RU2597004C2 - Hf generator - Google Patents
Hf generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597004C2 RU2597004C2 RU2012102617/07A RU2012102617A RU2597004C2 RU 2597004 C2 RU2597004 C2 RU 2597004C2 RU 2012102617/07 A RU2012102617/07 A RU 2012102617/07A RU 2012102617 A RU2012102617 A RU 2012102617A RU 2597004 C2 RU2597004 C2 RU 2597004C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- horn
- longitudinal end
- generator
- hollow conductor
- solid state
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/02—Circuits or systems for supplying or feeding radio-frequency energy
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/14—Vacuum chambers
- H05H7/18—Cavities; Resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
- H05H2007/227—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes power coupling, e.g. coupling loops
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к высокочастотному (ВЧ) генератору согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, а также к ускорителю частиц с ВЧ генератором согласно пункту 10 формулы изобретения.The present invention relates to a high-frequency (HF) generator according to the generic concept of claim 1, as well as to a particle accelerator with an HF generator according to claim 10.
Известно формирование ВЧ мощности с помощью тетродов, клистронов или других устройств. Кроме того, известно направление ВЧ мощности с помощью волноводов, например, полых проводников. Известные решения предусматривают, что ВЧ мощность генерируется в первом месте и затем с помощью волновода транспортируется во второе место, где ВЧ мощность, например, с помощью демпфирующего звена или индуктивного элемента связи вводится в ВЧ резонатор. Однако в таком устройстве в местах ввода неизбежно возникают потери мощности. Кроме того, такие устройства характеризуются большой занимаемой площадью.The formation of RF power using tetrodes, klystrons, or other devices is known. In addition, it is known the direction of the RF power using waveguides, for example, hollow conductors. Known solutions provide that the RF power is generated in the first place and then transported by a waveguide to the second place, where the RF power, for example, is introduced into the RF resonator using a damping element or an inductive coupling element. However, in such a device, power losses inevitably occur at the input points. In addition, such devices are characterized by a large occupied area.
Кроме того, известно, что ВЧ резонаторы снабжаются встроенными приводными устройствами, чтобы возбуждать ВЧ электромагнитные колебания в резонаторе. Такой ВЧ резонатор описан, например, в ЕР 0606870 А1.In addition, it is known that RF cavities are provided with integrated drive devices to excite RF electromagnetic oscillations in the resonator. Such an RF resonator is described, for example, in EP 0606870 A1.
Задачей настоящего изобретения является создать устройство, при котором генерация ВЧ мощности и направление сгенерированной ВЧ мощности обеспечиваются одним и тем же устройством. Эта задача решается ВЧ генератором с признаками пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, задачей настоящего изобретения является создать ускоритель частиц с подобным ВЧ генератором. Эта задача решается ускорителем частиц с признаками пункта 10 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.An object of the present invention is to provide a device in which the generation of RF power and the direction of the generated RF power are provided by the same device. This problem is solved by the RF generator with the features of paragraph 1 of the claims. In addition, an object of the present invention is to provide a particle accelerator with a similar RF generator. This problem is solved by the particle accelerator with the characteristics of paragraph 10 of the claims. Preferred embodiments are provided in the dependent claims.
