高频腔以及具有这种高频腔的加速器制造技术

本发明专利技术涉及一种高频腔，包括其中该高频腔包括：腔，包围该腔的传导壁（15），该传导壁具有内侧（19）和外侧（17），以及具有多个固体开关（29）的开关装置，所述多个固体开关沿着围绕所述腔的壁（15）的外周布置，其中固体开关（29）与传导壁（15）这样连接，使得在激活所述开关装置的情况下在传导壁（15）中感应出高频电流，由此高频功率被耦合到高频腔（11）的腔中，其中在导电壁（15）的外侧（17）沿着高频腔（11）的外周存在屏蔽设备（33,37,39,41,43），该屏蔽设备提高高频电流沿着壁（15）的外侧（17）的传播路径的阻抗，使得耦合到壁（15）中的高频电流在壁（15）的外侧（17）受到抑制。此外本发明专利技术还涉及一种具有主要的高频腔的加速器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高频腔，可以将用于在高频腔内部产生电磁场的高频功率耦合到该高频腔中。此外本专利技术涉及ー种具有这种高频腔的加速器。这种加速器或这种高频腔通常被用于对带电粒子加速。
技术介绍
已知可以被激励为高频谐振的高频腔，其方法是将高频功率耦合到所述高频腔中。但是高频功率自身远离高频腔地例如借助速调管产生，并且借助波导管传输到高频腔。 替换的，可以借助天线或感应耦合器将高频功率输入耦合到所述腔中。US5, 497，050公开了另一种用于将高频功率耦合到高频腔中的结构。这通过多个固体功率晶体管来进行，这些固体功率晶体管集成在高频腔的传导壁中。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种可以可靠地运行以及可以通过可靠的方式与其它设备一起使用的高频腔。此外本专利技术的任务是说明ー种具有这种高频腔的加速器，该加速器允许灵活的控制。本专利技术的任务通过独立权利要求的特征解决。本专利技术的有利扩展在从属权利要求的特征中找到。本专利技术的高频腔包括腔，包围该腔的传导壁，该传导壁具有内侧和外側，以及具有多个固体开关的开关装置，所述多个固体开关沿着围绕所述腔的壁的外周布置，其中固体开关与传导壁这样连接，使得在激活所述开关装置的情况下在传导壁中感应出高频电流，由此高频功率被耦合到高频腔的腔中，其中在导电壁的外侧沿着高频腔的外周存在屏蔽设备，该屏蔽设备提高高频电流沿着壁的外侧的传播路径的阻抗，使得耦合到壁中的高频电流在壁的外侧受到抑制。本专利技术基于以下认识，即为了将高的高频功率耦合到高频腔中，如在US5，497，050 中描绘的加速器结构是有利的。可用于耦合高频功率的面与具有仅仅在ー个位置上耦合的结构相比更大，因为晶体管在整个外周上延伸。此外待耦合的高频功率的产生是在紧邻高频腔的地方进行的，由此避免了损耗。但是另外还认识到，该结构可能是有问题的。尤其是被耦合到高频腔的壁中的高频功率在传导壁的外侧产生强的高频电流。所述高频电流在功率要求很高的情况下是运行期间的问题。通过现在设置用于提高传导壁外侧上的阻抗的屏蔽设备，本来要沿着外侧上的传播路径传播的高频电流被明显减小，并且在最佳情况下甚至完全得到抑制。传导壁的外侧上的阻抗提高导致经由固体开关与传导壁的直接连接而被导入的高频电流主要或完全在传导壁的内侧上传播。由此实现了一系列优点。由于在壁的外侧以及在可能于晶体管周围存在的保护笼上不传播高频电流，因此避免了电磁射线从壁向外的辐射，该辐射本来会减小功率的可用性并且例如由于高频带的中断而干扰运行。传导壁的外侧现在可以被置于地电位，从而高频腔可以更简单地与其它设备连接或耦合并且与其它设备一起使用。将传导壁的外侧置于地电位提高了运行期间的安全性。通常，传导壁包括第一片段和与第一片段隔离的第二片段。屏蔽设备包括第一部分和第二部分，其中第一部分被分配给传导壁的第一片段，而第二部分被分配给传导壁的第二部分。具有固体晶体管的开关装置通过传导壁的第一片段与第二片段之间的间隙提供高频功率。传导壁的第一片段与第二片段之间的隔离可以同时发挥真空密封的功能。屏蔽设备可以通过不同的方式实现阻抗升高。从而屏蔽设备可以包括有翼的传导结构、铁氧体环和/或入/4回线。按照有利的方式，传导壁在外侧上具有凹陷，屏蔽设备至少部分地理入该凹陷中。