ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА РЕЗОНАНСНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании микротронных ускорителей.
Известна высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая амплитрон, объемный резонатор, стабилизирующий и задающий частоту колебаний, фазовращатель, отражатель и согласованную нагрузку. Ускоряющий резонатор через ферритовый вентиль подключен к выходу амплитрона (Лебедев И.В., Техника и приборы СВЧ, М.: Изд-во «Высшая школа», 1972, Т.2, с.319-322).
Недостатком данной системы является низкий коэффициент полезного действия из-за рассогласования частоты генератора и резонансной частоты ускоряющего резонатора в рабочем режиме.
Известна высокочастотная система ускорителя заряженных частиц, содержащая ускоряющий резонатор, присоединенный к выходу амплитрона, на входе которого включен режекторный фильтр и согласованная поглощающая нагрузка (см. авторское свидетельство №530618, МПК Н05Н 7/02).
Недостатком является низкий коэффициент полезного действия из-за возникновения паразитных колебаний в резонансной системе.
Наиболее близким по технической сущности является высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая высокодобротный ускоряющий резонатор, амплитрон, согласованную нагрузку, импульсный источник питания и фазоподстроечный элемент, подключенный к входу амплитрона. Ускоряющий резонатор включен в боковую стенку волновода между выходом амплитрона и согласованной нагрузкой на расстоянии, кратном половине длины волны в волноводе от плоскости этой стенки, а фазоподстроечный элемент выполнен в виде короткозамыкающего поршня (см. авторское свидетельство №674629, МПК Н05Н 7/02).
К недостаткам данной высокочастотной системы следует отнести низкий коэффициент полезного действия из-за рассеяния части мощности на выходе амплитрона в согласованной нагрузке.
Задачей предлагаемого решения является разработка высокочастотной системы резонансного ускорителя заряженных частиц с более высокими параметрами.
Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия.
Поставленная задача достигается тем, что высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, включает амплитрон с источником питания соединенный с ускоряющим резонатором, через отрезок волновода с согласующим элементом, и фазоподстроечный отражающий элемент, согласно решению в нее дополнительно введен аттенюатор с регулируемым ослаблением, отрезок волновода выполнен отражающим, при этом аттенюатор соединен с выходом фазоподстроечного отражающего элемента и входом амплитрона.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематически изображена высокочастотная система, где
1 - амплитрон с источником питания;
2 - отражающий отрезок волновода;
3 - ускоряющий резонатор;
4 - аттенюатор с регулируемым ослаблением;
5 - фазоподстроечный отражающий элемент.
Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц содержит амплитрон с источником питания 1, отражающий отрезок волновода 2, ускоряющий резонатор 3, аттенюатор с регулируемым ослаблением 4, фазоподстроечный отражающий элемент 5. При этом к выходу амплитрона с источником питания 1 через отражающий отрезок волновода 2 подключен ускоряющий резонатор 3, а на входе амплитрона с источником питания 1 включен аттенюатор с регулируемым ослаблением 4, к другой плоскости которого подключен фазоподстроечный отражающий элемент 5. Для предотвращения возникновения паразитных колебаний отражающий отрезок волновода 2 снабжен согласующим элементом.
Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц работает следующим образом.
Ускоряющий резонатор 3 для получения максимальной мощности работает в согласованном режиме в пределах полосы частот, содержащей собственную частоту этого резонатора с передающей линией. Подключение отражающего отрезка волновода 2 с согласующим элементом одной плоскостью к ускоряющему резонатору 3 создает на противоположной плоскости этого отрезка рассогласование в этой же полосе частот. При включении питания амплитрона 1 на его выходе появляется отраженная волна из-за указанного выше отражателя и после прохода через амплитрон с источником питания 1, аттенюатор с регулируемым ослаблением 4 достигает фазоподстроечного отражающего элемента 5 и возвращает волну усиленной к выходу амплитрона с источником питания 1 далее этот процесс повторяется. Путем регулировки ослабления аттенюатора 4 и
фазоподстроечного отражающего элемента 5 добиваются мощности на выходе амплитрона 1 близкой к его насыщению, которая и поступает в ускоряющий резонатор.
Введение отражающего отрезка волновода на резонансной частоте ускоряющего резонатора и аттенюатора с регулируемым ослаблением позволяет повысить коэффициент полезного действия высокочастотной системы резонансного ускорителя заряженных частиц.