射频源、直线加速器系统和用于运行射频源的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于直线加速器系统的射频源、一种直线加速器系统、一种用于运行射频源的方法和一种所属的计算机程序产品。根据本发明专利技术的用于直线加速器系统的射频源具有：用于生成微波的微波发生器；调节单元；以及环形器，所述环形器具有用于通过根据磁场影响所述微波的相位来将所述微波发生器相对于背散射的微波隔离的铁氧体，其特征在于，所述环形器具有电相位稳定元件，其中所述调节单元构成用于接收描述所述环形器的磁导率的测量变量，并且用于设定对所述电相位稳定元件的电流和/或电压，以用于根据所接收的测量变量影响所述磁场，使得所生成的微波与所述背散射的微波之间的幅值差最大。的幅值差最大。的幅值差最大。

【技术实现步骤摘要】
射频源、直线加速器系统和用于运行射频源的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于直线加速器系统的射频源、一种直线加速器系统、一种用于运行射频源的方法和一种所属的计算机程序产品。

技术介绍

[0002]射频源通常用于提供射频微波，所述射频微波例如用于在常规直线加速器系统中加速带电粒子、尤其电子。用于直线加速器的这种射频源例如由DE 10 2012 209 185 A1已知。
[0003]直线加速器系统根据应用的类型提供高能带电粒子或MeV光子、尤其MeV X射线辐射，其中所述MeV光子典型地通过在直线加速器单元中带电粒子与靶的相互作用产生。例如，直线加速器系统使用在海关检查和/或材料检查中。原则上，在放疗和/或医学成像中的使用是可设想和已知的。
[0004]这种直线加速器系统典型地包括三个主部件中的两个主部件，所述主部件以传统的方式在设备中共同作用。第一主部件是直线加速器单元。另一主部件是供应模块，所述供应模块设立用于提供和/或开环控制和/或闭环控制对于(其他)主部件所需的电压和/或电流，并且例如包括射频源。第三主部件是冷却系统，例如称为“冷却器(Chiller)”。
[0005]冷却系统通常用于射频源、尤其射频源的环形器的温度稳定。温度稳定尤其意味着调温。冷却系统尤其是调温系统。冷却系统为了温度稳定尤其提供冷却功率或加热功率。温度稳定尤其包括调温，即冷却和/或加热。在没有温度稳定的情况下，温度变化典型地导致环形器的铁氧体中额外的相移。额外的相移典型地对微波发生器相对于背散射的微波的隔离程度起不利作用。隔离典型地需要所生成的微波相对于背散射的微波有特定的相位。
[0006]这种常规的冷却系统通常大约需要设备的结构空间的1/3至1/2以及设备的消耗的电功率的1/3至1/2。对结构空间和/或电功率的这种需求在总体上提高对容纳该设备的环境的要求。尤其当设备在移动平台上使用时，常规设备的运行对应地要求高。移动平台可以例如是载货车辆的一部分。
[0007]如果容纳该设备的环境不能完全满足所述要求，则该设备通常仅以降低的射束性能运行。降低的射束性能能够实现降低冷却系统的冷却功率和因此降低结构空间需求和/或电功率需求。替选地或附加地，传统上可以以如下方式将所述设备尤其冷却系统的尺寸设计得更小：所述设备通过共同使用另一现有的冷却系统获得冷却功率的一部分。然而，另一现有的冷却系统需要比较强大的系统集成和/或与其他系统的连接，这通常会增加设备的复杂性。

