JPH0514014A - 高周波パワーカツプラー - Google Patents
高周波パワーカツプラーInfo
- Publication number
- JPH0514014A JPH0514014A JP19090991A JP19090991A JPH0514014A JP H0514014 A JPH0514014 A JP H0514014A JP 19090991 A JP19090991 A JP 19090991A JP 19090991 A JP19090991 A JP 19090991A JP H0514014 A JPH0514014 A JP H0514014A
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- JP
- Japan
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- coaxial
- high frequency
- conductor
- frequency power
- outer conductor
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- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 同軸管内導体、同軸管外導体及び高周波窓等
の各部材を安全且つ速やかに冷却すると共に、構造が簡
単で信頼性の高い高周波パワーカップラーを提供する。 【構成】 同軸管内導体２２と同軸管外導体２３との間
の空間２６に同軸管内導体２２の軸芯方向に直交させた
高周波窓２４、２４を同軸管内導体２２の内周面と同軸
管外導体２３の外周面とにそれぞれ密着させ且つ隙間δ
を介して並設すると共に、この高周波窓２４、２４間に
形成された隙間δ及び同軸管外導体２３の外周面に形成
された冷却部２８に冷媒を供給する冷却水導入部２８Ａ
を同軸管外導体２３に設けたことを特徴とする。
の各部材を安全且つ速やかに冷却すると共に、構造が簡
単で信頼性の高い高周波パワーカップラーを提供する。 【構成】 同軸管内導体２２と同軸管外導体２３との間
の空間２６に同軸管内導体２２の軸芯方向に直交させた
高周波窓２４、２４を同軸管内導体２２の内周面と同軸
管外導体２３の外周面とにそれぞれ密着させ且つ隙間δ
を介して並設すると共に、この高周波窓２４、２４間に
形成された隙間δ及び同軸管外導体２３の外周面に形成
された冷却部２８に冷媒を供給する冷却水導入部２８Ａ
を同軸管外導体２３に設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロンなどの
粒子加速器におけるマルチパクタリングなどによる高周
波導入用の真空窓（高周波窓）部を効率よく冷却するこ
とができる高周波パワーカップラーに関する。
粒子加速器におけるマルチパクタリングなどによる高周
波導入用の真空窓（高周波窓）部を効率よく冷却するこ
とができる高周波パワーカップラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の高周波パワーカップラー
としては、例えば、図３に示す「ＣＥＲＮ−ＬＥＰ−Ｒ
Ｆ／８６−３３ａｎｄＬＥＰ Ｎｏｔｅ ５７０」に記
載のものがある。この文献に記載された高周波パワーカ
ップラーを図３を参照しながら説明する。同図におい
て、１０は加速器においてビームにエネルギーを供給す
る高周波加速空洞、２０は高周波加速空洞１０の外周面
に形成された開口部１０Ａに取り付けられた高周波パワ
ーカップラーである。また、２１は高周波加速空洞１導
体４導体２３の周面に形成された開口部１０Ａに臨むカ
ップラーアンテナ、２２は先端が封止され且つカップラ
ーアンテナ２１に連結された同軸管内導体、２３は同軸
管内導体２２を囲むと共に先端がカップラーアンテナ２
１に連結され、同軸管内導体２２と同軸に配設された同
軸管外導体、２４は同軸管外導体２３の末端に連結され
た、セラミック等の絶縁材からなる円筒状の高周波窓
で、同軸管内導体２２を囲んでいる。また、２５は同軸
管内導体２２の内部に挿通されて同軸管内導体２２及び
高周波窓２４を冷却する冷却管、２６は同軸管外導体２
３の外周面に冷媒（冷却水）を流してこれを冷却する冷
却管である。
としては、例えば、図３に示す「ＣＥＲＮ−ＬＥＰ−Ｒ
Ｆ／８６−３３ａｎｄＬＥＰ Ｎｏｔｅ ５７０」に記
載のものがある。この文献に記載された高周波パワーカ
ップラーを図３を参照しながら説明する。同図におい
て、１０は加速器においてビームにエネルギーを供給す
る高周波加速空洞、２０は高周波加速空洞１０の外周面
に形成された開口部１０Ａに取り付けられた高周波パワ
ーカップラーである。また、２１は高周波加速空洞１導
体４導体２３の周面に形成された開口部１０Ａに臨むカ
