KR101778797B1 - Rotatable RF power coupler - Google Patents

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KR101778797B1
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KR
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high
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rf
rf power
slot
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KR20160024740A
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채종서
신승욱
이승현
김희수
이종철
하동협
Original Assignee
성균관대학교 산학협력단
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    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H9/00Linear accelerators
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/36Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
    • H01J23/40Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy to or from the interaction circuit
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/185Edge coupled lines

Abstract

본 발명은 RF 제너레이터에서 생성된 고주파 파워를 가속관으로 전달하는 RF 파워 커플러를 포함하는 고주파 파워 딜리버리 시스템에 관한 것으로, 가속관에 연결되는 RF 파워 커플러가 가속관 상부에서 회전하여, RF 파워 커플러의 결합계수를 조절하는 것을 특징으로 한다. The present invention by the RF power coupler to be directed to a high frequency power delivery system comprising an RF power coupler to pass the high-frequency power generated from the RF generator to the acceleration pipe, connected to the acceleration tube rotation in the acceleration tube above, the RF power coupler characterized in that for adjusting the coupling factor.

Description

회전가능한 RF 파워 커플러{Rotatable RF power coupler} A rotatable RF power coupler {Rotatable RF power coupler}

본 발명은 선형전자가속기에 관한 것으로, 특히 선형전자가속기에 포함된 RF 파워 커플러에 관한 것이다. The present invention relates to linear electron accelerator, in particular, to an RF power coupler includes a linear electron accelerator.

전자총을 통해 생성된 전자들은 가속관 내부에서 목표로 하는 에너지까지 가속된 후 목적에 맞게 사용된다. Generated by the electron gun electrons are used for the purpose of energy after being accelerated to a target within the acceleration tube. 예컨대, 의료용 전자가속기의 경우에는 텅스텐과 같은 물질의 표적을 설치하여 X-선을 발생하여 활용한다. For example, in the case of a medical electron accelerators it is to install a target of a material such as tungsten is utilized in generating an X- ray. 고주파 제너레이터는 고주파 선형가속기의 목적 및 사양에 따라 다양한 출력의 장비가 사용될 수 있다. A high-frequency generator can be used in the equipment of the various outputs in accordance with the purpose and specification of the high frequency linear accelerator.

고주파 제너레이터에서 발생한 고주파 파워는 도파관과 RF 파워 커플러를 거쳐 가속관으로 전달된다. High-frequency power generated in the high-frequency generator is transmitted to the acceleration tube through a waveguide and an RF power coupler. RF 파워 커플러는 RF 윈도우, 기둥부를 포함할 수 있다. RF power coupler may comprise RF window pillar portion.

RF 윈도우는 RF 제너레이터 쪽의 도파관과 연결되는 방향에 배치된다. RF window is arranged in a direction that is connected to the waveguide of the RF generator side. 기둥부는 중앙이 빈 사각의 중공 형상으로 RF 윈도우로부터 입력받은 고주파 파워를 가속관 쪽으로 전달할 수 있다. Pole portion can pass the high frequency power received from the RF acceleration tube toward the window in a hollow rectangular shape of the central empty.

기둥부의 하단에는 슬롯이 형성되는데, 이 슬롯의 단면적에 따라 RF 파워 커플러의 결합계수(coupling coefficient)가 달라지며, 이 결합계수에 따라 가속관에서 RF 파워 커플로 쪽으로 반사되어 되돌아 오는 고주파 파워가 결정된다. Post portions at bottom there is a slot is formed, becomes the coupling coefficient of an RF power coupler (coupling coefficient) based on the cross-sectional area of ​​the slot, a high frequency power is determined return is reflected toward the accelerator tube in accordance with the coupling coefficient to the RF power couples do.

가속관에서 반사되는 고주파 파워가 클수록 전자를 가속시키는 데 필요한 전력이 많이 필요한 문제가 있다. The greater the high frequency power reflected from the acceleration tube has a problem required a lot of power required for accelerating electrons.

기존의 RF 파워 커플러는 슬롯의 면적이 이미 결정되어 있는바, RF 피워 커플러의 교체 없이는 결합계수를 변동하기 어려운 단점이 있었다. Conventional RF power coupler has been difficult to change the coupling coefficient, without replacing disadvantage of smoke bars in the area of ​​the slot has already been determined, RF coupler.

