一种粒子加速器馈入隔离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种粒子加速器馈入隔离装置及方法包括：馈管；所述馈管包括：外馈组，包括外馈线；内馈组，包括两段相互对接的内馈线，分别为内馈一，以及与内馈一对接的内馈二；隔离层，设置在两段相互对接的内馈线之间；止档结构，设置在两段相互对接的内馈线对接处，包括一绝缘挡环。本发明专利技术通过在内馈一，以及与内馈一对接的内馈二之间设计隔离层，实现功率源侧和加速腔侧馈管内芯的直流隔断，进而避免耦合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种粒子加速器馈入隔离装置及方法


[0001]本专利技术涉粒子加速器馈入隔离领域，具体是一种粒子加速器馈入隔离装置及方法。

技术介绍

[0002]电磁场加速器采用交变电磁场来加速带电粒子。交变电磁场可以是磁感应场或者交变射频场。
[0003]高频加速技术可以用于实现回旋加速器、同步回旋加速器、直线加速器等多种形式的加速器设备。
[0004]而输出窗上的二次电子倍增效应是指在真空中的一些游离电子或窗片在高频场强下形成场发射的电子，这些电子在高频场的加速下轰击到窗片上，由于窗片的二次电子发射，就会打出比一次电子多倍的二次电子，打出的二次电子又吸收高频场的能量，运动轨迹发生弯曲，又回来轰击到窗片上，打出更多的二次电子，由此形成恶性循环。
[0005]电子的轰击还会使耦合窗释放出大量的气体，造成了加速腔内部真空状况的恶化，增加了弧光放电的可能性，给高频馈入形成很大的反射信号。
[0006]电子轰击到窗上的能量以动能和热能的方式释放消耗，会造成耦合窗局部温度的急剧增高并产生辉光，这个可能会导致耦合窗的损坏；
[0007]针对耦合器的二次电子倍增，可以考虑很多的抑制方法。
[0008]其中一种是采用偏置电压抑制二次电子的方法。
[0009]通过在耦合器内外导体之间增加偏置电压，来抑制二次电子的发射。
[0010]然而耦合器和馈管之间的连接关系是直接连接的。
[0011]通过耦合器来隔绝腔体真空和外部的大气环境。
[0012]这种直接连接关系带来了耦合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。