尤其是可以通过传导壁中的凹陷形成入/4回线。通过这种方式不需要附加的材料来达到阻抗升高。用电介质填充所述凹陷使得可以将所述回线与高频电流的频率匹配。 回线可以按照节省空间的方式布置，即回线自身折叠，例如根据螺旋线的方式。固体开关可以附加地被传导的保护笼包围，该保护笼与传导壁的外侧连接。由此实现了将固体开关与电磁射线屏蔽开。保护笼与传导壁连接所在的位置可以这样来选择， 即屏蔽设备位于该位置以及以下地点之间，在该地点处由固体开关将高频电流耦合到传导壁中。通过这种方式，高频电流在外侧可以流向的传导壁的部分位于保护笼内部。屏蔽设备不一定布置在传导壁的凹陷中。屏蔽设备还可以完全或部分地设置在传导壁的外侧上。屏蔽设备还可以通过传导的保护笼形成，该保护笼包围固体开关并且与传导壁连接。保护笼既与传导壁的第一片段又与第二片段连接。如果在保护笼内侧没有用于提高阻抗的翼，则在没有诸如保护笼的另ー个屏蔽设备的其它措施的情况下保护笼会在传导壁的第一片段和第二频道之间形成短路。但是通过翼实现高频区域内的阻抗升高，该阻抗升高阻止了这种短路。此外，通过传导的保护笼在壁的外侧实现了高频电流的抑制，因为高频电流在传导壁的外侧的传播通过保护笼与传导壁的接触位置来抑制。高频腔可以是高频谐振腔，其尤其是可以构成为用于对粒子加速。尤其是可以将多个这种高频谐振器先后连接并且尤其是相互独立地控制这些高频谐振器。通过在高频腔的外侧没有高频电流流动，多个这种高频腔可以先后连接为ー个加速単元。然后这些高频腔尽管相互之间存在耦合但也在高频范围内被相互去耦。该耦合仅涉及直流分量(DC分量)。但是由此由于高频去耦，可以相互独立地控制各个高频腔，由此可以更灵活地运行加速器并且将该加速器更灵活地与各自待实现的期望加速相匹配。该匹配比在其中闻频腔在闻频范围内相互稱合的加速器的情况下更为灵活，从而对闻频腔的控制同时会影响相邻高频腔中的高频场。但是，本专利技术的用于耦合高频功率以及相对于外界的屏蔽的结构还可以在其它高频腔中使用，例如该高频腔可以构成为同轴的导电线，或者布置在重入式谐振结构中。附图说明借助下面的附图详细阐述本专利技术的具有根据从属权利要求的特征的有利扩展的实施方式，但是并不局限于此。图I和图2示出关于圆柱形高频腔的示意性概貌，该高频腔具有沿着其外周布置的、用于耦合高频功率的耦合设备，图3示出高频腔的纵截面，具有耦合设备的详细图示，该耦合设备包括构成为铁氧体环的屏蔽设备，图4沿着线III-III示出通过图3所示高频腔的横截面，图5示出通过高频腔的壁的纵截面的一部分的放大图，用于显示构成为\ /4回线的屏蔽设备，图6和图7分别示出图5所示的入/4回线的另ー实施，图8示出高频腔的纵截面，在该高频腔中围绕功率晶体管布置的、具有内翼的保护笼用作屏蔽设备，图9示出构成为同轴导线的高频腔。具体实施例方式图I示出高频腔11的侧视图。围绕高频腔11的外周布置耦合设备13，用于将高频功率耦合给高频腔U。图2示出图I所示的高频腔11的正视图。借助图3中的通过图I和图2所示的高频腔11的纵截面和图4中的横截面更为详细地示出I禹合设备13。图3示出高频腔11的纵截面。仅示出高频腔在耦合设备13所位于的区域中的壁侧。可以看见具有第一片段21和第二片段23的传导壁15，第一片段和第二片段相互隔离。 环形的隔离27同时形成真空密封。传导壁15具有指向高频腔11的空腔中的内侧19，以及指向外部的外侧17。在外侧17上存在用于高频功率的耦合设备13。该耦合设备包括多个与间隙法兰25直接接触的固体晶体管29，所述法兰由传导壁15的第一片段21和第二片段23形成。固体晶体管29经由引入导线31与在此未示出的直流电源连接。在激活的情况下，固体晶体管29在传导壁15中感应出沿着传导壁15传播的高频电流。期望沿着传导壁的内侧19传播。为了实现这一点，设置在这里示出的情况下进入传导壁15的凹陷的屏蔽设备。这些凹陷在这里所示的实施例中用铁氧体环33填充。屏蔽设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A鲍里克特，O海德，T休斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：