JP3015669B2 - Charged particle accelerator - Google Patents
Charged particle acceleratorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は荷電粒子加速装置、特
に荷電粒子を加速する加速器に供給されるマイクロ波の
位相制御に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle accelerator, and more particularly to a phase control of a microwave supplied to an accelerator for accelerating charged particles.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、例えば英文専門書 LINEAR ACCE
LERATORS P.345(NORTH-HOLLAND PUBL-ISHING COMPANY-A
MSTERDAM 1970)に開示された従来の荷電粒子加速装置に
おけるマイクロ波の位相制御を示す図であり、図におい
て、1はマイクロ波(上位概念で言えば交流電圧)発振
器、2はこのマイクロ波の位相を変える移相器、3はこ
のマイクロ波を増幅する増幅器で、増幅器にはクライス
トロンが使用される。4は荷電粒子を加速する加速管ま
たは加速空洞、6は加速管4の出力点における余剰加速
マイクロ波を吸収するダミーロード、7は位相比較器、
103は発振器1からのマイクロ波を分岐する結合器、
104は加速管4の出力点における電界を検出する結合
器である。2. Description of the Related Art FIG.
LERATORS P.345 (NORTH-HOLLAND PUBL-ISHING COMPANY-A
MSTERDAM 1970) is a diagram showing a microwave phase control in a conventional charged particle accelerator, in which 1 is a microwave (AC voltage in a broader sense) oscillator, and 2 is the phase of the microwave. Is an amplifier for amplifying this microwave, and a klystron is used for the amplifier. 4 is an accelerating tube or cavity for accelerating charged particles, 6 is a dummy load for absorbing excess accelerating microwaves at the output point of the accelerating tube 4, 7 is a phase comparator,
103 is a coupler for branching the microwave from the oscillator 1;
A coupler 104 detects an electric field at an output point of the acceleration tube 4.
【0003】次に動作について説明する。発振器1から
発振されたマイクロ波は、移相器2を通り増幅器3に入
る。そして、増幅器3で増幅されて加速管4に入り、加
速管4内で電界を形成し、形成した電界で荷電粒子ビー
ム9を加速する。荷電粒子ビーム9の状態が一定の場合
は、結合器104で検出したマイクロ波の位相と結合器
103で検出したマイクロ波の位相との位相差が所定の
基準値である場合に、マイクロ波の電界により荷電粒子
ビーム9が最も有効に加速されることになる。結合器1
04,位相比較器7,移相器2,増幅器3,加速管4,
結合器104で形成するフィードバック制御ループは、
結合器103の出力と結合器104の出力とが所定の位
相差に保たれるように自動制御される。Next, the operation will be described. The microwave oscillated from the oscillator 1 enters the amplifier 3 through the phase shifter 2. Then, it is amplified by the amplifier 3 and enters the accelerating tube 4, forms an electric field in the accelerating tube 4, and accelerates the charged particle beam 9 by the formed electric field. When the state of the charged particle beam 9 is constant, when the phase difference between the phase of the microwave detected by the coupler 104 and the phase of the microwave detected by the coupler 103 is a predetermined reference value, The charged particle beam 9 is most effectively accelerated by the electric field. Coupler 1
04, phase comparator 7, phase shifter 2, amplifier 3, accelerating tube 4,
The feedback control loop formed by the combiner 104 is
The output of the combiner 103 and the output of the combiner 104 are automatically controlled such that a predetermined phase difference is maintained.
【0004】ここで、周囲の温度変化などにより発振器
1から加速管4までの高周波同軸ケーブルまたは導波管
の実効長が変化し、加速管4に入るマイクロ波の位相が
変わり、加速管4内の電界の位相が最適加速位相からず
れ、加速性能が劣化することがある。この時には、結合
器103によって検出されたマイクロ波の位相と、結合
器104によって検出されたマイクロ波の位相との位相
差が、所定値からずれるので、位相比較器7がこのずれ
(すなわち偏差量)を誤差信号として出力し、加速管4
内のマイクロ波の位相を最適化して、加速性能の低下を
防止する動作を行う。Here, the effective length of the high-frequency coaxial cable or waveguide from the oscillator 1 to the accelerator tube 4 changes due to a change in ambient temperature or the like, and the phase of the microwave entering the accelerator tube 4 changes. Phase of the electric field deviates from the optimum acceleration phase, and the acceleration performance may be deteriorated. At this time, the phase difference between the phase of the microwave detected by the coupler 103 and the phase of the microwave detected by the coupler 104 deviates from a predetermined value. ) Is output as an error signal, and the acceleration tube 4
The operation of optimizing the phase of the microwaves in the device and preventing a decrease in the acceleration performance is performed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の荷
電粒子加速装置は以上のように構成され動作するので、
加速管4に入る荷電粒子のタイミングが不安定な時は加
速管4内のマイクロ波の最適位相からずれ、ビーム加速
性能が劣化してしまうという問題がある。また、結合器
104で検出される電界は、荷電粒子ビーム9によって
発生する電界と、増幅器3から加速管4に加えられこの
点まで伝搬した電界との合成電界であるので、他の条件
が同一であっても加速管4に入る荷電粒子の数(電流
値)が変化すると、結合器104で検出される電界の位
相が変化してしまい、この変化のために増幅器3から加
速管4に供給されるマイクロ波の位相が最適位相からず
れた点に制御されてしまう等の問題点があった。The conventional charged particle accelerator as described above operates and operates as described above.