Соответствующий изобретению ВЧ генератор содержит множество твердотельных переключателей, множество рупорных волноводов и цилиндрический полый проводник. При этом продольные оси рупорных волноводов и полого проводника ориентированы соответственно в z-направлении. Каждый из рупорных волноводов имеет первый продольный конец и второй продольный конец. Полый проводник имеет третий продольный конец. В каждом из рупорных волноводов размещенная в x-y-плоскости первая площадь поперечного сечения у первого продольного конца меньше, чем размещенная в х-y-плоскости вторая площадь поперечного сечения у второго продольного конца. Второй продольный конец каждого рупорного волновода размещен у третьего продольного конца полого проводника. Кроме того, соответствующий твердотельный переключатель размещен у первого продольного конца каждого рупорного волновода, чтобы возбуждать электромагнитное колебание в соответствующем рупорном волноводе. Предпочтительным образом в этом ВЧ генераторе ВЧ мощность непосредственно возбуждается в рупорных волноводах и через них направляется в полый проводник, который транспортирует ее к потребителю. За счет этого снижаются сложность и затраты на изготовление ВЧ генератора. Другое преимущество заключается в применении твердотельных переключателей, которые по сравнению с обычными устройствами для выработки ВЧ мощности предоставляют повышенную гибкость и при этом могут быть выполнены более компактными и экономичными. Предпочтительным является также то, что рупорные волноводы осуществляют преобразование импеданса между низким импедансом твердотельных переключателей и высоким импедансом полого проводника.The RF generator according to the invention comprises a plurality of solid state switches, a plurality of horn waveguides and a cylindrical hollow conductor. In this case, the longitudinal axes of the horn waveguides and the hollow conductor are oriented in the z-direction, respectively. Each of the horn waveguides has a first longitudinal end and a second longitudinal end. The hollow conductor has a third longitudinal end. In each of the horn waveguides, the first cross-sectional area located in the x-y plane at the first longitudinal end is smaller than the second cross-sectional area located at the second longitudinal end located in the x-y plane. The second longitudinal end of each horn waveguide is located at the third longitudinal end of the hollow conductor. In addition, a corresponding solid state switch is located at the first longitudinal end of each horn waveguide in order to excite electromagnetic oscillation in the corresponding horn waveguide. Advantageously, in this RF generator, the RF power is directly excited in the horn waveguides and is directed through them to the hollow conductor, which transports it to the consumer. Due to this, the complexity and costs of manufacturing an RF generator are reduced. Another advantage is the use of solid state switches, which, compared with conventional devices for generating RF power, provide increased flexibility and can be made more compact and economical. It is also preferred that the horn waveguides convert the impedance between the low impedance of the solid state switches and the high impedance of the hollow conductor.
Предпочтительным образом по меньшей мере один из твердотельных переключателей размещен в x-z-плоскости. Предпочтительным образом твердотельный переключатель может тогда прикладывать высокочастотное электромагнитное напряжение между двумя противолежащими стенками рупорного волновода, соответствующего твердотельному переключателю.Preferably, at least one of the solid state switches is located in the x-z plane. In a preferred manner, the solid state switch can then apply a high frequency electromagnetic voltage between two opposite walls of the horn waveguide corresponding to the solid state switch.
Целесообразно, что по меньшей мере один из твердотельных переключателей имеет первый выходной вывод и второй выходной вывод, причем первый выходной вывод размещен на верхней стороне твердотельного переключателя, а второй выходной вывод размещен на нижней стороне твердотельного переключателя, и причем первый выходной вывод электропроводно соединен с первой стенкой рупорного волновода, а второй выходной вывод электропроводно соединен со второй стенкой рупорного волновода, противолежащей первой стенке этого рупорного волновода. Предпочтительным образом твердотельный переключатель может тогда выполняться как двусторонний модуль и обеспечивает возможность простой интеграции с рупорным волноводом, соответствующим данному твердотельному переключателю.It is advisable that at least one of the solid state switches has a first output terminal and a second output terminal, wherein the first output terminal is located on the upper side of the solid state switch, and the second output terminal is located on the lower side of the solid state switch, and wherein the first output terminal is electrically connected to the first the wall of the horn waveguide, and the second output terminal is electrically conductively connected to the second wall of the horn waveguide, opposite the first wall of the horn waveguide. Advantageously, the solid state switch can then be implemented as a two-way module and allows easy integration with a horn waveguide corresponding to the solid state switch.
Предпочтительным образом полый проводник имеет прямоугольное поперечное сечение. Предпочтительным образом полый проводник с прямоугольным поперечным сечением обеспечивает возможность возбуждения подходящих мод колебаний, например ТЕ10-моды колебаний.Preferably, the hollow conductor has a rectangular cross section. Advantageously, a hollow conductor with a rectangular cross-section allows excitation of suitable vibration modes, for example the TE10 vibration mode.
Особенно предпочтительно, что по меньшей мере один из рупорных волноводов также имеет прямоугольное поперечное сечение.It is particularly preferred that at least one of the horn waveguides also has a rectangular cross section.
В одной форме выполнения ВЧ генератора по меньшей мере один из рупорных волноводов расширяется между своим первым продольным концом и своим вторым продольным концом в y-направлении.In one embodiment of the RF generator, at least one of the horn waveguides expands between its first longitudinal end and its second longitudinal end in the y-direction.
В другом выполнении ВЧ генератора по меньшей мере один из рупорных волноводов расширяется между своим первым продольным концом и своим вторым продольным концом в х-направлении.In another embodiment of the RF generator, at least one of the horn waveguides expands between its first longitudinal end and its second longitudinal end in the x-direction.
