JPH04181700A - 加速器の高周波加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、キャビティ内のチューナーの自動同調を細か
い振動なしで行う加速器の高周波加速装置に関する。

（従来の技術） 従来、第４図、第５図に示すようなシンクロトロン・加
速器を使った粒子加速システムか知られている。

これを説明すると、まず第４図において、１はシンクロ
トロン加速器であり、このシンクロトロン加速器１は初
期加速用ライナ・ツク２と入射器３と複数の偏向電磁石
４，４．・・・とを備えている。

粒子はライナック２から入射器３に入射され複数の偏向
電磁石４，４．・・・の磁界内を通されて偏向されるこ
とにより再び入射器３に戻るように構成され、粒子は、
この経路を巡回するようになっている。この粒子か巡回
する経路中にはキャビティ５が設けられ、粒子は、巡回
中、このキャビティ５を通る度にその内部に発生させて
いる高周波電圧により加速されるようになっている。６
はその粒子の経路に沿って形成されている真空ビームダ
クトである。

第５図において、キャビティ５内には電力投入器７とチ
ューナー８とプローブ９とが設けられ、電力投入器７に
より高周波電力がキャビティら内に供給されることによ
り、チューナー８との関係で粒子加速用の高周波電圧が
生じ、このチューナー８を進退させることにより、キャ
ビティ５内の共振周波数か調整されるものである。プロ
ーブ９は該キャビティ５内の高周波電圧の強さに応した
電圧値を有する高周波信号を得るためのもので、この高
周波信号はキャビティ５に与える高周波電力の振幅制御
及びチューナーのフィードバック制御に用いられるもの
である。

〕０は原発振器、１１はアッテネータ、１２は電力増幅
器、１３はダミーロード、１４はサーキュレータ、１５
はキャビティ電圧検出器、１６はアッテネータ制御器、
１７はチューナー制御装置、１８は位相検出器、１９は
方向性結合器である。

原発振器１０からの高周波信号はアッテネータ１１によ
りその振幅が制御され、その制御された　。

高周波信号は電力増幅器１２により増幅されサーキュレ
ータ１４を介して、電力投入器７により高周波電力とし
てキャビティ５に供給される。また、電力投入器７から
の反射高周波電力はダミーロード１３側へ伝送され、吸
収されるようになっている。

キャビティ電圧検出器］５にはプローブ９からの高周波
信号か入力され、このキャビティ電圧検出器１５により
高周波信号Ｖｃ　（ｒｆ）の振幅に相当する電圧値の直
流電圧信号が生成され、これをキャビティ電圧検出信号
として８カする。

アッテネータ制御器］６には基準電圧信号Ｖｃ（ｒｅｆ
）とキャビティ電圧検出信号〜′Ｃとが人力され、この
アッテネータ制御器１６は、両者の電圧値を比較し、そ
の差を見込んた目標値を表したアッテネータ制御信号を
出力する。このアッテネータ制御信号はアッテネータ１
１に入力され、二のアッテネータ１１からそのアッテネ
ータ制御信号の表す電力値に応じた電力値の高周波電力
信号が出力され、この高周波電力信号は電力増幅器１２
を通して出力される。

また、上ヤビティは、一般に、プローブ９による高周波
信号Ｖｃ（ｒｆ）と方向性結合器］９による高周波信号
Ｐ（ｒｆ）の位相差を位相差検出器１８により検出し、
この値か０°になるように、チューナー制御装置により
、チューナー８を走進させながら自動的に同調をとるよ
うになっている。

チューナー８の走進はたとえばサーボモータにより機械
的に行なわれる。

（発明か解決しようとする課題） 従来例のような高周波加速装置においては、キャビティ
５が自動的に同調をとる際、プローブ９による高周波信
号Ｖｃ（ｒｆ）と方向性結合器１９による高周波信号Ｐ
（ｒｆ）の位相差かｏ。

になるようにフィードバック制御を行い、チューナー８
をサーボモータなどにより機械的に走進させる。このと
きの位相差θとチューナー位置の動きは第６図（ａ）、
　　（ｂ）のようになる。チューナー８は位相差検出信
号に連動して、同調位置の近傍を細かく振動することに
なる。この振動はキャビティ５内の高周波電圧振幅・位
相を細かく変化させてしまい、粒子の加速条件を悪化さ
せる。

