可配置的线性加速器频率控制系统和方法技术方案

本公开的实施例涉及可配置的线性加速器频率控制系统和方法。一些实施例包括一种系统，所述系统包括：粒子电源，所述粒子电源被配置为生成粒子电力信号；以及射频(RF)电源，所述射频电源被配置为生成RF电力信号；其中所述RF电力信号的时序不同于所述粒子电力信号的时序。时序。时序。

【技术实现步骤摘要】
可配置的线性加速器频率控制系统和方法
[0001]本申请是国际申请日为2019年5月17日、国际申请号PCT/US2019/032869、于2021年1月15日进入中国国家阶段、中国国家申请号201980047773.6、专利技术名称为“可配置的线性加速器触发分配系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。

技术介绍

[0002]本公开涉及可配置的线性加速器，以及用于可配置的线性加速器的触发分配系统和频率控制系统。
[0003]在诸如复杂的医疗系统、安全检查系统、通信系统和雷达系统等系统中使用线性加速器。线性加速器可以用作生成x射线或者放大射频(RF)或微波电磁信号的系统的一部分。一些线性加速器通过使供应给粒子源的电力和供应给RF源的电力脉动而生成加速粒子的脉冲。一些线性加速器具有供应给粒子源的电力和供应给RF源的电力的固定电平和时序，从而固定脉冲的能量和剂量率(例如，时序和振幅)。其他线性加速器可在两种或更多种工厂限定的模式之间切换，其中每种模式具有相关联的供应给粒子源的电力和供应给RF源的电力。所供应的电力的时序对于每种模式都相同。另外，所述模式是基于预先限定的图案而切换，从而在两种模式之间交替。
附图说明
[0004]图1A
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图1C是根据一些实施例的可配置的线性加速器的框图。
[0005]图1D是根据一些实施例的可配置的系统的框图。
[0006]图2A
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图2H是根据一些实施例的说明可配置的线性加速器中的各种信号的时序图。
[0007]图3Ar/>‑
图3C是根据一些实施例的可配置的线性加速器中的触发分配系统的框图。
[0008]图4A
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图4B是根据一些实施例的可配置的线性加速器中的触发分配系统中的信号的时序图。
[0009]图5A
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图5D是根据一些实施例的可配置的线性加速器中的触发分配系统的输入电路和输出电路的框图。
[0010]图6A
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图6B是根据一些实施例的说明操作可配置的线性加速器的技术的流程图。
[0011]图7A
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图7B是根据一些实施例的说明在可配置的线性加速器中分配触发的技术的流程图。
[0012]图8A和图8B是根据一些实施例的可配置的线性加速器中的频率控制系统的框图。
[0013]图8C是根据一些实施例的频率控制系统的框图。
[0014]图9是根据一些实施例的说明调整可配置的线性加速器的RF源的频率的技术的流程图。
[0015]图10是根据一些实施例的2D x射线成像系统的框图。
具体实施方式
[0016]线性加速器通常使用被配置为生成粒子束的粒子源，诸如电子源。所述粒子束被引导通过加速器结构。所述加速器结构是使用输入的RF信号将粒子束中的粒子加速的谐振结构。通过使粒子源脉动以生成被引导向所述加速器结构的粒子的脉冲而生成所述被加速的粒子束。RF信号将所述粒子加速以生成被加速的粒子束。如将在下文更详细地描述，可在操作期间独立地控制粒子源和RF源。另外，将在下文更详细地描述粒子源和RF源的时序和/或RF源的频率控制。
[0017]图1A
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图1C是根据一些实施例的可配置的线性加速器的框图。参看图1A，线性加速器系统(或系统或基于加速器的系统)100a包括粒子源102、加速器结构104和RF源108。加速器结构104和粒子源102可设置在诸如真空外壳、真空管等外壳101内。
[0018]粒子源102是被配置为响应于粒子电力信号而生成粒子束114的装置或系统。例如，粒子源102可以是电子枪、离子源或被配置为生成带电粒子束的其他装置。粒子源102被配置为响应于粒子电力信号118而生成粒子束114。在示例中，粒子源102可以是二极管电子枪，所述二极管电子枪具有两个单独的电势，包括耦合到第一电压的阴极和聚焦电极和耦合到第二电压的阳极。在另一示例中，粒子源102可以是三极管电子枪，所述三极管电子枪具有三个单独的电势，包括耦合到第一电压的阴极和聚焦电极、耦合到第二电压的阳极、以及典型在所述阴极的表面上方的控制栅，所述控制栅耦合到在第一电压与第二电压之间的第三电压。
[0019]粒子电力信号118是致使粒子源102生成粒子束114的信号。例如，在一些实施例中，粒子电力信号118包括高电压脉冲，诸如具有3千伏(kV)到39kV的振幅的脉冲。所述高电压脉冲可具有约2微秒
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5微秒(μs)的脉冲宽度；然而，在其他实施例中，所述脉冲宽度可不同。
