Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании резонансных ускорителей заряженных частиц. Технический результат полезной модели заключается в том, что при сохранении СВЧ мощности проходящей во входных трактах прямоугольных волноводов от каждого из 2-х источников СВЧ мощности величина мощности, циркулирующая в ускоряющей секции удваивается, а мощность в прямоугольных волноводах двойного резонатора бегущей волны остается в два раза меньше, чем в ускоряющей секции. Технический результат достигается тем, что высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц с ускоряющей секцией содержит задающий СВЧ генератор и дополнительный контур из резонатора бегущей волны, в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, причем в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, а на входе и выходе ускоряющей секции установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные с плечами направленных ответвителей и фазовращателями, источники СВЧ-мощности последовательно соединены с корректирующим фазовращателями и через волноводный Т-образный тройник с задающим СВЧ генератором. 1 с.п.ф. 1 илл.

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

Известна высокочастотная резонансная система, содержащая резонатор бегущей волны, выполненный в виде изогнутого волноводов и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя. И.В.Лебедев. Техника и приборы сверхвысоких частот. Т1. Техника сверхвысоких частот. Под ред. Академика Н.Д.Девяткова. Изд. 2-е, Учебник, М.: «Высшая школа», 1970 г., СВЧ. Высокочастотная резонансная система позволяет лишь проводить испытание в кольцевом волноводе.

Известна высокочастотная система питания, где ускоряющая секция с фазовращателем подключена к высокочастотному генератору в виде элемента резонатора бегущей волны через волноводный направленный ответвитель. В.А.Дворников, Е.Д.Жижин, Р.Г.Кузнецов и др. Исследование физических процессов ускорения запасенной энергией предельных плотностей зарядов в секциях круглого диафрагмированного волновода. Ядерная физика и инжиниринг, 2010, том 1, 5, с.14.

Известна высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая резонатор бегущей волны, выполненный в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, в которой между плечом направленного ответвителя, входящим в резонатор бегущей волны, и фазовращателем установлена ускоряющая система, а в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка. Патент Российской Федерации на полезную модель 94103, Н05Н 7/00, 2010 г. Прототип. Полезная модель обеспечивает во всем диапазоне частот от 10 до 1 ГГц коэффициент увеличения мощности в резонаторе бегущей волны от 2 до 40. Это позволяет увеличить предельные ускоряющие токи заряженных частиц в 1,5-6 раз и предельные темпы ускорения без пробоев до 20 МэВ/м.

Технический результат полезной модели заключается в том, что при сохранении СВЧ мощности проходящей во входных трактах прямоугольных волноводов от каждого из 2-х источников СВЧ мощности величина мощности, циркулирующая в ускоряющей секции удваивается, а мощность в прямоугольных волноводах двойного резонатора бегущей волны остается в два раза меньше, чем в ускоряющей секции.

Технический результат достигается тем, что высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц с ускоряющей секцией, содержащая резонатор бегущей волны, выполненный в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, причем в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, содержит задающий СВЧ генератор и дополнительный контур из резонатора бегущей волны, в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, причем в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, а на входе и выходе ускоряющей секции установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные с плечами направленных ответвителей и фазовращателями, источники СВЧ-мощности последовательно соединены с корректирующим фазовращателями и через волноводный Т-образный тройник с задающим СВЧ генератором.

Ускоряющая секция выполнена в виде диафрагмированного волновода. Усилители СВЧ мощности выполнены в виде клистронов. Источники СВЧ мощности выполнены в виде магнетронных усилителей. Задающий СВЧ генератор выполнен в виде магнетрона. Задающий СВЧ генератор выполнен в виде клистрона.

Такое исполнение модели позволяет создать линейный ускоритель заряженных частиц (например, электронов) с СВЧ мощностью в 2 раза большей, либо при заданной СВЧ мощности питания использовать источники СВЧ мощности с уровнем в 2 раза ниже.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена высокочастотная система ускорителя заряженных частиц, где: 1 - задающий СВЧ генератор, 2 - Т-образный волноводный тройник, 3 - корректирующие фазовращатели, 4 - источник СВЧ мощности, 5 - направленный ответвитель, 6 - волноводные поглощающие нагрузки, 7 - входной шестиполюсный трансформатор типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁, 8 - ускоряющая секция, 9 - выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰₀₁ в волну H₁₀, 10 - фазовращатели.

От задающего генератора СВЧ мощности 1 сигнал подают на вход Т-образного волноводного тройника 2, через корректирующие фазовращатели 3 сигналы подают на входы двух источников СВЧ мощности 4 и далее во входные плечи направленных ответвителей 5, к выходам которых подсоединены волноводные поглощающие нагрузки 6. С выходных плечей сигналы поступают через изогнутые прямоугольные волноводы на входы входной шестиполюсный трансформатор типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁ 7, где складываются и СВЧ мощность через выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰₀₁ в волну Н₁₀ 9, через фазовращатели 10 и изогнутые прямоугольные волноводы поступают во вторые входные плечи направленных ответвителей 5.

После включения источников СВЧ мощности 4 по окончании переходного процесса СВЧ мощность в нагрузки 6 не поступает, а вся циркулирует в двойном резонаторе бегущей волны с ускоряющей секцией 8.

Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц с ускоряющей секцией, содержащая резонатор бегущей волны, выполненный в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, причем в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, отличающаяся тем, что она содержит задающий СВЧ-генератор и дополнительный контур из резонатора бегущей волны, в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя и двух плечей направленного ответвителя, источник СВЧ-мощности, соединенный с одним плечом направленного ответвителя, причем в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, а на входе и выходе ускоряющей секции установлены входной и выходной трансформаторы типа волны, соединенные с плечами направленных ответвителей и фазовращателями, источники СВЧ-мощности последовательно соединены с корректирующим фазовращателями и через волноводный Т-образный тройник с задающим СВЧ-генератором.