DE102022113620A1

DE102022113620A1 - HF-Combineranordnung für eine HF-Verstärkeranordnung für einen Teilchenbeschleuniger, eine solche HF-Verstärkeranordnung und ein solcher Teilchenbeschleuniger

Info

Publication number: DE102022113620A1
Application number: DE102022113620.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Weber
Original assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Current assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023232624A1

Abstract

Eine HF-Combineranordnung (2) umfasst eine Vielzahl von Signalpfaden (20), wobei jeder Signalpfad (20) einen Signalleiter (21), einen Eingangsanschlusskontakt (22) zum hot-swap-fähigen Anschluss eines Verstärkermoduls (3) und eine Signalunterbrechungsvorrichtung (23) aufweist. Die einzelnen Signalleiter (21) sind an einem Summationspunkt (24) elektrisch miteinander verbunden. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um im ersten Betriebsmodus den Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter (21) vom Summationspunkt (24) in Richtung des jeweiligen Eingangsanschlusskontakts (22) zu unterbrechen. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um im zweiten Betriebsmodus den Leistungsfluss zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt (22) und dem Summationspunkt (24) zu erlauben.

Description

Die Erfindung betrifft eine HF-Combineranordnung für eine HF-Verstärkeranordnung für einen Teilchenbeschleuniger, eine solche HF-Verstärkeranordnung und einen solchen Teilchenbeschleuniger.
Um einen Teilchenbeschleuniger betreiben zu können, sind sehr hohe Leistungen notwendig. Diese Leistungen werden über zumindest eine HF-Verstärkeranordnung bereitgestellt. Eine solche HF-Verstärkeranordnung muss hohe Ausgangsleistungen erzeugen können und gleichzeitig eine hohe Verfügbarkeit aufweisen, weil der Teilchenbeschleuniger im Dauerbetrieb betrieben wird.
Wichtige Elemente einer solchen HF-Verstärkeranordnung sind eine HF-Combineranordnung und eine Vielzahl von Verstärkermodulen. Die HF-Combineranordnung addiert die Ausgangsleistungen der jeweiligen Verstärkermodule.
In dem beschriebenen Einsatzgebiet im Rahmen eines Teilchenbeschleunigers treten verschiedene Sonderfälle auf. Die HF-Verstärkeranordnung wird oftmals mit sehr hoher Reflexion betrieben, also mit einem Last-VSWR bis zu „unendlich“. Die Ausgangsleistung wird dann fast vollständig reflektiert. Dies kann zur Beschädigung der HF-Verstärkeranordnung und damit zur Beschädigung einzelner Verstärkermodule führen.
Weiterhin kann bei in Phase und/oder Amplitude unsymmetrischem Ausgangssignal der einzelnen Verstärkermodule ein Leistungsfluss zwischen den Verstärkermodulen erfolgen. Die dadurch entstehende Rückwärtsbeaufschlagung der Ausgänge der Verstärkermodule addiert sich zum Anteil der am Ausgang der HF-Verstärkeranordnung reflektierten Leistung. Die Rückwärtsbeaufschlagung kann problemlos das Mehrfache der Sendeleistung eines Verstärkermoduls betragen.
Bei Einsatz einer Vielzahl von Verstärkermodulen, die notwendig sind, um die benötigte Gesamtleistung für den Teilchenbeschleuniger bereitstellen zu können, ist es bisher nicht möglich, eine entsprechend hohe Verfügbarkeit der Leistungszufuhr sicherstellen zu können.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um eine sichere Energieversorgung bereitzustellen, die beispielsweise auch für Teilchenbeschleuniger verwendet werden kann, bei denen die oben genannten Sonderfälle auftreten.
Die Aufgabe wird durch die HF-Combineranordnung gemäß Anspruch 1, die HF-Verstärkeranordnung gemäß Anspruch 21 und den Teilchenbeschleuniger gemäß Anspruch 35 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden erfindungsgemäße Weiterbildungen beschrieben.
Die erfindungsgemäße HF-Combineranordnung kann insbesondere in einer HF-Verstärkeranordnung verwendet werden, die wiederum für den Betrieb eines Teilchenbeschleunigers verwendet werden kann. Die HF-Combineranordnung umfasst eine Vielzahl von Signalpfaden, wobei jeder Signalpfad:

a) einen Signalleiter zur Übertragung eines HF-Signals;
b) einen Eingangsanschlusskontakt zum hot-swap-fähigen Anschluss eines Verstärkermoduls; und
c) eine Signalunterbrechungsvorrichtung; umfasst.

Die Signalleiter verlaufen von ihrem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt hin zu einem Summationspunkt, an dem sie elektrisch miteinander verbunden sind. Es gibt einen Ausgangsanschlusskontakt, der mit dem Summationspunkt elektrisch verbunden ist, wobei an den Ausgangsanschlusskontakt eine Last anschließbar ist, an die die HF-Signale auf den einzelnen Signalleitern addiert ausgebbar sind. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist in dem ersten Betriebsmodus dazu ausgebildet, um den Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter vom Summationspunkt in Richtung des jeweiligen Eingangsanschlusskontakts zu unterbrechen. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist im zweiten Betriebsmodus dazu ausgebildet, um den Leistungsfluss zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt und dem Summationspunkt zu erlauben.
Es ist besonders vorteilhaft, dass an die HF-Combineranordnung Verstärkermodule anschließbar sind, die über eine „hot-swap“-Verbindung austauschbar sind. Dies bedeutet nichts anderes, als dass ein Austausch eines jeweiligen Verstärkermoduls während des laufenden Betriebs der HF-Combineranordnung, also während des laufenden Betriebs der HF-Verstärkeranordnung mit einer solchen HF-Combineranordnung möglich ist. Die Verstärkermodule können daher im laufenden Betrieb an- und abgesteckt werden. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil eine Signalunterbrechungsvorrichtung vorgesehen ist, welche in dem ersten Betriebsmodus und in dem zweiten Betriebsmodus arbeiten kann. Im ersten Betriebsmodus wird erreicht, dass der Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter unterbrochen ist. In diesem Fall kann dann das Verstärkermodul abgezogen werden. Eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung stellen in diesem Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung kein Belastungsproblem mehr für die Steckverbindung und kein Risiko für das Bedienpersonal dar. Gleichzeitig wird die Redundanz dadurch erhöht, dass eine Vielzahl von Verstärkermodulen mit der HF-Combineranordnung verbindbar sind, wobei die HF-Combineranordnung die Ausgangsleistungen dieser Verstärkermodule an einem Summationspunkt addiert. Bei Ausfall eines Verstärkermoduls kann dieses über die „hot-swap“-Verbindung im laufenden Betrieb ausgetauscht werden, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass keine Leistung mehr an dem Eingangsanschlusskontakt des defekten Verstärkermoduls anliegt und zwar unabhängig von dem Betriebszustand der HF-Combineranordnung bzw. der an die HF-Combineranordnung angeschlossenen Last. Die weiteren, nicht defekten Verstärkermodule, sind derart ausgelegt und stellen eine derartige Ausgangsleistung zu Verfügung, dass der Betrieb des Teilchenbeschleunigers bei Austausch von zumindest einem defekten Verstärkermodul, nicht beeinträchtigt ist.
Die erfindungsgemäße HF-Combineranordnung umfasst einen HF-Combiner. Unter einem HF-Combiner ist insbesondere ein Mikrowellen-Leistungscombiner zu verstehen, der dazu ausgebildet ist, um mehrere Eingangsleistungen (von verschiedenen Verstärkermodulen) zu einer gemeinsamen Ausgangsleistung zu kombinieren. Ein solcher HF-Combiner umfasst hierzu die jeweiligen Signalleiter, einen Summationspunkt, sowie den Ausgangsanschlusskontakt und die jeweiligen Eingangsanschlusskontakte. Der HF-Combiner ist insbesondere dazu ausgelegt, um HF-Signale mit einer Frequenz von mindestens 1 MHz, 50 MHz, 100 MHz, 200 MHz, 300 MHz, 400 MHz, 500 MHz, 600 MHz, 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz oder mindestens 1 GHz zusammenzufassen. Der HF-Combiner ist vorzugsweise ebenfalls dazu ausgebildet, um Eingangsleistungen von den jeweiligen Verstärkermodulen von mindestens 500 W, 1 kW, 2 kW, 3 kW, 4 kW oder mindestens 5 kW zusammenzufassen. Die HF-Combineranordnung umfasst daher den HF-Combiner nebst den jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen.