ップラーアンテナ、２２は先端が封止され且つカップラ
ーアンテナ２１に連結された同軸管内導体、２３は同軸
管内導体２２を囲むと共に先端がカップラーアンテナ２
１に連結され、同軸管内導体２２と同軸に配設された同
軸管外導体、２４は同軸管外導体２３の末端に連結され
た、セラミック等の絶縁材からなる円筒状の高周波窓
で、同軸管内導体２２を囲んでいる。また、２５は同軸
管内導体２２の内部に挿通されて同軸管内導体２２及び
高周波窓２４を冷却する冷却管、２６は同軸管外導体２
３の外周面に冷媒（冷却水）を流してこれを冷却する冷
却管である。
【０００３】次に動作について説明する。高周波加速空
洞１０に必要な高周波パワーは、ＲＦ電源から高周波窓
２４、同軸管内導体２２、同軸管外導体２３を経由して
カップラーアンテナ２１によって高周波加速空洞１０内
に導入され、ビーム加速中に常時投入される。例えば、
蓄積リングの場合には、１０時間以上、２０ＫＷ程度の
高周波パワーを本高周波パワーカップラー２０を介して
投入する。本高周波パワーカップラー２０においては、
高周波による表皮効果から伝送部である同軸管内導体２
２、同軸管外導体２３の各導体表面に表皮電流が流れ、
これら両者３、４にジュール熱が発生し、また、カップ
ラーアンテナ２１、高周波窓２４には高周波加速空洞１
０内で生成される二次電子が衝突し、この衝突によって
これら両者２、５が発熱する。特に、カップラーアンテ
ナ２１とキャビティ内の真空度を保持する高周波窓２４
には電界が集中し、それだけこれら両者２、５には大き
な発熱がある。このように発熱した各部材は冷却管２
５、２６を流れる冷却水によって冷却される。
洞１０に必要な高周波パワーは、ＲＦ電源から高周波窓
２４、同軸管内導体２２、同軸管外導体２３を経由して
カップラーアンテナ２１によって高周波加速空洞１０内
に導入され、ビーム加速中に常時投入される。例えば、
蓄積リングの場合には、１０時間以上、２０ＫＷ程度の
高周波パワーを本高周波パワーカップラー２０を介して
投入する。本高周波パワーカップラー２０においては、
高周波による表皮効果から伝送部である同軸管内導体２
２、同軸管外導体２３の各導体表面に表皮電流が流れ、
これら両者３、４にジュール熱が発生し、また、カップ
ラーアンテナ２１、高周波窓２４には高周波加速空洞１
０内で生成される二次電子が衝突し、この衝突によって
これら両者２、５が発熱する。特に、カップラーアンテ
ナ２１とキャビティ内の真空度を保持する高周波窓２４
には電界が集中し、それだけこれら両者２、５には大き
な発熱がある。このように発熱した各部材は冷却管２
５、２６を流れる冷却水によって冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高周波パワーカップラー２０では、冷却管２５を流れる
冷却水によって同軸管内導体２２を内部から直接冷却
し、高周波窓２４を間接的に冷却するようにしてあっ
て、高周波窓２４を直接冷却する構造になっていないた
め、大電力を投入する時には高周波窓２４を十分に冷却
することができず、高周波窓２４がその発熱によって溶
融したり、破損したりするという課題があった。
高周波パワーカップラー２０では、冷却管２５を流れる
冷却水によって同軸管内導体２２を内部から直接冷却
し、高周波窓２４を間接的に冷却するようにしてあっ
て、高周波窓２４を直接冷却する構造になっていないた
め、大電力を投入する時には高周波窓２４を十分に冷却
することができず、高周波窓２４がその発熱によって溶
融したり、破損したりするという課題があった。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、高周波パワーカップラーの各部材を安全且
つ速やかに冷却することができると共に、構造が簡単で
信頼性の高い高周波パワーカップラーを提供することを
目的としている。
れたもので、高周波パワーカップラーの各部材を安全且
つ速やかに冷却することができると共に、構造が簡単で
信頼性の高い高周波パワーカップラーを提供することを
目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波パワーカ
ップラーは、同軸管内導体と同軸管外導体との間に形成
される空間を経由させてＲＦ電源からの高周波パワーを
伝搬させ、カップラーアンテナから高周波加速空洞に高
周波パワーを導入する高周波パワーカップラー２０にお
いて、上記空間に上記同軸管内導体の軸芯方向に直交さ
せた高周波窓を上記同軸管外導体と同軸管内導体とにそ
れぞれ密着させ且つ隙間を介して並設すると共に、この
高周波窓間に形成された隙間及び上記同軸管外導体の外
周面に形成された冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部を
上記同軸管外導体に設けて構成されたものである。
