[發明專利]大功率鐵氧體加載變頻調諧腔

無效

• 申請號: 200910165484.4
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN101715272A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 許哲;邊志彬;王春曉;趙紅衛;夏佳文
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H05H7/18
• 分類號: H05H7/18;H05H13/04
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域：

本發明主要涉及在真空情況下形成高頻高壓電場，并在束流運動方向對重粒子束進行俘獲、加速或減速的鐵氧體加載的寬頻帶高頻高壓同步加速器裝置技術領域，尤其涉及一種大功率鐵氧體加載變頻調諧腔。

背景技術：

在此以前，國內只有中國科學院近代物理研究所有一臺與俄羅斯聯合設計制造的同步加速器用鐵氧體加載變頻調諧同軸諧振腔體，用于蘭州重粒子加速器冷卻儲存環(CSR)主環，對束流進行俘獲，加速。該腔體由于結構簡單，所能承受的最高平均高頻功率不超過2kW，而且只能工作在占空比小于1/2的掃頻脈沖模式，工作頻率范圍0.25MHz～1.7MHz。

CSR主環腔體由倆個加有鐵氧體磁環的腔體組成，每個腔體的內外導體之間填裝有34個內徑350mm，外徑540mm，厚度22mm的鐵氧體磁環，環內徑與內導體之間有平行于主軸線的96根直徑為4mm的銅線作為偏磁線圈的環內部分，線圈的每圈在各腔的中間部位內外交叉；環內徑與內導體間并灌封有硅橡膠用于絕緣，高頻介質損耗較大；每隔兩個磁環夾一片厚度2的銅板作為散熱用，散熱效果較差；另外，腔體的調諧電容選用功率較小的陶瓷電容。因此，腔體只能工作在平均功率較小的掃頻脈沖模式。在占空比較大，腔體電壓較高時，或連續波工作情況下，鐵氧體溫度會過高，絕緣介質會發熱，調諧電容會燒毀。

發明內容：

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種大功率鐵氧體加載變頻調諧腔，從而有效解決了現有技術中的問題。

本發明的目的可以通過采用以下技術方案來實現：所述的大功率鐵氧體加載變頻調諧腔，包括有同軸相對放置的左諧振腔(1)和右諧振腔(2)，其特點在于：所述的右諧振腔(2)的內導體(15)和外導體(16)之間填裝有多片腔體加載的鐵氧體磁環(6)，鐵氧體磁環(6)的內徑與內導體(15)之間填有絕緣四氟介質(8)，絕緣四氟介質(8)中設有第一偏磁線圈導體(9)，鐵氧體磁環(6)的外部安裝有第二偏磁線圈導體(10)，右諧振腔(2)的內導體(15)中間為真空室(3)，右諧振腔(2)的外部裝有不銹鋼外殼(23)，右諧振腔(2)的側部設有支撐不銹鋼板(17)。

所述的鐵氧體環(6)為20片，每兩片鐵氧體磁環(6)之間設有通水冷卻盤(7)，通水冷卻盤(7)通過進出水管接頭(21)與外部供水管相連，鐵氧體磁環(6)和通水冷卻盤(7)通過諧振腔體底部的支撐體(20)安裝在諧振腔體上。所述的真空室(3)和內導體(15)通過連接片(19)相連，真空室(3)的外部設有加熱帶和保溫層(22)。

所述的左諧振腔(1)和右諧振腔(2)結構相同，對稱連接。所述的左諧振腔(1)和右諧振腔(2)相連接處設有饋電連接導體(18)和偏磁線圈交叉連接處(11)，左諧振腔(1)和右諧振腔(2)中的真空室連接處設有絕緣陶瓷(4)和加速縫(5)，絕緣陶瓷(4)真空室連接處設有波紋管(12)，保護陶瓷金屬封接部位不易損壞，加速縫(5)兩邊分別與左諧振腔(1)和右諧振腔(2)的內導體開路端相連，加速縫(5)兩邊又與腔體諧振高壓真空電容器(14)相連，左諧振腔(1)和右諧振腔(2)中的真空室的兩端安裝有支撐裝置(13)。

本發明的有益效果是：所述的大功率鐵氧體加載變頻調諧腔，采用在內導體與磁環之間填充的介質選用高頻性能優良的聚四氟乙稀介質材料，并解決其成型加工；在鐵氧體環兩側，環與環之間設置散熱水冷盤，并解決水冷盤的制作工藝；腔體調諧電容選用高耐壓，高功率陶瓷真空電容；偏磁線圈在兩腔體的中間部位相交叉；腔體可以反復拆卸等設計和結構，在0.5MHz～2MHZ頻率范圍內，腔體不僅可以在掃頻脈沖調制模式下工作，而且還可以在電頻連續波模式下工作，最高點壓可以達到峰峰值17kV，滿足了CSR實驗環高頻系統的的雙模式工作要求。本腔體可以工作在掃頻脈沖調制模式，及腔體電壓高達17kV的電頻連續波工作模式。加載鐵氧體能承受數十千瓦高頻功率而溫度不超過40度，能夠滿足物理調束更高一步的要求。

本發明由中國科學院近代物理研究所設計并由近物所與陜西數字廣播通訊設備有限公司聯合研制成我國第一臺同步加速器用大功率鐵氧體加載變頻調諧腔體，主要用于CSR實驗環對束流進行累積和減速。其能產生較高連續波高頻電壓的同步加速器腔體，以滿足CSR實驗環的工作要求，CSR實驗環要求高頻腔體不僅要能工作在掃頻脈沖模式下，而且還要能工作在腔體電壓較高的電頻連續波模式下，這時腔體要能承受最大約60～70kW的高頻功率，同時加載鐵氧體的溫度限制在40度以下。

附圖說明：

圖1為本發明的結構主視圖；