즉, 기존의 RF 파워 커플러는 가공 오차 등으로 인하여 설계된 대로 제작되지 않은 경우에는 기존의 RF 파워 커플러를 교체해야 했다. In other words, if the existing RF power couplers are not manufactured as designed due to a processing error, etc. has had to replace the existing RF power couplers.

또한, RF 파워의 결합계수는 빔 파워와 연관되어 있는데, 기존의 RF 파워 커플러는 이미 슬롯의 면적이 결정되어 있어, 다양한 빔 파워에 적응적으로 대응할 수 없는 문제가 있었다. In addition, the coupling coefficient of the RF power there is associated with the power beam, the old RF power coupler is already there, the area of ​​the slot is determined, there is a problem that can not respond adaptively to the various beam power.

대한민국 등록특허: 10-0813937 (2008년 03월 10일 등록) Republic of Korea Patent: 10-0813937 (registered on March 10, 2008)

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 가속관에서 반사되는 고주파 파워가 최소가 되도록 RF 파워 커플러의 결합계수를 조절하는 방법 및 결합계수 조절이 가능한 RF 파워 커플러를 제공하는 데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an RF power coupler method for adjusting a coupling coefficient of the RF power coupler and the coupling-coefficient control is possible is that to solve the above problems, the high frequency power reflected from the acceleration tube so as to minimize .

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 파워 딜리버리 시스템은 RF 제너레이터에서 생성된 고주파 파워를 가속관으로 전달하는 RF 파워 커플러를 포함한다. High frequency power delivery system in accordance with one embodiment of the present invention includes an RF power coupler to pass the high-frequency power generated from the RF generator to the acceleration tube.

또한, 상기 RF 파워 커플러는 상기 가속관 상부에서 상기 가속관이 연결되며, 상기 RF 파워 커플러는 상기 가속관 상부에서 회전하여, 상기 RF 파워 커플러의 결합계수를 조절할 수 있다. In addition, the RF power coupler and said accelerating tube or pipe in the acceleration tube above, the RF power coupler may be rotated in the acceleration tube above, adjusting the coupling factor of said RF power coupler.

또한, 상기 RF 파워 커플러는 RF 윈도우, 기둥부, 상부 슬롯으로 구성되며, 상기 RF 윈도우는 상기 RF 제너레이터에서 생성된 고주파 파워를 입력받아, 상기 기둥부로 전달하고, 상기 기둥부는 중공이 중앙에 형성되고, 상기 중공을 통해 상기 RF 윈도우로부터 상기 고주파 파워를 전달받고, 이를 상부 슬롯으로 전달하며, 상기 상부 슬롯은 상기 기둥부 하단에 배치되고, 상기 기둥부의 하부의 중공 단면과 동일한 형상일 수 있다. In addition, the RF power coupler is composed of RF window, the columnar portion, an upper slot, the RF window is receiving the high frequency power generated by the RF generator, delivered to the said pole, it said pole portion hollow is formed in the center , being passing the high-frequency power from the RF window through said hollow, it delivers to the upper slot, the upper slot may be arranged on the lower end of the columnar portion, the same shape as the hollow cross-section of the pillar lower portion.

또한, 상기 가속관은 상부에 하부 슬롯이 형성되고, 상기 하부 슬롯은 상기 상부 슬롯으로부터 상기 고주파 파워를 입력받을 수 있다. Further, the acceleration tube has a bottom slot formed in the upper portion, the lower slots could be input to the high frequency power from the upper slot.

또한, 상기 기둥부의 중공은 단면이 사각형일 수 있다. Further, the hollow part of the pillar may be a square cross-section.

또한, 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯의 단면은 사각형일 수 있다. Further, the upper slot and the lower end surface of the slot may be a rectangular.

또한, 상기 RF 파워 커플러의 회전에 의해 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯이 교차되는 면적이 변할 수 있다. In addition, the RF power by the rotation of the coupler area to which the upper slot and the lower slot cross can vary.

또한, 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯이 나란하게 배치된 경우에, 상기 교차되는 면적이 최대가 될 수 있다. Further, in the case where the top slot and the bottom slot, the side by side arrangement, an area that the intersection can be a maximum.

