缩径部12e而配置至内导体12的前端部12d的附近。内管22a具有朝向前端部12d配置的端部22e。端部22e被打开。内管22a内形成有流路22c。在流路22c中，来自第1管部21的流路21c的制冷剂C朝向内导体12的前端部12d流通。
外管22b设置成包封内管22a。在外管22b与内管22a之间形成有流路22d。从内导体12的前端部12d返回的制冷剂C在流路22d中流通。外管22b可以配置有间隔件等，以便在与内管22a之间可靠的形成空间。外管22b中加速腔40侧的端部与向内导体12的内侧突出的缩径部12e连接。
图3是表示缩径部12e的一例的图。如图3所示，缩径部12e在内导体12的一部分减小内径。缩径部12e设定成内径大于第2管部22的内管22a，以确保制冷剂C在与内管22a之间流通所需的充分的空间。在本实施方式中，缩径部12e的内径能够设为与外管22b的内径大致相同，但并不限定于此。
在上述制冷剂流通部20中，制冷剂C在第1管部21的内管21a的流路21c内从导波管10的外部朝向加速腔40侧流动，在内导体12的内部12K的接头部23流入第2管部22的内管22a的流路22c中。该制冷剂C在流路22c中朝向加速腔40侧流动，并从第2管部22的端部22e向内导体12的内部12K流出。
制冷剂C将内导体12的内部12K作为流路朝向弯曲部10b侧流动，并经由缩径部12e流入流路22d。制冷剂C在流路22d内朝向弯曲部10b侧流动，在接头部23流入第1管部21的外管21b的流路21d。并且，制冷剂C在流路21d内进一步向弯曲部10b侧流动，并向导波管10的外部流出。流路21d中可以设置有例如释放制冷剂C的热量并返回到流路21c的循环机构。
如上所述，本实施方式所涉及的高频耦合器100具备：导波管10，其具有设置成同轴管状的外导体11及内导体12，并从电源侧以直线状延伸而在弯曲部10b以L状弯曲，在加速腔40侧以直线状延伸；及制冷剂流通部20，其具有流通管25，所述流通管25在弯曲部10b中从导波管10的外部朝向加速腔40侧贯穿外导体11和内导体12而与内导体12的内部12K连接，在内导体12的前端部12d的内部与导波管10的外部之间流通制冷剂C，流通管25中暴露于高频传输空间K的部分由绝缘体形成。
在该结构中，从导波管10的外部朝向内导体12的内部12K配置流通管25，使制冷剂C在流通管25流通，从而能够冷却内导体12的前端部12d。并且，流通管25中暴露于外导体11与内导体12之间所形成的高频传输空间K的部分由绝缘体形成，因此能够避免导电体横穿高频传输空间K的结构。由此，无需将导波管10分支到与加速腔40相反的一侧，并且由于在弯曲部10b中朝向加速腔侧40形成为L状，因此能够实现节省空间化。
并且，本实施方式所涉及的高频耦合器100通过将配置于横穿高频传输空间K的部分的绝缘体的第1管部21和配置于内导体12的内部12K的刚性高的金属的第2管部22连接而形成流通管25，从而能够减轻将流通管25设置于内导体12时的工作负担，并且能够容易实现导电体不横穿高频传输空间K的结构。
本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当地加以变更。例如，在上述实施方式中，以将配置于横穿高频传输空间K的部分的绝缘体的第1管部21与配置于内导体12的内部12K的刚性高的金属的第2管部22连接而形成流通管25的结构为例进行了说明，但并不限定于此。
图4是表示变形例所涉及的高频耦合器100A的一例的剖视图。在如图4所示的高频耦合器100A中，制冷剂流通部20A的流通管24整体由绝缘体形成。流通管24具有双管结构。流通管24具有内管24a及外管24b。内管24a与制冷剂C的供给源连接，并贯穿缩径部12e而配置至内导体12的前端部12d的附近。内管24a具有朝向前端部12d配置的端部24e。端部24e被打开。内管24a内形成有流路24c。在流路24c中，制冷剂C从供给源流通到端部24e。外管24b设置成包封内管24a。外管22b中加速腔40侧的端部与向内导体12的内侧突出的缩径部12e连接。在外管24b与内管24a之间形成有流路24d。从内导体12的前端部12d经由缩径部12e返回的制冷剂C在流路24d流通。
