具有同轴腔的电子加速器。一种电子加速器(100)包括具有轴A的外部圆柱形导体(11)和同轴内部圆柱形导体(12)的谐振腔(10)；沿谐振腔(10)的中间平面(MP)的径向将电子束(40)注入谐振腔的电子枪(20)；产生横向电场到谐振腔的RF系统(50)，该横向电场能沿具有以轴A为中心的花形的轨道使注入的电子(40)加速进入中间平面(MP)；在谐振腔(10)外部且围绕谐振腔(10)设置到中间平面(MP)的偏转磁体，其用来使从外部圆柱形导体(11)产生的电子(40)朝A轴重定向。RF系统包括多个末级功率放大器(FPA1，FPA2，...，FPAn)，所述放大器通过本身的单独感应线圈(55)直接耦合到谐振腔(10)，每两个感应线圈以α角在物理上彼此隔开，该α角不是90度的整数倍以减少谐振腔按不希望的模式被激励的风险。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及再循环类型的电子加速器，通常称为Rhodotron ，因为加速器中的电子遵循的轨道具有花的形状(“Rhodos”是指希腊的花)。本专利技术更具体地涉及ー种电子加速器，该电子加速器包括 -具有A轴的外部圆柱形导体和同轴的内部圆柱形导体的谐振腔，这两个圆柱形导体分别利用顶部导电闭合和底部导电闭合在它们的端部短路，-电子枪，其被设置为按照谐振腔的中间横向平面中的径向将一束电子注入到该谐振腔中，-RF系统，其被设置为产生谐振横向电场到该谐振腔中，用于使电子束中的电子多次加速进入所述中间横向平面中并且按照沿所述外部圆柱形导体的角位移直径的连续轨道，所述RF系统(50)包括多个末级功率放大器(FPA1，FPA2，, FPAn)，各个末级功率放大器通过单独的感应线圈(55)独立地耦合到谐振腔(10)，以及-偏转磁体，其用于使从外部圆柱形导体产生的电子束弯曲，并用于使该束朝A轴重定向。
技术介绍
可以从欧洲专利号EP-359774和欧洲专利号EP-694247获知这些加速器。这些已知的电子加速器的谐振腔由高频率高功率RF源(下文称为RF系统)提供能量，该RF源在通常大约100MHz或大约200MHz的VHF频率范围中工作，并且传送达几百千瓦的输出RF功率。这种已知的RF系统通常包括振荡器，该振荡器用来产生所需频率的RF信号，经过放大器链，在该放大器链的最后实现所需的输出RF功率。该放大器链中的最終放大级包括末级功率放大器(通常称为FPA)，该末级功率放大器耦合到谐振腔，使得在谐振腔内部产生适当的横向电场。这种FPA的中心组件通常是诸如四极管或Diacrode 的闻功率闻频率真空管。在工作吋，该真空管受到非常高的热约束，并且在工作期间必须适当地冷却。冷却系统的故障例如由于过热将很快导致电子管的损坏，例如导致陶瓷破损。此外，如果插座触点松动或被损坏，则流过电子管电极的高RF电流可能会使这些触点熔化。毋庸赘言，如果FPA的真空管破损，则加速器将完全失效。这给加速器的用户带来负面影响，尤其由于更换FPA的真空管是精细和费时的任务。从国际专利公开号W02008/138998也可获知这种加速器，国际专利公开号W02008/138998公开了配备有两个FPA的谐振腔，这两个FPA中的每ー个通过单独的感应线圈独立地耦合到该谐振腔。这种结构可能工作良好也可能不能工作良好，这取决于没有在该文献中公开的參数
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种比现有的加速器更可靠和/或更鲁棒的电子加速器。为此，根据本专利技术的电子加速器的特征在于，単独的感应线圈按照α角物理上彼此隔开，并使得该α不是90度的整数倍。专利技术人实际上发现，令人惊讶地，由于感应线圈的这种几何布置，谐振腔不容易按照不希望的谐振模式(即，不提供按照上面提到的花形轨道在谐振腔中对电子进行加速所通常需要的电场的模式)被激励，否则，这样将使加速器的性能下降或者甚至导致完全失效。作为提供多个FPA(具体地说，两个以上FPA)的附加优点，能够提供可扩展的加速器。实际上，被设计为传送最大束功率的加速器可以例如初始地配备有ー个或两个FPA，该ー个或两个FPA传送为传送最大束功率所需的一部分RF功率，并且不需要太多的设计改变，稍后可以实现具有用于传送高达最大束功率的经增加的束功率的附加的FPA的加速器。·在成本方面，值得注意的是，FPA的成本代表加速器的总成本的重要部分。对于诸如需要RF功率在例如1000KW范围中的那些非常高功率的加速器，尤其是这样。能够传送这些高RF功率的真空管是非常独特的，并且因此非常昂贵。现在，通过将总的RF功率分到多个FPA中，使得能够使用低功率和更易于获得的真空管，这种成本乘以为达到额定功率所需的FPA的数量要低于额定功率的单个高功率管的成本。因此能够得到低成本的RF系统。优选地，末级功率放大器的数量是奇数。