본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 커플러 제어 시스템은 가속관에서 반사된 고주파 파워를 센싱하는 센싱부; RF power coupler control system in accordance with an embodiment of the present invention is a sensing unit to sense a high-frequency power reflected from the acceleration tube; 상기 센싱부와 연결되고, 상기 센싱된 고주파 파워가 소정 범위 이내 인가 여부를 판단하고, 상기 센싱된 고주파 파워가 소정 범위 이상인 경우에 제1 신호를 생성하는 제어부; Control unit for communication with the sensing parts and, generating the sensed high frequency power is determined as to whether within a predetermined range, and the first signal when the sensed high-frequency power is equal to or higher than the predetermined range; 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 제어부에서 생성된 제1 신호를 입력받아, 상기 제1 신호에 따라 RF 파워 커플러를 회전시키는 모터부를 포함할 수 있다. And it may include being connected to the controller, receiving the first signal generated by the control unit, a motor unit for rotating the RF power coupler according to the first signal.

또한, 상기 제1 신호는 RF 파워 커플러의 회전 여부, 상기 RF 파워 커플러의 회전 각도, 상기 RF 파워 커플러의 회전 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 잇다. Further, the first signal is piece may include at least one of the rotational angle, rotational speed of the RF power coupler of rotation whether the RF power coupler of the RF power coupler.

또한, 상기 모터부는 상기 RF 파워 커플러의 회전이 종료된 경우에, 상기 RF 파워 커플러의 회전이 종료되었음을 알리는 제2 신호를 생성하여 상기 제어부로 전달할 수 있다. In addition, the motor unit may generate a second signal, indicating that in case that the rotation of said RF power coupler end, the rotating end of the RF power coupler to pass to the control unit.

또한, 상기 제어부는 상기 제2 신호를 전달받은 경우에, 상기 가속관에서 반사되는 고주파 파워를 센싱하도록 하는 제3 신호를 생성하여 상기 센싱부로 전달할 수 있다. In addition, the controller may deliver the sensing portion to generate a third signal to the sensing, if the transmitted second signal, the high frequency power reflected from the accelerator tube.

또한, 상기 제어부는 상기 RF 파워 커플러에 포함된 상부 슬롯과 상기 가속관에 포함된 하부 슬롯 간의 교차 면적과 상기 반사된 고주파 파워와의 관계를 미리 연산하고, 연산된 관계에 기초하여 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 생성할 수 있다. Further, the control unit by the first signal based on the calculated the relationship between the cross area and the reflected high-frequency power in advance, and calculating the relationship between the lower slots in the upper slot and the acceleration tube included in the RF power coupler and it may generate the third signal.

본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 커플러 결합계수 제어방법은 가속관에서 반사되는 제1 고주파 파워를 센싱하는 단계; RF power coupler coupling coefficient control method according to an embodiment of the present invention includes the steps of sensing a first high-frequency power that is reflected in the acceleration tube; 상기 센싱된 제1 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인가 여부를 판단하는 단계; Determining whether the sensed first high-frequency power is within a preset range; 및 상기 센싱된 제1 고주파 파워가 미리 설정한 범위를 벗어난 경우에, RF 파워 커플러를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. And when out of range of the first high-frequency power is previously set a sensing may include a step of rotating the RF power coupler.

또한, 상기 RF 파워 커플러 결합계수 제어방법은 RF 파워 커플러를 회전시키는 단계 이후에, 상기 가속관에서 반사된 제2 고주파 파워를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the RF power coupler coupling coefficient control method may further comprise the steps of: after the step of rotating the RF power coupler, sensing a second high-frequency power reflected from the accelerator tube.

또한, 상기 제2 고주파 파워를 센싱하는 단계 이후에, 상기 제2 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인가 여부를 판단하고, 상기 제2 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인 경우에, 상기 RF 파워 커플러의 회전을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the second after the step of sensing a high-frequency power, and the second when the judgment as to whether within the range of high-frequency power is previously set, and within the second range of high-frequency power is previously set, the RF power coupler the step of rotating the end may further include a.

본 발명은 RF 파워 커플러가 설계 조건을 만족하지 않는 경우에 별도의 재가공 없이도 RF 파워 커플러를 회전하여 설계 조건을 만족시킬 수 있는 장점이 있다. The invention has the advantage that can satisfy the design conditions by rotating the RF power coupler without the need for rework if the RF power coupler that does not satisfy the design conditions.

또한, 본 발명의 RF 파워 커플러는 다양한 빔 파워에 대응하여 이용할 수 있는 장점이 있다. Also, RF power coupler of the present invention has the advantage that can be used in response to a variety of beam power.