Особенно предпочтительным образом полый проводник и рупорные волноводы выполнены как целое. Предпочтительным образом за счет этого минимизируются потери на переходах между рупорными волноводами и полым проводником.In a particularly preferred manner, the hollow conductor and the horn waveguides are integrally formed. Advantageously, this minimizes losses at the junctions between the horn waveguides and the hollow conductor.
В другом выполнении ВЧ генератора полый проводник имеет четвертый продольный конец, который связан с ВЧ резонатором. Предпочтительным образом ВЧ мощность, генерируемая ВЧ генератором, может тогда вводиться в ВЧ резонатор и там соответственно применяться.In another embodiment of the RF generator, the hollow conductor has a fourth longitudinal end that is coupled to the RF resonator. In a preferred manner, the RF power generated by the RF generator can then be introduced into the RF resonator and applied accordingly.
Соответствующий изобретению ускоритель частиц имеет ВЧ генератор вышеуказанного типа. Предпочтительным образом выработанная ВЧ генератором ВЧ мощность применяется тогда для ускорения заряженных частиц.The particle accelerator according to the invention has an RF generator of the above type. Preferably, the RF power generated by the RF generator is then used to accelerate the charged particles.
Изобретение поясняется более подробно с помощью приложенных чертежей, на которых показано следующее:The invention is explained in more detail using the attached drawings, which show the following:
фиг. 1 - представление в сечении ВЧ генератора;FIG. 1 is a representation in cross section of an RF generator;
фиг. 2 - вид в плане ВЧ генератора.FIG. 2 is a plan view of an RF generator.
На фиг. 1 показано сечение ВЧ генератора 100 согласно форме выполнения изобретения. ВЧ генератор 100 служит для выработки ВЧ электромагнитных волн с высокой мощностью. Выработанная ВЧ генератором 100 ВЧ мощность может использоваться, например, в ускорителе частиц для ускорения заряженных частиц.In FIG. 1 shows a cross section of an RF generator 100 according to an embodiment of the invention. The high-frequency generator 100 is used to generate high-frequency electromagnetic waves. The power generated by the RF generator 100 RF can be used, for example, in a particle accelerator to accelerate charged particles.
На фиг. 1 показано сечение ВЧ генератора в y-z-плоскости, z-направление соответствует продольному направлению ВЧ генератора 100, а также направлению потока 110 энергии, в котором направляется выработанная ВЧ генератором 100 ВЧ мощность.In FIG. 1 shows a cross section of an RF generator in the y-z plane, the z-direction corresponds to the longitudinal direction of the RF generator 100, as well as the direction of the energy flux 110, in which the power generated by the RF generator 100 is directed.
На фиг. 2 показан вид в плане ВЧ генератора 100. На фиг. 2 также представлена линия I-I сечения, по которой выполнено сечение ВЧ генератора 100 в представлении на фиг. 1.In FIG. 2 shows a plan view of the RF generator 100. FIG. 2 also shows a section line I-I along which a section of the RF generator 100 is made in the representation of FIG. one.
ВЧ генератор 100 содержит первый твердотельный переключатель 210, второй твердотельный переключатель 220 и третий твердотельный переключатель 230. Кроме того, ВЧ генератор 100 содержит первый рупорный волновод 310, второй рупорный волновод 320 и третий рупорный волновод 330. Кроме того, ВЧ генератор 100 содержит полый проводник 400. ВЧ генератор содержит, таким образом, как средства для генерации ВЧ мощности, так и средства для направления выработанной ВЧ мощности. За счет этого ВЧ генератор 100 по сравнению с обычными ВЧ генераторами имеет меньшую сложность и может быть изготовлен более экономичным способом.The RF generator 100 comprises a first solid state switch 210, a second solid state switch 220 and a third solid state switch 230. In addition, the RF generator 100 comprises a first horn waveguide 310, a second horn waveguide 320 and a third horn waveguide 330. In addition, the RF generator 100 contains a hollow conductor 400. The RF generator thus comprises both means for generating the RF power and means for directing the generated RF power. Due to this, the RF generator 100 in comparison with conventional RF generators has less complexity and can be manufactured in a more economical way.