Bei dem Summationspunkt kann es sich um einen gemeinsamen (einzelnen) Summationspunkt handeln, an dem die einzelnen Signalleiter zusammenlaufen. Es kann sich auch um einen kaskadierten Summationspunkt handeln, wobei am Ende die Leistungen von allen Signalleitern addiert sind. In diesem Fall würden die Leistungen der Signalleiter nacheinander zu einer gemeinsamen Summenleistung addiert werden.
Die Signalleiter werden an dem Summationspunkt elektrisch miteinander verbunden. Der Wortlaut „elektrisch“ umfasst auch eine elektromagnetische Verbindung. So kann es sich bei der HF-Combineranordnung auch um einen Hohlleiter-Combiner bzw. einen Cavity-Combiner handeln bzw. die HF-Combineranordnung kann einen solchen umfassen, wobei die Summierung der einzelnen HF-Signale über deren Wellenausbreitung und nicht über einen elektrischen Leiter erfolgt.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um über ein mechanisches Mittel und/oder ein elektrisches Mittel in den ersten Betriebsmodus überführt zu werden. Alternativ oder ergänzend ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um über das mechanische Mittel und/oder das elektrische Mittel in den zweiten Betriebsmodus überführt zu werden. Dadurch kann auf besonders einfache Weise der passende Betriebsmodus ausgewählt werden, bevor das jeweilige Verstärkermodul abgezogen bzw. aufgesteckt wird.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist das mechanische Mittel ein (ein- oder mehrteiliger) Steuerstab. Der Steuerstab ist (insbesondere oder ausschließlich) bei angeschlossenem Verstärkermodul in Kontakt und außer Kontakt mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung bringbar. Dadurch kann der Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung gewechselt werden. Befindet sich die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung im ersten Betriebsmodus, so kann diese in den zweiten Betriebsmodus und umgekehrt wechseln.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist das elektrische Mittel ein Steuersignal. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um das Steuersignal von dem jeweiligen Verstärkermodul und/oder von einer übergeordneten Steuereinheit zu empfangen, wodurch die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung den Betriebsmodus wechselt. Mittels einer übergeordneten Steuereinheit, die beispielsweise in einer Leitstelle integriert sein kann, kann die Signalunterbrechungsvorrichtung derart angesteuert werden, dass diese in den ersten Betriebsmodus wechselt, wodurch ein Leistungsfluss zwischen dem Verstärkermodul und dem Summationspunkt der HF-Combineranordnung unterbrochen wird. Ein Benutzer kann dann das jeweilige Verstärkermodul entfernen (ohne Spannungsüberschläge befürchten zu müssen) und durch ein anderes Verstärkermodul ersetzen. Das Steuersignal kann beispielsweise auch durch eine Betätigung eines Knopfes erzeugt werden, den ein Benutzer betätigt, bevor er das jeweilige Verstärkermodul abzieht. Ergänzend oder alternativ kann das Steuersignal auch direkt durch das jeweilige Verstärkermodul erzeugt werden, wenn das jeweilige Verstärkermodul detektiert, dass ein Defekt in diesem vorliegt (zum Beispiel mittels einer Selbstüberwachungsroutine).
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um einen Abziehvorgang des jeweiligen Verstärkermoduls zu detektieren. In diesem Fall wechselt die Signalunterbrechungsvorrichtung in den ersten Betriebsmodus und zwar bevor die elektrische Verbindung zur Übertragung des HF-Signals am Eingangsanschlusskontakt zwischen der HF-Combineranordnung und dem jeweiligen Verstärkermodul getrennt ist. Ergänzend oder alternativ ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um bei einem defekten Verstärkermodul an dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt in den ersten Betriebsmodus zu wechseln.
Ergänzend oder alternativ ist die Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um bei Vorliegen eines entsprechenden Steuerbefehls in den ersten Betriebsmodus zu wechseln.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist der Steuerbefehl durch das mechanische Mittel und/oder das elektrische Mittel auf die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung übertragbar.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung umfasst der jeweilige Signalpfad einen Signalanschlusskontakt zum hot-swap-fähigen Anschluss des jeweiligen Verstärkermoduls. Der jeweilige Signalanschlusskontakt ist dazu ausgebildet, dass beim Abziehen des jeweiligen Verstärkermoduls von der HF-Combineranordnung der Kontakt zwischen dem jeweiligen Signalanschlusskontakt und dem Verstärkermodul getrennt wird (zeitlich) bevor der Kontakt zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt und dem Verstärkermodul getrennt wird. Dadurch kann ein Abziehvorgang des Verstärkermoduls frühzeitig von der Signalunterbrechungsvorrichtung detektiert werden. Nach einer solchen Detektion wechselt die Signalunterbrechungsvorrichtung in den ersten Betriebsmodus. Dadurch ist sichergestellt, dass eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung nicht auf den Eingangsanschlusskontakt wirken. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass ein solcher Abziehvorgang auch von dem jeweiligen Verstärkermodul detektiert wird, wobei das jeweilige Verstärkermodul in einer solchen Situation seinen zumindest einen Leistungsverstärker abschaltet. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass für den Fall, dass die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung in den ersten Betriebsmodus wechselt, auch das jeweilige Verstärkermodul dazu ausgebildet ist, um seinen zumindest einen Leistungsverstärker abzuschalten.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist für jeden Signalpfad eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen. Die jeweilige Verriegelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um im zweiten Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung mit dem jeweiligen Verstärkermodul derart in Eingriff zu gelangen, dass dieses gegen ein (versehentliches) Abziehen verriegelt ist. Die jeweilige Verriegelungseinrichtung ist auch dazu ausgebildet, um im ersten Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung das jeweilige Verstärkermodul freizugeben, sodass dieses von der HF-Combineranordnung abziehbar ist. Dadurch wird vermieden, dass ein Benutzer versehentlich das falsche Verstärkermodul abziehen kann, was bei Ausfall von bereits einem Verstärkermodul ggf. Probleme für die Redundanz bereiten würde. Die Verriegelungseinrichtung umfasst hierzu vorzugsweise ein Verriegelungselement, welches direkt in Eingriff mit dem jeweiligen Verstärkermodul bringbar ist (zum Beispiel über einen Elektromagnet). Grundsätzlich kann das Verriegelungselement auch indirekt in Eingriff mit dem jeweiligen Verstärkermodul bringbar sein, indem das Verriegelungselement beispielsweise die Bewegung eines Steuerstabs verhindert, der wiederum an dem jeweiligen Verstärkermodul anliegt und das Abziehen des Verstärkermoduls verhindert.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist der Eingangsanschlusskontakt im jeweiligen Signalpfad ein Koaxialanschlusskontakt. Dadurch besteht einerseits eine zusätzliche Schirmwirkung und andererseits wird der Berührungsschutz gegenüber dem Innenleiter erhöht.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um den jeweiligen Signalleiter im ersten Betriebsmodus mit einer Bezugsmasse kurzzuschließen. Dadurch wird verhindert, dass eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung am Eingangsanschlusskontakt anliegt. Dieses „Kurzschließen“ kann dadurch erfolgen, dass eine galvanische Verbindung zu einer Bezugsmasse hergestellt wird. Ob der jeweilige Signalleiter zusätzlich aufgetrennt wird oder nicht ist eine weitere Weiterbildung.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um den Signalleiter beim Kurzschließen aufzutrennen, sodass der Eingangsanschlusskontakt vom Summationspunkt galvanisch getrennt ist. In diesem Fall wird dasjenige Segment des Signalleiters, welches vom Summationspunkt kommt mit der Bezugsmasse verbunden. Dieses Segment ist galvanisch nicht mehr mit dem Eingangsanschlusskontakt verbunden. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass der Eingangsanschlusskontakt ebenfalls noch zusätzlich mit einer Bezugsmasse verbunden werden kann.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung beträgt eine Länge des Signalleiters von der Stelle des Kurzschlusses hin zu dem Summationspunkt: $\frac{N λ}{2} + \frac{λ}{4}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ .$
1 ist dabei die Wellenlänge des HF-Signals, welches die jeweiligen Verstärkermodule ausgeben. Dadurch wird das HF-Signal zurück in Richtung des Summationspunkts reflektiert.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um den jeweiligen Signalleiter im ersten Betriebsmodus kurzschlussfrei aufzutrennen, sodass der Eingangsanschlusskontakt vom Summationspunkt galvanisch getrennt ist.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung beträgt die Länge des Signalleiters von der (kurzschlussfrei) aufgetrennten Stelle hin zu dem Summationspunkt: $\frac{N λ}{2}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ .$
λ ist dabei die Wellenlänge des HF-Signals, welches die jeweiligen Verstärkermodule ausgeben. Dadurch wird das HF-Signal zurück in Richtung des Summationspunkts reflektiert.