또한, 본 발명은 RF 파워 커플러의 교차 면적을 조절하여 가속관으로 반사되어 돌아오는 고주파 파워의 양을 최소화할 수 있는 장점이 있다. The invention also has the advantage of minimizing the amount of high-frequency power is back to control the cross-area of ​​the RF power coupler by reflection acceleration tube.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 가속관과 RF 파워 커플러가 결합된 일면을 도시한 것이다. Figure 1 shows the acceleration pipe and the RF power coupler coupling surface according to one embodiment of the invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 상부 슬롯과 하부 슬롯이 나란히 결합된 상태를 도시한 것이다. Figure 2 illustrates a state in which an upper slot and a lower slot, the side-by-side combination, according to one embodiment of the invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부 슬롯과 하부 슬롯이 수직으로 결합된 상태를 도시한 것이다 Figure 3 illustrates a state in which an upper slot and a lower slot combined vertically in accordance with one embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가속관과 RF 파워 커플러가 분리된 상태를 도시한 것이다. Figure 4 illustrates the acceleration pipe and the RF power coupler is removed in accordance with an embodiment of the invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 커플러 제어 시스템을 도시한 것이다. Figure 5 illustrates the RF power coupler control system in accordance with one embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속관(200)과 RF 파워 커플러(100)의 결합 상태를 도시한 것이다, 이하, 하단 또는 하부라 함은 가속관(200) 쪽의 면을 지칭하며, 상단 또는 상부라 함은 RF 제너레이터 쪽의 면을 지칭하기로 한다. Also Fig. 1 to Fig. 3 illustrates a coupled state of the acceleration tube 200 and the RF power coupler 100, according to an embodiment of the invention, hereinafter referred to the lower or bottom are surfaces of the side acceleration tube 200 refers to, and will be referred to the surface of the RF generator is also called the top side or upper portion.

(1) 고주파 파워 딜리버리 (delivery) 시스템 (1) high frequency power delivery (delivery) system

도 1을 참조하면, RF 파워 커플러(100)는 RF 윈도우(110), 기둥부(120), 상부 슬롯(130)을 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, RF power coupler 100 may include an RF window 110, the pillar portion 120, the upper slot (130). RF 윈도우(110)는 RF 제너레이터 쪽의 도파관과 연결되며, RF 제너레이터로부터 생성된 RF 파워를 도파관으로부터 입력받고, 이를 기둥부(120)로 전달한다. RF window 110 is connected to the waveguide of the RF generator side, it receives the RF power generated from the RF generator from the waveguide, and pass it to the post portion 120. 기둥부(120)는 단면이 사각형인 중공이 중앙에 형성되어 RF 윈도우(110)로부터 입력된 고주파 파워를 전달받고, 이를 후술할 상부 슬롯(130)으로 전달한다. The columnar portion 120 is formed in the central hollow cross-section is rectangular being delivered to the high-frequency power input from the RF window 110, and passes into an upper slot 130, it will be described later. 상부 슬롯(130)은 기둥부(120)의 하부에 배치되고, 그 모양과 면적은 기둥부(120) 하부의 중공 단면과 동일하다. The upper slot 130 is disposed in the lower portion of the pillar portion 120, its shape and size is equal to the hollow section of the lower column portion 120. 상부 슬롯(130)은 기둥부(120)에 형성된 중공으로부터 고주파 파워를 전달받고, 이를 가속관(200)으로 전달한다. The upper slot 130 is informed of the high frequency power from a hollow formed in the post portion 120, and passes it to the acceleration tube 200.

가속관(200)은 RF 파워 커플러(100)로부터 고주파 파워를 입력받도록 RF 파워 커플러(100) 쪽에 하부 슬롯(210)이 형성되어 있다. Acceleration tube 200 is on the side to input a high-frequency power from the RF power coupler 100, an RF power coupler 100, a lower slot 210 is formed. 하부 슬롯(210)은 사각형상의 단면을 가지며, 상부 슬롯(130)으로부터 고주파 파워를 전달받는다. The lower slot 210 has a cross-section a rectangular, and receives the high frequency power from the upper slot (130).