专利技术人实际上发现，在这种情形下，谐振腔更不容易按照不希望的谐振模式被激励。在最优选的情形下，末级功率放大器的数量等于3，并且与这些末级功率放大器对应的单独的感应线圈按照120度的角度物理上彼此隔开。附图说明将通过示例的方式并參照附图来详细解释本专利技术的这些和其它方面，附图中图Ia和图Ib示意性地示出了现有技术的电子加速器；图2a和图2b示意性地示出了根据本专利技术的电子加速器；图3示意性地示出了根据本专利技术的优选形式的电子加速器的顶视图；图4示意性地示出了根据本专利技术的更优选形式的电子加速器；图5示意性地示出了示例性的末级功率放大器及其如何耦合到根据本专利技术的电子加速器的谐振腔。附图未按比例画出。通常，附图中用相同的附图标记来表示相同的组件。具体实施例方式图Ia示意性地示出了现有技术的电子加速器。该电子加速器包括谐振腔(10)，该谐振腔(10)具有轴(A)的外部圆柱形导体(11)和具有相同轴(A)的内部圆柱形导体(12)，这两个圆柱形导体分别利用顶部导电闭合(13)和底部导电闭合(14)在它们的端部被短路。该电子加速器还包括电子枪(20)，该电子枪(20)被设置为沿谐振腔(10)的中间横向平面(MP)的径向将电子束注入到谐振腔(10)中；以及RF系统(50)，该RF系统(50)被设置为产生“TE001”类型的谐振横向电场到所述谐振腔(10)中，用于使所述电子束(40)中的电子多次加速进入所述中间横向平面(MP)中并且按照沿所述外部圆柱形导体(11)的角位移直径的连续轨道。通常，“ TEOO I”模式是指电场是横向的(“TE”)，S卩，所述电场具有旋转对称(第一个“0”)，所述电场沿谐振腔(10)的ー个半径不能被抵消(第二个“0”)，并且在与谐振腔(10)的轴A平行的方向上存在所述电场的半周期(half-cycle)。图Ib示意性地示出了图Ia中的加速器的横截面，在该横截面上可以更清楚地看到由虚线表示的电子束(40)的轨道(花的形状)。该加速器还包括偏转磁体(30)，该偏转磁体(30)用于使从外部圆柱形导体(11)产生的电子束(40)弯曲并用于使该电子束流朝向A轴重定向。这种已知的加速器的RF系统(50)通常包括振荡器，该振荡器用来产生在所需频率的RF信号，随后经过放大器链，以在该放大器链的最后达到所需的输出功率。该放大器链中的最終放大级包括末级功率放大器(FPA)，该末级功率放大器耦合到谐振腔(10)，用于为谐振腔(10)提供能量，以使得当RF系统(50)工作时在谐振腔(10)内产生适当的横 向电场。 这种加速器在现有技术(例如，欧洲专利号EP-0359774和美国专利号US-5107221)中是公知的，因此本文不对此进行更详细的描述。图2a示意性地示出了根据本专利技术的电子加速器(100)。除了 RF系统(50)以外，该加速器(100)的结构和操作与图Ia和图Ib的加速器类似。这里感兴趣的是加速器的RF系统(50)。与已知的加速器一祥，RF系统(50)包括诸如电压控制振荡器(VCO)的振荡器，该振荡器在所需的频率产生低功率(例如，几瓦)RF信号，该所需的频率是谐振腔(10)的谐振频率(例如，107. 5MHz或215MHz)。该振荡器对被设计为将低功率RF信号放大至更高的中间功率的预放大器级(52)进行馈送。根据本专利技术，中间功率RF信号然后被馈送给多个末级功率放大器(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子加速器，该电子加速器包括：？谐振腔(10)，该谐振腔(10)具有A轴的外部圆柱形导体(11)和同轴的内部圆柱形导体(12)，这两个圆柱形导体分别利用顶部导电闭合(13)和底部导电闭合(14)在它们的端部被短路，？电子枪(20)，其被设置为按照所述谐振腔(10)的中间横向平面(MP)中的径向将电子束(40)注入到所述谐振腔(10)中，？RF系统(50)，其被设置为产生谐振横向电场到所述谐振腔中，用于使所述电子束(40)中的电子多次加速进入所述中间横向平面(MP)中并且按照沿所述外部圆柱形导体(11)的角位移直径的连续轨道，所述RF系统(50)包括多个末级功率放大器(FPA1，FPA2，...，FPAn)，各个末级功率放大器通过单独的感应线圈(55)独立地耦合到所述谐振腔(10)，以及？偏转磁体(30)，其用于使从所述外部圆柱形导体(11)产生的所述电子束(40)弯曲，并用于使所述电子束(40)朝所述A轴重定向，其中，所述单独的感应线圈(55)按照α角物理上彼此隔开，并使得该α不是90度的整数倍。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿比斯，
申请(专利权)人：离子束应用公司，
类型：发明
国别省市：
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