Grundsätzlich wäre auch ein gemischter Betrieb denkbar, wonach zumindest eine Signalunterbrechungsvorrichtung einen Kurzschluss schaltet und wobei zumindest eine andere Signalunterbrechungsvorrichtung eine kurzschlussfreie Auftrennung des jeweiligen Signalleiters vornimmt.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung umfasst die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung einen elektronisch ansteuerbaren Halbleiter-Schalter, insbesondere in Form zumindest einer PIN-Diode. Dadurch sind sehr schnelle Schaltvorgänge möglich. Auch der Einsatz zumindest eines MOSFETs als Halbleiter-Schalter wäre denkbar. Vorzugsweise ist eine Detektorvorrichtung vorhanden, die dazu ausgebildet ist, einen Stromnulldurchgang zu detektieren, wobei die Signalunterbrechungsvorrichtung den Signalleiter im detektierten bzw. interpolierten Stromnulldurchgang auftrennt, um möglichst geringe Leistungen schalten zu müssen. Alternativ kann die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung auch einen mechanischen Schalter umfassen.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist der mechanische Schalter mittels einer Federeinrichtung vorgespannt. Die vorgespannte Federeinrichtung umfasst zumindest eine Feder, wobei die Federkraft derart bemessen ist, dass diese den mechanischen Schalter auslösen kann, wodurch der jeweilige Signalleiter unterbrochen wird und/oder wodurch ein entsprechender Kurzschluss dem jeweiligen Signalleiter hinzugeschaltet wird. Die Federeinrichtung kann auch zwei Federn umfassen, wobei eine Feder dazu ausgebildet ist, um den Signalleiter aufzutrennen, und wobei eine andere Feder dazu ausgebildet ist, um einen Kurzschluss an ein Segment des Signalleiters hinzuzuschalten.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung umfasst die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung einen Elektromotor oder einen Elektromagneten. Der mechanische Schalter ist über den Elektromotor oder den Elektromagneten (ähnlich einem Relais) ansteuerbar.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung umfasst die HF-Combineranordnung ein Gehäuse, wobei die jeweiligen Signalleiter und die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen gemeinsam innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In diesem Fall ist der Aufbau der HF-Combineranordnung sehr kompakt. Alternativ umfasst die HF-Combineranordnung eine Vielzahl von Gehäusen, wobei Teile der jeweiligen Signalleiter nebst dem Summationspunkt in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und wobei die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen in jeweils einem eigenen Gehäuse angeordnet sind. In diesem Fall wäre der HF-Combiner in einem Gehäuse angeordnet und die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen in jeweils einem eigenen Gehäuse.
In einer Weiterbildung der HF-Combineranordnung ist die HF-Combineranordnung vorzugsweise frei von aktiven Bauelementen, die in den jeweiligen Signalpfaden angeordnet sind und HF-Signale auf den jeweiligen Signalpfaden leiten. Unter aktiven Bauelementen werden beispielsweise Leistungsverstärker und Zirkulatoren verstanden. Dadurch ist sichergestellt, dass die Lebensdauer der HF-Combineranordnung maximiert ist, wobei Bauelemente, die im Betrieb schneller kaputt gehen können, in den jeweiligen hot-swap-fähigen Verstärkermodulen angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße HF-Verstärkeranordnung umfasst zumindest eine HF-Combineranordnung. Die HF-Verstärkeranordnung umfasst außerdem eine Vielzahl von Verstärkermodulen. Vorzugsweise umfasst die HF-Verstärkeranordnung mehr als 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder mehr als 9 Verstärkermodule, deren HF-Signale über eine gemeinsame HF-Combineranordnung addiert werden. Dies bedeutet nichts anderes, als dass an jeder HF-Combineranordnung mehr als 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder mehr als 9 Verstärkermodule angeschlossen sind. Die Verstärkermodule sind mit je einem Eingangsanschlusskontakt der HF-Combineranordnung elektrisch verbunden. An jedem Eingangsanschlusskontakt ist daher ein Verstärkermodul angeschlossen. Jedes Verstärkermodul umfasst außerdem zumindest einen Leistungsverstärker.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul einen Zirkulator.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist der Zirkulator des jeweiligen Verstärkermoduls dazu ausgebildet, um einen Leistungsfluss, welcher von der HF-Combineranordnung in Richtung des jeweiligen Verstärkermoduls fließt, in eine Last abzuleiten. Dadurch wird eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung in die Last abgeleitet. Die Last ist derart dimensioniert, dass diese auch ein Mehrfaches der HF-Leistung eines Verstärkermoduls absorbieren kann. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass das jeweilige Verstärkermodul dazu ausgebildet ist, um zu detektieren, ob eine Leistung in die Last abgeleitet wird, die oberhalb eines Schwellwerts liegt, und für den Fall, dass dies der Fall ist, die Signalunterbrechungsvorrichtung derart ansteuert, dass die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung in den ersten Betriebsmodus wechselt.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist der Zirkulator des jeweiligen Verstärkermoduls in Signalübertragungsrichtung vom jeweiligen Verstärkermodul zur HF-Combineranordnung nach dem Leistungsverstärker des jeweiligen Verstärkermoduls angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung durch den Zirkulator in die Last abgeleitet werden und dass die reflektierte Leistung und/oder die Rückwärtsbeaufschlagung den Leistungsverstärker nicht beschädigen.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung sind sämtliche Anschlüsse des jeweiligen Verstärkermoduls auf derjenigen Seite des Verstärkermoduls angeordnet, die der HF-Combineranordnung zugewandt ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Rückseite des Verstärkermoduls. Bei einem dieser Anschlüsse handelt es sich vorzugsweise um denjenigen Anschluss, der mit dem Eingangsanschlusskontakt verbunden wird. Weiterhin handelt es sich bei einem dieser Anschlüsse vorzugsweise um den Anschluss, der mit dem jeweiligen Signalanschlusskontakt verbunden wird (falls ein Signalanschlusskontakt an der HF-Combineranordnung vorgesehen ist). Grundsätzlich können auch Anschlüsse für Kühlwasserzufuhr/Abfuhr derartig angeordnet sein.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist für die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ein Elektromotor oder ein Elektromagnet vorgesehen. Der Elektromotor oder der Elektromagnet ist in der HF-Combineranordnung Richtung oder im jeweiligen Verstärkermodul angeordnet. Der Elektromotor oder der Elektromagnet ist dazu ausgebildet, um den Kurzschluss zu zuschalten und/oder um die jeweilige Signalleitung aufzutrennen. Dadurch, dass die Lebensdauer des Elektromotors bzw. des Elektromagneten höher ist als die Lebensdauer eines Verstärkermoduls, kann der Elektromotor bzw. der Elektromagnet auch in die HF-Combineranordnung integriert werden.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul einen Entriegelungsknopf. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um bei Betätigung des Entriegelungsknopfes am jeweiligen Verstärkermodul in den ersten Betriebsmodus überzugehen. Der Entriegelungsknopf ist vorzugsweise an der Vorderseite angeordnet, wobei die Vorderseite diejenige Seite ist, die gegenüberliegend der Rückseite angeordnet ist, an welcher die Anschlüsse des Verstärkermoduls angeordnet sind. Die Signalunterbrechungsvorrichtung ist vorzugsweise ebenfalls dazu ausgebildet, um bei abermaliger Betätigung des Entriegelungsknopfes in den zweiten Betriebsmodus überzugehen. Vorzugsweise ist die Signalunterbrechungsvorrichtung dazu ausgebildet, um jedes Mal den Betriebsmodus zu wechseln, wenn der Entriegelungsknopf betätigt wird. Ergänzend oder alternativ kann bei Betätigung des Entriegelungsknopfes auch eine Entriegelung stattfinden, sodass das jeweilige Verstärkermodul von der HF-Combineranordnung abgezogen werden kann. So kann der Entriegelungsknopf mit der Verriegelungseinrichtung in Kontakt stehen.