상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)의 배치 방향에 따라 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)이 교차되는 면적(이하, 교차 면적이라 함)이 달라지고, 이 교차 면적에 따라 RF 파워 커플러(100)의 결합계수가 달라진다. Is an upper slot 130, and in accordance with the arrangement direction of the lower slot 210, the upper slots 130 and lower slots 210 are different crossed area (hereinafter referred to as a crossing area), RF power in accordance with the cross-area the coupling coefficient of the coupler 100 varies. 일반적으로 이 교차 면적이 넓을수록 결합계수가 커지는 경향이 있다. The wider the general cross area tends to increase the coupling coefficient.

도 2과 같이 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)이 나란하게 배치되면, 교차 면적이 넓어지고, 도 1과 같이 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)이 수직으로 배치되면 교차 면적이 좁아진다. Also the top slot 130 and when the lower slot 210, the side-by-side arrangement, when a cross area is wider is, the upper slots 130 and lower slots 210, as shown in Figure 1 are arranged vertically crossing area, such as 2 It is narrowed. 이와 같은 교차 면적 차이에 따라 RF 파워 커플러(100)의 결합계수가 달라진다. In accordance with the cross-area differences vary the coupling coefficient of the RF power coupler 100.

이를 응용하면 다음과 같다. If this application as follows: RF 파워 커플러(100)가 설계 조건을 만족하지 못하여, 가속관(200)으로부터 반사되어 되돌아오는 고주파 파워가 큰 경우에, 반사되는 고주파 파워가 낮아지도록 RF 파워 커플러(100)를 회전시킨다. An RF power coupler 100, failure to satisfy the design conditions, the acceleration when tube 200 is reflected from the high-frequency power is coming back large, the reflected high-frequency power to be lower to rotate the RF power coupler 100. 이 경우, RF 파워 커플러(100)를 교체하는 작업 없이도, RF 파워 커플러(100)를 회전하는 것만으로도 가속관(200)에서 반사되는 고주파 파워를 최소화할 수 있는 장점이 있다. In this case, it is advantageous to minimize the high-frequency power reflected from the work without replacing the RF power coupler 100, accelerated by simply rotating the RF power coupler 100, pipes 200.

또는, 빔의 종류에 따라 RF 파워 커플러(100)의 결합계수가 다른데, 제1 빔을 이용하여 전자를 가속시킨 후, 제2 빔을 이용하고자 하는 경우에, RF 파워 커플러(100)의 교체 없이도, RF 파워 커플러(100)를 회전하여 제2 빔에 적절한 RF 파워 커플러(100) 결합계수를 갖도록 조절할 수 있는 장점이 있다. Alternatively, then, depending on the type of beam is the coupling coefficient of the RF power coupler 100 is different, using a first beam accelerates electrons, if it is desired to use a second beam, without the need for replacement of the RF power coupler 100 , there is an advantage that can be controlled by rotating the RF power coupler 100, so as to have a proper RF power coupler 100, the coupling coefficient to the second beam.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 커플러(100)의 기둥부(120)는 외부 단면은 원형이나, 내부에 사각형의 중공부를 갖도록 형성될 수 있다. 4, the post portion 120 of the RF power coupler 100, in accordance with an embodiment of the present invention, the outer end face can be formed to have a circular or, inside a hollow portion of a square. 또한, RF 파워 커플러(100) 쪽의 가속관(200)에는 외부 단면이 원형이 기둥부(120)가 삽입될 수 있는 원형의 돌출부(230)가 형성된다. Further, the acceleration tube 200 of the RF power coupler 100 side, the external cross-section is formed with a projection 230 of the circle, which circle is the pillar portion 120 can be inserted. RF 파워 커플러(100)는 이 원형 돌출부(230)에 끼워지고, 외부로부터 회전 구동력을 받아 회전될 수 있다. RF power coupler 100 is fitted to the circular protrusion 230 may be rotated by the rotational driving force from the outside. 이러한 RF 파워 커플러(100)는 소정의 모터와 연결되고, 모터로부터 구동력을 전달받아 회전될 수 있다. The RF power coupler 100 is connected to a predetermined motor, it can be rotated by receiving the driving force from the motor.

가속관(200)의 원형 돌출부(230)에 원형의 외부 단면을 갖는 기둥부(120)가 이 돌출부(230)에 끼워져 회전되고, 이 회전에 따라 RF 파워 커플러(100)의 상부 슬롯(130)과 가속관(200)의 하부 슬롯(210) 간의 교차 면적이 바뀌고, 이에 따라 RF 파워 커플러(100)의 결합계수가 달라져, 조건에 맞는 RF 파워 커플러(100)의 결합계수를 선택할 수 있다. The upper slot of the accelerator tube post portion 120 is rotated fitted on the protrusion 230, RF power coupler 100 in accordance with the rotation having an outer circular cross-section to a circular protrusion 230 of the 200 (130) the acceleration tube is replaced crossing area between 200 lower slot 210 of, and thus alters the coupling factor of the RF power coupler 100, it is possible to select a coupling factor of the RF power coupler 100 that meet the criteria.

