Свч электродинамическая система

ИВ (111 СОЮЗ СОВЕТСКИХСО,ИЦНПЮЕСНИКРЕСПУБЛИК А ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ ПИСА АВТОРСНО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ 1 .РИТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им, 50-летия ВеликойОктябрьской социалистической революции(56) 1, Авторское свидетельство СССРЖ 588887, кл. Н 05 Н 7/00, опублик.1979,2, Авторское свидетельство СССР(54) (57) СВЧ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА преимущественно для ускорителей, содержащая два основания,З(Я 1 Н 01 3 23/24; Н 05 Н 7/О соединенные боковыми стенками, ряд параллельных штырей, концы которых прикреплены к разным основаниям и перпендикулярны им, а центральные части соседних штырей размещены по геометрической оси системы и повернуты вокруг иеев противоположных направлениях на одинаковый угу, при этом штыри установле-ны на различном расстоянии друг от другавдоль оси системы, о г л и ч а ю ш ая с я тем, что, с целью увеличения .ширины полосы пропускания и расширенияобласти применения, в центре штырей укреплены трубки дрейфа, а расстояние отштырей до боковых стенок меняется подлине системы обратно пропорциональнорасстоянию между соседними штырями.1 10563Изобретение относится к СВЧ технике,а .именно к конструкции электродинамических систем, и может быть, в настностиприменено в линейных резонансных ускорителях, а также в электронных приборах типа О с высоким КПД,Известна электродинамическая систематипа "Встречные штыри", содержащаяштыри, укрепленные на стенках цилиндрического . вопновода, трубки дрейфа, укрепленные на концах Штырей и образующие пролетный канал системы, при этомпо мере уменьшения замедления по длинесистемы уменьшается угол сдвига по азимуту между соседними штырями иНедостатками системы являются низкая механическая прочность и сложностьохлаждения штырей системы,Наиболее близкой к изобретению является СВЧ электродинамическая система, содержащая два основания, соединенные боковыми стенками, ряд параллельных штырей, концы которых прикрепленык разным основаниям и перпендикулярныим, а центральные части соседних штырей 25проходят через ось системы и повернутывокруг нее в противоположных направлениях на одинаковый угол, при этом штыри установлены на различном расстоянии;друг от друга30Недостатками системы являются узкаяпопосе пропускания при малых замедлениях и ограниченность применения вследствии того, что фазовая скорость постоянна по дпине системы.35Цель изобретения - увеличение шириныполосы пропускания и расширение областиприменения системы.Указанная цель достигается тем, чтов СВЧ электродинамической системе,преимущественно дпя ускорителей содержащий две основания, соединенные боковыми стенками, ряд параллельных штырей,концы которых прикреплены к разнымоснованиям и перпендикулярны им, а ценирвльные части соседних штырей размещены по геометрической оси системы иповернуты вокруг оси в противоположныхнаправлениях на опинаковый угол, при этомштыри установлены на различном расстоянии друг от друга вдоль оси системыв центре штырей укреплены трубки дрейфа,а расстояние от штырей до боковых стенок меняется по длине системы обратнопропорционально расстоянию между соседними штырями,На фиг, 1 показана предлагаемая система, поперечный разрез, на фиг, 2 - тоже, продольный разрез. 06 2Система состоит из двух оснований 1,соединенных металлическими стенками 2.Стенки 2 и основания 1 образуют вакуумный объем, В этот объем .помещен рядрасположенных в параллельных плоскостяхштырей 3 Размеры всех штырей 3 системы одинаковые. В центре штырей 2 укреплены трубки 4 дрейфа, дня которыхось системы служит осью симметрии,Пучок заряженных частиц проходит черезотверстия в трубках дрейфа вдоль оси системы, По мере увеличения расстояния между соседними штырями 3 увеличиваетсядпина трубок 4 дрейфа, а расстояние между концами штырей 3 и боковыми стенками 2 уменьшается, Поскольку размерывсех штырей системы одинаковые, уменьшение указанного расстояния осуществляется путем уменьшения расстояния междубоковыми стенками 2. Против концов штырей в боковых стенках 2 выполнены окна,в которые помещены .прямоугольные порш.ни 5, Путем перемещения поршней 5 в наоравлении, перпендикулярном оси, осуществляется настройка системы не рабочуючастоту и выравнивание ускоряющегополя в процессе юстировки, Механизмы,осуществляющие эти перемещения, не показаны,Предусмотрено жидкос тное охлаждениесистемы, Осуществляется оно за счеттого, что штыри 3 и трубки 4 дрейфавыпопнены полыми, а в каждом основении1 выполнено по два канала,Плоскостями, проходящими через середины зазоров между соседними трубкемв4 дрейфе, предлагаемая система делитсяна отдельные ячейки. Каждую ячейку меж.