Устройство для определения электродинамических характеристик ускоряющих структур

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 5 у)5 Н 05 Н 7/00 ОПИС 0 ТЕН РСНОМУ СВИ СТВ хрониистемы сиителей,3. Ин ов типаанию 118 1.тр типа ванию 1 О. ИнО,05. Ин 10,и и техкого эксрьков,Фазовращателизоры по электрон"Электроника СВЧ"1 о 77ОПРЕДЕЛЕНИЯХАРАКТЕРИСТИК носится к СВЧ-техспользовано для ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) 1.Авторское свидетельство СССР1464304, кл. Н 05 Н 7/00, 987.2.Авторское свидетельствб СССР1292212, кл. Н 05 Н 9/00, 1985.З.Капырин Ю,В., Моисеев В,ИПетренко В.В. Акустическое действиеимпульсного СВЧ-поля в электродинамических структурах ускорителей иконтроль режима ускорения пучка заряженных частиц. - Труды Х Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна, 1987, ОИЯИ, т.1,с.235.4, Авторское свидетельство СССР1102478, кл. Н 05 Н 7/00, 1983.5, Шило В,Л. Линейные интегральньсхемы. - М.: Советское радио 1979,6, Малые,ЭВМ и их применение/Подобщ.ред. Б.Н.Наумова, М.: Статистика1987 1573562 7. Демидов Н.В. С зации линейных ускор ЦНИИатоминформ, 19848, Регистр запрос струкция по обслужив 02-673. Варшава, 1989. Выходной регис струкция по обслужи 02-673, Варшава, 198 1 О. Входнои регистр ти струкция по обслуживанию 02-673, Варшава, 1981.11. Вопросы атомной нау ники. Сер,: Техника физиче перимента Вып 2 (14), - Х 1983, с.7. 12. Шишков В.А.СВЧ-диапазона. - Обной технике. сер. вып. 2(441). - М., (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ УСКОРЯЮШИХ СТРУКТУР (57) Изобретение от нике и может быть и1573562 определения электродинамических характеристик СВЧ-трактов, напримерзамедляющих структур однородных илинеоднородных ускоряющих волноводов.Целью изобретения является снижениетрудоемкости и длительности процессаопределения электродинамических характеристик ускоряющих структур, Устройство содержит возбуждающий генератор 01, фаэовращатель 2,инжектор 3 и ускоряющую структуру 4, вдоль которой расположены датчики 5, связанные со схе"мой 6 регистрации, таймер 7,.блок 8 Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано,для определения электродинамических характеристик СВЧ-трактов, например замедляющих структур однородных или неоднородных ускоряющих волноводов. 25Целью изобретения является снижение трудоемкости и длительности процесса определения злектродинамических характеристик ускоряющих структур е ЗОНа чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для определения электродинамических характеристик ускоряющих структур содержит возбуждающий генератор 1, фаэовращатель 2, инжектор 3 и ускоряющую структуру 4, вдоль которой на ее поверхности расположены датчики 5 устройства, связанные с первой группой входов схемы 6 реги страции, второй вход которой связан с фаэовращателем 2. Кроме того, устройство содержит таймер 7, связанный с инжектором 3 и возбуждающим генератором 1, блок 8 временной селекции, первая группа входов которого связана с выходами схемы 6 регистра" ции, второй вход - с таймером 7, а выходы - с входными регистрами 9, связанными, в свою очередь, с ЭВМ 10, которая связана с регистром 11 запросов, соединенным с таймером 7, и с выходным регистром 12, выход которого связан с входом схемы 13 управления, первый выход которой связан с фаэовращателем, а второй - с таймером 7.Устройство для определения злектродинамических характеристик ускорявременной селекции, входные регистры 9, ЭВМ 10, а также регистр 11 запросов, выходной регистр 12 и схему 13 управленияБель достигнута эасчет параллельной обработки сигналовдатчиков, корректная информация с которых снимается за время, котороеменьше времени распространения акустических сигналов между соседнимиэлементами ускоряющей структуры, нобольше времени действия импульсныхэлектромагнитных помех от СВЧ-систем устройства. 1 ил,ющих структур по способу 11рабстает следующим образом. Синхроимпульсот таймера 7 запускает возбуждающийгенератор 1, где вырабатывается импульс СВЧ-волны, который через фазовращатель 2 передается в ускоряюшчюструктуру 4. Одновременно синхроимпульс таймера 7 запускает импульстока пучка в инжектор 3. Лмплитудывозбуждаемых в ускоряющей структуре, 4акустических колебаний измеряютсяраспределенными вдоль на поверхностиструктуры датчиками 5. Сигнал о положении фазосдвигающего элемента фаэовращателя 2 и сигналы от всех датчиков 5 одновременно поступают насхему 6 регистрации и после усиленияв ней на входы блока 8 временной селекции, основная функция которогоограничение во времени сигналов отдатчиков 5 таким образом, чтобы акустические сигналы на данный датчик отсоседних сечений структуры 4 игнорировались. Тем самым обеспечиваетсякорректность сигнала от каждого сечения исследуемой структуры, лишенноговоздействий сигналов от ее соседнихэлементов. Дополнительная функцияблока временной селекции - аналогоцифровое преобразование сигналов. Далее цифровые сигналы с выходов блока 8 временной селекции поступают навходные регистры 9, опрос которых отЭВМ 10 организован по прерываниям,формируемым при поступлении синхроимпульса от таймера 7 на регистр 11 за-просов, В каждом акте опроса датчиков 5 в ЭВМ накапливается массив данных, содержащий информацию о положении фазосдвигающего элемента фазовращателя 2 при каждом дискретно изме 5 15няющемся его положении и соответствующих этим положениям сигналах отдатчиков 5,Каждый акт опроса осуществляетсяследующим образом.