(RF 파워 커플러 제어 시스템) (RF power coupler control system)

본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 커플러 제어 시스템은 RF 파워 커플러를 회전시켜 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210) 간의 교차 면적을 조절하기 한 시스템이다. RF power coupler control system in accordance with an embodiment of the present invention is a system that rotates the RF power coupler to control the cross area between the upper slots 130 and lower slots 210. 도 5를 참조하면, 본 발명의 RF 파워 커플러 제어 시스템은 제어부(500), 모터부(300), 센싱부(400)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 5, RF power coupler control system of the present invention may include a control unit 500, motor unit 300, a sensing unit (400). 여기서, RF 파워 커플러(100)는 위에서 서술한 RF 파워 커플러(100)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. Here, RF power coupler 100 is the same as the RF power coupler 100 described above, detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제어부(500)는 선형전자가속기 전체를 제어하는 메인 가속기일 수 있고, 메인 가속기와는 별도로 RF 파워 커플러(100)만을 제어하는 제어부(500)일 수 있다. Controller 500 of the present invention may be a linear electron accelerator may be in the main accelerator for controlling the entire main accelerator and is separate RF power coupler 100, control unit 500 to control only.

본 발명의 센싱부(400)는 RF 파워 커플러(100)의 전단에 배치되고, 가속관(200)에서 반사되어 되돌아온 고주파 파워를 센싱할 수 있다. Sensing unit 400 of the present invention is disposed at the front end of the RF power coupler 100, reflected by the acceleration tube 200 may sense the high frequency power is returned. 이 고주파 파워는 가속관(200)에서 반사되어 상부 슬롯(130)을 통해 방출된 것으로, 센싱부(400)는 상부 슬롯(130)을 통해 방출된 고주파 파워를 감지할 수 있다. The high-frequency power is reflected by the acceleration tube 200 to be emitted through the upper slots 130, the sensing unit 400 may detect the high-frequency power emitted through the upper slots 130. 이때, 센싱부(400)는 제일 처음 센싱된 고주파 파워를 제1 센싱 값으로 하고, 이 제1 센싱 값을 제어부(500)로 전달할 수 있다. At this time, the sensing unit 400 can be transmitted to the first high frequency power is first sensed by first sensing value, and the first sensing value to the control unit 500. The

본 발명의 센싱부(400)는 고주파 파워를 센싱할 수 있는 모든 공지의 디바이스를 포함한다. Sensing unit 400 of the present invention include all known devices that can sense the high-frequency power.

본 발명의 제어부(500)는 센싱부(400)와 연결되어 있고, 센싱부(400)에서 센싱된 고주파 파워 값을 전달받을 수 있다. Controller 500 of the present invention is connected with the sensing unit 400, it can be delivered to the high-frequency power value sensed from the sensing unit 400. 상기 제어부(500)는 센싱부(400)로부터 전달받은 고주파 파워에 따라 상부 슬롯(130)의 회전 여부, 회전 각도, 회전 속도를 결정한다. The control unit 500 determines whether rotation, angle of rotation, the rotational speed of the upper slot 130 in accordance with the high frequency power transmitted from the sensing unit 400. The 앞서 설명한 바와 같이, 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)의 배치에 따라 교차 면적이 달라지고, 이 교차 면적에 따라 RF 파워 커플러(100)의 결합계수가 달라진다. As described above, the intersection area is based on the arrangement of the upper slots 130 and lower slots 210, the coupling coefficient of the RF power coupler 100 depends on the cross area.

제어부(500)는 제1 센싱 값이 미리 설정한 범위를 벗어난 경우에, RF 파워 커플러(100)가 회전하도록 하는 제1 신호를 생성하여 모터부(300)로 전달한다. Controller 500 is transmitted to the first when the sensed value is outside the preset range, the motor unit 300 to generate a first signal to the RF power coupler 100, to rotate. 이 제1 신호는 RF 파워 커플러(100)의 회전 여부, 회전 각도, 회전 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The first signal may comprise at least one of the rotating or not, rotational angle, rotational speed of the RF power coupler 100.