но представить в виде колебательногоконтура, индуктивность и емкость котораго определяются размерами системы, рщ,пределением потенциала и тока по длинештыря 3 и фазовым сдвигом на ячейкуф,В рабочей полосе пропускания на длинештыря 3 укладывается по одной попувалне потенциала и тока, Пучность потенциела совпадает с узлом тока и находится яцентре штыря, узлы потенциале совпадают с пучностями тока и распапоженыв месте соединения штыря 3 с основаниями 1, При таком распределении концвдштыря 3 выполняют роль индуктивностиячейки, а трубка 4 дрейфа совместно сцентральным участком штыря 3 - рольемкости, Собственнея частота ячейки с.определяется по известному выражениюдпя собственной частоты колебательногоконтура,Оля того, чтобы в процессе юстировки можно было скомпесировать неточности, возникающие в процессе изготовления системы, часть боковых стенок 2, расположенных непосредственно у концов штырей 3, выполнена подвижной в стенках 2 выпопходит и изменение ускоряющего поля на 45 3 1 О 563 О 6 4В полосе пропускания фазовый сдвиг на ципе все ячейки системы можно настроить,ячейку системы принимает значения 0 4увеличивая отношение зазора к дпине ячей(Я. При этом с ростомот О до и ки по мере увеличения расстояния междуиндуктивность ячейки монотонно умень- соседними штырями 3. Однако в этом слушается от максимального значения.до 5 чае ширина полосы пропускания системыминимального, а емкость монтонно воэ- мала, так как она опредепяется величинойрастает от минимального значения до приращения емкости нескольких поспеднихмаксимального, в результате чего про- ячеек, где отношение зазора к длине ячейисходит изменение собственной частоты ки велико. Для того, чтобы система былаячейки, 1 О широкопопосной необходимо, чтобы прираЧем больше частота ячейки, соответст- щение емкости при измененииот О довуюшая Я =О, отличается от частотв, Я быпо одинаковым для всех ячеек сис-Гфсоответствующей= 1, тем шире полоса темы. Это условие выполняется, когдапропускания системы, Поскольку при воэ- отношение зазора к дпине ячейки практирастанииот О до и индуктивность 35 чески одинаково дпя всех ячеек системы,уменьшается, а емкость увеличивается, В этом случае дпина трубок 4 дрейфато дпя получения широкой попосы пропус- растет с ростом дпины ячейки, т,е. с роскания необходимо, чтобы абсопютная том расстояния между соседними, штырями,величина приращения одной из ннх быпа С ростом дпины трубки 4 дрейфа увеличи,значительно больше. В предпагаемой,сис. 20 вается ее емкость и, следовательно, растеме концы соседних штырей, соединен- тет собственная дпина вопны ячейки,ные с одним и тем же основанием уда-. Для того, чтобы собственная длина волны.лены друг от друга на значитепьные рас ячейки оставалась неизменной необходимостояния вследствие чего электромагнит- уменьшать ее индуктивность, Уменьшениеная связь между ними слабая, Поэтому 5 индуктивности осушествпяется путем прииндуктивность ячейки слабо зависит от ближения боковых стенок 2 к концам шты, Емкость ячейки определяется в ос- рей 3 системы, которые в рабочей полосеновном емкостью трубки дрейфа, прираше- пропускания играют роль индуктивностейние которой определяется отношением ве- системы,личины зазора между трубками к длине 30ячейки. При уменьшении этого отношениявепичина приращения увеличивается вследствие чего происходит расширение поносыпропускания системы.При движении ускоряемого пучка вдопь З 5системы скорость частиц возрастаетПпятого, чтобы при этом частицы находились иены отверстия, в которые помещены пряв синхронизме с ускоряющим попем необ- моугопьные поршни 5), Пон приближениитходимо увепичивать фаэовую скорость воп- поршней 5 к концам штырей 3, индуктивны в системе в направпении движения 40 ность ячейки уменьшается, при удалениипучка. Система работает . с фаэовым сдви.увеличивается. Одновременно с этим проис,гом на ячейку ( = н, В этом случае относительная фазовая скорость воины воси системы.системе 3 равна Заданного закона изменения ускоряющеЯ. го поня вдоль оси системы добиваютсяГ=7поочередным изменением положения поршгде 1 - дпина . ячейки, ней 5, распопоженных подле концов всехЯ - собственная длина водны копе- . штырей 3 системы, Расчетным путем усбаний сц = р тановлено, что система обладает полосойДля эффективного ускорения заряжен- пропускания, средняя дпина вопны которойных частиц необходимо, чтобы собствен- в 2,5-3 раза превышает поперечные розная дпина волны всех:ячеек системы бы- меры системы. Ширина полосы достигаетла одинакова. Поэтому дпя увеличения50%, Поля возбуждаемые на частоте ниэприходится увеличивать дпину ячеек , и. кочастотной отсечки этой полосы, можнооставпять неизменной их собственную дпи- эффективно испопьзовать для ускоренияну Ьапны, т,е, настраивать ячейки. В прин сильноточных пучков заряженных частиц.11086306 Н,Вебк Завав 93 19/48 ВНИИПИ есуюрс ве ааааа ввебре 113035, МесиваУжз ерэфр Преекгвав, 4 фввввв ДДП фПа Тираж 703 Педпелеетвеквоге кеевпеза СССРтеввй и емумевй Ж 38, Ранив:вав ваб., а