When the timing of the charged particles entering the accelerating tube 4 is unstable, there is a problem that the phase of the microwave in the accelerating tube 4 deviates from the optimal phase, and the beam acceleration performance is deteriorated. The electric field detected by the coupler 104 is a combined electric field of the electric field generated by the charged particle beam 9 and the electric field applied from the amplifier 3 to the accelerator tube 4 and propagated up to this point. However, if the number (current value) of charged particles entering the accelerating tube 4 changes, the phase of the electric field detected by the coupler 104 changes, and the change is supplied from the amplifier 3 to the accelerating tube 4 due to this change. There is a problem that the phase of the microwave to be controlled is controlled to a point shifted from the optimum phase.
【0006】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、加速管4に入る荷電粒子のタイミ
ングや荷電粒子の数(電流値)が不安定な時でも、適正
な位相を保持し、ビーム加速性能が劣化しない荷電粒子
加速装置を提供することを目的としている。The present invention has been made to solve such a problem, and maintains an appropriate phase even when the timing of charged particles entering the acceleration tube 4 and the number (current value) of charged particles are unstable. It is another object of the present invention to provide a charged particle accelerator in which the beam acceleration performance does not deteriorate.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる荷電粒
子加速装置は、荷電粒子を加速する加速管または加速空
洞の上流側に、位相検出空洞を置くと共に、マイクロ波
の位相を比較する位相比較器と位相を変える移相器を組
合せて構成した。A charged particle accelerator according to the present invention has a phase detection cavity placed upstream of an acceleration tube or an acceleration cavity for accelerating charged particles, and a phase comparator for comparing the phases of microwaves. A phase shifter that changes the phase was combined with a phase shifter.
【0008】すなわち、荷電粒子を加速する加速管、こ
の加速管の荷電粒子入力点において入力する荷電粒子が
形成する電界を表す交流電圧を検出する位相検出空洞、
上記加速管において上記荷電粒子を加速する交流電圧を
発生する発振器、この発振器の出力の交流電圧の位相を
変化させる移相器、この移相器の出力を増幅して上記加
速管の上記荷電粒子入力点に加える増幅器、この増幅器
の出力に結合しその出力を表す交流電圧を発生する結合
器、上記位相検出空洞の検出した交流電圧と上記結合器
の検出した交流電圧との間の位相差と予め定める基準位
相差との間の偏差量を検出する位相比較器、この位相比
較器で検出した偏差量を誤差信号とし、この誤差信号を
零にするように上記移相器をフィードバック制御する手
段を備えたことを特徴とする。That is, an accelerating tube for accelerating charged particles, a phase detecting cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the accelerating tube,
An oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the accelerating tube, a phase shifter for changing a phase of an AC voltage of an output of the oscillator, and an output of the phase shifter for amplifying the output of the charged particle An amplifier applied to an input point, a coupler coupled to an output of the amplifier to generate an AC voltage representing the output, and a phase difference between the AC voltage detected by the phase detecting cavity and the AC voltage detected by the coupler. A phase comparator for detecting a deviation amount from a predetermined reference phase difference, a means for performing a feedback control of the phase shifter so that the deviation amount detected by the phase comparator is used as an error signal, and the error signal is set to zero. It is characterized by having.
【0009】また、上記増幅器の出力により上記加速管
の他に設けられた第2の加速管において荷電粒子の加速
を行う構成を特徴とする。[0009] Further, the present invention is characterized in that charged particles are accelerated in a second accelerating tube provided in addition to the accelerating tube by the output of the amplifier.
【0010】また、荷電粒子を加速する加速管、この加
速管の荷電粒子入力点において入力する荷電粒子が形成
する電界を表す交流電圧を検出する入力点位相検出空
洞、上記加速管の荷電粒子出力点において出力する荷電
粒子が形成する電界を表す交流電圧を検出する出力点位
相検出空洞、上記加速管において上記荷電粒子を加速す
る交流電圧を発生する発振器、この発振器の出力の交流
電圧の位相を変化させる移相器、この移相器の出力を増
幅して上記加速管の上記荷電粒子入力点に加える増幅
器、上記入力点位相検出空洞の検出した交流電圧と上記
出力点位相検出空洞の検出した交流電圧との間の位相差
と予め定める基準位相差との間の偏差量を検出する位相
比較器、この位相比較器で検出した偏差量を誤差信号と
し、この誤差信号を零にするように上記移相器をフィー
ドバック制御する手段を備えたことを特徴とする。An acceleration tube for accelerating charged particles, an input point phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the acceleration tube, and a charged particle output of the acceleration tube An output point phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles output at a point, an oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the accelerator tube, and a phase of an AC voltage for the output of the oscillator. A phase shifter to be changed, an amplifier that amplifies the output of the phase shifter and adds it to the charged particle input point of the accelerator tube, and detects the AC voltage detected by the input point phase detection cavity and the output point phase detection cavity. A phase comparator for detecting an amount of deviation between a phase difference between the AC voltage and a predetermined reference phase difference, and using the amount of deviation detected by the phase comparator as an error signal; Characterized by comprising a means for feedback controlling the phase shifter to.