Число твердотельных переключателей 210, 220, 230 соответствует числу рупорных волноводов 310, 320, 330 ВЧ генератора 100. Может также предусматриваться менее трех твердотельных переключателей 210, 220, 230 и рупорных волноводов 310, 320, 330 или более трех твердотельных переключателей 210, 220, 230 и рупорных волноводов 310, 320, 330.The number of solid state switches 210, 220, 230 corresponds to the number of horn waveguides 310, 320, 330 of the RF generator 100. Less than three solid state switches 210, 220, 230 and horn waveguides 310, 320, 330 or more than three solid state switches 210, 220 may also be provided. 230 and horn waveguides 310, 320, 330.
Твердотельные переключатели 210, 220, 230 размещены в х-направлении друг за другом. Рупорные волноводы 310, 320, 330 также размещены в х-направлении друг за другом. Каждый твердотельный переключатель 210, 220, 230 и рупорный волновод 310, 320, 330 размещены в z-направлении друг за другом. Полый проводник 400 размещен в z-направлении за рупорными волноводами 310, 320, 330.Solid state switches 210, 220, 230 are placed in the x-direction one after another. The horn waveguides 310, 320, 330 are also arranged in the x-direction one after another. Each solid state switch 210, 220, 230 and a horn waveguide 310, 320, 330 are arranged in z-direction one after another. The hollow conductor 400 is placed in the z-direction behind the horn waveguides 310, 320, 330.
Первый твердотельный переключатель 210 содержит печатную плату 213, которая размещена в х-z-плоскости. Печатная плата 213 имеет ориентированную в положительном y-направлении верхнюю сторону 214 и ориентированную в отрицательном y-направлении нижнюю сторону 215.The first solid state switch 210 comprises a printed circuit board 213, which is arranged in an x-z plane. The printed circuit board 213 has a positive y-direction oriented upper side 214 and a negative y-direction oriented lower side 215.
На печатной плате 213 первого твердотельного переключателя 210 размещены один или более транзисторов 216, которые выполнены с возможностью переключения ВЧ мощности. Один или более транзисторов 216 предпочтительно являются полупроводниковыми транзисторами, например SiC-JFET (полевой транзистор с p-n-переходом). Транзисторы 216 могут размещаться на верхней стороне 214, нижней стороне 215 или как на верхней стороне 214, так и на нижней стороне 215 печатной платы 213 первого твердотельного переключателя 210.On the printed circuit board 213 of the first solid state switch 210, one or more transistors 216 are arranged that are capable of switching RF power. One or more transistors 216 are preferably semiconductor transistors, such as a SiC-JFET (pn junction field effect transistor). Transistors 216 may be located on the upper side 214, the lower side 215, or both the upper side 214 and the lower side 215 of the printed circuit board 213 of the first solid state switch 210.
Кроме того, первый твердотельный переключатель 210 имеет первый выходной вывод 211, который размещен на верхней стороне 214 печатной платы 213. Кроме того, первый твердотельный переключатель 210 имеет второй выходной вывод 212, который размещен на нижней стороне 215 печатной платы 213. Между выходными выводами 211, 212 первый твердотельный переключатель 210 может прикладывать высокочастотное электрическое напряжение, которое переключается посредством одного или более транзисторов 216.In addition, the first solid state switch 210 has a first output terminal 211, which is located on the upper side 214 of the printed circuit board 213. In addition, the first solid state switch 210 has a second output terminal 212, which is located on the lower side 215 of the printed circuit board 213. Between the output terminals 211 212, the first solid state switch 210 may apply a high frequency electrical voltage that is switched by one or more transistors 216.
Кроме того, первый твердотельный переключатель 210 имеет не представленный на чертежах источник питающего напряжения, посредством которого первый твердотельный переключатель 210 снабжается электрической мощностью.In addition, the first solid state switch 210 has a power supply not shown in the drawings, by which the first solid state switch 210 is supplied with electrical power.
