專利名稱:醫用直線加速器反饋式微波系統的制作方法
技術領域:
本發明屬于大功率微波技術領域,具體涉及一種反饋式大功率微波系統。
背景技術:
電子直線加速器是利用微波能量在一定的電子加速部件(一般為行波或駐波加速管)中加速電子的設備,對于某一個加速管,在不超過其本身極限的情況下,注入加速管的微波功率越大,其輸出電子的能量越高,注入加速管的微波功率范圍越大,其輸出電子的能量范圍越寬。因此提高微波能量使用效率,拓寬注入微波能量的功率范圍,是提升電子加速器性能指標的一個重要技術。普通的直饋式微波系統中,微波能量從微波源發出后,經波導系統直接注入到加速管的入口,對電子進行加速后直接從加速管的出口輸出,利用大功率負載直接吸收,損失了大量的微波能量,因此微波源的最大輸出功率和功率輸出范圍就直接決定了注入加速管的微波功率和功率范圍。在直饋式微波系統下,提高微波注入功率的方法只有采用更大功率的微波源,但是隨著微波功率源輸出功率的加大,成本直線上升。
發明內容
本發明的目的是:提供一種大功率反饋式微波系統裝置,在微波源注入功率一定的情況下,大幅度增加注入加速器的微波功率和功率范圍。本發明的技術方案是:一種醫用直線加速器反饋式微波系統,它包括:加速管、微波功率合成橋、移相器、移相器調諧電機和水負載;所述加速管的微波入口處以及微波出口處設有兩個端口,微波入口處的端口通過波導連接至所述微波功率合成橋的一個端口 C,微波出口處的端口通過波導連接至所述移相器的輸入口,所述移相器的輸出口通過波導連接至所述微波功率合成橋的一個端口 B,所述微波功率合成橋的端口 D連接水負載,所述微波功率合成橋的端口 A為微波輸入口 ;所述移相器與所述移相器調諧電機連接;在所述加速管的微波入口處至所述微波功率合成橋端口 C處的波導上設有真空隔離窗A,以及所述加速管微波出口處至所述移相器的輸入口的波導上分別設有真空隔離窗B ;在所述真空隔離窗A至所述微波功率合成橋端口 C處的波導上設有定向耦合器A,在所述真空隔離窗B至所述移相器的輸入口的波導上設有定向耦合器B,在所述移相器的輸出口至所述微波功率合成橋的端口 B的波導上設有定向耦合器C ;從微波源輸出的一定功率的微波經所述微波功率合成橋的端口 A射入,所述加速管的微波出口輸出的多余微波能量經所述移相器進行相移調節后從所述微波功率合成橋的端口 B輸入,經所述微波功率合成橋進行微波功率合成后,通過所述微波功率合成橋的端口 C注入所述加速管的微波入口處,所述微波功率合成橋內多余的微波能量在端口 D由所述水負載吸收。
有益效果:(1)本發明提供一種大功率反饋式微波系統裝置,在微波源注入功率一定的情況下,可以大幅度增加注入加速器的微波功率和功率范圍,節約了成本和能耗;例如,當微波源的輸出功率為2兆瓦一4.2兆瓦時,調節移相器,加速管入口處可得到最高約6兆瓦的脈沖功率,最低約I兆瓦的脈沖功率;(2)本發明采用的真空隔離窗,真空隔離窗作為真空部分和充氣部分的隔離器件使用,它對于微波傳輸幾乎沒有影響,但是從物理上兩邊不通;避免了微波傳輸部分一般采取沖一定壓力的惰性氣體來防止微波打火的情況。
圖1為本發明的原理框圖;圖2為本發明實施例中功率合成橋端口 C出的微波包絡示意圖;其中,1-加速管、2-水負載、4-微波功率合成橋、6-移相器、7-移相器調諧電機。
具體實施例方式參見附圖1,一種醫用直線加速器反饋式微波系統,它包括:加速管1、微波功率合成橋4、移相器6、移相器調諧電機7和水負載2 ;加速管I的微波入口處以及微波出口處設有兩個端口,微波入口處的端口通過波導連接至微波功率合成橋4的一個端口 C,微波出口處的端口通過波導連接至移相器6的輸入口,移相器6的輸出口通過波導連接至微波功率合成橋4的一個端口 B,微波功率合成橋4的端口 D連接水負載,微波功率合成橋4的端口 A為微波輸入口 ;移相器6與移相器調諧電機7連接;在加速管I的微波入口處至微波功率合成橋4端口 C處的波導上設有真空隔離窗A,以及加速管I微波出口處至移相器6的輸入口的波導上分別設有真空隔離窗B ;在真空隔離窗A至微波功率合成橋4端口 C處的波導上設有定向耦合器A,在真空隔離窗B至移相器6的輸入口的波導上設有定向I禹合器B,在移相器6的輸出口至微波功率合成橋4的端口 B的波導上設有定向耦合器C ; 從微波源輸出的一定功率的微波經微波功率合成橋4的端口 A射入,加速管I的微波出口輸出的多余微波能量經移相器6進行相移調節后從微波功率合成橋4的端口 B輸入,經微波功率合成橋4進行微波功率合成后,通過微波功率合成橋4的端口 C注入加速管I的微波入口處,微波功率合成橋4內多余的微波能量在端口 D由水負載2吸收。