【0011】また、荷電粒子を加速する第1の加速管、
この第1の加速管の荷電粒子入力点において入力する荷
電粒子が形成する電界を表す交流電圧を検出する位相検
出空洞、荷電粒子を加速する第2の加速管、上記第1お
よび第2の加速管において上記荷電粒子を加速する交流
電圧を発生する発振器、この発振器の出力の交流電圧の
位相を変化させる第1の移相器、この第1の移相器の出
力を増幅して上記第1の加速管の上記荷電粒子入力点に
加える第1の増幅器、この第1の増幅器の出力に結合し
その出力を表す交流電圧を発生する第1の結合器、上記
発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第2の移相
器、この第2の移相器の出力を増幅して上記第2の加速
管の上記荷電粒子入力点に加える第2の増幅器、この第
2の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電圧を発
生する第2の結合器、上記位相検出空洞の出力を切り換
えて出力する同軸切換器、この同軸切換器の一方の出力
と上記第1の結合器の検出した交流電圧との間の位相差
と予め定める基準位相差との間の偏差量を検出する第1
の位相比較器、この第1の位相比較器で検出した偏差量
を誤差信号とし、この誤差信号を零にするように上記第
1の移相器をフィードバック制御する手段、上記同軸切
換器の他方の出力と上記第2の結合器の検出した交流電
圧との間の位相差と上記基準位相差との間の偏差量を検
出する第2の位相比較器、この第2の位相比較器で検出
した偏差量を誤差信号とし、この誤差信号を零にするよ
うに上記第2の移相器をフィードバック制御する手段を
備えたことを特徴とする。A first accelerating tube for accelerating the charged particles;
A phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the first acceleration tube; a second acceleration tube for accelerating the charged particles; the first and second accelerations An oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the tube, a first phase shifter for changing the phase of the AC voltage of the output of the oscillator, and amplifying the output of the first phase shifter to produce the first phase shifter A first amplifier coupled to the charged particle input of the accelerator tube, a first combiner coupled to the output of the first amplifier to generate an AC voltage representative of the output, a phase of the AC voltage at the output of the oscillator A second phase shifter, which amplifies the output of the second phase shifter and adds the amplified output to the charged particle input point of the second accelerator tube. A second combination for combining and producing an AC voltage representative of its output A coaxial switch for switching and outputting the output of the phase detection cavity, and a phase difference between one output of the coaxial switch and the AC voltage detected by the first coupler and a predetermined reference phase difference. First to detect the amount of deviation between
Means for controlling the first phase shifter to perform feedback control such that the error detected by the first phase comparator is used as an error signal, and the error signal to be zero; And a second phase comparator for detecting a deviation between a phase difference between the output of the second coupler and the AC voltage detected by the second coupler and the reference phase difference. The second phase comparator detects the deviation. The obtained deviation amount is used as an error signal, and a means for feedback-controlling the second phase shifter so as to make the error signal zero is provided.
【0012】さらに、荷電粒子を加速する第1の加速
管、この第1の加速管の荷電粒子入力点において入力す
る荷電粒子が形成する電界を表す交流電圧を検出する位
相検出空洞、荷電粒子を加速する第2の加速管、上記第
1および第2の加速管において上記荷電粒子を加速する
交流電圧を発生する発振器、この発振器の出力の交流電
圧の位相を変化させる第1の移相器、この第1の移相器
の出力を増幅して上記第1の加速管の上記荷電粒子入力
点に加える第1の増幅器、この第1の増幅器の出力に結
合しその出力を表す交流電圧を発生する第1の結合器、
上記発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第2の
移相器、この第2の移相器の出力を増幅して上記第2の
加速管の上記荷電粒子入力点に加える第2の増幅器、こ
の第2の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電圧
を発生する第2の結合器、上記第1の結合器の出力又は
上記第2の結合器の出力を切り換えて出力する同軸切換
器、この同軸切換器の出力と上記位相検出空洞の検出し
た交流電圧との間の位相差と予め定める基準位相差との
間の偏差量を検出する位相比較器、この位相比較器で検
出した偏差量を誤差信号とし、この誤差信号を零にする
ように上記第1又は第2の移相器をフィードバック制御
する手段を備えたことを特徴とする。Further, a first accelerating tube for accelerating charged particles, a phase detecting cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the first accelerating tube, and a charged particle A second accelerating tube for accelerating, an oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the first and second accelerating tubes, a first phase shifter for changing a phase of the AC voltage output from the oscillator; A first amplifier for amplifying the output of the first phase shifter and applying it to the charged particle input point of the first accelerator, generating an ac voltage coupled to the output of the first amplifier and representing the output; A first coupler,
A second phase shifter for changing the phase of the AC voltage at the output of the oscillator, a second amplifier for amplifying the output of the second phase shifter and applying the amplified output to the charged particle input point of the second accelerator tube; A second coupler for coupling to the output of the second amplifier to generate an AC voltage representing the output, a coaxial switch for switching and outputting the output of the first coupler or the output of the second coupler. Device, a phase comparator for detecting a deviation amount between a phase difference between the output of the coaxial switch and the AC voltage detected by the phase detection cavity and a predetermined reference phase difference, which is detected by the phase comparator. A deviation amount is used as an error signal, and a means for feedback-controlling the first or second phase shifter so as to make the error signal zero is provided.
