[發(fā)明專利]用于將高頻功率耦合輸入到波導管中的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280076005.1
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN104662732B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設計）人: O.海德;T.休斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01P5/08
• 分類號: H01P5/08;H01P5/10;H03F3/26;H05H7/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發(fā)明涉及一種按照權利要求1的用于將HF功率耦合輸入到波導管中的裝置，以及一種按照權利要求9的波導管設備。

背景技術

高頻腔體(高頻諧振器)例如在粒子加速器中被用于對帶電粒子進行加速。為了在這樣的HF腔體中激勵高頻電磁振蕩，必須給HF腔體供應HF功率。已知例如借助四極管(Tetrode)或速調管(Klystron)在第一位置產生HF功率，并且經(jīng)過波導管輸送到布置在第二位置的HF腔體。波導管例如可以通過開口或通過感性耦合連接到HF腔體。在此，不同的過渡位置必須相互精確匹配。然而，每個過渡位置具有不可避免的功率損耗。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種改進的用于將HF功率耦合輸入到波導管中的裝置。該技術問題通過具有權利要求1的特征的裝置來解決。本發(fā)明要解決的另一個技術問題是，提供一種改進的波導管設備。該技術問題通過具有權利要求9的特征的波導管設備來解決。在從屬權利要求中給出了優(yōu)選擴展。

根據(jù)本發(fā)明的用于將HF功率耦合輸入到波導管中的裝置包括：推挽輸出級，其具有輸入端和輸出端；濾波設備，其與推挽輸出級的輸出端連接；以及感應環(huán)，其與濾波設備連接。有利地，所述裝置將用于產生HF功率的推挽輸出級與用于將HF功率耦合輸入到波導管中的感應環(huán)連接。由此，所述裝置允許直接在耦合輸入HF功率的位置產生HF功率，由此降低整個設備的復雜度。所述裝置優(yōu)選固有地是模塊化的。通過使用多個這樣的裝置，可以毫無問題地縮放可產生的HF功率。由此也能夠有利地實現(xiàn)非常高的HF功率。通過進行并聯(lián)可實現(xiàn)的可縮放性還有利地伴隨可靠性的直接提高。通過在所述裝置中集成濾波設備，可以有利地實現(xiàn)所述裝置的高效運行。

在所述裝置的一種實施方式中，濾波設備包括第一諧波濾波器和第二諧波濾波器。有利地，濾波設備的諧波濾波器可以對于固定頻率的不同次諧波具有不同的濾波特性。

在所述裝置的一種實施方式中，第一諧波濾波器在固定頻率的基波下提供固定的有限阻抗。有利地，濾波設備于是使得將基波無摻雜地耦合輸入到波導管中。

在所述裝置的一種實施方式中，第一諧波濾波器對于固定頻率的三次諧波作用為斷路的導線末端。有利地，這使得推挽輸出級能夠以大的邊沿陡度進行快速切換，由此能夠有利地使開關損耗最小化。

在所述裝置的一種實施方式中，第二諧波濾波器對于固定頻率的二次諧波作用為短路的導線末端。有利地，由此實現(xiàn)在切換時在推挽輸出級中施加盡可能低的電壓并流過盡可能小的電流，由此能夠使開關損耗最小化。

在所述裝置的一種實施方式中，濾波設備對于固定頻率的三次諧波產生至少0.8的反射系數(shù)。有利地，于是濾波設備對于固定頻率的三次諧波近似作用為斷路的導線末端。

在所述裝置的一種實施方式中，濾波設備對于固定頻率的二次諧波產生小于-0.8的反射系數(shù)。有利地，于是濾波設備對于固定頻率的二次諧波近似作用為短路的導線末端。

在所述裝置的一種實施方式中，該裝置包括耦合板。在此，感應環(huán)布置在耦合板上。另外，耦合板被設置為布置在波導管的壁的開口中。有利地，感應環(huán)于是能夠布置在波導管內部，使得能夠借助感應環(huán)在波導管中激勵電磁振蕩模式。在此，耦合板有利地允許所述裝置與波導管的簡單的機械耦合。

根據(jù)本發(fā)明的波導管設備包括波導管和上述類型的裝置。有利地，在該波導管設備中，可以利用所述裝置產生HF功率并且將其直接耦合輸入到波導管中。由此使波導管設備緊湊地構造并且僅具有低復雜度。

在所述波導管設備的一種實施方式中，其具有兩個上述類型的裝置。有利地，在該波導管設備中，將借助兩個所述裝置產生的HF功率相加，由此能夠向波導管中耦合輸入總計更高的HF功率。通過設置兩個用于耦合輸入HF功率的裝置，也降低了兩個用于向波導管設備中耦合輸入HF功率的裝置同時發(fā)生故障的概率。

在所述波導管設備的一種實施方式中，波導管是同軸波導管。有利地，所述裝置于是能夠布置在同軸波導管的外導體的空隙中。

在所述波導管設備的另一種實施方式中，波導管是空心導體。有利地，于是用于耦合輸入HF功率的裝置能夠布置在空心導體的位置處，以便在空心導體中激勵希望的振蕩模式。

在所述波導管設備的一種實施方式中，波導管與HF腔體連接。有利地，于是由所述裝置產生并耦合輸入到波導管中的HF功率能夠經(jīng)過波導管輸入到HF腔體中。

附圖說明

借助以下結合附圖詳細解釋的對實施例的描述，本發(fā)明的以上描述的特性、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)其的方式將變得更清楚和易于理解。這里分別在示意性圖示中示出：