ップラーは、同軸管内導体と同軸管外導体との間に形成
される空間を経由させてＲＦ電源からの高周波パワーを
伝搬させ、カップラーアンテナから高周波加速空洞に高
周波パワーを導入する高周波パワーカップラー２０にお
いて、上記空間に上記同軸管内導体の軸芯方向に直交さ
せた高周波窓を上記同軸管外導体と同軸管内導体とにそ
れぞれ密着させ且つ隙間を介して並設すると共に、この
高周波窓間に形成された隙間及び上記同軸管外導体の外
周面に形成された冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部を
上記同軸管外導体に設けて構成されたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、冷媒導入部に冷媒を供給する
と、冷媒が高周波窓間の隙間及び同軸管外導体の冷却部
を流れ、隙間を流れる冷媒は高周波窓全面を直接冷却す
ると共に同軸管内導体をその一部から直接冷却し、冷却
部を流れる冷媒は同軸管外導体を直接冷却することがで
きる。
と、冷媒が高周波窓間の隙間及び同軸管外導体の冷却部
を流れ、隙間を流れる冷媒は高周波窓全面を直接冷却す
ると共に同軸管内導体をその一部から直接冷却し、冷却
部を流れる冷媒は同軸管外導体を直接冷却することがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下、図１及び図２に示す実施例に基づいて
従来と同一または相当部分には同一符号を付して本発明
を説明する。尚、図１は本発明の高周波パワーカップラ
ー２０の一実施例を示す断面図、図２は図１に示す高周
波パワーカップラー２０を適用した高周波加速空洞を示
す断面図である。
従来と同一または相当部分には同一符号を付して本発明
を説明する。尚、図１は本発明の高周波パワーカップラ
ー２０の一実施例を示す断面図、図２は図１に示す高周
波パワーカップラー２０を適用した高周波加速空洞を示
す断面図である。
【０００９】本実施例の高周波パワーカップラー２０
は、図１に示すように、同軸管外導体２２と同軸管内導
体２３との間に形成される空間７を経由させてＲＦ電源
からの高周波パワーを伝搬させ、カップラーアンテナ２
１から高周波加速空洞１０に高周波パワーを導入するよ
うに構成されている。尚、同軸管外導体２２と同軸管内
導体２３は銅等の熱伝導性に優れた材料によって形成さ
れている。
は、図１に示すように、同軸管外導体２２と同軸管内導
体２３との間に形成される空間７を経由させてＲＦ電源
からの高周波パワーを伝搬させ、カップラーアンテナ２
１から高周波加速空洞１０に高周波パワーを導入するよ
うに構成されている。尚、同軸管外導体２２と同軸管内
導体２３は銅等の熱伝導性に優れた材料によって形成さ
れている。
【００１０】而して、本実施例の高周波パワーカップラ
ー２０は、ドーナツ状に形成された２枚の高周波窓２
４、２４が同軸管内導体２２と同軸管外導体２３間の空
間２７に設けられている。２枚の高周波窓２４、２４
は、それぞれ同軸管内導体２２の軸芯方向に直交してい
ると共にそれぞれの内周縁が同軸管内導体２２の外周面
に、また、それぞれの外周縁が同軸管外導体２３の内周
面に密着した状態で並設されている。更に、各高周波窓
２４、２４の間には、後述する冷媒（冷却水）が流れる
隙間δが形成されている。
ー２０は、ドーナツ状に形成された２枚の高周波窓２
４、２４が同軸管内導体２２と同軸管外導体２３間の空
間２７に設けられている。２枚の高周波窓２４、２４
は、それぞれ同軸管内導体２２の軸芯方向に直交してい
ると共にそれぞれの内周縁が同軸管内導体２２の外周面
に、また、それぞれの外周縁が同軸管外導体２３の内周
面に密着した状態で並設されている。更に、各高周波窓
２４、２４の間には、後述する冷媒（冷却水）が流れる
隙間δが形成されている。
【００１１】また、上記同軸管外導体２３の外周面に
は、上記隙間δに対応させて位置させた冷却部２８が形
成され、この冷却部２８に冷却管２６が冷却水導入部２
８Ａに連結されている。また、冷却部２８を形成する同
軸管外導体２３には上記隙間δに連通する導入孔２３Ａ
が設けられている。
は、上記隙間δに対応させて位置させた冷却部２８が形
成され、この冷却部２８に冷却管２６が冷却水導入部２
８Ａに連結されている。また、冷却部２８を形成する同
軸管外導体２３には上記隙間δに連通する導入孔２３Ａ
が設けられている。
【００１２】従って、冷却管２５に冷却水を流すと、こ
の冷却水は冷却部２８を流れると共に高周波窓２４、２
４間の隙間δを流れて、同軸管外導体２３を冷却すると
共に高周波窓２４、２４及び同軸管内導体２２を直接冷
却することができる。
の冷却水は冷却部２８を流れると共に高周波窓２４、２
４間の隙間δを流れて、同軸管外導体２３を冷却すると
共に高周波窓２４、２４及び同軸管内導体２２を直接冷