【0013】[0013]
【作用】この発明における荷電粒子加速装置は、位相検
出空洞と増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電圧
を発生する結合器とを備えることにより、位相検出空洞
で検出した荷電粒子の位相に対し、加速管に供給される
マイクロ波の位相を調整し、加速管内の加速位相を最適
化する。この位相検出空洞には増幅器から加えられるマ
イクロ波の影響は及ばないので、荷電粒子の形成する電
界だけを検出することができる。The charged particle accelerator according to the present invention includes a phase detection cavity and a coupler coupled to the output of the amplifier and generating an AC voltage representing the output, so that the phase of the charged particles detected by the phase detection cavity is reduced. On the other hand, the phase of the microwave supplied to the accelerating tube is adjusted to optimize the accelerating phase in the accelerating tube. Since the phase detection cavity is not affected by the microwave applied from the amplifier, only the electric field formed by the charged particles can be detected.
【0014】また、第2の加速管において荷電粒子の加
速を行う構成とすることにより、移相器および増幅器を
それぞれ1個としながら、マイクロ波の位相を調整し、
加速管内の加速位相を最適化することが可能となる。Further, by employing a configuration in which charged particles are accelerated in the second acceleration tube, the phase of the microwave is adjusted while using only one phase shifter and one amplifier.
It is possible to optimize the acceleration phase in the acceleration tube.
【0015】また、入力点位相検出空洞と出力点位相検
出空洞とを設けることによって、加速管に入るマイクロ
波を結合器で分岐する必要なく、マイクロ波の位相を調
整し、加速管内の加速位相を最適化することが可能とな
る。Further, by providing the input point phase detection cavity and the output point phase detection cavity, the phase of the microwave is adjusted without having to split the microwave entering the acceleration tube by the coupler, and the acceleration phase in the acceleration tube is adjusted. Can be optimized.
【0016】また、加速管が複数の荷電粒子加速装置に
おいても、加速管内の加速位相を常に最適化し、加速性
能を常に最高の状態に保つことができる。Further, even in the case of a charged particle accelerator having a plurality of acceleration tubes, the acceleration phase in the acceleration tube can always be optimized, and the acceleration performance can always be kept at the maximum.
【0017】さらに、加速間が複数の荷電粒子加速装置
において、位相比較器を1個にして加速管内の加速位相
を常に最適化し、加速性能を常に最高の状態に保つこと
ができる。Further, in a charged particle accelerator having a plurality of acceleration intervals, the phase comparator can be made one and the acceleration phase in the acceleration tube can always be optimized, so that the acceleration performance can always be kept at the highest state.
【0018】[0018]
実施例1.以下、この発明の実施例を図面を用いて説明
する。図1はこの発明の実施例1に係わる荷電粒子加速
装置を説明するためのブロック図であり、図1におい
て、図6と同一符号は同一又は相当部分を示し、8は荷
電粒子ビーム9によって形成されるマイクロ波電圧を検
出する位相検出空洞であり、検出するのはマイクロ波電
圧であるが、その位相が利用されるので位相検出空洞8
と称する。また、10は結合器である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a charged particle accelerator according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same or corresponding parts, and 8 denotes a charged particle beam 9 formed. A phase detection cavity for detecting a microwave voltage to be detected, and a microwave voltage to be detected is used.
Called. Reference numeral 10 denotes a coupler.
【0019】加速管4内の加速最適位相は、位相検出空
洞8で検出するマイクロ波電圧の位相と結合器10で検
出するマイクロ波電圧の位相との位相差が、所定の基準
値(この基準値は条件を一定にすれば一定値となり、予
め測定することができる。他の基準値と区別するため、
仮に第1の基準値と言う)になるときに、加速管4にお
ける加速性能が最高になる。位相比較器7,移相器2,
増幅器3,結合器10,位相比較器7によって構成され
るフィードバックループは、結合器10の出力位相が位
相検出空洞8の出力位相に対し所定の基準値の位相差を
保つように自動制御される。The optimum phase of acceleration in the acceleration tube 4 is determined by determining the phase difference between the phase of the microwave voltage detected by the phase detecting cavity 8 and the phase of the microwave voltage detected by the coupler 10 to a predetermined reference value (this reference value). The value becomes a constant value if the conditions are kept constant, and can be measured in advance.
