Высокочастотная система ускорителя со стоячей волной

па.„° a це ч и Hc;-;-, "t I ч ..л б,: щ„ >т„. . --не ега r,:„ОП ИСА НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено .11.03.79 (21) 2735144/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.82

Союз Советских

Соцлалнстическкх

Реслублкк

«»766547 (51) М. Клз Н 05 H 7/02

Гесудлрственньй комитет

СССР ле делам изобретеллй л еткрытнл (53) УДК 621.384 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В, Викулов и В. E. Калюжный

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА УСКОРИТЕЛЯ

СО СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в высокочастотных системах ускорителей заряженных частиц.

Известен высокочастотный ускоритель, включающий в себя магнетрон, питающий два резонатора через волноводный мост (11.

В указанном устройстве используются одиночные резонаторы, имеющие на рабочем типе волны один резонанс.

По технической сущности наиболее близким к изобретению является высокочастотная система ускорителя, включающая в себя магнетрон, волноводный мост и две ускоряющие резонаторные секции, подключенные к выходным плечам моста (2). Ускоряющие секции выполнены на основе бипериодической замедляющей системы с внутренними ячейками связи и содержат по семь ускоряющих ячеек и шесть ячеек связи каждая. Ускоряющие секции работают на />-виде колебаний. Связь между ячейками осуществляется через одинаковые азимутальные щели связи, а коэффициент связи между ячейками равен 2,50 . Узел ввода мощности в первой секции расположен в одиннадцатой ячейке. а во второй— в третьей ячейке, Нумерация ячеек по ходу пучка.

Недостатком описанных систем является необходимость прецизионной частотной настройки секций с целью обеспечения одинаковых-входных сопротивлений секций не только на рабочем виде колебаний, но и на соседних с ним видах, попадающих в полосу затягивания частоты магнетрона. Указанный недостаток может быть устранен путем увеличения коэффициента связи между ячейками ускоряющих секций, что достигается увеличением длины щелей связи, если длина щелей связи меньше половины длины волны генератора, и уменьшением длины щелей связи, если длн;;а щелей связи больше половины длины волны генератора. Однако, увеличение коэффициента связи между ячейками приводит к снижению шунтового сопротивления секций, а следовательно, и к снижению эффективности

20 всего ускорителя в целом. Этот эффект проявляется особенно сильно в секциях с большим числом ячеек, так как в этом случае необходимо увеличивать коэффициент связи в несколько раз.

25 Целью изобретения является упрощение частотной настройки секций без увеличения коэффициентов связи между ячейками.

Указанная цель достигается тем, что в известной высокочастотной системе ускорителя со стоячей волной, включающей в

766547

10

Зо

35 себя магнетрон, волноводпый мост п две резонаторные ускоряющие секции, подключенные по одной к выходным плечам моста, каждая из которых содержит т=-п+ р одинаковых ускоряющих ячеек и и одинаковых ячеек связи, где п;и р натуралыныечисла, при этом секции начинаются и кончаются ускоряющими ячейками и ячейки в секциях соединены между собой через одинаковые азимутальные щели связи таким образом, что каждая ячейка, за исключением первой и последней, которые соединены лишь с одной соседней ячейкой, соединена с двумя соседними ячейками, причем ка кдая ячейка связи соединена с двумя прилегающими к ней ускоряющими ячейками, а узлы ввода высокочастотной мощности в секции размещены в К-ой ускоряющей ячейке в первой секции и в Г-ой ускоряющей ячейке во второй секции, где 1

1<Г<гп, К+ и Г + — —, прп этом в каждой секции в ячейке связи, прилегающей к ускоряющей ячейке с узлом ввода мощности со стороны ближайшего от узла ввода мощности конца секции, щели связи. имеют не более чем на 60% меньшую длину по сравнению с длиной остальных щелей связи, если длина щелей связи меньше по-. ловины длины волны генератора и не более„ чем на 20% большую длину, если длина щелей связи больше половины длины волны генератора, причем это изменение длины щелей связи одинаково в обеих секциях.

На фиг. 1 изображена конструкция ускоряющей секции, предлагаемой высокочастотной секции; ыа фиг, 2 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б фиг. 1.