却することができる。
【００１３】而して、図２は本実施例の高周波パワーカ
ップラー２０を適用した高周波加速空洞１０を示してい
る。この高周波加速空洞１０は、同図に示すように、そ
の外周面の一部に高周波パワーカップラー２０が取り付
けられ、この高周波パワーカップラー２０から周方向で
９０°偏倚した位置の高周波加速空洞１０の外周面に共
振周波数調整用チューナ３０が取り付けられている。
尚、１０Ｂは高周波加速空洞１０内を高真空にするする
際に用いられる真空引き用のポートである。
ップラー２０を適用した高周波加速空洞１０を示してい
る。この高周波加速空洞１０は、同図に示すように、そ
の外周面の一部に高周波パワーカップラー２０が取り付
けられ、この高周波パワーカップラー２０から周方向で
９０°偏倚した位置の高周波加速空洞１０の外周面に共
振周波数調整用チューナ３０が取り付けられている。
尚、１０Ｂは高周波加速空洞１０内を高真空にするする
際に用いられる真空引き用のポートである。
【００１４】上記高周波加速空洞１０内における粒子加
速に必要な電場を形成するには、高周波パワーがＲＦ電
源から図示しない導波管内を伝搬し、同軸変換器（図示
せず）を介して本実施例の同軸管内導体２２、同軸管外
導体２３を通り高周波窓２４、２４を経由し、カップラ
ーアンテナ２１から高周波加速空洞１０内に放射された
電磁波によって電場が形成される。この時、高周波窓２
４、２４は勿論のこと、同軸管内導体２２、同軸管外導
体２３も冷却水によって直接冷却されるため、高周波窓
２４、２４の局所的な過熱を阻止することができると共
に、高周波窓２４、２４と同軸管内導体２２、及び高周
波窓２４、２４と同軸管外導体２３それぞれの間におけ
る温度差が抑制されて、これらの間の温度差に基づいた
熱応力等を抑制することができ、高周波窓２４、２４の
破損を防止することができる。
速に必要な電場を形成するには、高周波パワーがＲＦ電
源から図示しない導波管内を伝搬し、同軸変換器（図示
せず）を介して本実施例の同軸管内導体２２、同軸管外
導体２３を通り高周波窓２４、２４を経由し、カップラ
ーアンテナ２１から高周波加速空洞１０内に放射された
電磁波によって電場が形成される。この時、高周波窓２
４、２４は勿論のこと、同軸管内導体２２、同軸管外導
体２３も冷却水によって直接冷却されるため、高周波窓
２４、２４の局所的な過熱を阻止することができると共
に、高周波窓２４、２４と同軸管内導体２２、及び高周
波窓２４、２４と同軸管外導体２３それぞれの間におけ
る温度差が抑制されて、これらの間の温度差に基づいた
熱応力等を抑制することができ、高周波窓２４、２４の
破損を防止することができる。
【００１５】以上説明したように本実施例によれば、同
軸管内導体２２、同軸管外導体２３及び高周波窓２４、
２４等の各部材を安全且つ速やかに冷却することができ
ると共に構造が簡単で、信頼性の高い高周波パワーカッ
プラー２０を得ることができる。
軸管内導体２２、同軸管外導体２３及び高周波窓２４、
２４等の各部材を安全且つ速やかに冷却することができ
ると共に構造が簡単で、信頼性の高い高周波パワーカッ
プラー２０を得ることができる。
【００１６】尚、本発明は、上記実施例に何等制限され
るものではなく、例えば、高周波電力が小さい場合には
冷却流路を設けずにセラミック材の熱伝導性を利用して
同軸管外導体側から空冷によって冷却することもでき
る。
るものではなく、例えば、高周波電力が小さい場合には
冷却流路を設けずにセラミック材の熱伝導性を利用して
同軸管外導体側から空冷によって冷却することもでき
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
軸管内導体、同軸管外導体及び高周波窓等の各部材を安
全且つ速やかに冷却することができると共に構造が簡単
で、信頼性の高い高周波パワーカップラーを得ることが
できる。
軸管内導体、同軸管外導体及び高周波窓等の各部材を安
全且つ速やかに冷却することができると共に構造が簡単
で、信頼性の高い高周波パワーカップラーを得ることが
できる。
【図１】図１は本発明の高周波パワーカップラーの一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図２】図２は図１に示す高周波パワーカップラーを適
用した高周波加速空洞を示す断面図である。
用した高周波加速空洞を示す断面図である。
【図３】図３は従来の高周波パワーカップラーの一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
１０ 高周波加速空洞 ２０ 高周波パワーカップラー ２１ カップラーアンテナ ２２ 同軸管内導体 ２３ 同軸管外導体 ２４ 高周波窓 ２６ 空間 ２８ 冷却部 ２８Ａ 冷却水（冷媒）導入部 δ 隙間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 同軸管内導体と同軸管外導体との間に形
