Ускоритель с устройством высокочастотного питания

Ускоритель с устройством высокочастотного питания

Реферат

 

Изобретение относится к системам высокочастотного питания ускорителей заряженных частиц, конкретно к системам высокочастотного питания резонансных ускорителей от магнетронов. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента стабилизации частоты магнетрона. В ускорителе с развязкой генератора и секцией с помощью циркулятора, в котором генератор подключен ко входному плечу циркулятора, ко второму плечу циркулятора подключена резонаторная секция (секция со стоячей волной), к третьему плечу циркулятора через фазовращатель подключены рассогласователь и согласованная нагрузка, к четвертому плечу подключен резонатор, имеющий резонансную частоту, равную частоте ускоряющей секции. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к системам высокочастотного питания ускорителей частиц, конкретно к системам высокочастотного питания резонансных ускорителей от магнетронов.

Известно также устройство, в котором для развязки магнетронного генератора и резонаторной секции применяется ферритовый циркулятор. В устройстве магнетрон подключен к первому плечу циркулятора, резонансная ускоряющая секция - ко второму плечу циркулятора, к третьему плечу циркулятора подключена поглощающая нагрузка [1]. Циркулятор предназначен для развязки автогенератора (магнетрона) и высокодобротной секции, что обеспечивает его возбуждение на рабочей частоте.

Недостатком устройства является отсутствие стабилизации частоты генератора из-за полной развязки генератора и высокодобротной секции.

Известно также устройство, в котором для развязки магнетронного генератора применяется ферритовый циркулятор. В устройстве магнетрон подключен к первому плечу циркулятора, резонансная ускоряющая секция - ко второму плечу циркулятора, к третьему плечу циркулятора подключены фазовращатель, рассогласователь и поглощающая нагрузка [2]. При применении четырехплечного циркулятора в четвертом плече устанавливается закоротка, обеспечивающая полное отражение мощности. Циркулятор предназначен для развязки генератора и секции, а наличие рассогласователя в третьем плече циркулятора обеспечивает создание канала обратной связи, позволяющего достичь стабилизации частоты генератора. Коэффициент стабилизации частоты магнетрона, определяемый как отношение отклонений частоты генератора при работе на согласованную нагрузку к отклонениям частоты при работе генератора в ВЧ системе, составляет 10 - 12. Увеличение коэффициента стабилизации с помощью повышения сигнала в канале обратной связи невозможно из-за нарушения условий одночастотности возбуждения магнетрона.

Недостатком устройства является недостаточная величина коэффициента стабилизации частоты генератора из-за ограничения на величину сигнала обратной связи.

Задачей изобретения является повышение коэффициента стабилизации частоты магнетрона. Технический результат достигается тем, что в ускорителе с развязкой генератора и секций с помощью циркулятора, в котором генератор подключен ко входному плечу циркулятора, ко второму плечу циркулятора подключена резонаторная секция (секция со стоячей волной), к третьему плечу циркулятора через фазовращатель подключены рассогласователь и согласованная нагрузка, к четвертому плечу подключен резонатор, имеющий резонансную частоту, равную частоте ускоряющей секции.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Магнетрон 1 подключен к первому плечу циркулятора 2, резонаторная секция 3 - ко второму плечу циркулятора, к третьему плечу циркулятора 3 подключены фазовращатель 4, рассогласователь 5 и согласованная нагрузка 6, а к четвертому плечу циркулятора подключен резонатор 7, имеющий резонансную частоту, равную частоте ускоряющей секции.

Устройство работает следующим образом. Волна, отраженная от секции 3, поступает в третье плечо и, частично отражаясь от рассогласователя 5, передается в четвертое плечо циркулятора на вход резонатора 7.

Резонатор 7 имеет нагрузочную добротность, равную или более высокую, чем у ускоряющей секции 3. Частота резонатора 7 равна частоте ускоряющей секции 3. При этом в канале обратной связи волна, отражаясь от двух высокодобротных объектов (резонаторной секции 3 и резонатора 7), поступает на вход магнетрона и обеспечивает затягивание и стабилизацию его частоты. Фазовращатель 4 предназначен для установки оптимальной фазы отраженной волны на входе магнитрона 1. Резонатор 7 должен работать в режиме недосвязи, чтобы фазовый набег в канале обратной связи имел характеристики, обеспечивающие одночастотное возбуждение магнетрона на рабочей частоте.

Предлагаемое устройство позволяет повысить коэффициент стабилизации частоты на 30 - 50% за счет увеличения по сравнению с прототипом фиксирующего воздействия сигнала, отраженного от двух высокодобротных нагрузок, на магнетронный генератор.

Источники информации 1. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, т.2, М.: Высшая школа, 1972.

2. Gory H.R. Network for Pulling a Microwave Generator to the Frequency of its Resonant Load - USA patent 3714592, 1973.

Формула изобретения

Ускоритель с развязкой генератора и секцией с помощью циркулятора, в котором генератор подключен ко входному плечу циркулятора, ко второму плечу циркулятора подключена резонаторная секция (секция со стоячей волной), к третьему плечу циркулятора через фазовращатель подключены рассогласователь и согласованная нагрузка, отличающийся тем, что к четвертому плечу подключен резонатор, имеющий резонансную частоту, равную частоте ускоряющей секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1