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, um die Funktionsweise des Verstärkermoduls zu überwachen. So kann die Steuereinheit beispielsweise dazu ausgebildet sein, um verschiedene Spannungen auf einer Leiterplatte des jeweiligen Verstärkermoduls zu überwachen. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, um bei einem erkannten Fehler des jeweiligen Verstärkermoduls die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung derart anzusteuern, dass diese in den ersten Betriebsmodus übergeht. In einem nächsten Schritt kann der Benutzer das defekte Verstärkermodul von der HF-Combineranordnung abziehen und durch ein funktionsfähiges Verstärkermodul ersetzen.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist die Steuereinheit des jeweiligen Verstärkermoduls außerdem dazu ausgebildet, um einen erkannten Fehler an eine übergeordnete Steuereinrichtung zu übertragen. So kann es sich bei der übergeordneten Steuereinrichtung beispielsweise um eine Leitwarte handeln, in welcher der Fehler einem Benutzer angezeigt wird. Der Benutzer wird so über den Defekt informiert und kann das defekte Verstärkermodul austauschen.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul zumindest einen Indikator, wobei der Indikator dazu ausgebildet ist, um anzugeben, ob ein Fehler in dem jeweiligen Verstärkermodul vorliegt oder nicht. So ist es für einen Benutzer besonders einfach das defekte Verstärkermodul ausfindig zu machen. Der Indikator ist vorzugsweise an der Vorderseite des jeweiligen Verstärkermoduls angeordnet und im montierten Zustand des jeweiligen Verstärkermoduls für einen Benutzer sichtbar.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist der Indikator des jeweiligen Verstärkermoduls eine Lichtquelle, insbesondere in Form einer LED. Besonders bevorzugt wird ein Defekt des Verstärkermoduls durch ein rotes Licht und ein funktionsfähiges Verstärkermodul durch ein fehlendes oder ein grünes Licht dargestellt.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul Kühlwasseranschlüsse, um Kühlwasser zu- und abzuführen. Über das Kühlwasser wird insbesondere der Leistungsverstärker des jeweiligen Verstärkermoduls gekühlt. Ergänzend oder alternativ kann auch die Last gekühlt werden, in welche eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung abgeleitet werden. Die Kühlwasseranschlüsse können auf derjenigen Seite des Verstärkermoduls angeordnet sein, auf welcher auch die Anschlüsse zur Verbindung des Verstärkermoduls mit dem Eingangsanschlusskontakt vorgesehen sind. In diesem Fall wäre es die Rückseite. Alternativ können die Kühlwasseranschlüsse auch auf der gegenüberliegenden Seite (Vorderseite) vorgesehen sein, also auf der Seite, wo beispielsweise der Entriegelungsknopf angeordnet ist. Das jeweilige Verstärkermodul wird vorzugsweise über eine Klickverbindung mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden. Die Kühlwasseranschlüsse sind vorzugsweise frei von einer Schraubverbindung.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung umfasst das jeweilige Verstärkermodul einen Steuerstab, wobei der Steuerstab an dem jeweiligen Verstärkermodul beweglich angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Steuerstab zumindest oder ausschließlich axial verschieblich angeordnet. Der Steuerstab verläuft von dem jeweiligen Verstärkermodul in Richtung der HF-Combineranordnung und ist mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung koppelbar. In einer ersten Position des Steuerstabs ist der Steuerstab von der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung entkoppelt und die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist in dieser ersten Position des Steuerstabs dazu ausgebildet, um den ersten Betriebsmodus einzunehmen. Beispielsweise kann über die Federanordnung, bei fehlendem Eingriff des Steuerstabs, der mechanische Schalter ausgelöst werden. In diesem Fall kann der jeweilige Signalleiter mit einem Kurzschluss verbunden werden und/oder es kann ein Auftrennen des jeweiligen Signalleiters stattfinden. In einer zweiten Position des Steuerstabs ist der Steuerstab mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung gekoppelt und die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung ist in dieser zweiten Position des Steuerstabs dazu ausgebildet, um den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Signalunterbrechungsvorrichtung den ersten Betriebsmodus einnimmt, wenn sich der Steuerstab in der zweiten Position befindet und dass die Signalunterbrechungsvorrichtung den zweiten Betriebsmodus einnimmt, wenn sich der Steuerstab in der ersten Position befindet.
In einer Weiterbildung der HF-Verstärkeranordnung ist der Steuerstab an dem jeweiligen Verstärkermodul derart angeordnet, dass er durch einen Benutzer aus dem Verstärkermodul zur Einnahme der ersten Position herausziehbar ist. Der Steuerstab ist an dem jeweiligen Verstärkermodul derart angeordnet, dass er durch den Benutzer in das Verstärkermodul zur Einnahme der zweiten Position einschiebbar ist. Dadurch kann das jeweilige Verstärkermodul besonders einfach getauscht werden. So wird der Steuerstab (zumindest teilweise) herausgezogen (vorzugsweise lediglich eine axiale Bewegung), um im Anschluss daran das Verstärkermodul abzuziehen. Im Anschluss daran wird das neue Verstärkermodul eingesetzt und der Steuerstab eingeschoben (vorzugsweise lediglich eine axiale Bewegung), wobei nach dem Einschieben die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung in den zweiten Betriebsmodus übergeht.
Der erfindungsgemäße Teilchenbeschleuniger umfasst zumindest eine zuvor beschriebene HF-Verstärkeranordnung. Der Teilchenbeschleuniger umfasst außerdem zumindest einen HF-Resonator. Die zumindest eine HF-Verstärkeranordnung ist an den zumindest einen HF-Resonator zur Übertragung der summierten HF-Signale angeschlossen. Bei Ausfall eines Verstärkermoduls arbeiten die weiteren Verstärkermodule normal weiter. Das defekte Verstärkermodul kann problemlos im Betrieb der weiteren Verstärkermodule abgezogen werden, ohne dass eine reflektierte Leistung und/oder eine Rückwärtsbeaufschlagung den Eingangsanschlusskontakt beschädigt und das Einsetzen eines neuen Verstärkermoduls verhindert. Dadurch kann der Teilchenbeschleuniger ordnungsgemäß weiter betrieben werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1, 2 3:
- verschiede Ausführungsbeispiele einer HF-Verstärkeranordnung mit einer HF-Combineranordnung und einer Vielzahl von Verstärkermodulen;
4: ein Racksystem, welches eine Vielzahl von HF-Verstärkeranordnungen umfasst;
5: ein Ausführungsbeispiel eines Verstärkermoduls;
6A, 6B:
- ein Ausführungsbeispiel einer Signalunterbrechungsvorrichtung, die einen Signalleiter beim Abziehen eines Verstärkermoduls kurzschlussfrei auftrennt;
7A, 7B, 7C:
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Signalunterbrechungsvorrichtung, die einen Signalpfad beim Abziehen eines Verstärkermoduls auftrennt und einen Kurzschluss hinzuschaltet;
8: ein Ausführungsbeispiel einer HF-Verstärkeranordnung, mit einem HF-Combiner, einer Signalunterbrechungsvorrichtung und einem Verstärkermodul, die allesamt in verschiedenen Gehäusen untergebracht sind; und
9: ein Ausführungsbeispiel eines Teilchenbeschleunigers mit einer Vielzahl von HF-Verstärkeranordnungen.

