SU1521264A1

SU1521264A1 - Способ высокочастотного питани линейного ускорител электронов и система дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1521264A1
Application number: SU884387151A
Authority: SU
Inventors: Б.Ю. Богданович; А.П. Игнатьев; В.А. Сенюков; М.А. Тюбаев
Original assignee: Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к ускорительной технике. Цель изобретени -- уменьшение энергетического разброса ускоренных электронов. Цель изобретени заключаетс в уменьшении спада амплитуды сигнала5 подаваемого улгг даволорсчигли.- «пгдчпишглс на Бход йг- -ледл к леи Ь ст 4 i o об ;с;;ечиваатск из.сме:-;г;Н;-; прж Ч ЭН г-ости элег тр;7чс;ского B-VTKM, поступ;:жцеп на накопитс:п. резонаторы г.йстеьъ; пь:соко ас7оттг.иго пптз- ни замедл ющей CItcтe.i л;;лсйт1О1-о ускоритал , электроноБ. П);и-.чсдитс аналитическое выраже){ие лг: rpefiye- мсго изменентш напр жентгости полк во рремекн, Спопоб реалпзснгп - уст- ройсгве S, . coдepжзл( ск читч ль с. ре-- гулируем:-:м коэффициентом ус ше тн, генера ср HMnyjTbccB угап э ж гн.п Зг-;- даиной фср№1.. линейный ускорптет.,, задаю ций ггнере:;тср, 6ыстрод1и1с :-;; С гдий фазовращатель 5 уси.г.ртель высокочастотной мощности, волководкмй мое ., замедл югп ло сгрук уру, ;-г о- П55тель; ые рег;сь зторы, снабжеи;,ъ:е устройс Г ами ,цлл ступз1-гча огс ки св з; К 2 с,, 2 ;:.л,, К к

Description

Изобретение относитс к ускори- .тельной технике, а именно к сильноточным ускорител м зар женных частиц с малой длительностью импульса тока,

Целью изобретени вл етс уменьшение энергетх-гческого разброса электронов за счет уменьшени спад;а литуды сигнала;, поданаемого на вход замедл ющей структуры.

На фнг,1 изображена структурна схема устройства J реализ 1ощего. данный способ; на фиг.2 представлены временные MHarpaMivib работы устройства .

Устройство содержит задающкй генератор i ВЧ-л О цности, соед -гнен;-п П1 волноводным трактом с усилителем 2 ВЧ-мощностк через бьгстродсйствую- щнй фазовращатель 3 Вь ход усилител под.к.1.;:С1чен К ВХОДНОМУ плечу моста 4, К ДЕ-ум другим плечам моста 4 подсоединены два высокодобротных накопмтелькьгд резонатора 5 Ч; устройствами 6 дл ступенчатого из-- мененич св зи, а к выходному плечу - вход ;гамедл н}цей структуры 7 ускори- тел: « Дп создани требуемоГт амплитудной модул ции в такт возбужде- аик ус Ш4-л7ел 2 введен предварительный усилитель 8 ВЧ-мощности (типа лампы с бегущими волнами). Управление усилител 8 осуществл етс от генератора 9 импульсов напр жени заданной , который может быть создан на основе цифро- аналогового преобразовател , подключенного либо к счетчику, либо к ЭВМ

Работает устройство согласно преложенному способу следующим образом .

В течение основной части ВЧ-им- пульса задающего генератора t6(0,tg ( см.фиг.2) энерги усилител 2 мощности запасаетс в высокодобротных резонаторах 5. В момент времени t осуществл етс резкое увеличение св зи накопительньпс резонаторов одновременно со срабатыванием быстродействующего фазовращател 3, вы- зывающегд изменение фазы падающей на резонаторы ВЧ-волны на 180°(см. фиг.2а). Предварительный усилитель 8 после момента времени tg осуществл ет амплитудную модул цип пол на входе в усилитель 2 мощности по закону, определ емому формулой

tefo.to

Е„; t; О,

f..-(.4fp.

, -1 « i-i it .-f -Л

4:о

-X

.,}

qi Т, te to,.t3

) (I)

де t .- момент коммутации ВЧ-энергии , с; t{j - длительность импульса

ВЧ-мощности, с;

Р Коэффициенты св зи резонаторов в период накоплени и использовани ВЧ- звергии соответственно;

40

45

cia

21 ,

1 +1

)

, „„Ol. . irfo(U/5,)

50

g5i

)

- посто нные установлени пол в период накоплени . и использовани ВЧ-знергии соответственно , с

0

5

0

5

0

5

Qp,f - собственна добротность и резонансна частота накопительных резонаторов, Гц; Ер и E,j - напр женность пол волны, падающей на резонаторы в период накоплени энергии, и пол на входе ускор ющей секции соответственно .

