[實用新型]變頻調諧腔

有效

• 申請號: 201120517665.1
• 申請日: 2011-12-10
• 公開（公告）號: CN202435703U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 許哲;邊志彬;梅立榮;金鵬
• 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，國內只有一臺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，所能氶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～0.25MHz。之后，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。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鐵氧體磁環，環內徑與內導體之間有平行于主軸線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；環內徑與內導體間灌封有硅橡膠用于絕緣，每隔兩個磁環夾一片銅板作為散熱用，腔體的調諧電容為陶瓷電容。?

該現有技術的缺陷在于：高頻介質損耗較大，散熱效果較差。另外，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，調諧電容容易燒毀。?

發明內容

本發明的目的在于研制用于重離子治癌專用裝置的大功率鐵氧體加載變頻調諧腔，實現重離子治療環對束流進行的俘獲和加速。?

本發明的目的可以通過采用以下技術方案來實現：一種變頻調諧腔，包括一個同軸諧振腔，所述的同軸諧振腔包括有由同軸連接的諧振腔A和諧振腔B組成，諧振腔A和諧振腔B結構相同，通過法蘭連接，其主要特點在于：在所述同軸諧振腔的粒子束流管道引入端一側通過波紋管連接有加速縫，加速縫的另一端與粒子束流引入端相連；絕緣陶瓷設于加速縫上；在加速縫之間設置有腔體調諧用高壓真空電容器和高頻功率源的末級功放電子管，電子管陽極輸出射頻高壓加載在加速縫間隙兩端。?

所述的諧振腔A或諧振腔B包括有在其中心設有粒子束流管道，在粒子束流管道的外部設有內導體和外導體，在內導體和外導體之間設有多片鐵氧體磁環；偏磁線圈設于多片鐵氧體磁環的內、外環上，偏磁線圈在鐵氧體磁環內徑與內導體之間平行于主軸線，每一圈在諧振腔A和諧振腔B腔體之間交叉連通；在鐵氧體磁環、偏磁線圈和內導體之間設有絕緣層。?

所述的偏磁線圈由諧振腔B中的鐵氧體磁環的外徑通向諧振腔A的鐵氧體磁環的內徑，然后轉向諧振腔A的鐵氧體磁環的外徑，再由諧振腔A的鐵氧體磁環的外徑連接諧振腔B中的鐵氧體磁環的內徑，由諧振腔B中的鐵氧體磁環的內徑連通諧振腔B中的鐵氧體磁環的下方外徑，由諧振腔B中的鐵氧體磁環的下方外徑連通諧振腔A的鐵氧體磁環的下方內徑，再次轉向諧振腔A的鐵氧體磁環的下方外徑，由諧振腔A的鐵氧體磁環的下方外徑連通諧振腔B中的鐵氧體磁環的內徑，由諧振腔B中的鐵氧體磁環的內徑連接諧振腔B中的鐵氧體磁環的下一個外徑，依次循環。?

所述的在鐵氧體磁環、偏磁線圈和內導體之間設有的絕緣層為聚四氟乙烯；所述的鐵氧體磁環、偏磁線圈和內導體由聚四氟乙烯包裹為一體。在安裝鐵氧體環之前，用模具將四氟擠壓成型在同軸內導體上，并同時將偏磁線圈導體埋在四氟層中間，使四氟介質，銅導體條，同軸內導體成為緊密結合的一體并且可以精密加工。?

所述的在多片鐵氧體磁環之間夾有內，外徑與鐵氧體磁環相同的通水冷卻盤；所述的通水冷卻盤上設有進水管、出水管。?

所述的同軸諧振腔的外部設有不銹鋼外殼，同軸諧振腔的側部設置有真空室兩端支撐裝置；鐵氧體磁環和水冷卻盤通過諧振腔體底部的支撐體安裝在諧振腔體上。?

所述的鐵氧體環為24片，分別設于諧振腔A和諧振腔B腔體之中。?

所述的粒子束流管道和內導體通過連接片相連。?

所述的變頻調諧腔，所述的偏磁線圈為8圈。?

所述的變頻調諧腔，所述的高壓真空電容器為（CKT1000P/14kV/160A），為高耐壓，高功率真空陶瓷電容；高壓真空電容兩端設置有腔體電壓取樣裝置供檢測用。?

所述的高頻功率源的末級功放電子管（22）為（Emac?4CW50000E）。?