Первый рупорный волновод 310 выполнен как металлический полый проводник, поперечное сечение которого в z-направлении увеличивается между первым продольным концом 311 первого рупорного волновода 310 и вторым продольным концом 312 первого рупорного волновода 310. Между первым продольным концом 311 и вторым продольным концом 312 первый рупорный волновод 310 имеет среднюю позицию 313. Между первым продольным концом 311 и средней позицией 313 проходит первый участок 314 первого рупорного волновода 310. Между средней позицией 313 и вторым продольным концом 312 первого рупорного волновода 310 проходит второй участок 315 первого рупорного волновода 310.The first horn waveguide 310 is designed as a hollow metal conductor, the cross section of which in the z-direction increases between the first longitudinal end 311 of the first horn waveguide 310 and the second longitudinal end 312 of the first horn waveguide 310. Between the first longitudinal end 311 and the second longitudinal end 312, the first horn waveguide 310 has a middle position 313. Between the first longitudinal end 311 and the middle position 313, a first portion 314 of the first horn waveguide 310 passes. Between the middle position 313 and the second longitudinal end 312 A second horn waveguide 310 extends a second portion 315 of the first horn waveguide 310.
Первый участок 314 первого рупорного волновода 310 имеет ориентированную в положительном y-направлении первую стенку 511 и ориентированную в отрицательном y-направлении вторую стенку 512. Первая стенка 511 и вторая стенка 512 ориентированы параллельно друг другу. В средней позиции 313 первого рупорного волновода 310 первая стенка 511 переходит в третью стенку 513 второго участка 315. Кроме того, вторая стенка 512 в средней позиции 313 первого рупорного волновода 310 переходит в четвертую стенку 514 второго участка 315. Третья стенка 513 и четвертая стенка 514 второго участка 315 первого рупорного волновода 310 ориентированы друг к другу не параллельно, а замыкают вертикальный угол раскрыва 517, который может составлять, например, 90є.The first portion 314 of the first horn waveguide 310 has a first y-direction oriented wall 511 in a positive y-direction and a second wall 512 oriented in a y-direction. The first wall 511 and the second wall 512 are oriented parallel to each other. In the middle position 313 of the first horn waveguide 310, the first wall 511 goes into the third wall 513 of the second section 315. In addition, the second wall 512 in the middle position 313 of the first horn waveguide 310 goes into the fourth wall 514 of the second section 315. The third wall 513 and the fourth wall 514 the second section 315 of the first horn waveguide 310 are not oriented parallel to each other, but close the vertical aperture angle 517, which may be, for example, 90 °.
Из фиг. 2 видно, что первый рупорный волновод 310, кроме того, имеет пятую стенку 515, которая ориентирована перпендикулярно первой стенке 511, второй стенке 512, третьей стенке 513 и четвертой стенке 514 и соединяет первую стенку 511 со второй стенкой 512 первого участка 314 и третью стенку 513 с четвертой стенкой 514 второго участка 315. Кроме того, первый рупорный волновод 310 имеет шестую стенку 516, которая также ориентирована перпендикулярно первой стенке 511, второй стенке 512, третьей стенке 513 и четвертой стенке 514 и соединяет первую стенку 511 со второй стенкой 512 первого участка 314 и третью стенку 513 с четвертой стенкой 514 второго участка 315. Пятая стенка 515 и шестая стека 516 первого рупорного волновода 310 замыкают горизонтальный угол раскрыва 518, который открыт в положительном z-направлении. Все стенки 511, 512, 513, 514, 515, 516 первого рупорного волновода 310 состоят из электропроводного материала, предпочтительно из металла.From FIG. 2, the first horn waveguide 310 also has a fifth wall 515, which is oriented perpendicular to the first wall 511, the second wall 512, the third wall 513 and the fourth wall 514 and connects the first wall 511 to the second wall 512 of the first portion 314 and the third wall 513 with a fourth wall 514 of the second section 315. In addition, the first horn waveguide 310 has a sixth wall 516, which is also oriented perpendicular to the first wall 511, the second wall 512, the third wall 513 and the fourth wall 514 and connects the first wall 511 to the second wall 512 first of the third section 314 and the third wall 513 with the fourth wall 514 of the second section 315. The fifth wall 515 and the sixth stack 516 of the first horn waveguide 310 close the horizontal aperture angle 518, which is open in the positive z-direction. All walls 511, 512, 513, 514, 515, 516 of the first horn waveguide 310 are composed of an electrically conductive material, preferably metal.
