一种同步加速器高频系统及其频率及腔压调控方法技术方案

本发明专利技术涉及一种同步加速器高频系统及其频率及腔压调控方法，其中，所述系统包括：一全固态放大器；一采用软磁合金材料加载的同轴谐振腔；以及一低电平控制器，其包括：一时钟网络模块；一模数转换器；一数字处理器；一数模转换模块；以及一信号合成模块。本发明专利技术根据预设的参考频率信息对提供给全固态放大器的合成信号的频率进行调节，并且根据预设的腔压参考幅度相位信息以及同轴谐振腔内的腔压实际幅度相位信息(该信息加载在同轴谐振腔输出的射频信号内)对提供给全固态放大器的合成信号的幅度相位进行反馈调节，由此实现对同轴谐振腔的频率和腔压的快速、精确的连续调控，从而实现对质子的加速控制，由此满足不同症状对质子速度的不同需求。

【技术实现步骤摘要】
一种同步加速器高频系统及其频率及腔压调控方法
本专利技术涉及质子型同步加速器，尤其涉及一种同步加速器高频系统及其频率及腔压调控方法。
技术介绍
中国进入二十一世纪以来，随着社会经济的迅速发展和人民生活质量的大幅提高，同时我国的医疗卫生条件也得到了进一步改善。然而，癌症已逐渐成为威胁人类生命健康的第一要素，特别是在发展中国家，比如中国，其发病率逐年提升。其中，2012年中国新增307万癌症患者且造成约220万人死亡，分别占全球癌症患者总量的21.9％和26.8％，死亡率达到71.66％。随着新技术、新方法和新设备的不断应用，人们正在不断探索新的技术来精准和高效地对付癌症。对付癌症的主要方法是以外科手术、放射性治疗以及化学治疗为主，但是这些方法具有严重的副作用和治疗效果不佳等情况。质子治疗装置治疗癌症具有以下优点：1、定位更精确；2、正常组织受损更小；3、治疗适应症更广；4、治疗效果更佳；5、并发症少等。当前日本和欧美等国家都拥有多家自己的质子治疗装置，而国内早年建设的万杰质子治疗中心和北京质子治疗中心，因全盘引进，存在后续维护困难和经济性能差等缺点都暂停营业。目前，国内质子同步加速器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步加速器高频系统，其特征在于，该系统包括：一全固态放大器，其将一合成信号放大，并产生高频功率信号；一采用软磁合金材料加载的同轴谐振腔，其接收并根据所述高频功率信号，产生一射频信号；以及一低电平控制器，其包括：一时钟网络模块，其根据一基准信号以及一频率反馈信号，提供ADC采样时钟信号、FPGA工作时钟信号以及DAC还原时钟信号；一模数转换器，其接收并根据所述ADC采样时钟信号，将所述射频信号转换成数字信号；一数字处理器，其接收所述FPGA工作时钟信号，并且一方面根据一扫频触发信号以及预设的参考频率信息，提供所述频率反馈信号，另一方面根据预设的腔压参考幅度相位信息，对所述数字信号进行逻辑...

【技术特征摘要】
1.一种同步加速器高频系统，其特征在于，该系统包括：一全固态放大器，其将一合成信号放大，并产生高频功率信号；一采用软磁合金材料加载的同轴谐振腔，其接收并根据所述高频功率信号，产生一射频信号；以及一低电平控制器，其包括：一时钟网络模块，其根据一基准信号以及一频率反馈信号，提供ADC采样时钟信号、FPGA工作时钟信号以及DAC还原时钟信号；一模数转换器，其接收并根据所述ADC采样时钟信号，将所述射频信号转换成数字信号；一数字处理器，其接收所述FPGA工作时钟信号，并且一方面根据一扫频触发信号以及预设的参考频率信息，提供所述频率反馈信号，另一方面根据预设的腔压参考幅度相位信息，对所述数字信号进行逻辑运算处理，以获得基频数字序列、二倍频数字序列和三倍频数字序列；一数模转换模块，其接收并根据所述DAC还原时钟信号，将所述基频数字序列、二倍频数字序列和三倍频数字序列分别转换成基频信号、二倍频信号和三倍频信号；以及一信号合成模块，其将所述基频信号、二倍频信号和三倍频信号合成后产生所述合成信号。2.根据权利要求1所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述全固态放大器包括：一前级放大器，其输入端与所述低电平控制器的输出端连接；分别连接在所述前级放大器的输出端的第一功率分配器和第二功率分配器；多个功放盒，其分为两组，且每组中所述功放盒的数量至少为2个，其中一组中各个所述功放盒的输入端分别与所述第一功率分配器的多个输出端连接，另一组中各个所述功放盒的输入端分别与第二功率分配器的多个输出端连接；第一功率合成器，其多个输入端分别与一组中各个所述功放盒的输出端连接；第二功率合成器，其多个输入端分别与另一组中各个所述功放盒的输出端连接；第三功率分配器，其两个输入端分别与所述第一功率合成器以及第二功率合成器的输出端连接，其多个输出端与所述同轴谐振腔的输入端连接。3.根据权利要求2所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述功放盒的数量为8个，且每4个所述功放盒分为一组；所述第一功率分配器和第二功率分配器均为四分配器；所述第三功率分配器为二分配器，并将输入的每路信号分配为两路相位相反的信号。4.根据权利要求1所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述同轴谐振腔为采用软磁合金材料加载的单间隙、宽带不调谐的线型高频腔。5.根据权利要求1所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述时钟网络模块包括：一直接数字合成单元，其接收并根据所述基准信号以及频率反馈信号，产生一扫频信号；以及一时钟分配单元，其接收并对所述扫频信号进行分配，以产生所述ADC采样时钟信号、FPGA工作时钟信号和DAC还原时钟信号。6.根据权利要求1所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述数字处理器配置为：根据所述扫频触发信号，按顺序读取含有所述参考频率信息的频率调谐字，并根据读取到的所述频率调谐字，向所述时钟网络模块提供所述频率反馈信号。7.根据权利要求1所述的同步加速器高频系统，其特征在于，所述数字处理器包括：一数据读取模块，其读取所述腔压参考幅度相位信息；一信号采集模块，其读入所述数字信号，且该数字信号中含有所述同轴谐振腔内的腔压实际幅度相位信息；一对比模块，其将所述腔压参考幅度相位信息与腔压实际幅度相位信息对比，并获得基频差值、二倍频差值和三倍频差值；第一逻辑控制运算模块，其对所述基频差值进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文志，赵玉彬，赵申杰，郑湘，徐凯，张志刚，常强，赵振堂，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31