Die 1, 2 und 3 zeigen eine HF-Verstärkeranordnung 1. Die HF-Verstärkeranordnung 1 umfasst zumindest eine HF-Combineranordnung 2 und eine Vielzahl von Verstärkermodulen 3. In dem Ausführungsbeispiel umfasst die HF-Verstärkeranordnung 1 sieben Verstärkermodule 3. Es können auch weniger oder mehr Verstärkermodule 3 sein. So kann die HF-Verstärkeranordnung 1 zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr als sieben Verstärkermodule 3 umfassen. Jedes Verstärkermodul 3 umfasst vorzugsweise zumindest einen Leistungsverstärker 4. Weiter vorzugsweise umfasst jedes Verstärkermodul 3 ein oder mehrere der folgenden Elemente: einen Eingangsverstärker 5, einen Phasenschieber 6, eine einstellbare Dämpfungseinrichtung 7, einen Zwischenverstärker 8, einen Richtkoppler 9 und einen Zirkulator 10.
Bevorzugt wird ein zu verstärkendes Eingangssignal einem Eingangsverstärker 5 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 zugeführt. Ein Ausgang des Eingangsverstärkers 5 ist mit dem Phasenschieber 6 verbunden. Der Phasenschieber 6 hat die Aufgabe sicherzustellen, dass die jeweiligen Verstärkermodule 3 ein HF-Signal ausgeben, welches jeweils dieselbe Phasenlage aufweist. Ein Ausgang des Phasenschiebers 6 kann mit der einstellbaren Dämpfungseinrichtung 7 verbunden werden. Die einstellbare Dämpfungseinrichtung 7 umfasst ein oder mehrere Dämpfungsglieder. Die einstellbare Dämpfungseinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, um sicherzustellen, dass das HF-Signal einen bestimmten Pegel aufweist bzw. einhält. Ein Ausgang der einstellbaren Dämpfungseinrichtung 7 ist mit einem Zwischenverstärker 8 verbunden. Ein Ausgang des Zwischenverstärkers 8 ist mit dem Leistungsverstärker 4 verbunden. Ein Ausgang des Leistungsverstärkers 4 ist mit dem Richtkoppler 9 verbunden. Ein Ausgang des Richtkopplers 9 ist mit dem Zirkulator 10 verbunden. Ein erster Ausgang des Zirkulators 10 ist mit einer Last (nicht dargestellt) verbunden. Ein zweiter Ausgang des Zirkulators 10 ist mit einem HF-Ausgang 11 des Verstärkermoduls 3 verbunden.
Der Zirkulator 10 ist dazu ausgebildet, um einen Leistungsfluss, welcher von der HF-Combineranordnung 2 in Richtung des jeweiligen Verstärkermoduls 3 fließt, in eine Last abzuleiten.
Der Zirkulator 10 ist in Signalübertragungsrichtung vom jeweiligen Verstärkermodul 3 zur HF-Combineranordnung 2 nach dem Leistungsverstärker 4 angeordnet.
Das jeweilige Verstärkermodul 3 umfasst außerdem eine Steuereinheit 12. Die Steuereinheit 12 ist dazu ausgebildet, um den Phasenschieber 6 und die einstellbare Dämpfungseinrichtung 7 zu regeln. Durch Regelung der einstellbaren Dämpfungseinrichtung 7 kann insbesondere der Leistungsverstärker 4 mit einer konstanten Verstärkung und insbesondere im linearen Bereich betrieben werden. Selbiges kann auch für den Eingangsverstärker 5 und den Zwischenverstärker 8 gelten. Grundsätzlich kann die Steuereinheit 12 auch den Leistungsverstärker 4, den Eingangsverstärker 5 und den Zwischenverstärker 8 regeln.
Die Steuereinheit 12 ist vorzugsweise außerdem dazu ausgebildet, um an eine übergeordnete Leitstelle (nicht dargestellt) angeschlossen zu werden. Dies kann über ein Bussystem 13 erfolgen. Die Steuereinheit 12 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 kann entsprechende Informationen (zum Beispiel Zustandsinformationen) über das Verstärkermodul 3 an die übergeordnete Leitstelle übertragen bzw. Steuerbefehle von der übergeordneten Leitstelle empfangen und ausführen.
Über das Bussystem 13 können die jeweiligen Verstärkermodule 3 auch untereinander kommunizieren. Für den Fall, dass eine Steuereinheit 12 einen Defekt erkennt und den Leistungsverstärker 4 abschaltet, kann diese Information direkt den anderen Verstärkermodulen 3 oder indirekt, beispielsweise über die übergeordnete Leitstelle, zugeführt werden. Die anderen Verstärkermodule 3 sind nun dazu ausgebildet, um ihre Ausgangsleistung zu erhöhen, sodass die HF-Verstärkeranordnung 1 weiterhin dieselbe HF-Leistung bereitstellt.
Das jeweilige Verstärkermodul 3 umfasst außerdem eine elektrische Versorgungseinrichtung 14. Diese elektrische Versorgungseinrichtung 14 ist an eine Spannungsversorgung 15 angeschlossen und dazu ausgebildet, um die einzelnen Komponenten des Verstärkermoduls 3 mit einer elektrischen Spannung zu versorgen. Dies erfolgt über einen Spannungsversorgungsanschluss 28. Die Spannungsversorgung 15 selbst wird bevorzugt von redundant ausgeführten Netzteilen (nicht dargestellt) bereitgestellt.
Vorzugsweise sind sämtliche Verstärkungsmodule 3 identisch aufgebaut und weiter vorzugsweise an dieselbe Spannungsversorgung 15 angeschlossen.
Das jeweilige Verstärkermodul 3 umfasst vorzugsweise Kühlwasseranschlüsse 16, über die dem jeweiligen Verstärkermodul 3 Kühlwasser zugeführt und von diesem abgeführt werden kann. Durch das Kühlwasser können insbesondere der Leistungsverstärker 4, die einstellbare Dämpfungseinrichtung 7 und die Last (nicht dargestellt), die an den Zirkulator 10 angeschlossen ist, gekühlt werden.
Die HF-Verstärkeranordnung 1 umfasst außerdem einen HF-Splitter 17. Der HF-Splitter 17 umfasst einen Eingangsanschluss, an den ein zu verstärkendes HF-Signal zugeführt wird. Vorzugsweise hat dieses HF-Signal genau eine einzige Frequenz. Dieses zu verstärkende HF-Signal wird an mehreren Ausgängen bereitgestellt. Vorzugsweise umfasst der HF-Splitter 17 genauso viele Ausgänge wie es Verstärkermodule 3 gibt. An jeden Ausgang des HF-Splitters 17 ist ein Verstärkermodul 3 angeschlossen. Der HF-Splitter 17 ist vorzugsweise in Leiterplattentechnik aufgebaut.
Die einzelnen Verstärkermodule 3 sind über ihren jeweiligen HF-Ausgang 11 mit der HF-Combineranordnung 2 verbunden. Über diese Verbindung kann das jeweilige verstärkte HF-Signal von dem jeweiligen Verstärkermodul 3 zur HF-Combineranordnung 2 übertragen werden.
