[發(fā)明專利]多能倍頻粒子加速器及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610113645.1
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101163372A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉耀紅;唐傳祥;胡海峰;陳志強(qiáng);李元景;陳懷璧;唐華平;劉晉升;高建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H05H15/00
• 分類號: H05H15/00;H05H7/16;H05H7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱進(jìn)桂

1.一種多能倍頻粒子加速器，包括：

脈沖功率產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生具有不同功率的N個(gè)脈沖信號，其中N大于等于2；

N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元，在控制信號的控制下，基于所述N個(gè)脈沖信號分別產(chǎn)生具有不同能量的N個(gè)微波；

功率混合單元，具有N個(gè)入口和一個(gè)出口，用于分別從所述N個(gè)入口的各個(gè)入口輸入所述N個(gè)微波中相應(yīng)的微波，從所述一個(gè)出口輸出所述N個(gè)微波；

粒子束產(chǎn)生單元，用于與所述N個(gè)微波同步地產(chǎn)生N個(gè)粒子束；

以及

加速單元，利用所述N個(gè)微波分別加速所述N個(gè)粒子束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述功率混合單元和所述加速單元之間的單個(gè)同步單元，用于同步所述加速單元的特征頻率和所述N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元的每一個(gè)的工作頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，還包括在分別設(shè)置在各個(gè)微波功率產(chǎn)生單元和所述功率混合單元之間的N個(gè)同步單元，用于分別同步所述加速單元的特征頻率和所述N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元的每一個(gè)的工作頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述同步單元包括：

入射波取樣波導(dǎo)，對從所述功率混合單元的所述一個(gè)出口輸出的N個(gè)微波的每一個(gè)進(jìn)行采樣，以得到入射波；

環(huán)形器，將所述N個(gè)微波的每一個(gè)送入所述加速單元，并輸出從所述加速單元反射的相應(yīng)微波；

反射波取樣波導(dǎo)，對反射的相應(yīng)微波進(jìn)行采樣，以得到反射波；

自動(dòng)鎖相穩(wěn)頻裝置，比較和分析所述入射波和所述反射波，產(chǎn)生用于分別同步所述加速單元的特征頻率和所述N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元的每一個(gè)的工作頻率的同步信號；以及

吸收負(fù)載，吸收所述環(huán)形器輸出的反射波。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，每個(gè)同步單元包括：

入射波取樣波導(dǎo)，對從相應(yīng)的微波功率產(chǎn)生單元輸出的微波進(jìn)行采樣，以得到入射波；

環(huán)形器，將所述微波送入功率混合單元，并輸出經(jīng)由所述功率混合單元從所述加速單元反射的微波；

反射波取樣波導(dǎo)，對反射的微波進(jìn)行采樣，以得到反射波；

自動(dòng)鎖相穩(wěn)頻裝置，比較和分析所述入射波和所述反射波，產(chǎn)生用于分別同步所述加速單元的特征頻率和相應(yīng)的微波功率產(chǎn)生單元的工作頻率的同步信號；

吸收負(fù)載，吸收所述環(huán)形器輸出的反射波。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述自動(dòng)鎖相穩(wěn)頻裝置包括：

可變衰減器，用于調(diào)整所述入射波和所述反射波的幅度，輸出入射信號和反射信號；

鑒相器，用于調(diào)整所述入射信號和反射信號的相位，輸出第一電壓和第二電壓；

前置放大器，用于將所述第一電壓和第二電壓的差值放大，以輸出調(diào)整信號；

伺服放大器，用于放大所述調(diào)整信號，輸出驅(qū)動(dòng)信號；

通道選擇器，在控制信號的控制下，將所述驅(qū)動(dòng)信號輸出到相應(yīng)的微波功率產(chǎn)生單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述脈沖功率產(chǎn)生單元包括單個(gè)脈沖功率源，它在控制信號的控制下以分時(shí)的方式向所述N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元提供能量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述脈沖功率產(chǎn)生單元包括N個(gè)脈沖功率源，它們在控制信號的控制下在不同的時(shí)刻分別向所述N個(gè)微波功率產(chǎn)生單元提供能量。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述粒子束產(chǎn)生單元包括產(chǎn)生電子束的電子槍和為所述電子槍供電的槍電源。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一所述的多能倍頻粒子加速器，其特征在于，所述功率混合單元包括每個(gè)均具有兩個(gè)入口和一個(gè)出口的N-1個(gè)混合環(huán)，其中一個(gè)入口與另一入口之間兩條微波路徑的中心弧長差為導(dǎo)波波長的整數(shù)倍加半個(gè)導(dǎo)波波長，所述一個(gè)入口與所述出口之間兩條微波路徑的中心弧長差為導(dǎo)波波長的整數(shù)倍，所述另一入口與所述出口之間兩條微波路徑的中心弧長差為導(dǎo)波波長的整數(shù)倍。