모터부(300)는 제어부(500)와 연결되어 있고, 제어부(500)로부터 전달받은 제1 신호에 따라 RF 파워 커플러(100)를 회전하도록 구동된다. Motor unit 300 is connected with the control unit 500, and is driven to rotate the RF power coupler 100 according to a first signal received from the controller 500. 예컨대, 제1 신호가 RF 파워 커플러(100)를 회전시킴, 30도 회전, 10ra/sec 속도라면, 모터는 이 제1 신호에 따라 RF 파워 커플러(100)를 10rad/sec의 속도로 30도 회전시킨다. For example, the first signal is rotating the RF power coupler 100, a 30 degree rotation, if 10ra / sec velocity, the motor 30 rotates the RF power coupler 100 according to a first signal at a rate of 10rad / sec thereby. 여기서, 제1 신호는 이진화되어 모터부(300)로 전달될 수 있다. Here, the first signal is a binary may be delivered to the motor section 300.

모터부(300)는 RF 파워 커플러(100)를 회전시킨 후 RF 파워 커플러(100)의 회전이 종료되었음을 알리는 제2 신호를 생성하여 제어부(500)로 전달할 수 있다. Motor unit 300 may be passed to the control unit 500 to generate a second signal indicating that the end of the rotation of the rotation after the RF power coupler 100, an RF power coupler 100. 제어부(500)는 이 제2 신호를 전달받은 경우에, 가속관(200)에서 반사되어 돌아오는 고주파 파워를 센싱하도록 하는 제3 신호를 생성하여 센싱부(400)로 전달한다. Controller 500 if the received second signal is reflected in the acceleration tube 200, to generate a third signal to sense the high-frequency power is transmitted to return the sensing unit 400.

제3 신호를 전달받은 센싱부(400)는 가속관(200)에서 반사되어 돌아온 고주파 파워를 센싱하고, 센싱된 고주파 파워를 제 2 센싱 값으로 하여, 제어부(500)로 전송할 수 있다. The sensing unit 400 received the third signal may be transmitted to the acceleration tube senses the high frequency power reflected by the back 200, to the sensed high-frequency power to the second sensing value, the control unit 500.

제2 센싱 값을 전달받은 제어부(500)는 가속관(200)에서 제2 센싱 값이 미리 설정한 범위 이내인가 여부를 다시 판단하고, 만일, 제2 센싱 값이 미리 설정한 범위 밖이라면, 다시 RF 파워 커플러(100)가 회전되도록 하는 신호를 발생시키고, 이 신호를 다시 모터부(300)로 전달할 수 있다. The second control unit 500 that received the sensed values ​​if outside the acceleration tube 200, the second re-judgment as to whether the sensed value is within a preset range, and if, the second sensing value previously set in the range, again an RF power coupler 100 generates a signal to be rotated, can transmit a signal back to the motor section 300.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(500)는 가속관(200)으로부터 반사된 고주파 파워와 상부 슬롯(130)과 하부 슬롯(210)의 교차 면적간의 관계를 미리 연산하고, 이를 테이블화하여 저장하거나, 최적화 알고리즘을 통해 저장할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the control unit 500 calculates the relationship between the high-frequency reflected from the acceleration tube 200 power and an upper slot 130 and the intersection area of ​​the lower slot 210 in advance, and the tabulated this It can be saved via the Save or optimization algorithms. 제어부(500)는 이렇게 저장된 교차 면적과 가속관(200)으로부터 반사된 고주파 파워 간의 관계에 기초하여 제1 신호 및 제3 신호를 생성하여 각각 모터부(300)와 센싱부(400)로 전달할 수 있다. Control unit 500 is thus stored can be passed to the cross area and the acceleration tube 200, the motor unit 300 and the sensing unit 400, respectively on the basis of the relationship between the high-frequency power to generate the first signal and the third signal reflected from have.

(3) RF 파워 커플러 결합계수 제어방법 (3) RF power coupler coupling coefficient control method

본 발명의 RF 파워 커플러 결합계수 제어방법은 가속관(200)에서 반사되는 제1 고주파 파워를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 제1 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인가 여부를 판단하는 단계, 상기 센싱된 제1 고주파 파워가 미리 설정한 범위를 벗어난 경우에, RF 파워 커플러(100)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. RF power coupler coupling coefficient control method of the present invention includes the steps of determining whether the step of sensing a first high-frequency power reflected from the acceleration tube 200, the sensed first high-frequency power is within a preset range, the sensing a first out of range when a high-frequency power is set in advance, may comprise the step of rotating the RF power coupler 100.