ЭВИ 10 через выходной регистр 12и схему 13 управления действует натаймер 7., заставляя его запереть пучок в инжекторе 3. При этом в массивданных заносятся амплитуды акустических сигналов А от датчиков 5 и ино,формация о положении фазосдвигающегоэлемента фазовращателя 2. Затем таким же образом ЭВМ 10 отпирает пучок,при этом в массиве фиксируютсяамплитуды акустических сигналов А 1от датчиков. Далее ЭВИ 10 через выходной регистр 12 и схему 13 управления действует на фазовращатель 2изменяя положение его фазосдвигающего элемента на один дискретный шаг,величина которого диктуется соображениями точности измерений. Акты опросаследуют друг за.другом до тех пор,пока условие А -А, не будет выполнено, Далее ЭВМ 10 анализирует особыеточки набранного массива согласноаналитическим выражениям, приведенным в 1.Таким образом, электродинамические характеристики ускоряющих структур определяются за один цикл изменения фазового режима исследуемойструктуры, который состоит из совокупности дискретных изменений фазыпучка на малую величину.Блок временной селекции представляет собой модуль последовательносоединенных ключевого элемента, пикового детектора и преобразователяаналог-код. Блок содержит также формирователь стробирующих импульсов,управляющий ключевыми элементами вкаждом модуле блока,Блок временной селекции работаетследующим образомКак только синхроимпульс таймеразапустит импульс СВЧ-волны и импульс тока пучка в ускоряющую структуру, возникающие в последней акустические сигналЫ, усиленные схемой регистрации, поступают одновре-менно со всех датчиков устройства навходы блока временной селекции. Формирователь стробирующих импульсов блока запускается тем же синхроимпульсом таймера и,формирует интервал времени, в течение которого ключевые7356 1 О 20 25 30 40 бэлементы блокпруют входные сигналына время порядка 50 мкс. За это время акустический сигнал еще проходитпо звукопроводу датчиков 12 и за. канчивается действие импульсных электромагнитных помех от СВЧ-систем .устройства, Затем ключевые элементы от-,крываются к тому времени, когда навходы блока уже поступает информациятолько об акустическом эффекте вструктуре. Сигналы проходят черезключевые элементы на пиковые детекторы лишь в течение времени порядка510 мкс - за этот период акустическиесигналы от соседних относительно данного элементов структуры не успеваютеще дойти до данного датчика (скорость звука около 3000 м/с) и накаждом из входов блока временной селекции выделяется во времени лишьнеобходимый сигнал от данного датчика. Пиковый детектор известным способом фиксирует амплитуду входного сигнала, а преобразователь . аналог-кодформирует этот сигнал с цифровом виде. После указанного времени (1 О мкс)формирователь строба закрывает всевходы и блок ожидает следующего синхроимпульса.Схема 13 управления известнымспособом воспринимает цифровой кодот выходного регистра 12 и через транзисторные ключи управляет движениеммеханического фаэосдвигающего элемен 5 та фазовращателя 21, таким же образом схема управления действует натаймер 7, определяя, тем самым, со-,стояние возбуждающего генератора 1 иинжектора 3 пучка. В устройстве также могут использоваться известныеферритовые фазовращатели, управляемые током 1121 в этом случае схемауправления модифицируется известнымиспособами,5 Экспериментальные исследованияпредлагаемого устройства для определения электродинамических характеристик ускоряющих структур по способу 111 в составе многосекционного ли 0 нейного ускорителя электронов "Факелна неоднородных диафрагмированныхволноводах ускоряющей системы показали, что по сравнению с прототипомпредлагаемое устройство обеспечиваетснижение трудоемкости процесса определения электродинамических характеристик во столько раз, во сколько количество датчиков превышает единицу.Длительность процесса уменьшается во15735 б 2 Составитель Е.ФедоровскийТехред Л,Сердюкова Корректор В.Кабаций Редактор И,Шмакова Заказ 1648 Тираж б 70 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 столько же раз. Таким жеобраэом уменьшается вероятность возникновения не" учтенных погрешностей иэ-за значительных изменений фазовых режимов струк 5 туры и изменений начальных условий измерений. Применение в устройстве ЭВМ кроме функций управления устройством и для вычислительных функций резко снижает трудоемкость и длитель ность расчетов электродинамических характеристик. Формула изобретения15 Устройство для определения электродинамических характеристйк ускоряющих структур, содержащее инжектор, возбуждающий генератор, связанный ,:через фазовращатель с ускоряющей 2 О структурой, вдоль наружной поверхнос" ти которой расположены первичные преобразователи амплитуды акустического сигнала, соединенные с первой группой входов схемы регистрации, второйвход которой связан с фазовращателем,отличающееся тем, что,с целью снижения трудоемкости и длительности процесса определения электродинамических характеристик, в уст"ройство введены таймер, блок временной селекции, ЭВМ, входные регистры,выходной регистр, регистр запросов исхема управления, причем таймерсоединен с инжектором и возбуждающимгенератором, первая группа входовблока временной селекции соединенас выходами схемы регистрации, второйвход соединен с таймером, а выходысоединены с входными регистрами,свяэанными с ЭВМ, которая соединена с регистром запросов, соединенным стаймером, и с выходным регистром, выход которого соединен с входом схемыуправления, первый выход которойсоединен с фазовращателем, а второйвыход - с таймером.