RU106068U1 - Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц - Google Patents

Abstract

Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая СВЧ генератор, соединенный с диафрагмированным волноводом через Т-образный волноводный тройник и изогнутые прямоугольные волноводы, отличающаяся тем, что на входе и выходе ускоряющего диафрагмированного волновода установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные через волноводные Т-образные тройники с изогнутыми прямоугольными волноводами с задающим СВЧ генератором и волноводной поглощающей нагрузкой.

Description

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании линейных резонансных ускорителей заряженных частиц.

Известна высокочастотная ускоряющая система линейного ускорителя электронов, состоящая из генератора, прямоугольного волновода, ускоряющего диафрагмированного волновода, согласующих устройств и поглощающей нагрузки. А.Н.Лебедев, А.В Шальнов. Основы физики и техники ускорителей, учеб. пособие для вузов.- 2 изд. перераб. и доп.- М.: ЭАИ, 1991 г, с.195-196.

Недостатком такой схемы является азимутальная асимметрия электромагнитного СВЧ поля только в первой и последней ячейках диафрагмированного волновода.

Наиболее близкими по технической сущности являются высокочастотные схемы питания с параллельно-последовательным включением ускоряющих секций через шестиполюсные трансформаторы типа волны, т.е. только входные ячейки секций диафрагмированных волноводов имеют симметричные подводящие и выходные прямоугольные волноводы расположенные симметрично относительно оси. И.И.Гозин. ВЧ-питание многосекционного ЛУЭ на бегущей волне 3-см диапазона. Вопросы атомной науки и техники. Серия технофизич. экспр. вып.2(14), 1983, с.61.

Недостатком является расположение шестиполюсного трансформатора типа волны только на входных ячейках секции.

Наиболее близким техническим решением является высокочастотная система, состоящая из многоячеечного резонатора, с числом ячеек равным одиннадцати, работающем на π-виде колебаний (стоячая волна), где СВЧ мощность подается в среднюю ячейку симметрично с противоположных сторон от СВЧ генератора через Т-образный тройник и прямоугольные волноводы, каждый с двумя поворотами на 90°, что позволяет иметь азимутальную симметрию поля на оси 6-ой ячейки ускоряющей структуры. Прототип. L. Faillace ctal, RBT LLC, V. Dolgashev, SLAC, J.Rosenzweig. UCLA DP&A USA. ULTRA-HIGHT GRADIENT COMPACT S-BAND LINAC FOR LABORATORY AND INDUSTRIAL APPLICATIONS. Proceedings of IPAC`10, Kyoto, Japan, THPEA059, 07 Acceleration Technology, T06Room Temperature RF, p.p.3807-3809.

Технический результат заключается в достижении азимутальной симметрии ускоряющего поля на входе и на выходе ускоряющей секции, например, в круглом диафрагмированном волноводе и снижении потерь заряженных частиц.

Технический результат достигается тем, что в высокочастотной системе, содержащей СВЧ генератор, соединенный с диафрагмированным волноводом через Т-образный тройник и изогнутые прямоугольные волноводы, на входе и выходе ускоряющего диафрагмированного волновода установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные через волноводный Т-образный тройник с задающим СВЧ генератором и волноводной поглощающей нагрузкой.

Полезная модель поясняется на фигурах 1-3.

На фиг.1 схематично представлена высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, где: 1 - магнетрон или клистрон с источником питания, 2 - входной Т-образный волноводный тройник с изогнутыми волноводами, 3 - входной шестиполюсный трансформатор типа волны H^□ ₁₀ в волну E⁰ ₀₁, 4 - ускоряющий диафрагмированный волновод, 5 - выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰ ₀₁ в волну Н^□ ₁₀, 6 - выходной Т-образный волноводный тройник с изогнутыми прямоугольными волноводами, 7 - волноводная поглощающая нагрузка.

На фиг.2 представлен разрез по линии А-А, раскрывающий соединение входного Т-образного волноводного тройника с изогнутыми волноводами, где: 1 - магнетрон или клистрон с источником питания, 2 -входной Т-образный волноводный тройник с изогнутыми волноводами;

На фиг.3 представлен разрез по линии В-В, раскрывающий соединение выходного Т-образного волноводного тройника с изогнутыми волноводами, где: 6 - выходной Т-образный волноводный тройник с изогнутыми прямоугольными волноводами, 7 - волноводная поглощающая нагрузка.

Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц работает следующим образом.

СВЧ мощность от генератора через Т-образный волноводный тройник и два изогнутых прямоугольных волновода делится поровну и обе части СВЧ мощности поступают на два симметричных входа входного шестиполюсного трансформатора типа волны Н^□ ₁₀, в волну Е⁰ ₀₁ при этом достигается полная симметрия поля относительно оси ускоряющего диафрагмированного волновода, в шестиполюсном ТТВ СВЧ мощность складывается и поступает в ускоряющий диафрагмированный волновод, в выходном шестиполюсном ТТВ СВЧ мощность делится поровну и выводится через два изогнутых волновода, при этом достигается полная симметрия поля относительно оси ускоряющего диафрагмированного волновода, через два изогнутых прямоугольных волновода мощность складывается в Т-образном волноводном тройнике и ее остатки поступают в волноводную поглощающую нагрузку.

Достигается максимально возможная аксиальная симметрия ускоряющего поля, как на входе, так и на выходе ускоряющего диафрагмированного волновода, что позволяет увеличить ускоряемый ток заряженных частиц.

Claims (1)

1. Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая СВЧ генератор, соединенный с диафрагмированным волноводом через Т-образный волноводный тройник и изогнутые прямоугольные волноводы, отличающаяся тем, что на входе и выходе ускоряющего диафрагмированного волновода установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные через волноводные Т-образные тройники с изогнутыми прямоугольными волноводами с задающим СВЧ генератором и волноводной поглощающей нагрузкой.