또한, 상기 제어방법은 RF 파워 커플러(100)를 회전시키는 단계 이후에, 가속관(200)에서 반사된 제2 고주파 파워를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the control method may further comprise the step of sensing a second high frequency power reflected by the after rotating the RF power coupler 100, an acceleration tube 200.

또한, 상기 제2 고주파 파워를 센싱하는 단계 이후에, 상기 제2 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인가 여부를 판단하고, 상기 제2 고주파 파워가 미리 설정한 범위 이내인 경우에, 상기 RF 파워 커플러(100)의 회전을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the second after the step of sensing a high-frequency power, and the second when the judgment as to whether within the range of high-frequency power is previously set, and within the second range of high-frequency power is previously set, the RF power coupler It may further comprise the step of terminating the rotation of 100.

Claims (15)

  1. RF 제너레이터에서 생성된 고주파 파워를 가속관으로 전달하는 RF 파워 커플러를 포함하는 고주파 파워 딜리버리 시스템에 있어서, In the high-frequency power delivery system comprising an RF power coupler to pass the high-frequency power generated from the RF generator to the acceleration tube,
    상기 RF 파워 커플러는 RF 윈도우, 기둥부, 상부 슬롯으로 구성되며, The RF power coupler is composed of RF window, the columnar portion, an upper slot,
    상기 RF 윈도우는 상기 RF 제너레이터에서 생성된 고주파 파워를 입력받아, 상기 기둥부로 전달하고, The RF window is receiving the high frequency power generated by the RF generator, and delivered to the said columns,
    상기 기둥부는 외부 단면이 원형이며, 중공이 중앙에 형성되고, 상기 중공을 통해 상기 RF 윈도우로부터 상기 고주파 파워를 전달받고, 상기 고주파 파워를 상기 상부 슬롯으로 전달하며, The pillar portion is outside a circular cross section, a hollow is formed in the center, being delivered to the high-frequency power from the RF window through said hollow fiber, and forwarding the high-frequency power to the upper slot,
    상기 상부 슬롯은 상기 기둥부 하단에 배치되고, 상기 기둥부의 하부의 중공 단면과 동일한 형상이고, The upper slot is arranged on the lower end of the pillar portion, and the same shape as the hollow section of the pillar lower portion,
    상기 가속관은 상부에 하부 슬롯과 상기 기둥부가 삽입될 수 있는 원형의 돌출부가 형성되며, The acceleration tube is formed with a projection of the round which may be added to the lower slots and the poles inserted in the upper part,
    상기 하부 슬롯은 상기 상부 슬롯으로부터 상기 고주파 파워를 입력받고, The lower slot receives the high frequency power from the upper slot,
    상기 기둥부는 상기 돌출부에 끼워져 회전하며, 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯이 교차되는 면적이 변하면서, 상기 RF 파워 커플러의 결합계수를 조절하여, And the pillar portion and the area sandwiched by the projecting portion, and rotation, to which the upper slot and the lower slot cross side, adjusting the coupling factor of said RF power coupler,
    상기 가속관에서 반사되는 고주파 파워를 최소화하는 것을 특징으로 하는 고주파 파워 딜리버리 시스템. High frequency power delivery system, characterized in that to minimize the high-frequency power reflected from the accelerator tube.
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  4. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 기둥부의 중공은 단면이 사각형인 것을 특징으로 하는 고주파 파워 딜리버리 시스템. Hollow of said columns a high-frequency power delivery system, characterized in that the cross section is rectangular.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯의 단면은 사각형인 것을 특징으로 하는 고주파 파워 딜리버리 시스템. The method of claim 4, wherein the upper slot and the lower end surface of the slot is high-frequency power delivery system, characterized in that square.
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  7. 제5항에 있어서, 상기 상부 슬롯과 상기 하부 슬롯이 나란하게 배치된 경우에, 상기 교차되는 면적이 최대가 되는 것을 특징으로 하는 고주파 파워 딜리버리 시스템. The method of claim 5, wherein in the case where the top slot and the bottom slot, the side-by-side arrangement, the high frequency power delivery system, characterized in that the area in which the cross is the maximum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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