When the acceleration value reaches the first reference value), the acceleration performance of the acceleration tube 4 becomes the highest. Phase comparator 7, phase shifter 2,
A feedback loop constituted by the amplifier 3, the combiner 10, and the phase comparator 7 is automatically controlled so that the output phase of the combiner 10 maintains a phase difference of a predetermined reference value with respect to the output phase of the phase detection cavity 8. .
【0020】すなわち、上記第1の基準値を位相比較器
7に設定しておいて、位相検出空洞8で検出した位相と
結合器10で検出した位相との間の位相差が、上記第1
の基準値にならないときは、両位相差の間の偏差値を誤
差信号とし、この誤差信号を零とするよう上記フィード
バックループが動作する。That is, the first reference value is set in the phase comparator 7, and the phase difference between the phase detected by the phase detecting cavity 8 and the phase detected by the coupler 10 is calculated by the first reference value.
When the reference value does not become the reference value, the difference between the two phase differences is used as an error signal, and the feedback loop operates so as to make this error signal zero.
【0021】実施例2.図2はこの発明の実施例2に係
わる荷電粒子加速装置を説明するためのブロック図であ
り、図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を
示し、81は入力点位相検出空洞、82は出力点位相検
出空洞である。図1に示す上述の実施例1では、位相検
出空洞8によって検出されたマイクロ波の位相に対し、
加速管4に入るマイクロ波を結合器10で分岐し、位相
を比較しているが、結合器10で分岐するマイクロ波の
替わりに、図2に示すように加速管4の前後に配置した
位相検出空洞81,82に誘起されたマイクロ波の位相
同士を比較しても良い。Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a block diagram for explaining a charged particle accelerator according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, 81 denotes an input point phase detection cavity, 82 Is an output point phase detection cavity. In the above-described first embodiment shown in FIG. 1, the phase of the microwave detected by the phase detection cavity 8 is
Although the microwaves entering the acceleration tube 4 are branched by the coupler 10 and the phases are compared, instead of the microwaves branched by the coupler 10, the phases arranged before and after the acceleration tube 4 as shown in FIG. The phases of the microwaves induced in the detection cavities 81 and 82 may be compared with each other.
【0022】すなわち、入力点位相検出空洞81は加速
管4に加えられるマイクロ波電界の影響が及ぶ前の荷電
粒子ビーム9による電界を検出し、出力点位相検出空洞
82は加速された後の荷電粒子ビームによる電界と、増
幅器3から加えられた電界との合成電界を検出する構成
とすることにより、増幅器3の出力振幅が一定に保たれ
ているという条件下では、2個の位相検出空洞81,8
2の検出位相の位相差が、所定の基準値(仮りに第2の
基準値と言う)に保たれることが最適加速位相を意味す
る。That is, the input point phase detection cavity 81 detects the electric field due to the charged particle beam 9 before the influence of the microwave electric field applied to the accelerator tube 4, and the output point phase detection cavity 82 detects the charged state after the acceleration. By detecting the combined electric field of the electric field by the particle beam and the electric field applied from the amplifier 3, the two phase detection cavities 81 are provided under the condition that the output amplitude of the amplifier 3 is kept constant. , 8
The fact that the phase difference between the two detected phases is kept at a predetermined reference value (tentatively referred to as a second reference value) means the optimum acceleration phase.
【0023】実施例3.図3はこの発明の実施例3に係
わる荷電粒子加速装置を説明するためのブロック図であ
り、図において、図1,図2と同一符号は同一又は相当
部分を示し、11は同軸切換器、41,42はそれぞれ
加速管、101,102はそれぞれ結合器である。図3
に示すように加速管が複数の時、位相検出空洞8内に誘
起されたマイクロ波を同軸切換器11で切り換え、順次
各加速器の位相比較器7において加速管41,42に入
るマイクロ波の位相を比較することによっても、上記実
施例1と同様の効果を奏する。Embodiment 3 FIG. FIG. 3 is a block diagram for explaining a charged particle accelerator according to Embodiment 3 of the present invention. In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts, 11 denotes a coaxial switch, 41 and 42 are acceleration tubes, respectively, and 101 and 102 are couplers, respectively. FIG.
When there are a plurality of acceleration tubes, the microwaves induced in the phase detection cavity 8 are switched by the coaxial switch 11, and the phase of the microwaves entering the acceleration tubes 41 and 42 in the phase comparator 7 of each accelerator as shown in FIG. The same effect as in the first embodiment can be obtained by comparing
【0024】実施例4.図4はこの発明の実施例4に係
わる荷電粒子加速装置を説明するためのブロック図であ
り、図において、図1〜図3と同一符号は同一又は相当
部分を示す。この実施例4に係わる荷電粒子加速装置
は、位相比較器7を一つとし、加速管が複数の時、位相
検出空洞8内に誘起されたマイクロ波の位相に対し、同
軸切換器11で各加速管41,42に入るマイクロ波を
切り換え、位相比較器7で位相を比較するようにしたも
のである。Embodiment 4 FIG. FIG. 4 is a block diagram for explaining a charged particle accelerator according to Embodiment 4 of the present invention. In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same or corresponding parts. The charged particle accelerator according to the fourth embodiment has a single phase comparator 7, and when there are a plurality of acceleration tubes, the phase of the microwave induced in the phase detection cavity 8 is controlled by the coaxial switch 11 for each phase. The microwaves that enter the acceleration tubes 41 and 42 are switched, and the phase is compared by the phase comparator 7.