成される空間を経由させてＲＦ電源からの高周波パワー
を伝搬させ、カップラーアンテナから高周波加速空洞に
高周波パワーを導入する高周波パワーカップラー２０に
おいて、上記空間に上記同軸管内導体の軸芯方向に直交
させた高周波窓を上記同軸管外導体と同軸管内導体とに
それぞれ密着させ且つ隙間を介して並設すると共に、こ
の高周波窓間に形成された隙間及び上記同軸管外導体の
外周面に形成された冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部
を上記同軸管外導体に設けたことを特徴とする高周波パ
ワーカップラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19090991A JPH0514014A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 高周波パワーカツプラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19090991A JPH0514014A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 高周波パワーカツプラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514014A true JPH0514014A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16265737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19090991A Pending JPH0514014A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 高周波パワーカツプラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0514014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104378906A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-02-25 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种射频大功率耦合器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691501A (en) * | 1979-12-03 | 1981-07-24 | Varian Associates | Circular mode microwave window |
| JPS61126801A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Toshiba Corp | マイクロ波伝送線路用気密窓 |
| JPS62246228A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Toshiba Corp | 同軸導波管構体 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP19090991A patent/JPH0514014A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691501A (en) * | 1979-12-03 | 1981-07-24 | Varian Associates | Circular mode microwave window |
| JPS61126801A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Toshiba Corp | マイクロ波伝送線路用気密窓 |
| JPS62246228A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Toshiba Corp | 同軸導波管構体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104378906A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-02-25 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种射频大功率耦合器 |
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