Первый выходной вывод 211 первого твердотельного переключателя 210 на первом продольном конце 311 первого рупорного волновода 310 электропроводно соединен с первой стенкой 511 первого рупорного волновода 310. Второй выходной вывод 212 первого твердотельного переключателя 210 на первом продольном конце 311 первого рупорного волновода 310 электропроводно соединен со второй стенкой 512 первого участка 314 первого рупорного волновода 310. Тем самым первый твердотельный переключатель 210 имеет возможность прикладывать посредством своих выходных выводов 211, 212 ВЧ электрическое напряжение между первой стенкой 511 и второй стенкой 512 первого участка 314 первого рупорного волновода 310, благодаря чему в первом рупорном волноводе 310 возбуждается электромагнитное колебание. Первый рупорный волновод 310 направляет эту возбужденную посредством первого твердотельного переключателя 210 ВЧ мощность в полый проводник 400.The first output terminal 211 of the first solid state switch 210 at the first longitudinal end 311 of the first horn waveguide 310 is electrically conductively connected to the first wall 511 of the first horn waveguide 310. The second output terminal 212 of the first solid state switch 210 at the first longitudinal end 311 of the first horn waveguide 310 is electrically connected to the second wall 512 of the first section 314 of the first horn waveguide 310. Thus, the first solid-state switch 210 is able to apply through its output terminals 211, 2 12 RF electrical voltage between the first wall 511 and the second wall 512 of the first portion 314 of the first horn waveguide 310, whereby electromagnetic oscillation is excited in the first horn waveguide 310. The first horn waveguide 310 directs this excited by the first solid state switch 210 RF power to the hollow conductor 400.
Первый рупорный волновод 310 служит, таким образом, как преобразователь импедансов, который выполняет преобразование импедансов между низким импедансом первого твердотельного переключателя 210 и высоким импедансом полого проводника 400.The first horn waveguide 310 thus serves as an impedance converter that performs impedance conversion between the low impedance of the first solid state switch 210 and the high impedance of the hollow conductor 400.
Второй твердотельный переключатель 220 и третий твердотельный переключатель 230 соответствуют по своей структуре первому твердотельному переключателю 210. Второй рупорный волновод 320 и третий рупорный волновод 330 соответствуют по своей структуре первому рупорному волноводу 310. Второй твердотельный переключатель 220 связан со вторым рупорным волноводом 320. Третий твердотельный переключатель 230 связан с третьим рупорным волноводом 330.The second solid state switch 220 and the third solid state switch 230 correspond in structure to the first solid state switch 210. The second horn waveguide 320 and the third horn waveguide 330 correspond in structure to the first horn waveguide 310. The second solid state switch 220 is connected to the second horn waveguide 320. The third solid state switch 230 is coupled to a third horn waveguide 330.
Полый проводник 400 имеет третий продольный конец 410 и четвертый продольный конец 420. Полый проводник 400 выполнен цилиндрическим и имеет прямоугольное поперечное сечение. Прямоугольное поперечное сечение полого проводника 400 выбрано таким образом, что сумма поперечных сечений рупорных волноводов 310, 320, 330 на их вторых продольных концах 312 соответствует площади поперечного сечения полого проводника 400 на его третьем продольном конце 410. Полый проводник 400 на своем третьем продольном конце 410 соединен со вторыми продольными концами 312 рупорных волноводов 310, 320, 330. Также полый проводник 400 имеет стенки из электропроводного материала, предпочтительно из металла.The hollow conductor 400 has a third longitudinal end 410 and a fourth longitudinal end 420. The hollow conductor 400 is cylindrical and has a rectangular cross section. The rectangular cross-section of the hollow conductor 400 is selected so that the sum of the cross-sections of the horn waveguides 310, 320, 330 at their second longitudinal ends 312 corresponds to the cross-sectional area of the hollow conductor 400 at its third longitudinal end 410. The hollow conductor 400 at its third longitudinal end 410 connected to the second longitudinal ends 312 of the horn waveguides 310, 320, 330. Also, the hollow conductor 400 has walls of electrically conductive material, preferably of metal.
Первые участки 314 рупорных волноводов 310, 320, 330 могут в альтернативной форме выполнения ВЧ генератора 100 отсутствовать. Кроме того, рупорные волноводы 310, 320, 330 в альтернативных формах выполнения могут быть выполнены таким образом, что они расширяются только либо в x-направлении либо в y-направлении, то есть вертикальный угол раскрыва 517 или горизонтальный угол раскрыва 518 имеют значение 0.The first portions 314 of the horn waveguides 310, 320, 330 may, in an alternative embodiment of the RF generator 100, be omitted. In addition, horn waveguides 310, 320, 330 in alternative embodiments may be configured such that they expand only in either the x-direction or the y-direction, i.e., the vertical aperture 517 or the horizontal aperture 518 are 0.