【0025】実施例5.図5はこの発明の実施例5に係
わる荷電粒子加速装置を説明するためのブロック図であ
り、図において、図1〜図4と同一符号は同一又は相当
部分を示す。この実施例5に係わる荷電粒子加速装置
は、1個の増幅器3で複数の加速管41,42にマイク
ロ波を供給し、増幅器3から各加速管41,42までの
導波管または同軸線路の実効長が等しい時は、位相検出
空洞8内に誘起されたマイクロ波の位相に対し、片方の
加速管41に入るマイクロ波の位相だけを比較する構成
とすることにより、同様の効果を得るものである。Embodiment 5 FIG. FIG. 5 is a block diagram for explaining a charged particle accelerator according to Embodiment 5 of the present invention. In the drawing, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding parts. In the charged particle accelerator according to the fifth embodiment, one amplifier 3 supplies microwaves to a plurality of acceleration tubes 41 and 42, and a waveguide or a coaxial line from the amplifier 3 to each of the acceleration tubes 41 and 42 is supplied. When the effective lengths are equal, the same effect can be obtained by comparing only the phase of the microwaves entering one of the accelerating tubes 41 with the phase of the microwaves induced in the phase detection cavity 8. It is.
【0026】なお、上述の実施例3〜実施例5では、加
速管が複数の場合の例として加速管41,42の2個の
場合を説明しているが、加速管は2個以上であっても同
様に実施できることは言うまでもない。In the above-described third to fifth embodiments, two accelerator tubes 41 and 42 are described as an example of a case where there are a plurality of accelerator tubes. However, there are two or more accelerator tubes. Needless to say, the same can be implemented.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のようにこの発明の荷電粒子加速装
置は、荷電粒子を加速する加速管または加速空洞の上流
側に、位相検出空洞を置くと共に、マイクロ波の位相を
比較する位相比較器と位相を変える移相器を組合せて構
成することにより、加速管内の加速位相を常に最適化す
ることができ、加速性能を常に最高の状態に保つことが
できるという効果がある。As described above, the charged particle accelerator according to the present invention has a phase detection cavity placed upstream of an acceleration tube or an acceleration cavity for accelerating charged particles and a phase comparator for comparing the phases of microwaves. By combining the phase shifter and the phase shifter that changes the phase, the acceleration phase in the acceleration tube can always be optimized, and there is an effect that the acceleration performance can always be kept at the highest state.
【0028】また、第2の加速管において荷電粒子の加
速を行う構成とすることにより、移相器および増幅器を
それぞれ1個としながら、マイクロ波の位相を調整し、
加速管内の加速位相を最適化することが可能となる。Further, by employing a configuration in which charged particles are accelerated in the second accelerating tube, the phase of the microwave is adjusted while using only one phase shifter and one amplifier.
It is possible to optimize the acceleration phase in the acceleration tube.
【0029】また、入力点位相検出空洞と出力点位相検
出空洞とを設けることによって、加速管に入るマイクロ
波を結合器で分岐する必要なく、マイクロ波の位相を調
整し、加速管内の加速位相を最適化することが可能とな
る。Further, by providing the input point phase detection cavity and the output point phase detection cavity, it is possible to adjust the phase of the microwave without branching the microwave entering the acceleration tube by the coupler, and to increase the acceleration phase in the acceleration tube. Can be optimized.
【0030】また、加速管が複数の荷電粒子加速装置に
おいても、加速管内の加速位相を常に最適化し、加速性
能を常に最高の状態に保つことができる。Even in a charged particle accelerator having a plurality of accelerating tubes, the acceleration phase in the accelerating tubes can always be optimized, and the accelerating performance can always be kept at the highest level.
【0031】さらに、加速間が複数の荷電粒子加速装置
において、位相比較器を1個にして加速管内の加速位相
を常に最適化し、加速性能を常に最高の状態に保つこと
ができる等の効果がある。Further, in the case of a plurality of charged particle accelerators during the acceleration, there is an advantage that the acceleration phase in the acceleration tube is always optimized by using one phase comparator, and the acceleration performance can always be kept at the highest state. is there.
【図1】 この発明の実施例1を説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施例2を説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施例3を説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention;
【図4】 この発明の実施例4を説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 4 is a block diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施例5を説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram for explaining Embodiment 5 of the present invention.