Die HF-Combineranordnung 2 umfasst eine Vielzahl von Signalpfaden 20. Jeder Signalpfad 20 umfasst einen Signalleiter 21, der zur Übertragung des HF-Signals dient. Der Signalleiter 21 kann auch als Hohlleiter ausgebildet sein. Jeder Signalpfad 20 umfasst außerdem einen Eingangsanschlusskontakt 22 zum hot-swap-fähigen Anschluss des jeweiligen Verstärkermoduls 3. Jeder Signalpfad 20 umfasst außerdem eine Signalunterbrechungsvorrichtung 23. Das jeweilige Verstärkermodul 3 ist mit seinem jeweiligen HF-Ausgang 11 mit dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt 22 verbunden.
Die Signalleiter 21 der Vielzahl von Signalpfaden 20 verlaufen von ihrem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt 22 hin zu einem Summationspunkt 24, an dem sie elektrisch verbunden sind.
An einen Ausgangsanschlusskontakt 25, der mit dem Summationspunkt 24 elektrisch verbunden ist, ist eine Last anschließbar. An diese Last werden die HF-Signale der einzelnen Signalleiter 21 addiert ausgegeben.
Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist dazu ausgebildet, um in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist dazu ausgebildet, um im ersten Betriebsmodus den Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter 21 vom Summationspunkt 24 in Richtung des jeweiligen Eingangsanschlusskontakts 22 zu unterbrechen. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist dazu ausgebildet, um im zweiten Betriebsmodus den Leistungsfluss zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt 22 und dem Summationspunkt 24 zu erlauben.
In 1 ist die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 dazu ausgebildet, um über ein elektrisches Mittel in den ersten Betriebsmodus bzw. in den zweiten Betriebsmodus überführt zu werden. Das elektrische Mittel ist in diesem Fall ein Steuersignal, welches in 1 von dem jeweiligen Verstärkermodul 3 erzeugt und an die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 übertragen wird. Bevorzugt wird das Steuersignal durch die Steuereinheit 12 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 erzeugt. Die Verbindung zur Übertragung des Steuersignals zwischen dem jeweiligen Verstärkermodul 3 und der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist in 1 gestrichelt dargestellt. Grundsätzlich kann das Steuersignal auch durch eine übergeordnete Steuereinheit, die beispielsweise in einer Leitstelle integriert ist, erzeugt werden.
Die Steuereinheit 12 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, um die Funktionsweise des Verstärkermoduls 3 zu überwachen. Die Steuereinheit 12 ist dann dazu ausgebildet, um bei einem erkannten Fehler des jeweiligen Verstärkermoduls 3 die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 derart anzusteuern, dass diese in den ersten Betriebsmodus übergeht. In diesem Fall wird ein Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter 21 vom Summationspunkt 24 in Richtung des jeweiligen Eingangsanschlusskontakts 22 unterbrochen. Im Anschluss daran kann dann das jeweilige Verstärkermodul 23 sicher von der HF-Combineranordnung 2 abgezogen werden. Eine Beschädigung des Eingangsanschlusskontakts 22 erfolgt nicht.
Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 kann einen elektronisch ansteuerbaren Halbleiter-Schalter, insbesondere in Form zumindest einer PIN-Diode umfassen.
Grundsätzlich kann die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 auch einen mechanischen Schalter umfassen, welcher insbesondere durch einen Elektromotor oder einen Elektromagneten betätigt wird. Dieser Elektromotor oder dieser Elektromagnet kann durch das Steuersignal angesteuert werden. Dieser Elektromotor bzw. dieser Elektromagnet können in der HF-Combineranordnung 2 vorgesehen sein. Sie können auch im jeweiligen Verstärkermodul 3 angeordnet sein. Vorzugsweise gibt es für jede Signalunterbrechungsvorrichtung 23 einen separaten Elektromotor bzw. einen separaten Elektromagneten.
Die HF-Combineranordnung 2 umfasst ein Gehäuse, wobei die Signalleiter 21 und die Signalunterbrechungsvorrichtungen 23 gemeinsam innerhalb dieses Gehäuses angeordnet sind. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Metall bzw. aus einer Metalllegierung oder umfasst eine solche. Dadurch kann entstehende Wärme effizient abgeführt werden.
Bevorzugt sind die Signalpfade 20 frei von einem Zirkulator und einem Leistungsverstärker.
Bevorzugt sind sämtliche Anschlüsse des jeweiligen Verstärkermoduls 3 an einer Rückseite des Verstärkermoduls 3 angeordnet, wobei die Rückseite des jeweiligen Verstärkermoduls 3 im montierten Zustand in Richtung der HF-Combineranordnung 2 zeigt. Bei diesen Anschlüssen handelt es sich insbesondere um den HF-Ausgang 11. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Anschlüssen auch um die Spannungsversorgungsanschlüsse 28 des Verstärkermoduls 3 und um den Datenanschluss 29 an das Bussystem 13. Grundsätzlich können auch die Kühlwasseranschlüsse 16 an der Rückseite angeordnet sein.
Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, um einen Abziehvorgang des jeweiligen Verstärkermoduls 3 zu detektieren und in den ersten Betriebsmodus zu wechseln, bevor die elektrische Verbindung zur Übertragung des HF-Signals am Eingangsanschlusskontakt 22 zwischen der HF-Combineranordnung 2 und dem jeweiligen Verstärkermodul 3 getrennt wird.
Hierzu umfasst der jeweilige Signalpfad 20 vorzugsweise einen Signalanschlusskontakt. Der jeweilige Signalanschlusskontakt ist dazu ausgebildet, dass dieser beim Abziehen des jeweiligen Verstärkermoduls 3 von der HF-Combineranordnung 2 zuerst gelöst wird, bevor der Kontakt zwischen dem jeweiligen HF-Ausgang 11 und dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt 22 gelöst wird, über welchen das HF-Signal übertragen wird.
Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 kann ebenfalls dazu ausgebildet sein, um bei einem defekten Verstärkermodul 3 in den ersten Betriebsmodus zu wechseln.
Grundsätzlich kann die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 auch dazu ausgebildet sein, um bei Vorliegen eines entsprechenden Steuerbefehls, der beispielsweise von der Leitstelle erzeugt wird, in den ersten Betriebsmodus zu wechseln.
Im Unterschied zur HF-Combineranordnung 2 aus 1, zeigt die HF-Combineranordnung 2 aus 2, dass die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 dazu ausgebildet ist, um über ein mechanisches Mittel in den ersten bzw. zweiten Betriebsmodus überführt zu werden. Das mechanische Mittel ist in diesem Fall ein Steuerstab 26. Dieser Steuerstab 26 ist bei einem angeschlossenen Verstärkermodul 3 in Kontakt und außer Kontakt mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 bringbar, wodurch die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 den Betriebsmodus wechselt.
Der Steuerstab 26 ist beweglich an dem jeweiligen Verstärkermodul 3 angeordnet. Der Steuerstab 26 verläuft vom jeweiligen Verstärkermodul 3 in Richtung der HF-Combineranordnung 2 und ist mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 koppelbar. In einer ersten Position des Steuerstabs 26 ist der Steuerstab von der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 entkoppelt und die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist in dieser ersten Position des Steuerstabs 26 dazu ausgebildet, um den ersten Betriebsmodus einzunehmen. In einer zweiten Position des Steuerstabs 26 ist der Steuerstab 26 mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 gekoppelt und die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist in dieser zweiten Position des Steuerstabs 26 dazu ausgebildet, um den zweiten Betriebsmodus einzunehmen.
Der Steuerstab 26 ist an dem jeweiligen Verstärkermodul 3 derart angeordnet, dass er durch einen Benutzer aus dem Verstärkermodul 3 zur Einnahme der ersten Position herausziehbar ist. Umgekehrt ist der Steuerstab 26 an dem jeweiligen Verstärkermodul 3 derart angeordnet, dass er durch den Benutzer in das Verstärkermodul 3 zur Einnahme der zweiten Position einschiebbar ist.
