[發明專利]一種真空密封射頻功率同軸傳輸線彎頭

在審

• 申請號: 202011536819.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112636059A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 邢建升;紀彬
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H01R13/502
• 分類號: H01R13/502;H01R13/623;H01R13/658;H01R31/06
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 卓凡

本發明公開了一種真空密封射頻功率同軸傳輸線彎頭，屬于粒子加速器技術和射頻技術領域。包括直角形外導體組焊件、與直角形外導體組焊件同軸布設的直角形內導體、布設在直角形外導體彎管和直角形內導體之間拐角處的直角絕緣支撐、分別布設在直角形外導體組焊件彎頭的每段圓柱形表面的真空密封組件；其特征在于：所述真空密封組件與直角絕緣支撐相結合，既能實現射頻功率同軸傳輸線彎頭內的真空密封、又能實現內外導體位置固定、以及內導體外表面與外導體彎管內表面的同心。本發明創新性強，對于漏磁場較強的超導加速器射頻功率耦合饋入裝置要求饋入窗遠離高漏磁場區域時特別適用，具備較好實際應用價值。

技術領域

本發明屬于粒子加速器技術和射頻技術領域，具體涉及一種真空密封的射頻功率同軸傳輸線彎頭。

背景技術

許多帶電粒子加速器或加速結構靠射頻電場對帶電粒子進行加速，從而提高帶電粒子的能量。

射頻電場一般由射頻發射機產生射頻功率，通過射頻功率同軸傳輸線傳輸到加速器位置，再通過射頻功率耦合饋入裝置將射頻功率饋送到加速器的射頻諧振腔體內，射頻功率在射頻諧振腔體內諧振并產生粒子加速用射頻電壓，也是帶電粒子加速射頻電場。射頻功率耦合饋入裝置具備射頻功率從傳輸線到射頻諧振腔體的耦合匹配功能，同時具有射頻功率從大氣進入真空的真空密封功能，真空密封功能一般由射頻功率耦合窗來實現大氣與真空的隔離，射頻功率可從射頻功率耦合窗穿過，實現射頻功率從大氣進入真空，粒子加速器所加速的帶電粒子都是在真空內運行。

射頻功率耦合窗如果處于磁場較大區域，耦合窗位置二次電子倍增效應會很明顯，導致耦合窗極易因二次電子倍增效應而損壞，所以此時較好的解決辦法是將射頻功率耦合窗遠離加速器主磁鐵一定距離，使之處于漏磁場較小區域，特別是對于超導加速器的超導磁鐵漏磁場更嚴重。但因空間限制等原因，射頻功率耦合窗與諧振腔體之間的射頻功率同軸傳輸線經常需要拐彎，此時拐彎位置射頻同軸傳輸線內部為真空狀態，需要一種具備真空密封功能和結構的射頻功率同軸傳輸線彎頭。

現有的射頻功率同軸傳輸線彎頭均不具有真空密封功能。原因在于射頻功率同軸傳輸線彎頭不單單要解決真空密封問題，還要解決內導體在受到垂直于導體軸線的強壓力或者強推力情況下，保持位置固定和內外導體同心問題。所述受到垂直于導體軸線的強壓力或者強推力，是指在拆裝射頻功率同軸傳輸線直角彎頭時，需要將與其連接的外部設備進行安裝或拆卸，為保證內導體與相鄰設備內導體射頻電連接可靠，兩者間插接件插拔力量較大。對于普通直線形射頻功率同軸傳輸線，當安裝或拆卸外部設備時，其安裝或拆卸的方向與該同軸傳輸線的內導體和外導體軸線方向一致，因而不會對內導體產生垂直于軸線方向的力進而損害拆卸位置另一端內導體與相鄰設備的連接。但對于直角彎頭形的射頻功率同軸傳輸線，其內導體和外導體形狀由直線變為直角，當安裝或拆卸直角彎頭兩端所連接的外部設備時，由于壓力或拉力很大才能將外部設備安裝或拆卸下來，所以其拆裝過程中所施加的軸向力就會對直角彎頭的另一段內導體產生垂直于軸線方向的沖擊力或拉力，使得內導體的位置發生錯位而造成設備損壞，所以，必須解決安裝或拆卸帶有直角彎頭的射頻功率同軸傳輸線時，內外導體位置固定、內外導體同軸、拆裝過程內導體承受垂直雙向較大軸向力、同時又能保證真空密封的問題。

現有技術并未公開同時實現內外導體間位置固定、內外導體同軸、內導體耐受垂直雙向較大軸向力、真空密封四者功能合一的射頻功率同軸傳輸線直角彎頭密封結構：現有技術公開的所有密封結構均為密封結構之間為直管而非彎管的密封結構，而基于直管的射頻功率同軸傳輸線密封結構并不適合本發明的需要；現有技術公開的帶有直角彎管的射頻功率同軸傳輸線，其內外導體之間的固定結構也僅限于內導體和直角支撐固定連接、以及外導體與直角支撐的固定連接(直角支撐位于外導體與內導體的直角之間)，但此固定連接方式不具備真空密封功能。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提出一種真空密封的射頻功率同軸傳輸線彎頭，目的在于解決現有射頻功率同軸傳輸線彎頭不能同時具有對外真空密封、位置牢固固定、內外導體同軸功能的問題。