Источник свч мощности для питания ускоряющих систем ускорителей заряженных частиц

 

ИСТОЧНИК СВЧ-МОЩНОСТИ ДЛЯ ПИ?DAHИЯ УСКОРЯЮЩИХ СИСТЕМ УСКОРИТЕЛЕЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий мощный импульсный усилительный Тслистрон и цепь положительной обратной связи с направленным о±ветвителем и Дополнительным генератором, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД устройства, вы~ .ход дополнительного генератора подключен к вспомогательному плечу бо- .кового волновода направленного ответвителя. .^л•^Kjсо4^*ч1СХ)сь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ЭСЮН 05 Н 7 02:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 2660515/18-25 (22) 29.08.78 (46) 23.12.82. Бюл. 47 (72). B. И. Белоглазов и Л. Н. Сдобнрва (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 363230, кл. Н 05 Н 7/02, 1971.

2. Оксузян Г. Г. и др. Использо ванне мощного клистрона в режиме автогенерации в качестве возбудителя на линейных ускорителях электронов .—

Сб. "Вопросы атомной науки и техники"., Серия "Физика высоких энергий и атомного ядра", вып. 4 (6), Харьков, 1973, с. 67.

„.Su„„794786, А (54 ) (57 ) ИСТОЧНИК СВЧ-МОЩНОСТИ ДЛЯ

ПИТАНИЯ УСКОРЯЮЩИХ СИСТЕМ УСКОРИТЕЛЕЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий мощный импульсный усилительный %листрон и цепь положительной обратной связи с направленным ответвителем и дополнительным генератором, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД устройства, вы,ход дополнительного генератора подключен к вспомогательному плечу бо.кового волновода направленного ответвителя.

794786 эксплуатации источником СВЧ-мощности, 5

30

40 ветвителем и дополнительным генератором (2 ). описанное устройство также обла- 45 дает недостатком, приводящим к снижению эффективности использования системы, так как мощность от дополнительного генератора вводится в цепь обратной связи либо через эле- 50 мент связй, который ослабляет допол55

Изобретение относится к ускорительной технике.

На малосекционных линейных ускорителях электронов наиболее надежным и недорогим в изготовлении и является автогенератор, в котором использован мощный импульсный усилительный клистрон с цепью положительной обратной связи.

Известно устройство для питания

СВЧ-мощностью ускоряющих систем ускорителей заряженных частиц, содержащее мощный импульсный усилительный клистрон и цепь положительной обратной связи, включающую аттенюатор, фазовращатель и-фильтрующий элемент, в качестве которого исполь зована ускоряющая секция 1 g.

В этом устройстве клистрон работает в импульсном режиме, поэтому

СВЧ-мощность в импульсе на выходе клистрона появляется с некоторым запаздыванием по отношению к импульсу анодного напряжения, при этом длина цепи обратной связи настолько велика за счет применения секции, что даже при длине секции в 1 м время установления колебаний составляет 2,75 мкс, т.е. для генерирования импульсов с длительностью менее

3 мкс эта схема вообще непригодна.

Кроме того, из-за наличия шумов в клистроне момент возникновения колебаний в автогенераторе носит случайн и хаотический характер от импульса к.импульсу, из-за чего длительность генерируемого сигнала еще более сокращается.

Известен также источник СВЧ-мощности для питания ускоряющих систем ускорителей заряженных частиц, содержащий мощный импульсный усилительный клистрон и цепь положительной обратной связи с направленным от нительную мощность в сотни раз, либо через двойной волноводный тройник, который делит эту мощность на две части. Однй часть по цепи обратной связи поступает на вход клистрона, а вторая часть бесполезно теряется в нагрузке или в волноводном тракте.

Следовательно, на вход клистрона мощность от дополнительного генератора поступает не полностью, поэтому КПД такого источника СВЧ-мощности низок (не превышает 70Ъ).

Целью изобретения является повышение ЕПД устройства.

Цель достигается тем, что выход дополнительного генератора подключен к вспомогательному плечу бокового волновода направленного ответвителя.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого источника СВЧ-мощности для односекционного ускорителя, на фиг. 2 - блок-схема предложенного источника СВЧ-мощности для питания ускорителя, содержащего несколько секций; на фиг. 3 - график зависимости времени установления СВЧ-колебаний на выходе автогенератора от мощности дополнительного генератора °

Приведенная на фиг. 1 схема источника СВЧ-мощности содержит импульсный ускорительный клистрон 1, работающий в автогенераторном режиме, обеспечивающий СВЧ-питание односекционного ускорителя 2. Часть выходной мощности клистрона через на правлениый отвегвитЕль 3 и цепь обратной связи поступает на вход клистрона 1. Цепь обратной связи состоит, например, из последовательно соединенных блока 4 защиты, аттенюатора 5, фазовращателя 6 и стабилизирующего резонатора 7. Дополнительный генератор 8 подключен к цепи обратной связи, к вспомоагтельному плечу бокового волновода направленного ответвителя.

Схема работает следующим образом.

При подаче на клистрон импульса анодного напряжения начинается развитие процесса генерации колебаний.

Через некоторое время на выходе клист,рона появляется СВЧ-мощность. Так как дополнительный генератор подключен к вспомогательному плечу бокового волновода направленного ответвителя, то его мощность используется полностью. По сравнению с прототипом, где применяется двойной трЬйник, это приводит к уменьшению времени установления колебаний в 2-3 раза, а КПД устройства повышается примерно на 10%.

Приведенную на фиг. 2 схему целесообразно использовать для питания ускорителей заряженных частиц, содержащих несколько секций,- но не более 10-12 шт ° Для этого необходимо один из клистронов, питающих секции ускорителя 2, использовать в качестве автогенератора, часть выходной мощности которого подают на входы остальных клистронов.

Прй определении зависимости времени установления СВЧ-колебаний на выходе автогенератора,:имеющего предлагаемую конструкцию (фиг. 3), использовался автогенератор на основе

КИУ-53 с длительностью выходного импуЛьса не более 10 мкс. В качестве дополнительного генератора можно использовать СВЧ-генератор с уровнем выходной мощности до 120 Вт.

794786

02 дд фг,ущ

47 И

4baf

Соетавитель Е. Медведев

Редактор М. Кузнецова Техред В. далекорей Корректор В. Бутяга

Заказ 6993l4 Тираж &62 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из графика видно,что увеличение мош- колебаний,что особенно важно,как уканости дополнительного генератора при- зано выше,при работе с короткими импульводит к уменьшению времени установления сами на выходе автогенератора.