一种X波段轻量化加速器自动频率控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种X波段轻量化加速器自动频率控制系统，包括依次连接的衰减器、鉴相器、前置放大电路、伺服放大电路以及执行机构，前置放大电路连接STM32单片机和FPGA芯片；加速器微波系统的入射波和反射波经衰减器送入鉴相器，将微波信号转换为微波包络信号进行相位差的比较，再经过前置放大电路和伺服放大电路进行放大，进而驱动执行机构改变磁控管调谐机构的位置，调整磁控管的输出频率；STM32单片机用于采集位置和误差两个模拟量信号，进行显示和限位保护；FPGA芯片用于系统采样位置的精确时序调整。本发明专利技术能够实现关键参数的数字化采集和存储，对磁控管伺服机构的限位保护以及AFC采样脉冲时序的精确调节。AFC采样脉冲时序的精确调节。AFC采样脉冲时序的精确调节。

【技术实现步骤摘要】
一种X波段轻量化加速器自动频率控制系统


[0001]本专利技术涉及加速器自动频率控制
，特别是涉及一种X波段轻量化加速器自动频率控制系统。

技术介绍

[0002]传统的S波段电子直线加速器在无损探伤领域占据重要地位，该类型加速器体积和重量大，电气结构复杂。而X波段轻量化加速器重量仅为S波段的十分之一左右，主要器件尺寸在1米以内，适用于不便运输、空间狭小的新型探伤领域，应用前景广阔。
[0003]X波段加速管的中心频率为9.3GHz，其工作频带很窄。加速管和磁控管的谐振频率一致时，磁控管的微波功率可被加速管完全吸收，剂量率最大。而在加速器产生X射线过程中，二者的谐振频率都会随着自身的频率漂移和环境因素(温度或湿度)而变化。由于磁控管的频率稳定性差，频率变化远大于加速管，使其频率偏离加速管的谐振频率。因此需要实时跟踪调节磁控管的输出频率，使之与加速管的谐振频率保持一致。
[0004]自动频率控制(AFC)采用锁相调频技术，将来自磁控管的入射波和来自加速管谐振腔的反射波经衰减器送入鉴相器，将微波信号转换为微波包络脉冲信号进行相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X波段轻量化加速器自动频率控制系统，其特征在于，包括：依次连接的衰减器、鉴相器、前置放大电路、伺服放大电路以及执行机构，所述前置放大电路连接STM32单片机和FPGA芯片；加速器微波系统的入射波和反射波经衰减器送入鉴相器，将微波信号转换为微波包络信号进行相位差的比较，再经过前置放大电路和伺服放大电路进行放大，进而驱动执行机构改变磁控管调谐机构的位置，调整磁控管的输出频率；所述STM32单片机用于采集自动频率控制系统的位置和误差两个模拟量信号，用于显示和限位保护；所述FPGA芯片用于自动频率控制系统采样位置的精确时序调整。2.根据权利要求1所述的X波段轻量化加速器自动频率控制系统，其特征在于，所述前置放大电路接收所述鉴相器输出的两路误差信号，通过前置放大电路进行放大，然后求差，差值信号送入高速采样保持电路后输出一个稳定的直流电压信号，该直流电压信号再由前置放大电路进行放大送入伺服放大电路。3.根据权利要求2所述的X波段轻量化加速器自动频率控制系统，其特征在于，所述伺服放大电路接收前置放大电路送来的误差信号，进而驱动伺服电机正反转，带动磁控管调谐机构转动，改变磁控管调谐机构的位置，改变磁控管调谐机构输出微波的频率，使输出微波的频率和加速管的频率保持一致。4.根据权利要求1所述的X波段轻量化加速器自动频率控制系统，其特征在于，所述衰减器采用固定式衰减器，根据系统对入射波、反射波衰减量的要求组合使用。5.根据权利要求1所述的X波段轻量化加速器自动频率控制系统，其特征在于，所述鉴相器的中心频率为9.3GHz，两个输入口连接经衰减器衰减后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹政，王非，范林霞，贾恩明，李学先，郭姝，吴晓洁，徐赞京，陈岩，江海，侯静，刘赞，
申请(专利权)人：北京机械工业自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：