【図6】 従来の荷電粒子加速装置を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 6 is a block diagram for explaining a conventional charged particle accelerator.
1 発振器、2 移相器、3 増幅器、4 加速管、6
ダミーロード、7 位相比較器、8 位相検出空洞、
9 荷電粒子ビーム、10 結合器、11 同軸切換
器、41,42 加速管、81 入力点位相検出空洞、
82 出力点位相検出空洞、101,102,103,
104 結合器。1 oscillator, 2 phase shifter, 3 amplifier, 4 accelerator tube, 6
Dummy load, 7 phase comparator, 8 phase detection cavity,
9 charged particle beam, 10 coupler, 11 coaxial switch, 41, 42 accelerator tube, 81 input point phase detection cavity,
82 output point phase detection cavity, 101, 102, 103,
104 combiner.
Claims (5)
が形成する電界を表す交流電圧を検出する位相検出空
洞、 上記加速管において上記荷電粒子を加速する交流電圧を
発生する発振器、 この発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる移相
器、 この移相器の出力を増幅して上記加速管の上記荷電粒子
入力点に加える増幅器、 この増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電圧を発
生する結合器、 上記位相検出空洞の検出した交流電圧と上記結合器の検
出した交流電圧との間の位相差と予め定める基準位相差
との間の偏差量を検出する位相比較器、 この位相比較器で検出した偏差量を誤差信号とし、この
誤差信号を零にするように上記移相器をフィードバック
制御する手段、 を備えたことを特徴とする荷電粒子加速装置。An acceleration tube for accelerating charged particles, a phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the acceleration tube, and accelerating the charged particles in the acceleration tube An oscillator that generates an alternating voltage that changes the phase of an alternating voltage of the output of the oscillator; an amplifier that amplifies the output of the phase shifter and adds the output to the charged particle input point of the accelerator tube; A coupler coupled to the output to generate an AC voltage representative of the output; and a phase difference between the AC voltage detected by the phase detection cavity and the AC voltage detected by the coupler and a predetermined reference phase difference. A phase comparator for detecting the amount of deviation; and a means for feedback-controlling the phase shifter so that the amount of deviation detected by the phase comparator is used as an error signal, and the error signal is set to zero. A charged particle accelerator.
に設けられた第2の加速管において荷電粒子の加速を行
う構成を特徴とする請求項第1項記載の荷電粒子加速装
置。2. The charged particle accelerator according to claim 1, wherein the charged particles are accelerated in a second acceleration tube provided in addition to the acceleration tube by an output of the amplifier.
が形成する電界を表す交流電圧を検出する入力点位相検
出空洞、 上記加速管の荷電粒子出力点において出力する荷電粒子
が形成する電界を表す交流電圧を検出する出力点位相検
出空洞、 上記加速管において上記荷電粒子を加速する交流電圧を
発生する発振器、 この発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる移相
器、 この移相器の出力を増幅して上記加速管の上記荷電粒子
入力点に加える増幅器、 上記入力点位相検出空洞の検出した交流電圧と上記出力
点位相検出空洞の検出した交流電圧との間の位相差と予
め定める基準位相差との間の偏差量を検出する位相比較
器、 この位相比較器で検出した偏差量を誤差信号とし、この
誤差信号を零にするように上記移相器をフィードバック
制御する手段、 を備えたことを特徴とする荷電粒子加速装置。3. An acceleration tube for accelerating charged particles, an input point phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles inputted at a charged particle input point of the acceleration tube, a charged particle output of the acceleration tube An output point phase detection cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles output at a point; an oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the accelerator tube; A phase shifter for changing, an amplifier for amplifying the output of the phase shifter and applying it to the charged particle input point of the accelerator tube, and detecting the AC voltage detected by the input point phase detection cavity and the output point phase detection cavity. A phase comparator for detecting a deviation between a phase difference between the AC voltage and a predetermined reference phase difference; a deviation detected by the phase comparator as an error signal; Means for feedback controlling the phase shifter to the charged particle acceleration apparatus comprising the.