技术实现思路

[0008]本专利技术所基于的目的在于，提供具有提高的温度工作范围的用于直线加速器系统的射频源，直线加速器系统，用于运行射频源的方法和所属的计算机程序产品。
[0009]所述目的通过实施例的特征来实现。有利的设计方案在下文中描述。
[0010]根据本专利技术的用于直线加速器系统的射频源具有：
[0011]‑
用于生成微波的微波发生器，
[0012]‑
调节单元，以及
[0013]‑
环形器，所述环形器具有用于通过根据磁场影响微波的相位来将微波发生器相对于背散射的微波隔离的铁氧体，
[0014]其特征在于，
[0015]所述环形器具有电相位稳定元件，
[0016]其中所述调节单元构成用于接收描述环形器的磁导率的测量变量，并且用于设定电相位稳定元件的电流和/或电压，以用于根据所接收的测量变量影响磁场，
[0017]使得所生成的微波与背散射的微波之间的幅值差最大。
[0018]根据本专利技术的用于运行射频源的方法具有以下步骤：
[0019]‑
在调节单元中接收描述环形器的磁导率的测量变量，
[0020]‑
借助于调节单元设定电相位稳定元件的电流和/或电压，以用于根据测量变量影响磁场，使得所生成的微波和背散射的微波的幅值差最大。
[0021]用于运行射频源的方法基本上包括射频源的开环控制或闭环控制。
[0022]射频源或射频源的这种运行的一个优点是，根据本专利技术的射频源与常规的射频源相比有利地需要明显更少的结构空间和/或电功率。所述优点例如通过如下方式实现：射频源中的电相位稳定元件主动抵抗温度波动，所述温度波动尤其引起磁导率和因此尤其微波的相位的变化。
[0023]射频源优选地通过主动闭环控制电相位稳定元件来补偿冷却功率的部分或完全取消，所述冷却功率典型地可以用于射频源的温度稳定。所述补偿尤其包括电热补偿和/或电磁补偿。
[0024]微波发生器尤其包括磁控管或速调管。在微波发生器的输入端处典型地施加有高压，借助于微波发生器在输出侧将所述高压转变为具有与该高压有关的射频功率的射频微波。微波发生器在GHz范围内、尤其在1GHz和10GHz之间、优选地在2GHz和4GHz之间，以微波的形式产生交变电磁场。所生成的微波尤其适合用于加速带电粒子。
[0025]所生成的微波定义为由微波发生器产生的微波。所生成的微波尤其是正向定向微波。背散射的微波尤其是向后的微波。背散射的微波尤其是在环形器的有效负载处、例如在直线加速器系统和/或环形器本身处尤其根据所生成的微波背散射的微波。
[0026]环形器尤其具有至少3个端口，其中第一端口可以与微波发生器连接，其中第二端口可以与有效负载、尤其直线加速器系统的直线加速器单元连接，并且其中第三端口可以与尤其用于吸收背散射的微波的负载连接。这种3端口环形器典型地具有Y形状，其中腿部偏移120
°
地设置。原则上可设想，环形器具有第四端口，所述第四端口例如可以与反射移相器或其他负载连接。在运行中，环形器在相应的端口上典型地例如经由中空导体连接。所述负载和/或其他负载尤其可以是水负载。
[0027]环形器尤其是铁氧体环形器。环形器具有铁氧体，所述铁氧体设置和构成为，使得所生成的微波和背散射的微波彼此分离和/或背散射的微波不返回到微波发生器。为了磁化铁氧体，环形器典型地具有另一永磁体。铁氧体尤其可以由此作为绝缘体起作用，因为铁氧体经受磁场。
[0028]有利地借助于调节单元可以调节在环形器中要分离的微波的频域。由于电相位稳定元件，环形器有利地是基本上与温度无关的环形器。射频源的环形器优选地具有比常规环形器更大的温度工作范围，因为电相位稳定元件可以补偿温度波动。环形器的温度工作范围尤其为至少
±
2℃、优选地至少
±
5℃、有利地至少
±
20℃、特别有利地至少
±
50℃。环形器的优选工作温度例如是30℃、40℃、60℃或80℃，并且处于相应的温度工作范围内。
±
℃的温度工作范围例如与工作温度有关，并且不强制性与0℃有关。在温度工作范围中，射频源尤其环形器可以最优地、优选地足够好地运行。在温度工作范围内，即从下限至上限，经过环形器的微波优选地通过借助于电相位稳定元件进行闭环控制而具有基本上相同的相位。
[0029]调节单元尤其可以是计算单元或形成计算单元的一部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直线加速器系统(20)的射频源(10)，所述射频源(10)具有：
‑
用于生成微波的微波发生器(11)，
‑
调节单元(12)，以及
‑
环形器(13)，所述环形器(13)具有用于通过根据磁场(13.B)影响所述微波的相位来将所述微波发生器(11)相对于背散射的微波隔离的铁氧体(13.F)，其特征在于，所述环形器(13)具有电相位稳定元件(14)，其中，所述调节单元(12)构成用于接收描述所述环形器(13)的磁导率的测量变量，并且用于设定所述电相位稳定元件(14)的电流和/或电压，以用于根据所接收的测量变量影响所述磁场(13.B)，使得所生成的微波和所述背散射的微波的幅值差最大。2.根据权利要求1所述的射频源(10)，其中为了影响所述磁场(13.B)，所述电相位稳定元件(14)具有由设定的电流和/或设定的电压穿流的能够调节的感应部件(15)。3.根据权利要求2所述的射频源(10)，其中所述感应部件(15)具有至少一个电磁线圈(15.S)。4.根据权利要求3所述的射频源(10)，其中所述电相位稳定元件(14)附加地具有永磁体(15.P)，所述至少一个电磁线圈(15.S)围绕所述永磁体(15.P)缠绕。5.根据上述权利要求中任一项所述的射频源(10)，其中为了影响所述磁场(13.B)，所述电相位稳定元件(14)具有由设定的电流和/或设定的电压穿流的用于调节所述环形器(13)内的温度的能够调节的热电部件(16)。6.根据权利要求5所述的射频源(10)，其中所述热电部件(16)是电热转换器，尤其是珀尔帖元件(16.P)。7.根据上述权利要求中任一项所述的射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：