Bezugnehmend auf 3 ist dargestellt, dass die HF-Combineranordnung 2 eine Vielzahl von Gehäusen umfasst. Teile der jeweiligen Signalleiter 21 nebst dem Summationspunkt 24 sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Dagegen sind die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen 23 in einem dazu jeweils eigenen Gehäuse angeordnet. Insbesondere ist der HF-Combiner 27 der HF-Combineranordnung 2 in einem eigenen Gehäuse untergebracht, wohingegen die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen 23 in (jeweils) separaten Gehäusen angeordnet sind. Die Eingangsanschlusskontakte 22 sind in den Gehäusen der Signalunterbrechungsvorrichtungen 23 angeordnet. Der HF-Combiner 27 kann ein Hohlleiter-Combiner bzw. ein Cavity-Combiner sein, wobei dieser bevorzugt ein Aluminiumdruckgussteil und/oder ein Aluminiumfrästeil ist.
4 zeigt ein Racksystem 30, welches eine Vielzahl von HF-Verstärkeranordnungen 1 umfasst. Jede HF-Verstärkeranordnung 1 umfasst in diesem Fall sieben Verstärkermodule 3. Die jeweiligen Verstärkermodule 3 umfassen einen Haltegriff 31, über den sie aus dem Racksystem 30 herausziehbar sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kühlwasseranschlüsse 16 an der Vorderseite der jeweiligen Verstärkermodule 3 angeordnet. Die einzelnen HF-Verstärkeranordnungen 1 sind übereinander gestapelt im Racksystem 30 angeordnet, wobei in dieser Ausführungsform zwischen zwei HF-Verstärkeranordnungen 1 entsprechende Kühlwasserverteiler 32 angeordnet sind.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verstärkermoduls 3. Dargestellt ist der Haltegriff 31, der Steuerstab 26, sowie der HF-Ausgang 11, der Spannungsversorgungsanschluss 28 und der Datenanschluss 29. Der HF-Ausgang 11, der Spannungsversorgungsanschluss 28 und der Datenanschluss 29 sind auf der Rückseite des Verstärkermoduls 3 angeordnet. Nicht dargestellt sind in diesem Ausführungsbeispiel die Kühlwasseranschlüsse 16.
Das jeweilige Verstärkermodul 3 umfasst vorzugsweise einen Indikator 33. Der Indikator 33 ist dazu ausgebildet, um anzugeben, ob ein Fehler in dem jeweiligen Verstärkermodul 3 vorliegt oder nicht. Der Indikator 33 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 ist vorzugsweise eine (einfarbige oder mehrfarbige) Lichtquelle, insbesondere in Form einer LED. Ist das jeweilige Verstärkermodul 3 defekt, so kann dies dem Benutzer durch den Indikator 33 visuell dargestellt werden. Es wäre auch möglich, dass der aktuelle Betriebsmodus der Signalunterbrechungsvorrichtung 23 dem Benutzer visuell dargestellt wird.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das jeweilige Verstärkermodul 3 einen Entriegelungsknopf umfasst. Die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 wäre dann dazu ausgebildet, um bei Betätigung des Entriegelungsknopfes am jeweiligen Verstärkermodul 3 in den ersten Betriebsmodus überzugehen.
Die 6A und 6B zeigen ein Ausführungsbeispiel der HF-Combineranordnung 2, aus dem eine mögliche Funktionsweise der Signalunterbrechungsvorrichtung 23 hervorgeht. Die Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist in diesem Fall dazu ausgebildet, um einen Signalleiter 21 beim Abziehen des jeweiligen Verstärkermoduls 3 kurzschlussfrei aufzutrennen. In diesem Fall ist der Eingangsanschlusskontakt 22 vom Summationspunkt 24 galvanisch getrennt. Eine Länge des Signalleiters 21 von der aufgetrennten Stelle hin zu dem Summationspunkt 24 beträgt: $\frac{N λ}{2}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ$
λ ist dabei die Wellenlänge des HF-Signals, welches die jeweiligen Verstärkermodule 3 ausgeben.
Dieses Auftrennen erfolgt in diesem Fall über einen mechanischen Schalter. Der mechanische Schalter ist über eine Federeinrichtung 34 vorgespannt. Die Federeinrichtung 34 umfasst zumindest eine Feder. Sobald der Steuerstab 26 außer Eingriff mit der Signalunterbrechungsvorrichtung 23 gelangt, betätigt die Federeinrichtung 34 den mechanischen Schalter derart, dass der Signalleiter 21 kurzschlussfrei aufgetrennt wird.
Die 7A, 7B und 7C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der HF-Combineranordnung 2, aus dem eine mögliche Funktionsweise der Signalunterbrechungsvorrichtung 23 hervorgeht. Die Signalunterbrechungsvorrichtung 23 ist in diesem Fall dazu ausgebildet, um einen Signalleiter 21 beim Abziehen des jeweiligen Verstärkermoduls 3 aufzutrennen und kurzzuschließen. In diesem Fall ist der Eingangsanschlusskontakt 22 vom Summationspunkt 24 galvanisch getrennt. Eine Länge des Signalleiters 21 von der kurzgeschlossenen Stelle hin zu dem Summationspunkt 24 beträgt: $\frac{N λ}{2} + \frac{λ}{4}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ$
λ ist dabei die Wellenlänge des HF-Signals, welches die jeweiligen Verstärkermodule 3 ausgeben.
Dieses Auftrennen erfolgt in diesem Fall über einen mechanischen Schalter. Der mechanische Schalter ist über eine Federeinrichtung 34 vorgespannt. Die Federeinrichtung 34 umfasst zumindest eine Feder. Sobald der Steuerstab 26 außer Eingriff mit der Signalunterbrechungsvorrichtung 23 gelangt, betätigt die Federeinrichtung 34 den mechanischen Schalter derart, dass der Signalleiter 21 aufgetrennt wird. Gleichzeitig findet ein Kontaktieren mit einer Bezugsmasse statt, wodurch das Segment des Signalleiters 21, welches sich vom Summationspunkt 24 hin zu der aufgetrennten Stelle erstreckt kurzgeschlossen wird.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass der mechanische Schalter und damit die Signalunterbrechungsvorrichtung 23 dazu ausgebildet ist, um eine Bezugsmasse mit dem jeweiligen Signalleiter 21 galvanisch zu verbinden, ohne den jeweiligen Signalleiter 21 aufzutrennen.
Anstelle der Federeinrichtung 34 kann auch ein Elektromotor oder ein Elektromagnet verwendet werden, wobei der Steuerstab 26 dann bevorzugt durch ein Steuersignal ersetzt wird.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer HF-Verstärkeranordnung 1, die eine HF-Combineranordnung 2 und ein Verstärkermodul 3 umfasst. Die HF-Combineranordnung 2 umfasst einen HF-Combiner 27 und eine Signalunterbrechungsvorrichtung 23. Das Ausführungsbeispiel aus 8 entspricht beispielsweise demjenigen aus 3, wonach der HF-Combiner 27 und die jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtungen 23 in verschiedenen Gehäusen untergebracht sind. Durch ein axiales Verschieben des Steuerstabs 26 geht die Signalunterbrechungsvorrichtung 23 in den ersten Betriebsmodus über. Das Verstärkermodul 3 kann in diesem Fall abgezogen werden.