電粒子が形成する電界を表す交流電圧を検出する位相検
出空洞、 荷電粒子を加速する第2の加速管、 上記第1および第2の加速管において上記荷電粒子を加
速する交流電圧を発生する発振器、 この発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第1の
移相器、 この第1の移相器の出力を増幅して上記第1の加速管の
上記荷電粒子入力点に加える第1の増幅器、 この第1の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電
圧を発生する第1の結合器、 上記発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第2の
移相器、 この第2の移相器の出力を増幅して上記第2の加速管の
上記荷電粒子入力点に加える第2の増幅器、 この第2の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電
圧を発生する第2の結合器、 上記位相検出空洞の出力を切り換えて出力する同軸切換
器、 この同軸切換器の一方の出力と上記第1の結合器の検出
した交流電圧との間の位相差と予め定める基準位相差と
の間の偏差量を検出する第1の位相比較器、 この第1の位相比較器で検出した偏差量を誤差信号と
し、この誤差信号を零にするように上記第1の移相器を
フィードバック制御する手段、 上記同軸切換器の他方の出力と上記第2の結合器の検出
した交流電圧との間の位相差と上記基準位相差との間の
偏差量を検出する第2の位相比較器、 この第2の位相比較器で検出した偏差量を誤差信号と
し、この誤差信号を零にするように上記第2の移相器を
フィードバック制御する手段、 を備えたことを特徴とする荷電粒子加速装置。4. A first accelerating tube for accelerating charged particles, a phase detecting cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the first accelerating tube, A second accelerating tube for accelerating, an oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the first and second accelerating tubes, a first phase shifter for changing a phase of an AC voltage output from the oscillator, A first amplifier for amplifying the output of the first phase shifter and applying it to the charged particle input point of the first accelerating tube; generating an AC voltage coupled to the output of the first amplifier and representing the output; A second phase shifter for changing the phase of the AC voltage of the output of the oscillator, and an input of the charged particle input of the second accelerator tube by amplifying the output of the second phase shifter. A second amplifier to add to the point, the output of this second amplifier A second coupler for generating an AC voltage representing the output of the second phase detector, a coaxial switch for switching and outputting the output of the phase detection cavity, and detecting one output of the coaxial switch and the first coupler. A first phase comparator for detecting a deviation between a phase difference between the detected AC voltage and a predetermined reference phase difference; a deviation detected by the first phase comparator as an error signal; Means for feedback-controlling the first phase shifter so as to make the signal zero; a phase difference between the other output of the coaxial switch and the AC voltage detected by the second coupler; A second phase comparator for detecting an amount of deviation from the phase difference; an error signal using the amount of deviation detected by the second phase comparator; and a second phase shifter for setting the error signal to zero. Means for feedback control of Child accelerator.
電粒子が形成する電界を表す交流電圧を検出する位相検
出空洞、 荷電粒子を加速する第2の加速管、 上記第1および第2の加速管において上記荷電粒子を加
速する交流電圧を発生する発振器、 この発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第1の
移相器、 この第1の移相器の出力を増幅して上記第1の加速管の
上記荷電粒子入力点に加える第1の増幅器、 この第1の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電
圧を発生する第1の結合器、 上記発振器の出力の交流電圧の位相を変化させる第2の
移相器、 この第2の移相器の出力を増幅して上記第2の加速管の
上記荷電粒子入力点に加える第2の増幅器、 この第2の増幅器の出力に結合しその出力を表す交流電
圧を発生する第2の結合器、 上記第1の結合器の出力又は上記第2の結合器の出力を
切り換えて出力する同軸切換器、 この同軸切換器の出力と上記位相検出空洞の検出した交
流電圧との間の位相差と予め定める基準位相差との間の
偏差量を検出する位相比較器、 この位相比較器で検出した偏差量を誤差信号とし、この
誤差信号を零にするように上記第1又は第2の移相器を
フィードバック制御する手段、 を備えたことを特徴とする荷電粒子加速装置。5. A first accelerating tube for accelerating charged particles, a phase detecting cavity for detecting an AC voltage representing an electric field formed by charged particles input at a charged particle input point of the first accelerating tube, A second accelerating tube for accelerating, an oscillator for generating an AC voltage for accelerating the charged particles in the first and second accelerating tubes, a first phase shifter for changing a phase of an AC voltage output from the oscillator, A first amplifier for amplifying the output of the first phase shifter and applying it to the charged particle input point of the first accelerating tube; generating an AC voltage coupled to the output of the first amplifier and representing the output; A second phase shifter for changing the phase of the AC voltage of the output of the oscillator, and an input of the charged particle input of the second accelerator tube by amplifying the output of the second phase shifter. A second amplifier to add to the point, the output of this second amplifier A second coupler for generating an AC voltage representing the output of the second coupler, a coaxial switch for switching the output of the first coupler or the output of the second coupler for output, and an output of the coaxial switch. And a phase comparator for detecting a deviation between a phase difference between the AC voltage detected by the phase detection cavity and a predetermined reference phase difference.The deviation detected by the phase comparator is used as an error signal. Means for feedback-controlling the first or second phase shifter so that the error signal is reduced to zero.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6120032A JP3015669B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Charged particle accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6120032A JP3015669B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Charged particle accelerator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07326498A JPH07326498A (en) | 1995-12-12 |
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ID=14776222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6120032A Expired - Fee Related JP3015669B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Charged particle accelerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3015669B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9970304B2 (en) | 2015-07-22 | 2018-05-15 | General Electric Company | Rotor blade root assembly for a wind turbine |
US10060411B2 (en) | 2015-07-22 | 2018-08-28 | General Electric Company | Rotor blade root assembly for a wind turbine |
-
1994
- 1994-06-01 JP JP6120032A patent/JP3015669B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9970304B2 (en) | 2015-07-22 | 2018-05-15 | General Electric Company | Rotor blade root assembly for a wind turbine |
US10060411B2 (en) | 2015-07-22 | 2018-08-28 | General Electric Company | Rotor blade root assembly for a wind turbine |
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