На четвертом продольном конце 420 полый проводник 400 ВЧ генератора может быть связан с не показанным ВЧ резонатором. Подходящие структуры связи известны из уровня техники. ВЧ резонатор может, например, быть ВЧ резонатором ускорителя частиц. В этом случае выработанная ВЧ генератором 100 ВЧ мощность может использоваться в ускорителе частиц для ускорения электрически заряженных частиц.At the fourth longitudinal end 420, the hollow conductor 400 of the RF generator may be coupled to an RF resonator not shown. Suitable communication structures are known in the art. The RF cavity may, for example, be the RF cavity of a particle accelerator. In this case, the power generated by the RF generator 100 RF can be used in a particle accelerator to accelerate electrically charged particles.
Claims (13)
множество твердотельных переключателей (210, 220, 230), отличающийся тем, что ВЧ генератор содержит множество рупорных волноводов (310, 320, 330) и цилиндрический полый проводник (400), продольные оси которых ориентированы соответственно в z-направлении,
причем каждый из рупорных волноводов (310, 320, 330) имеет первый продольный конец (311) и второй продольный конец (312),
причем полый проводник (400) имеет третий продольный конец (410),
причем в каждом из рупорных волноводов (310, 320, 330) размещенная в x-y-плоскости первая площадь поперечного сечения у первого продольного конца (311) меньше, чем размещенная в x-y-плоскости вторая площадь поперечного сечения у второго продольного конца (312),
причем второй продольный конец (312) каждого рупорного волновода (310, 320, 330) размещен у третьего продольного конца (410) полого проводника (400),
причем соответствующий твердотельный переключатель (210, 220, 230) размещен у первого продольного конца (311) каждого рупорного волновода (310, 320, 330), чтобы возбуждать электромагнитное колебание в соответствующем рупорном волноводе (310, 320, 330).1. An RF generator (100) comprising
a plurality of solid state switches (210, 220, 230), characterized in that the RF generator contains a plurality of horn waveguides (310, 320, 330) and a cylindrical hollow conductor (400), the longitudinal axes of which are oriented respectively in the z-direction,
moreover, each of the horn waveguides (310, 320, 330) has a first longitudinal end (311) and a second longitudinal end (312),
moreover, the hollow conductor (400) has a third longitudinal end (410),
moreover, in each of the horn waveguides (310, 320, 330), the first cross-sectional area located in the xy plane at the first longitudinal end (311) is smaller than the second cross-sectional area located at the second longitudinal end (312) located in the xy plane,
moreover, the second longitudinal end (312) of each horn waveguide (310, 320, 330) is located at the third longitudinal end (410) of the hollow conductor (400),
moreover, the corresponding solid-state switch (210, 220, 230) is located at the first longitudinal end (311) of each horn waveguide (310, 320, 330) in order to excite electromagnetic oscillation in the corresponding horn waveguide (310, 320, 330).
причем по меньшей мере один из твердотельных переключателей (210, 220, 230) имеет первый выходной вывод (211) и второй выходной вывод (212),
причем первый выходной вывод (211) размещен на верхней стороне (214) твердотельного переключателя (210, 220, 230), а второй выходной вывод (212) - на нижней стороне (215) твердотельного переключателя (210, 220, 230),
причем первый выходной вывод (211) электропроводно соединен с первой стенкой (511) рупорного волновода (310, 320, 330), а второй выходной вывод (212) электропроводно соединен со второй стенкой (512) рупорного волновода, противолежащей первой стенке (511) этого рупорного волновода (310, 320, 330).3. The RF generator (100) according to claim 2,
moreover, at least one of the solid state switches (210, 220, 230) has a first output terminal (211) and a second output terminal (212),
moreover, the first output terminal (211) is located on the upper side (214) of the solid state switch (210, 220, 230), and the second output terminal (212) is located on the lower side (215) of the solid state switch (210, 220, 230),
moreover, the first output terminal (211) is electrically conductively connected to the first wall (511) of the horn waveguide (310, 320, 330), and the second output terminal (212) is electrically conductive connected to the second wall (512) of the horn waveguide opposite the first wall (511) of this horn waveguide (310, 320, 330).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011075480A DE102011075480A1 (en) | 2011-05-09 | 2011-05-09 | RF generator |
