[發明專利]非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法

有效

• 申請號: 201710238244.7
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106851959B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 楊京鶴;韓廣文;曾自強
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H7/22
• 分類號: H05H7/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于加速器領域。為解決現有非均勻盤荷波導加速結構調諧方法存在的加工和調諧工作量大等問題，本發明提供了一種非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法。該方法包括以下步驟：(一)組成腔鏈；(二)將兩活塞探針置入腔鏈；(三)測量2π/3模式的頻率，獲得一個修正參數；(四)對加速腔進行修正；(五)將修正好的加速腔裝回腔鏈；(六)測量2π/3模式的頻率，獲得另一個修正參數；(七)對另一加速腔進行修正；(八)以此類推，完成各加速腔的修正，完成調諧。本發明的調諧方法由于調諧過程中無需加工和使用模型腔，利用原有加速腔即可完成調諧，因此具有調諧工作量小，調諧效率高，操作簡單，節省材料和成本等優點。

技術領域

本發明屬于加速器領域，特別涉及非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法。

背景技術

所謂盤荷波導，即為在光滑的圓波導內周期性地放置帶孔的金屬圓盤膜片，這些圓盤膜片可以看成集中參量的電抗性元件，它們起著對波導結構加負荷的作用。當微波在這種具有皺折邊界的波導內傳播時，其相速度可以小于光速，因此可以通過調節盤荷波導的尺寸來控制微波在其內部通過的相速度。

在加速器的行波加速段，為了提高電子的俘獲效率，加速管的前端通常設有一段非均勻的盤荷波導加速結構，其各加速腔尺寸有所不同，該段通常被稱為聚束段。當加速器工作時，電子束從電子槍發射并進入加速管聚束段，經過一定的加速和相會聚后進入均勻的盤荷波導加速結構。均勻盤荷波導加速結構的每個加速腔尺寸相同，該段通常被稱為光速段。

實際上，電子束在加速管內的加速是由微波加速場驅動的，因此若要實現電子束的加速，就需要讓微波進入加速管內建立滿足要求的加速場。而微波能夠進入加速管內部建立加速場的前提條件則是微波與加速管腔體發生諧振，這就要求在加速管制作過程中對包括非均勻盤荷波導加速結構和均勻盤荷波導加速結構在內的盤荷波導加速結構進行調諧。

目前，對于盤荷波導的調諧主要采用活塞探針法(參見附圖1)。采用該方法對均勻盤荷波導加速結構進行調諧，其操作非常方便；但在調諧非均勻盤荷波導加速結構時，則必須加工若干模型腔，涉及的機械加工量很大，并且在非均勻盤荷波導加速結構的設計發生改變時，還需要重新加工模型腔，因此操作非常不便，耗時耗力。

例如，陳懷璧等針對于非均勻盤荷波導加速結構的調諧具體給出了一種模型腔加工方法(參見“9MeV行波電子直線加速器加速管微波測試及調整”，陳懷璧等，原子能科學技術，第34卷第2期，第136-141頁，2000年)，該方法如下：首先，用變分法計算非均勻盤荷波導加速結構17個非均勻腔的色散，確定2π/3模頻率為2856MHz時各腔對應的π/2模頻率；然后，根據得到的π/2模頻率加工模型腔，即對于每個非均勻腔，機加工4個與其等腔長D、等腔直徑Φ2b、等變膜片孔徑Φ2a的模型腔，使得調諧時非均勻腔所處邊界狀況與加速管中的實際邊界相同，最后，逐腔進行調諧。實踐證明，該方法確實存在加工和調諧工作量大，效率低等缺點，尤其是在非均勻腔鏈較長時；并且一旦改變非均勻腔鏈設計，就需要重新加工相應的模型腔，造成浪費。

發明內容

為解決現有非均勻盤荷波導加速結構調諧方法存在的加工和調諧工作量大等問題，本發明提供了一種非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法。該方法包括以下步驟：

(一)將待調諧的非均勻盤荷波導加速結構與已調諧好的均勻盤荷波導加速結構組成腔鏈；

(二)將兩活塞探針分別由所述腔鏈的兩端置入腔鏈內，并使兩活塞平面處于腔中心平面，且兩活塞探針之間間隔兩個相鄰的完整加速腔，所述兩個相鄰的完整加速腔分別為待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔和已調諧好的均勻盤荷波導加速結構的第一個加速腔；

(三)測量2π/3模式的頻率，根據該測量結果以及已調諧好的均勻盤荷波導加速結構的第一個加速腔的參數，獲得待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔的修正參數；

(四)根據步驟(三)所述修正參數對待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔進行修正；