Ускоряющие ячейки 1 соединены с ячейками связи 2 через щели связи 3 и 4. Ввод высокочастотной мощности в секцию осуществляется через узел 5 ввода мощности, Щели связи 4 в ячейке связи, прилегающей к ускоряющей ячейке с узлом 5 ввода мощности со стороны ближайшего от узла ввода мощности конца секции, имеют меньшую длину, чем щели связи 3 (разрезы А — А и

Б — Б) . Щели связи прорезаны в стенках ячеек на радиусе R от оси секции и имеют угловой раствор ро и ср1 у щелей связи 3 и

4 соответственно (фиг. 2 и 3).

Устройство работает следующим образом. Высокочастотная мощность поступает в секцию через ввод мощности и распространяется по ней благодаря щелям связи.

В результате в секции устанавливается стоячая волна. Уменьшение длины щелей связи

4 приводит к уменьшению коэффициентов связи между ячейкой связи, в которой эти щели связи расположены, и двумя соседними ускоряющими ячейками и вызывает изменение распределения поля на всех видах колебаний (резонансах секций) за исклю40

65 чением рабочего вида. При этом уменьшение длины щелей связи 4 таково, что на ближайших соседних с рабочим видом колебаний видах поле в ускоряющей ячейке с узлом 5 ввода мощности равно нулю. Это приводит к тому, что при возбуждении секций через узел 5 ввода мощности ближайшие, соседние с рабочим видом колебаний, виды не возбуждаются, так как входное сопротивление секции на этих видах колеоаний равно нулю.

В результате в высокочастотной системе, состоящей из магнетрона, подключенного через фазовращатель к входному плечу моста, к выходным плечам которого подключены ускоряющие секции, а к плечу, развязанному с входным плечом, подключена поглощающая нагрузка, в полосе затягивания частоты магнетрона, в каждой секции, возбуждается только рабочий вид колебаний. Вследствие этого для нормальной работы системы необходимо обеспечить одинаковые входные сопротивления секций и произвести частотную настройку секций только на рабочем виде колебаний. Равенство входных сопротивлений секций на ближайших, соседних с рабочим видом колебаний, видах выполняется автоматически, а частотная настройка секций на этих видах не требуется.

Формула изобретения

Высокочастотная система ускорителя со стоячей волной, включающая в себя магиетрон, волноводный мост и две ускоряющие резонаторные секции, подключенные по одной к выходным плечам моста, каждая из кото рых содержит по m = и+ р одинаковых ускоряющих ячеек и п одинаковых ячеек связи, где п и р натуралыные числа, при этом секции начинаются и кончаются ускоряющими ячейками и ячейки в секциях соединены между собой через одинаковые азимутальные щели связи таким образом, что каждая ячейка, за исключением первой и последней, которые соединены лишь с одной соседней ячейкой, соединена с двумя соседними ячейками, причем каждая ячейка связи соединена с двумя прилегающими к ней ускоряющими ячейками, а узлы ввода мощности в секции размещены к К-ой ускоряющей ячейке в первой секции в Г-ой ускоряющей ячейке во второй секции, где 1<К<т, m--1 m+1

1<Г<т, К 7- и ГФ-, отлич а ю щ à HIc я тем, что, с целью упрощ ени я частотной настройии секций, m каждой секции в ячейке связи,,п рылегающей.к ускоряюю щей ячейке с узлом ввода мощности со сто.роны .бл ижай шето от узла:в вода мощности конца секций, щели связи имеют не более чем на 60% меньшую длину по сравнению с

766547 фиг.2

b- b

Фиг.!

Составитель Л. Икоев

Техред И. Заболотнова

Корректор И. Осиновская

Редактор И. Марголис

Заказ 28/38 Изд. № 108 Тираж 855 Подписное

НПО сПоиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений в открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»,длмной остальных щелей связи, если длина .щелей связи, меньше lIIoJI0Bины длины волны генератора и не более, чем на 20% большую .длину, если длина щелей связи больше половины длины волны генератора, причем .это изменение длины щелей связи одинако,во в обеих секциях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Н. Н. Нечаев и др. Проект ЛУЭ на, стоячей волне. В кн. «Ускорители», вып. XIV, 5 Атомиздат, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 155182, кл. Н 03 В 9/10, 1962.