このため、粒子加速の効率を低下させてしまい、場合に
よっては加速粒子を消滅させてしまうという問題点があ
った。

さらに、チューナー８自身の寿命も、振動のために短か
くしてしまうという問題点かあった。

本発明では、前述したような問題点を除去するためにな
されたもので、その目的とするところは、キャビティ内
のチューナーを自動同調する際に発生するチューナーの
細かい振動をなくすることにより加速器の粒子加速効率
を良くし、チューナー自身の寿命を長くすることかでき
る加速器の高周波加速装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 本発明は上記目的を達成するために、粒子加速用の加速
器において、キャビティ内のチューナーのフィードバッ
ク制御に使用される位相検出器の出力信号を補正するた
めに、前記チューナーが同調領域に入るに伴って前記チ
ューナーのフィードバック制御の応答速度を遅くするよ
うな補正器を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 上記のように位相検出器の出力信号をチューナーが同調
領域に入るに伴って前記チューナーのフィードバック制
御の応答速度を遅くするような補正器を設けることによ
り、位相が同調領域近傍である時は制御応答か遅く、位
相が同調領域からずれるにしたかって制御応答が速くな
るため、チューナーの細い振動をなくすることか８来る
。

（実施例） 本発明の実施例を第１図に示す。

従来例の第５図と同一機能の要素は同一符号として説明
を省略する。第１図に示す加速器の高周波加速装置の構
成では従来例の第５図と比較して補正器２０か追加され
ている。第２図は補正器２０の構成を示した図である。

２１は補正定数発生機、２２は掛算器である。

以下、本発明の実施例の作用について第１図。

第２図により説明する。第１図に示すように、補正器２
０を追加し、従来例のように位相検出器１８の出力をチ
ューナー制御装置に直接入力していた場合と異なり、位
相検出器１８の出力の位相差θにより、位相差θ自身の
値を補正し、応答速度を変えることかできる。

第２図は補正器２０の構成を示したものである。位相検
出器１８の出力、位相差θはまず補正定数発生器２１に
入力され、補正定数Ｋか出力される。補正定数には第３
図に示すような関係をもたせ、位相差θかθｍ以上のと
ころでは補正定数には一定にしておく。このθｍの値は
それぞれの加速器システムに応じて、任意に決定できる
ようにしている。位相差θか０°の近傍のときは補正定
数には、 Ｋ−Ｋｏ　・０ｍ０　　　　　　・■ と表わされるような関数で決定されるようにする。

この式の定数ｎは、加速器システムに応じて任意に決定
するようにする。すなわち、チューナー８の振動を、よ
り少なくしたい場合は、定数口を大きく選択すればよい
。

以上のようにして決定された補正定数には掛算器２２に
より、位相差θと掛算され、Ｋ・θか補正器２０の出力
となる。このＫ・θはチューナー制御装置１７に入力さ
れ、チューナー８のフィードバック制御か行なわれる。

チューナー８のフィードバック制御は従来、比例・積分
制御で行なわれるので、その誤差信号となるＫ・θによ
り応答速度か決定される。

Ｋ・θは０°付近で値か０に近くなるので、この付近で
の応答速度は遅くなり、チューナー８の振動も、ゆっく
りでかつ、少ないものになる。

本発明の実施例によれば、位相差が００付近で、チュー
ナー８のフィードバック制御を遅くし、チューナー８の
細かい振動をなくすることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、キャビティ５内
のチューナーを、自動同調する際でも細かい振動をなく
して、制御できるような加速器の高周波加速装置を提供
することができる。

これにより、加速器の粒子加速効率を良くし、チューナ
ー自身の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加速器の高周波加速装置の構成を示す
図、第２図は第１図の構成要素である補正器の構成を示
す図、第３図は本発明の補正器で決定される補正定数に
と位相差θの関係を示す図、第４図は従来例のシンクロ
トロン加速器の構成を示す図、第５図は従来例の加速器
の高周波加速装置の構成を示す図、第６図は従来例での
チューナーの細かい振動のようすを示す図である。 ５・・・キャビティ、７・・・電力投入器、８・・・チ
ューナー、９・・・プローブ、１０・・・原発振器、］
］・・・アッテネータ、１２・・電力増幅器、１３・・
ダミーロード、１４・・サーキュレータ、１５・・・キ
ャビティ電圧検出器、１６・・アッテネータ制御器、１
７・・・チューナー制御装置、１８・・・位相検出器、
１９・・・方向性結合器、２０・・・補正器、２１・・
補正定数発生器、２２・・・掛算器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒子加速用の加速器において、キャビティ内のチューナ
   ーのフィードバック制御に使用される位相検出器の出力
   信号を補正するために、前記チューナーが同調領域に入
   るに伴って前記チューナーのフィードバック制御の応答
   速度を遅くするような補正器を設けたことを特徴とする
   加速器の高周波加速装置。