外管22b设置成包封内管22a。在外管22b与内管22a之间形成有流路22d。从内导体12的前端部12d返回的制冷剂C在流路22d中流通。外管22b可以配置有间隔件等，以便在与内管22a之间可靠的形成空间。
根据该结构，从导波管10的外部朝向内导体12的内部配置流通管24，使制冷剂C在流通管24流通，从而能够冷却内导体12的前端部12d。并且，流通管24整体由绝缘体形成，因此能够容易实现导电体不横穿高频传输空间K的结构。
图5是表示变形例所涉及的高频耦合器100B的一例的剖视图。在图5所示的高频耦合器100B中，制冷剂流通部20B的流通管25B具有主体部27及包覆部28。主体部27整体由金属形成。主体部27具有双管结构。主体部27具有内管27a及外管27b。内管27a及外管27b的结构除了材质以外，能够设为与图4所示的内管24a及外管24b相同的结构。
包覆部28由绝缘体形成，并覆盖主体部27中暴露于高频传输空间K的部分。根据该结构，通过由金属形成流通管25B的主体部27，能够减轻设置流通管25B时的工作负担。并且，通过由包覆部28覆盖暴露于高频传输空间K的部分，能够容易实现导电体不横穿高频传输空间K的结构。
并且，在上述实施方式中，设为将插入流通管24、25、25B从外部插入的结构，但并不限定于此。图6是表示变形例所涉及的高频耦合器100C的一例的剖视图。图6所示的高频耦合器100C中，内导体12的分支部12f向弯曲部10b侧以直线状延伸，贯穿外导体11而向导波管10的外部突出。
在图6中，制冷剂流通部20C具有配置于内导体12的内部12K的流通管29。流通管29的内部形成有流路29K。制冷剂C在流路29K中流通并流入内导体12的前端部12d。并且，制冷剂C从前端部12d经由内导体12的内部12K及分支部12f返回到导波管10的外部。
根据该结构，能够将内导体12的内部12K有效地用作制冷剂C的流路。并且，内导体12的分支部12f中配置于高频传输空间K的部分的外表面被绝缘体的包覆部26覆盖。由此，能够容易地实现导电体不横穿高频传输空间K的结构。
符号说明
10-导波管，10a、11a、12a-第1直线部，10b、11b、12b-弯曲部，10c、11c、12c-第2直线部，11-外导体，12-内导体，12d-前端部，12e-缩径部，12K-内部，13-调整部，14-窗部，20、20A、20B、20C-制冷剂流通部，21-第1管部，21a、22a、24a、27a-内管，21b、22b、24b、27b-外管，21c、21d、22c、22d、24c、24d、29K-流路，22-第2管部，22e、24e-端部，23-接头部，24、25、25B、29-流通管，26、28-包覆部，27-主体部，40-加速腔，100、100A、100B、100C-高频耦合器，C-制冷剂，K-高频传输空间，RF-高频。

Claims (5)

1.一种高频耦合器，其具备：
导波管，具有设置成同轴管状的外导体及内导体，并从电源侧以直线状延伸而在弯曲部以L状弯曲，在加速腔侧以直线状延伸；及
制冷剂流通部，具有流通管，所述流通管在所述弯曲部中从所述导波管的外部朝向所述加速腔侧贯穿所述外导体和所述内导体而与所述内导体的内部连接，在所述内导体中所述加速腔侧的前端部的内部与所述导波管的外部之间使制冷剂流通，所述流通管中暴露于在所述外导体与所述内导体之间形成的高频传输空间的部分由绝缘体形成。
2.根据权利要求1所述的高频耦合器，其中，
所述导波管具有调整所述外导体及所述内导体中的至少一方的电气特性的调整部。
3.根据权利要求1或2所述的高频耦合器，其中，
所述流通管具有：
第1管部，由绝缘体形成，并连接所述导波管的外部和所述内导体的内部；及
第2管部，由金属形成，且配置于所述内导体的内部，在所述内导体的内部与所述第1管部连接，并沿所述内导体的所述前端部的内部延伸。
4.根据权利要求1或2所述的高频耦合器，其中，
所述流通管整体由绝缘体形成。
5.根据权利要求1或2所述的高频耦合器，其中，
所述流通管具有主体部和包覆部，所述主体部至少配置于所述导波管的内部且由金属形成，所述包覆部由绝缘体形成且覆盖所述主体部中暴露于所述高频传输空间的部分。
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