Bevorzugt ist das jeweilige Verstärkermodul 3 lediglich an dem Gehäuse befestigt, in welchem sich die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung 23 befindet. Das jeweilige Verstärkermodul 3 ist vorzugsweise nicht im Gehäuse des HF-Combiners 27 befestigt. Der Spannungsversorgungsanschluss 28 und/oder der Datenanschluss 29 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 kann ebenfalls mit einem hierzu korrespondierenden Anschluss in dem Gehäuse der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 verbunden sein. Bevorzugt umfasst die HF-Verstärkeranordnung 1 allerdings eine Backplane (nicht dargestellt), die die hierzu korrespondierenden Anschlüsse umfasst. In diesem Fall ist der HF-Ausgang 11 des jeweiligen Verstärkermoduls 3 mit dem Eingangsanschlusskontakt 22 am Gehäuse der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 verbunden, wohingegen der Spannungsversorgungsanschluss 28 und/oder der Datenanschluss 29 mit der Backplane verbunden ist, die außerhalb des Gehäuses der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung 23 verläuft.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Teilchenbeschleunigers 40 mit einer Vielzahl von HF-Verstärkeranordnungen 1, die in einem Racksystem 30 angeordnet sind. Der Teilchenbeschleuniger 40 umfasst eine Vielzahl von HF-Resonatoren 41. Die jeweiligen HF-Resonatoren 41 sind bevorzugt an jeweils einen Ausgangsanschlusskontakt 25 einer HF-Verstärkeranordnung 1 angeschlossen. Die HF-Resonatoren 41 stellen die Last dar, welche an die jeweilige HF-Verstärkeranordnung 1 angeschlossen ist. Fällt ein Verstärkermodul 3 aus, so können die weiteren Verstärkermodule 3 der HF-Verstärkeranordnung 1 den jeweiligen HF-Resonator 41 weiter mit Energie versorgen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

HF-Combineranordnung (2) für eine HF-Verstärkeranordnung (1) für einen Teilchenbeschleuniger (40) mit den folgenden Merkmalen: - eine Vielzahl von Signalpfaden (20), wobei jeder Signalpfad (20) : a) einen Signalleiter (21) zur Übertragung eines HF-Signals; b) einen Eingangsanschlusskontakt (22) zum hot-swap-fähigen Anschluss eines Verstärkermoduls (3); und c) eine Signalunterbrechungsvorrichtung (23); umfasst; - die Signalleiter (21) der Vielzahl von Signalpfaden (20) verlaufen von ihrem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt (22) hin zu einem Summationspunkt (24), an dem sie elektrisch verbunden sind; - ein Ausgangsanschlusskontakt (25), der mit dem Summationspunkt (24) elektrisch verbunden ist, wobei an den Ausgangsanschlusskontakt (25) eine Last anschließbar ist, an die die HF-Signale auf den einzelnen Signalleitern (21) addiert ausgebbar sind; - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden; - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um im ersten Betriebsmodus den Leistungsfluss auf dem jeweiligen Signalleiter (21) vom Summationspunkt (24) in Richtung des jeweiligen Eingangsanschlusskontakts (22) zu unterbrechen; - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um im zweiten Betriebsmodus den Leistungsfluss zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt (22) und dem Summationspunkt (24) zu erlauben.
HF-Combineranordnung (2) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um über ein mechanisches Mittel und/oder ein elektrisches Mittel in den ersten Betriebsmodus überführt zu werden; und/oder - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um über das mechanische Mittel und/oder das elektrische Mittel in den zweiten Betriebsmodus überführt zu werden, wobei - das mechanische Mittel insbesondere ein Steuerstab (26) ist, der bei angeschlossenem Verstärkermodul (3) in Kontakt und außer Kontakt mit der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung (23) bringbar ist, wodurch die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) den Betriebsmodus wechselt, und/oder - das elektrische Mittel insbesondere ein Steuersignal ist, wobei die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, um das Steuersignal von dem jeweiligen Verstärkermodul (3) und/oder einer übergeordneten Steuereinheit zu empfangen, wodurch die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) den Betriebsmodus wechselt.
HF-Combineranordnung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um: a) einen Abziehvorgang des jeweiligen Verstärkermoduls (3) zu detektieren und in den ersten Betriebsmodus zu wechseln, bevor die elektrische Verbindung zur Übertragung des HF-Signals am Eingangsanschlusskontakt (22) zwischen der HF-Combineranordnung (2) und dem jeweiligen Verstärkermodul (3) getrennt ist; und/oder b) bei einem defekten Verstärkermodul (3) an dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt (22) in den ersten Betriebsmodus zu wechseln; und/oder c) bei Vorliegen eines entsprechenden Steuerbefehls in den ersten Betriebsmodus zu wechseln.
HF-Combineranordnung (2) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der jeweilige Signalpfad (20) umfasst einen Signalanschlusskontakt zum hot-swap-fähigen Anschluss des jeweiligen Verstärkermoduls (3); - der jeweilige Signalanschlusskontakt ist dazu ausgebildet, dass beim Abziehen des jeweiligen Verstärkermoduls (3) von der HF-Combineranordnung (2) der Kontakt zwischen dem jeweiligen Signalanschlusskontakt und dem Verstärkermodul (3) getrennt wird, bevor der Kontakt zwischen dem jeweiligen Eingangsanschlusskontakt (22) und dem Verstärkermodul (3) getrennt wird, wodurch die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ein Abziehen des Verstärkermoduls (3) detektiert.
HF-Combineranordnung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale : - für jeden Signalpfad (20) ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen; - die jeweilige Verriegelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um im zweiten Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung (23) mit dem jeweiligen Verstärkermodul (3) in Eingriff zu gelangen und dieses gegen ein Abziehen zu verriegeln; - die jeweilige Verriegelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um im ersten Betriebsmodus der jeweiligen Signalunterbrechungsvorrichtung (23) das jeweilige Verstärkermodul (3) freizugeben, sodass dieses von der HF-Combineranordnung (2) abziehbar ist.
HF-Combineranordnung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um den jeweiligen Signalleiter (21) im ersten Betriebsmodus mit einer Bezugsmasse kurzzuschließen, wobei - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) insbesondere dazu ausgebildet ist, um eine Bezugsmasse mit dem jeweiligen Signalleiter (21) galvanisch zu verbinden, ohne den jeweiligen Signalleiter (21) aufzutrennen, und/oder - die Signalunterbrechungsvorrichtung (23) insbesondere dazu ausgebildet ist, um den Signalleiter (21) beim Kurzschließen aufzutrennen, sodass der Eingangsanschlusskontakt (22) vom Summationspunkt (24) galvanisch getrennt ist.
HF-Combineranordnung (2) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Länge des Signalleiters (21) von der Stelle des Kurzschlusses hin zu dem Summationspunkt (24) beträgt: $\frac{N λ}{2} + \frac{λ}{4}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ$
HF-Combineranordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die jeweilige Signalunterbrechungsvorrichtung (23) ist dazu ausgebildet, um den jeweiligen Signalleiter (21) im ersten Betriebsmodus kurzschlussfrei aufzutrennen, sodass der Eingangsanschlusskontakt (22) vom Summationspunkt (24) galvanisch getrennt ist.
HF-Combineranordnung (2) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Länge des Signalleiters (21) von der aufgetrennten Stelle hin zu dem Summationspunkt (24) beträgt: $\frac{N λ}{2}, w o b e i N \geq 1 u n d N \in ℕ$
HF-Combineranordnung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Signalpfade (21) sind frei von einem Zirkulator (10) und einem Leistungsverstärker (4).
HF-Verstärkeranordnung (1) mit zumindest einer HF-Combineranordnung (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und einer Vielzahl von Verstärkermodulen (3) mit den folgenden Merkmalen: - die Verstärkermodule (3) sind mit je einem Eingangsanschlusskontakt (22) der HF-Combineranordnung (2) elektrisch verbunden; - die Verstärkermodule (3) umfassen zumindest einen Leistungsverstärker (4).
HF-Verstärkeranordnung (1) gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die jeweiligen Verstärkermodule (3) umfassen je einen Zirkulator (10).
Teilchenbeschleuniger (40) mit zumindest einer HF-Verstärkeranordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist zumindest ein HF-Resonator (41) vorgesehen; - die zumindest eine HF-Verstärkeranordnung (1) ist an den zumindest einen HF-Resonator (41) zur Übertragung der summierten HF-Signale angeschlossen.