上述方案中,波導作為微波能量的傳輸通道,它把各微波部件連接在一起,可以根據布局方式進行適當修改;可以選用E彎波導、雙E彎波導以及直波導;微波功率合成橋4從兩個斷面注入的微波能量進行功率合成,然后通過輸出端輸出,一般采用3BD功率合成橋;移相器6利用移相器調諧電機7調節微波的行走距離,從而調節微波傳輸后的相位漂移;定向耦合器用于耦合波導中的微波參數,從而為控制微波系統的功率、頻率等參數提供數據;水負載2是微波能量吸收部件,它把微波功率合成橋4中多余的能量通過水吸收,轉換成熱能;使用時,加速管I中的真空度一般達到10_6Pa ;參見附圖2,移相器6受移相器調諧電機7的控制對加速管I的微波出口輸出的多余微波能量進行相移調節,若將多余微波的相位調節至于微波功率合成橋4的端口 A處射入的微波相位一致,則注入加速管I的微波功率為正疊加。移相器6受移相器調諧電機7的控制對加速管I的微波出口輸出的多余微波能量進行相移調節,若將多余微波的相位調節至于微波功率合成橋4的端口 A處射入的微波相位相反,則注入加速管I的微波功率為負疊加。
權利要求
1.一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,它包括:加速管(I)、微波功率合成橋(4)、移相器(6)、移相器調諧電機(7)和水負載(2); 所述加速管(I)的微波入口處以及微波出口處設有兩個端口,微波入口處的端口通過波導連接至所述微波功率合成橋(4)的一個端口 C,微波出口處的端口通過波導連接至所述移相器(6)的輸入口,所述移相器(6)的輸出口通過波導連接至所述微波功率合成橋(4)的一個端口 B,所述微波功率合成橋(4)的端口 D連接水負載,所述微波功率合成橋(4)的端口 A為微波輸入口 ; 所述移相器(6)與所述移相器調諧電機(7)連接; 在所述加速管(I)的微波入口處至所述微波功率合成橋(4)端口 C處的波導上設有真空隔離窗A,以及所述加速管(I)微波出口處至所述移相器(6)的輸入口的波導上分別設有真空隔離窗B ; 在所述真空隔離窗A至所述微波功率合成橋(4)端口 C處的波導上設有定向耦合器A,在所述真空隔離窗B至所述移相器(6)的輸入口的波導上設有定向耦合器B,在所述移相器(6)的輸出口至所述微波功率合成橋(4)的端口 B的波導上設有定向耦合器C ; 從微波源輸出的一定功率的微波經所述微波功率合成橋(4)的端口 A射入,所述加速管(I)的微波出口輸出的多余微波能量經所述移相器(6)進行相移調節后從所述微波功率合成橋(4)的端口 B輸入,經所述微波功率合成橋(4)進行微波功率合成后,通過所述微波功率合成橋(4)的端口 C注入所述加速管(I)的微波入口處,所述微波功率合成橋(4)內多余的微波能量在端口 D由所述水負載(2)吸收。
2.如權利要求1所述的一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,所述移相器(6)受所述移相器調諧電機(7)的控制對所述加速管(I)的微波出口輸出的多余微波能量進行相移調節,若將多余微波的相位調節至于所述微波功率合成橋(4)的端口 A處射入的微波相位一致,則注入所述加速管(I)的微波功率為正疊加。
3.如權利要求1所述的一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,所述移相器(6)受所述移相器調諧電機(7)的控制對所述加速管(I)的微波出口輸出的多余微波能量進行相移調節,若將多余微波的相位調節至于所述微波功率合成橋(4)的端口 A處射入的微波相位相反,則注入所述加速管(I)的微波功率為負疊加。
4.如權利要求1、2或3所述的一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,所述微波功率合成橋(4)采用3dB功率合成橋。
5.如權利要求1、2或3所述一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,所述波導選用E彎波導、雙E彎波導以及直波導。
6.如權利要求1、2或3所述一種醫用直線加速器反饋式微波系統,其特征是,使用時,所述加速管(I)的真空度達到10_6Pa以上。
全文摘要
本發明屬于大功率微波技術領域,具體涉及一種反饋式大功率微波系統。其技術方案是一種醫用直線加速器反饋式微波系統,它包括加速管、微波功率合成橋、移相器、移相器調諧電機和水負載;加速管的微波入口處以及微波出口處設有兩個端口,微波入口處的端口通過波導連接至微波功率合成橋的一個端口C,微波出口處的端口通過波導連接至移相器的輸入口,移相器的輸出口通過波導連接至微波功率合成橋的一個端口B,微波功率合成橋的端口D連接水負載,微波功率合成橋的端口A為微波輸入口;移相器與移相器調諧電機連接;利用本發明,在微波源注入功率一定的情況下,可以大幅度增加注入加速器的微波功率和功率范圍,節約了成本和能耗。
文檔編號H05H9/00GK103152972SQ20131004814
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者高陽, 王春波, 王小軍, 吳建興, 沙福泰, 陳璞 申請人:江蘇海明醫療器械有限公司