Эпюра изменени напр женности пол на выходе; усилител мощности .(t) представлена на фиг.2б. В результате сложени мощности усилител 2 и мощности излучени из резонаторов 5 на входе в ускор ющую секцию формируетс импульс ВЧ-пол E-Ct), эпюра которого представлена на фиг.2в. При зтом в течение некоторого Интервала времени it ( tj) напр женность электрического пол не зависит от времени.

Таким образом, при согласованной работе узлов ускорител в ускор ющую секцию поступает импульс ВЧ-мощности , значительно превьшающий мощность ВЧ-усилител 2 и немодулированный по фазе и амплитуде внутри интервала времени At,.

При условии, что врем заполнени ускор ющей секции ЛУЭ меньще д t, на выходе ускорител можно получить пучок зар женных частиц без дополнительного энергетического разброса.

t .

Проиллюстрируем преимущества изобретени на примере ЛУЭ с параметрами; длина ускор ющей секции 4,41 м, параметр нагру сени а/ Д 0,J4, мощ-. ность питающего ВЧ-генератора 20 МВт. За исходные параметры берут следующие величины: козффициен- ты св зи р езьнаторрв i 1 и J 20, посто нные - установление пол в резонаторах , 5 икс, Cj, 0,5 икс, собственна добротность. Q.fflO, резонансна частота f « МГц, Момент коммутации ВЧ-энергии tp 4 МКС, длительность импульса ВЧ . мощности ty 5 Mice. Тогда согласно выражешло (1) напр женность пол волны, падающей на резонаторы в пе-риод накоплени энергии, , МВ/м

и напр женность пол на выходе ускор ющей секции Е - 5 МВ/м. При этих значени х на.выходе ускорител можно получить пучок электронов с энергией пор дка 30-40 МэВ и шириной энергетического спектра 4-5%.

Claims

Формула изобретени

1Способ высокочастотного питани линейного ускорител электронов, включающий возбуждение системы накопительных резонаторов с переменной св зью, последующее изменение фазы падающей на резонатор волны на 480 . с одновременным увеличением коэффициента св зи накопительных резонаторов с трактом и изменением амплитуды напр женности электрического пол волны, поступающей на накопительные резонаторы, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью уменшени энергетического разброса электронов за счет уменьшени спа- да амплитуды сигнала, подаваемого на вход замедл ющей структуры, изменение амплитуды напр женности электрического пол волны, поступающей на накопительные резонаторы, осуществл ют согласно следующему выражению:

ЕО дл ,t 5 . /ff о(. .ip

) ,,t,l,

де tj - момент времени, в который осуществл етс вывод ВЧ-энергии из на- копительш 1х резонато- ров, с; ty - длительность импульса

ВЧ-мощности, с; PI, - коэффициенты св зи накопительных резонаторов в период накоплени и период использовани ВЧ-энергии соответственно;

Oil

2/3i

Г+,

(i + f,)

)

- посто нные установлени пол в период накоплени и исполь зевани ВЧ-энергип соответственно,с; Од - собственна доб

и Е,

ротность накопительных конденсаторов; - напр женность

электрического пол подающей на накопительные резонаторы волны в период накоплени энергии и пол на входе замедл ющей структуры ускорител в период использовани энергии соответственно , В/м.
2. Система высокочастотного питани линейного ускорител электронов,

содержаща последовательно соединенные задающий генератор, быстродействующий фазовращатель, соединенный

35.

трактом с входом усилител высокочастотной мощности, выход которого соединен с входным плечом волновод- ного моста, выходное плечо которого соединено с входом замедл клцей струк40 туры ускорител , а к каждому из двух других плеч моста подключены накопительные резонаторы, снабженные устройствами дл -ступенчатого изменени св зи, отличающа

д5 с тем, что, с целью повышени монознергетичности пучка, в тракт медду усилителем высокочастотной мощности и быстродействующим фазовращателем введен усилитель с регу50 лируемым коэффициентом усилени , управл ющий вход которого соединен с выходом дополнительно введенного генератора импульсов напр жени заданной форьш.

t