[發(fā)明專利]柵控X射線源、空間X射線通信系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110327871.0
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103077874A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙寶升;鄢秋榮;盛立志;劉永安
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01J35/04
• 分類號: H01J35/04;H01J35/14;H04B10/90;H04L27/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

1.柵控X射線源，其特征在于：所述柵控X射線源包括X射線管殼(22)以及設置在X射線管殼(22)內(nèi)的依次排列的燈絲(21)、熱陰極(23)、調(diào)制柵極(24)、電子束聚焦極(25)、金屬靶陽極(26)以及設置在X射線管殼上的出射窗(27)，所述燈絲一端接地，燈絲另一端接電源正極，所述熱陰極設置在燈絲的外側且熱陰極的出射孔正對燈絲，所述調(diào)制柵極為帶有小孔的電極板，所述調(diào)制柵極的小孔正對熱陰極的出射孔，所述電子束聚焦極(25)設置在柵極小孔的兩側且形成的聚焦通道正對小孔，電子束經(jīng)電子束聚焦極聚焦后發(fā)射到陽極金屬靶，所述陽極金屬靶的發(fā)射面對著聚焦通道的出口，所述陽極金屬靶的另一面接電源正極，所述出射窗設置在陽極金屬靶的電子束反射路上。

2.一種空間X射線通信系統(tǒng)，包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特征在于：

所述發(fā)射裝置包括數(shù)字信號發(fā)射源、發(fā)射端通信接口、發(fā)射端載波信號發(fā)生器、調(diào)制器、信號調(diào)理電路、柵控X射線源以及X射線準直器，所述數(shù)字信號發(fā)射源將要傳輸?shù)臄?shù)字信號通過發(fā)射端通信接口輸入至調(diào)制器，所述發(fā)射端載波信號發(fā)生器將產(chǎn)生的發(fā)射端載波信號輸入調(diào)制器，調(diào)制器將數(shù)字信號和發(fā)射端載波信號調(diào)制后生成數(shù)字調(diào)制信號并輸入到信號調(diào)理電路，信號調(diào)理電路對數(shù)字調(diào)制信號進行放大、電平變換處理后，輸入至柵控X射線源的輸入端，柵控X射線源輸出X射線脈沖信號，X射線脈沖信號經(jīng)過X射線準直器準直后發(fā)射至接收裝置；

所述柵控X射線源包括X射線管殼(22)以及設置在X射線管殼(22)內(nèi)的依次排列的燈絲(21)、熱陰極(23)、調(diào)制柵極(24)、電子束聚焦極(25)、金屬靶陽極(26)以及設置在X射線管殼上的出射窗(27)，

所述燈絲一端接地，燈絲另一端接電源負極，所述熱陰極設置在燈絲的外側且熱陰極的出射孔正對燈絲，所述調(diào)制柵極為帶有小孔的電極板，所述調(diào)制柵極的小孔正對熱陰極的出射孔，所述電子束聚焦極設置在柵極小孔的兩側且形成的聚焦通道正對小孔，所述陽極金屬靶的發(fā)射面對著聚焦通道的出口，所述陽極金屬靶的另一面與接電源陽極，所述出射窗設置在陽極金屬靶的電子束反射路上。

3.根據(jù)權利要求2的所述的空間X射線通信系統(tǒng)，其特征在于：所述接收裝置包括X射線聚焦鏡、X射線探測器、前置放大器、解調(diào)器、接收端載波信號發(fā)生器、接收端通信接口和數(shù)字信號接收源，

X射線聚焦鏡對入射的X射線脈沖信號進行聚焦輸出載波調(diào)制X射線信號至X射線探測器，

X射線探測器將接收到的載波調(diào)制X射線信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出至前置放大器，前置放大器對電信號進行放大輸出至解調(diào)器，

接收端載波信號發(fā)生器將輸出的接收端載波信號輸入至解調(diào)器，解調(diào)器根據(jù)發(fā)射裝置調(diào)制器的調(diào)制方式將輸入的接收端載波信號和放大的電信號進行處理解調(diào)出數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過接收端通信接口輸送至數(shù)字信號接收源。

4.根據(jù)權利要求3所述的空間X射線通信系統(tǒng)，其特征在于：

所述X射線探測器包括探測器殼體，設置在探測器殼體上的輸入窗(1)以及設置在探測器殼體內(nèi)的依次排列的光電陰極(2)、微通道板(3)、收集陽極和同軸連接器(5)，

所述光電陰極設置在微通道板的一側，所述同軸連接器設置在收集陽極的輸出端，所述收集陽極的輸入端與微通道板之間設置有空隙。

5.根據(jù)權利要求4所述的空間X射線通信系統(tǒng)，其特征在于：所述收集陽極為蛇形微帶線陽極(41)或50Ω阻抗匹配陽極(42)。

6.根據(jù)權利要求2或3或4或5所述的空間X射線通信系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)射端通信接口和接收端通信接口是RS232、RS485、USB2.0、LAN或網(wǎng)口；

所述調(diào)制器的調(diào)制方式是調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相；

所述解調(diào)器的解調(diào)方式是調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。

所述的調(diào)制柵極的小孔直徑0.1mm～1mm，調(diào)制柵極在熱陰極前1mm處，金屬靶陽極的材料是鉭、鉬或鎢。