[發明專利]微波功率調節裝置、包括其的加速器及其調節方法

在審

• 申請號: 202011613231.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112911785A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 查皓;王平
• 申請（專利權）人: 湖南華創醫療科技有限公司;查皓
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發明提供一種微波功率調節裝置，包括環流器和功率調節器，其中所述環流器配置為接收微波并將所述微波輸出到所述功率調節器，并吸收從所述功率調節器返回的微波；所述功率調節器與所述環流器耦接，配置為可調節從所述功率調節器輸出的微波的功率與輸入所述功率調節器的微波的功率之間的比例。通過本發明的實施例可實現功率的連續可調，將其應用于加速器中，可實現加速器輸出射線能量的連續可調，適用于不同的應用場景。而且在達到相同功能的前提下，體積更小，更利于整機合成。

技術領域

本發明涉及微波相關領域，尤其涉及一種微波功率調節裝置和包括其的加速器，以及通過其調節功率的方法。

背景技術

隨著科技的發展，電子直線加速器廣泛應用于醫療、輻照、安檢、無損檢測和科研領域。不同的應用場景對于加速器的功率需求也是不同的，如無損檢測加速器也要根據不同工件的厚度選擇相應的功率檔位的射線進行拍照；醫用加速器要根據不同部位不同腫瘤選擇不同功率的射線進行治療。如果加速管的功率可調，其應用會非常靈活，功率可調加速管有很重要的實用價值。

目前調整直線電子加速器功率的方法有以下幾種：

第一種是調節脈沖調制器的電壓，從而改變功率源的輸出功率，從而實現調整加速器功率的目的。這種方法的缺點是功率調節范圍小，尤其是使用磁控管作為輸入功率源的時候。

第二種是使用能量開關，利用能量開關失諧位于其后的加速腔，從而降低加速管輸出射線的能量，這種方法的缺點是加速器用加速管工藝相對復雜，造價較高且功率只有相應的幾檔開關可調，無法連續調整。

第三種實現功率可調的方式是采用兩段加速管，功率調節通過調整第二段加速管的功率和相位實現。這種方式的微波系統非常復雜，兩段加速管的調諧難度也很大。

第四種常用的方式是通過改變束流負載調節加速管的功率，增加束流的流強，加速管的負載變大，功率會降低。這種方式有很多的應用，但為了較大范圍的改變電子能量，加速管的流強有很大的改變，這對于束流大小有要求的應用有較大的限制。

通過改變加速管的功率實現加速管能量可調是也是一種方法，最直接的方式就是在加速管和功率源之間安裝一個高功率衰減器，實際上也有這樣的應用。一般而言，高功率衰減器結構較為復雜，需要有獨立的水路將衰減的微波的功率帶走。

一個高功率衰減器的例子如圖1a所示，其采用三個3dB耦合器，中間的3dB耦合器連接兩個可調短路面，如圖1b所示，起到移相器的作用，另外兩個3dB耦合器分別起功率分配和功率合成的功能。3dB耦合器可以對兩路微波進行合成，合成的功率輸出與兩路微波的相位有關。通過相位的控制，可以實現一個輸出端的功率可調，另一端接吸收負載，從而起到功率衰減的作用。其缺點為體積臃腫，不利于整機設計，且造價較高。

背景技術部分的內容僅僅是公開人所知曉的技術，并不當然代表本領域的現有技術。

發明內容

有鑒于現有技術的至少一個缺陷，本發明提供一種微波功率調節裝置，將本發明的一個實施例應用于加速器整機系統中，可實現加速管輸入功率連續可調，配合加速管本身的設計，達到加速器輸出射線能量的連續可調，適用于不同的應用場景。而且在達到相同功能的前提下，體積更小，更利于整機合成。

本發明提供一種微波功率調節裝置，包括環流器和功率調節器，其中所述環流器配置為接收微波并將所述微波輸出到所述功率調節器，并吸收從所述功率調節器返回的微波；所述功率調節器與所述環流器耦接，配置為可調節從所述功率調節器輸出的微波的功率與輸入所述功率調節器的微波的功率之間的比例。

根據本發明的一個方面，其中所述環流器為三端環流器，包括第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口配置為接收微波；第二端口與所述功率調節器耦接，配置為輸出微波；第三端口與吸收負載耦接，配置為吸收從所述功率調節器返回的微波。