技术实现思路

[0013]专利技术目的：提供一种粒子加速器馈入隔离装置及方法，以解决现有技术存在的上述问题。
[0014]技术方案：一种粒子加速器馈入隔离装置，包括：
[0015]馈管；
[0016]其特征在于，所述馈管包括：
[0017]外馈组，包括外馈线；
[0018]内馈组，包括两段相互对接的内馈线，分别为内馈一，以及与内馈一对接的内馈二；
[0019]隔离层，设置在两段相互对接的内馈线之间；
[0020]止档结构，设置在两段相互对接的内馈线对接处，包括一绝缘挡环。
[0021]本专利技术通过在内馈一，以及与内馈一对接的内馈二之间设计隔离层，实现功率源
侧和加速腔侧馈管内芯的直流隔断，进而避免耦合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。
[0022]在进一步实施例中，所述内馈二连接高电压偏置电路。
[0023]在进一步实施例中，所述隔离层采用聚酰亚胺薄膜组成。
[0024]在进一步实施例中，所述内馈一和内馈二的端部均设有馈线支撑法兰。
[0025]一种粒子加速器馈入隔离方法，包括：
[0026]采用外带高电压偏置电路的同轴馈入的方式实现功率源和腔体之间的电气连接；
[0027]采用双内馈套接内部包裹高隔离度绝缘材料的方式实现功率源侧和加速腔侧的直流隔断；典型的高绝缘度材料可以是聚酰亚胺；
[0028]根据电压的大小和绝缘距离的要求，设计绝缘材料的长度和厚度；
[0029]选取紧密卷绕的方式实现绝缘材料和内馈一、内馈二之间的紧密连接，并实现直流隔离。
[0030]对于内馈一和内馈二之间的端头，设计一种适合高频电场，损耗小的材料来实现内馈一和内馈二的端头固定；
[0031]由此实现加速器腔体和功率源之间的可靠微波连接和可靠高压隔离结构。
[0032]有益效果：本专利技术公开了一种粒子加速器馈入隔离装置及方法，本专利技术通过在内馈一，以及与内馈一对接的内馈二之间设计隔离层，实现功率源侧和加速腔侧馈管内芯的直流隔断，进而避免耦合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。
附图说明
[0033]图1是本专利技术的结构示意图。
[0034]图2是本专利技术的馈入隔离装置结构示意图。
[0035]图3是本专利技术的馈入隔离装置局部放大示意图。
[0036]图4是本专利技术的馈入隔离装置典型实例图。
[0037]图5是高频馈入系统的原理示意。
[0038]图6是标准馈管示意图。
具体实施方式
[0039]本申请涉及一种粒子加速器馈入隔离装置及方法，下面通过具体实施方式进行详细解释。
[0040]输出窗上的二次电子倍增效应是指在真空中的一些游离电子或窗片在高频场强下形成场发射的电子，这些电子在高频场的加速下轰击到窗片上，由于窗片的二次电子发射，就会打出比一次电子多倍的二次电子，打出的二次电子又吸收高频场的能量，运动轨迹发生弯曲，又回来轰击到窗片上，打出更多的二次电子，由此形成恶性循环。
[0041]电子的轰击还会使耦合窗释放出大量的气体，造成了加速腔内部真空状况的恶化，增加了弧光放电的可能性，给高频馈入形成很大的反射信号。电子轰击到窗上的能量以动能和热能的方式释放消耗，会造成耦合窗局部温度的急剧增高并产生辉光。这个可能会导致耦合窗的损坏。
[0042]现代加速器的高频馈入功率通常较高，为高功率耦合器，耦合器主要由陶瓷窗、内
外导体及耦合环组成。
[0043]采用同轴馈管来实现从功率源到加速腔体耦合器之间的功率传输。典型的同轴馈管尺寸包括1
‑
7/8，3
‑
1/8，4
‑
1/2，6
‑
1/8等等)
[0044]针对耦合器的二次电子倍增，可以考虑很多的抑制方法。
[0045]其中一种是采用偏置电压抑制二次电子的方法。
[0046]通过在耦合器内外导体之间增加偏置电压，来抑制二次电子的发射。
[0047]耦合器和馈管之间的连接关系是直接连接的。
[0048]通过耦合器来隔绝腔体真空和外部的大气环境。
[0049]这种直接连接关系带来了耦合器的偏置电压会引入功率源馈管内芯的问题。
[0050]一般来讲，功率源的输出为同轴接口形式，采用同轴馈管来实现(也可以采用波导方式来实现功率传输)。
[0051]普通同轴馈管采用内馈和外馈组合的方式实现相应阻抗的射频信号的传输。
[0052]馈管的尺寸和所传输的射频信号功率的大小有关。
[0053]我们设计了一种高频馈入隔离方法，用于实现带偏置电压隔离的功率耦合馈入的功能。
[0054]采用外带高电压偏置电路的同轴馈入的方式实现功率源和腔体之间的电气连接；
[0055]采用双内馈套接内部包裹高隔离度绝缘材料的方式实现功率源侧和加速腔侧的直流隔断；典型的高绝缘度材料可以是聚酰亚胺；
[0056]根据电压的大小和绝缘距离的要求，设计绝缘材料的长度和厚度；
[0057]选取紧密卷绕的方式实现绝缘材料和内馈一、内馈二之间的紧密连接，并实现直流隔离。
[0058]对于内馈一和内馈二之间的端头，设计一种适合高频电场，损耗小的材料来实现内馈一和内馈二的端头固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒子加速器馈入隔离装置，包括：馈管；其特征在于，所述馈管包括：外馈组，包括外馈线；内馈组，包括两段相互对接的内馈线，分别为内馈一，以及与内馈一对接的内馈二；隔离层，设置在两段相互对接的内馈线之间；止挡结构，设置在两段相互对接的内馈线对接处。2.根据权利要求1所述的一种粒子加速器馈入隔离装置，其特征是：所述内馈二连接高电压偏置电路。3.根据权利要求1所述的一种粒子加速器馈入隔离装置，其特征是：所述隔离层采用聚酰亚胺薄膜组成。4.根据权利要求1所述的一种粒子加速器馈入隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志宇，付浩然，蔡晓葳，卢晓通，赵夏青，刘学锋，雷钰，冯雨，
申请(专利权)人：国电投核力电科无锡技术有限公司，
类型：发明
国别省市：