[0020]粒子电源106是被配置为生成粒子电力信号118的装置或系统。粒子电源106包括脉冲生成电路，所述脉冲生成电路包括用以控制粒子电力信号118中的脉冲的振幅、延迟和脉冲宽度中的至少一者的电路。例如，粒子电源106可包括高电压电力供应器、固态或其他高电压/高电流开关、变压器网络、电感器
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电容器(LC)或谐振脉冲整形网络、一个或多个能量存储装置诸如电容器、电感器等。粒子电源106还可包括将在下文描述的控制逻辑。
[0021]在一些实施例中，粒子电源106被配置为改变粒子电力信号118的脉冲的生成，使得当前脉冲具有与前一脉冲的振幅、延迟和脉冲宽度不同的振幅、延迟和脉冲宽度中的一者或多者。也就是说，不同脉冲的脉冲特性可变化。在一些实施例中，粒子电源106被配置为生成具有离散数目个参数的脉冲。例如，对脉冲的振幅的选择可以是可从两个或更多个振幅的有限集中选择的。然而，在其他实施例中，所述选择可以是连续的、可通过模拟或数字设置变化、以相对小的数字步长基本上连续的等。虽然振幅已经用作可通过离散和连续的方式改变的参数的示例，但在其他实施例中，可通过类似的方式改变其他参数。
[0022]在一些实施例中，粒子电力信号118可以不是提供电力以生成粒子束114而是调制粒子源102的信号。例如，粒子电力信号118可以是控制信号，诸如三极管电子枪的栅电压信号。在此示例中，粒子源102可包括被配置为提供高电压阴极电压的恒定高电压源(未绘示)的连接部。粒子电力信号118提供对粒子束114的调制。
[0023]RF源108是被配置为响应于RF电力信号122而生成RF信号120的装置或系统。例如，
RF源108可以是磁控管、耦合到速调管RF放大器的低功率RF源、或能够生成在L、S、C、X或其他频带中的微波RF信号作为RF信号120的其他RF源108。微波是波长范围在一米(1m)到一毫米(1mm)并且频率在300兆赫(MHz；1m)与300吉赫兹(GHz；1mm)之间的一种形式的电磁辐射，所述频率可包括超高频率(UHF；300MHz到3GHz)、特高频率(SHF；3到30GHz)以及极高频率(EHF；毫米波；30GHz到300GHz)。在电磁能量的频率范围是约1GHz到100GHz的情况下，可进一步在频带方面将微波频谱分类：诸如L(1GHz
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2GHz)、S(2GHz
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，所述系统包括：RF源，所述RF源被配置为生成RF信号；RF频率控制电路，所述RF频率控制电路耦合到所述RF源并且被配置为调整所述RF信号的频率；加速器结构，所述加速器结构被配置为响应于所述RF信号而将粒子束加速；以及控制逻辑，所述控制逻辑被配置为：随时间接收针对所述RF源的多个设置；维持设置的历史，所述设置的历史包括所述RF源的所述多个设置中的若干最近的设置；响应于所述多个设置而调整所述RF信号；以及响应于所述历史中来自不同时间的所述最近的设置中的至少两个最近的设置的组合而调整所述RF频率控制电路的当前设定点；其中所述多个设置是所述RF源的能量水平设置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为，针对所述最近的设置中的每个最近的设置，使用针对所述RF源的默认设置来初始化所述设置的历史中的所述最近的设置。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为：将所述历史中的所述设置分类为能量水平类别；选择所述能量水平类别中的具有最大数目个设置的类别；以及响应于与所选择的类别相关联的能量水平而调整所述RF频率控制电路的所述当前设定点。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为：将与所述历史中的所述设置相关联的能量水平组合成组合的能量水平；以及响应于所述组合的能量水平而调整所述RF频率控制电路的所述当前设定点。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为：使用相对于能量水平增加的权重将与所述历史中的所述设置相关联的能量水平组合成组合的能量水平；以及响应于所述组合的能量水平而调整所述RF频率控制电路的所述当前设定点。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述历史跨越小于或等于0.2秒的时间。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为：接收即将到来的RF脉冲的能量水平的指示；以及向所述历史添加所述能量水平的所述指示。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑被配置为：接收所述RF信号的即将到来的RF脉冲的脉冲时序的指示；以及基于所述脉冲时序的所述指示而改变所述RF频率控制电路中的一个或多个反馈RF信号的采样时序。9.一种方法，所述方法包括：随时间响应于RF源的多个能量水平设置而操作所述RF源以生成R...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：万睿视影像有限公司，
类型：发明
国别省市：