[實用新型]電子直線加速器系統

有效

• 申請號: 201320587469.0
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN203482482U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 唐傳祥;施嘉儒;靳清秀;陳懷璧;黃文會
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司;清華大學
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本實用新型的實施例涉及加速器領域，特別是醫用和工業用加速器領域。

背景技術

雙能電子直線加速器技術在集裝箱／車輛等成像檢查系統中得到了廣泛的應用，利用高能和低能兩種能量通過不同原子系數材料的衰減特性的不同，可以實現物質分辨。雙能x射檢查系統要求兩檔能量交替出束，由于重復頻率通常在100Hz量級，因此要求在毫秒的時間內進行能量切換。電子直線加速器通常由微波功率源、微波傳輸系統、電子槍、加速管等分系統組成，現有的加速器能量調變方法主要包括以下幾種：1)改變加速器輸入微波功率的大??；2)改變加速器束流負載的大??；和3)通過特殊設計加速結構，改變加速器其中的一部分電磁場分布來改變能量。

方法1)直接改變加速器輸入的功率源的大小的方法簡單易行。但在快速切換微波功率源輸出功率時，可出現微波功率源頻率變化、輸出功率不穩定的情況。

方法2)通過改變電子槍的發射電流調節加速器的束流負載，通過更強的束流吸收更多的微波功率來降低電子束能量，然后由于劑量率和束流的大小直接相關，可調節的參數靈活性??；同時也增加的對電子槍發射的要求。

方法3)的加速結構通常非常負雜，而且調節加速器場分布通常需要調節加速管的硬件結構，時間響應較慢。

基于方法1)的能量調變方法可作進一步改進，改進后的方法改變輸入加速管的微波功率，但同時微波功率源工作在同一狀態，保證兩檔能量下的微波源頻率一致，且輸出功率穩定。此方案需要在加速管和微波源之間增加可快速切換衰減或增益的微波傳輸系統。

美國專利US20100039051公開了一種方法，該方法基于魔T元件，在其中的一臂接移相器，通過快速改變該臂反射相位，以改變和另一臂功率合成時候到兩個輸出口的分配比，來調節輸入到加速管的功率。但該方法工作在全反射的純駐波狀態，功率容量受到限制，且對環流器要求非常高。另外，利用這種方法，只能實現比功率源功率小的輸出。

實用新型內容

實用新型的目的是實現一種能提供兩檔以上能量輸出的電子直線加速器系統，輸出不同電子束能量可以快速切換。

在本實用新型的一個方面，提出了一種電子直線加速器系統，包括：第一功率分配器，具有第一端口、第二端口和第三端口，其中向所述第一端口饋入微波，從所述第二端口和所述第三端口輸出幅度相同且相位相同的第一微波束和第二微波束；第一功率混合器，具有對稱的第一端口和第二端口和對稱的第三端口和第四端口，所述第一功率混合器的第二端口耦接所述第一功率分配器的第三端口；第二功率混合器，具有對稱的第一端口和第二端口和對稱的第三端口和第四端口，所述第二功率混合器的第四端口耦接所述第一功率混合器的第四端口；第二功率分配器，具有第一端口、第二端口和第三端口，所述第二功率分配器的第三端口耦接所述第二功率混合器的第二端口，微波從所述第二功率分配器的第二端口和第三端口輸入，從所述第二功率分配器的第一端口輸出；加速管，具有接收電子束的電子束輸入端口和耦接到所述第二功率分配器的第一端口的微波饋入端口，所述微波饋入端口輸入的微波對電子束進行加速；其中，所述電子直線加速器系統還包括：第一移相器，設置在所述第一功率分配器的第二端口和所述第一功率混合器的第一端口之間；第二移相器，設置在所述第二功率混合器的第一端口和所述第二功率分配器的第二端口之間；功率調節器，設置在所述第一功率混合器的第三端口和所述第二功率混合器的第三端口之間；其中，所述第一移相器和所述第二移相器同步改變相移量，并且以預定的頻率在相移量0度和相移量180度之間切換，在相移量0度情況下所述電子直線加速器系統工作在第一狀態，在相移量180度情況下所述電子直線加速器系統工作在第二狀態。

根據一些實施例，所述功率調節器具體為將微波脈沖長度減小峰值功率增加的脈沖壓縮器、或者增大微波脈沖的功率的放大器。

根據一些實施例，所述功率調節器具體為減小微波脈沖的功率的衰減器或功分器。

根據一些實施例，在第一狀態下，微波從所述第一功率混合器的第三端口輸出，經過所述功率調節器調節功率后從所述第二功率混合器的第三端口輸入，從第一端口和第二端口輸出兩個同相信號，分別輸入到所述第二功率分配器的第二端口和第三端口，在所述第二功率分配器的第一端口輸出合成的微波。

根據一些實施例，在第二狀態下，微波從所述第一功率混合器的第四端口輸出，進入所述第二功率混合器的第四端口，從第一端口和第二端口輸出兩個反相信號，經過第二可變移相器移相后，變成兩個同相的信號，分別輸入到所述第二功率分配器的第二端口和第三端口，在所述第二功率分配器的第一端口輸出合成的微波。