| DE102011075480.6 | 2011-05-09 | ||
| PCT/EP2011/067923 WO2012152341A1 (en) | 2011-05-09 | 2011-10-13 | Rf generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012102617A RU2012102617A (en) | 2015-06-20 |
| RU2597004C2 true RU2597004C2 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=44860326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012102617/07A RU2597004C2 (en) | 2011-05-09 | 2011-10-13 | Hf generator |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011075480A1 (en) |
| RU (1) | RU2597004C2 (en) |
| WO (1) | WO2012152341A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018000401A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | Ralf Spitzl | Microwave plasma device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0606870A1 (en) * | 1993-01-11 | 1994-07-20 | Polytechnic University | Active RF cavity |
| US5726412A (en) * | 1993-02-18 | 1998-03-10 | Commissariat A L'energie Atomique | Linear microwave source for plasma surface treatment |
| US20070115077A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Northrop Grumman Corporation | Rectangular-to-circular mode power combiner/divider |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3933875A1 (en) * | 1989-10-11 | 1991-04-18 | Technics Plasma Gmbh | DEVICE FOR COUPLING MICROWAVES INTO A TREATMENT ROOM FOR PLASMA PRODUCTION |
| DE4126216B4 (en) * | 1991-08-08 | 2004-03-11 | Unaxis Deutschland Holding Gmbh | Device for thin-film processes for the treatment of large-area substrates |
-
2011
- 2011-05-09 DE DE102011075480A patent/DE102011075480A1/en not_active Withdrawn
- 2011-10-13 RU RU2012102617/07A patent/RU2597004C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-10-13 WO PCT/EP2011/067923 patent/WO2012152341A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0606870A1 (en) * | 1993-01-11 | 1994-07-20 | Polytechnic University | Active RF cavity |
| US5726412A (en) * | 1993-02-18 | 1998-03-10 | Commissariat A L'energie Atomique | Linear microwave source for plasma surface treatment |
| US20070115077A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Northrop Grumman Corporation | Rectangular-to-circular mode power combiner/divider |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| The First International Particle Accelerator Conference, IPAC'10; Kyoto, Japan; 23 - 28 May, 2010, c.4278-4280 * |
| The First International Particle Accelerator Conference, IPAC'10; Kyoto, Japan; 23 - 28 May, 2010, c.4278-4280 \tab\tab . * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012102617A (en) | 2015-06-20 |
| DE102011075480A1 (en) | 2012-11-15 |
| WO2012152341A1 (en) | 2012-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3831339B2 (en) | Mode conversion waveguide adapter for quasi-optical grid array | |
| JP5044536B2 (en) | Waveguide / transmission line converter and antenna device | |
| CN102195501A (en) | Power conversion apparatus | |
| EP1361782A1 (en) | Plasma device and plasma generating method | |
| US10802375B2 (en) | Optically-controlled switch | |
| JP2007013809A (en) | High-frequency balun | |
| JPWO2019138603A1 (en) | Antenna device | |
| RU2636265C2 (en) | Radio frequency power unifier | |
| RU2597004C2 (en) | Hf generator | |
| RU2601181C2 (en) | Hf generator | |
| EP3612891B1 (en) | Optically-controlled switch | |
| US20130312830A1 (en) | Photovoltaic Element With An Included Resonator | |
| RU2597684C2 (en) | Hf generator | |
| RU2601260C2 (en) | Hf generator | |
| RU2625808C2 (en) | Hf device and accelerator with hf device | |
| Artemenko et al. | High-power microwave pulse compressors with a variable geometry of accumulative resonant cavity | |
| CN109640507B (en) | High-frequency amplifier unit comprising an amplifier module arranged on an outer conductor | |
| JP5708298B2 (en) | Power converter | |
| US3571750A (en) | Negative resistance avalanche diode oscillator circuits | |
| CN101582531B (en) | Three-dimensional structure TM010-lambda/4 millimeter wave resonator based on silicon technology | |
| KR100656309B1 (en) | Millimeter/submillimeter wave generator | |
| RU2014661C1 (en) | Vacuum-tube oscillator-former of nanosecond radio pulses | |
| CN112003468A (en) | Low-EMI GaN-based switched capacitor type converter circuit | |
| RU2598029C2 (en) | High-frequency device | |
| CN108111127A (en) | Terahertz frequency range frequency tripler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191014 |