[发明专利]角耦合驻波加速管

说明书

技术领域

本发明涉及原子能技术应用领域，特别涉及一种角耦合驻波加速管。

背景技术

传统的各种驻波加速结构大致可分为以下三大类：

1.边耦合驻波加速结构(Side Coupled Structure)

参照图6和图7，目前最常用的一种驻波加速结构，其耦合腔置于加速腔外壁之一侧，通过耦合孔与加速腔相连。优点为耦合腔与加速腔的中心轴线分开，加速腔可以充分优化，加速效率高；加速腔及耦合腔的外壁均易于接近，便于对加速腔及耦合腔进行挤压调谐。缺点是非轴对称结构，加工、装配、焊接工艺复杂；径向尺寸大，不利于安置聚焦线圈。

2.轴耦合驻波加速结构

轴耦合驻波加速结构又分下列几种：

(1)轴耦合驻波加速结构(On-axis Coupled Structure)

参照图8和图9，耦合腔置于两个加速腔之间，耦合腔中心轴线与加速腔中心轴线重合一致，通过耦合孔与加速腔相连。优点是轴对称结构，装配、焊接方便；径向尺寸小，有利于安置聚焦线圈。缺点是耦合腔占用了加速腔的轴向空间，加速腔不能充分优化；耦合腔不易接近，不便于对耦合腔挤压调谐。轴耦合驻波加速结构是除边耦合驻波加速结构以外使用较多的一种驻波加速结构。

(2)同轴耦合驻波加速结构(Co-axis Coupled Structure)

参照图10和图11，与轴耦合驻波加速结构相似，只是耦合腔靠近中心轴线一侧采取封闭结构，有利于减少束流对耦合腔的扰动，其优缺点与轴耦合驻波加速结构相同。

(3)切盘耦合驻波加速结构(Cut Disk Structure)

参照图12和图13，与轴耦合驻波加速结构及同轴耦合驻波加速结构相似，只是耦合孔移近加速腔的鼻锥处，耦合系数较大，其优缺点与前二者相同。

3.环耦合驻波加速结构

环耦合驻波加速结构又分下列几种：

(1)环耦合驻波加速结构(Annular Coupled Structure)

参照图14和图15，耦合腔置于加速腔外侧360°周围范围，优点是轴对称结构，装配、焊接方便，缺点是径向尺寸大；耦合腔包围了加速腔，不利于接近加速腔及对加速腔调谐。

(2)箭耦合驻波加速结构(Arrow Coupled Structure)

参照图16和图17，耦合腔截面呈箭形，插在两个加速腔之间，优点是轴对称结构，装配、焊接方便。缺点是径向尺寸很大，不利于安置聚焦线圈；加速腔不易接近，不便于对加速腔调谐。

(3)盘圈耦合驻波加速结构(Disk and Washer Structure)

参照图18和图19，将环耦合驻波加速结构的耦合孔扩充至整个圆周360°范围就成了所谓盘圈加速结构，耦合系数大，但除了一般环耦合驻波加速结构所共有的缺点外，还存在加速盘的支撑问题及模式重叠问题。

发明内容

本发明的目的是克服已知技术的上述缺陷，提供一种尺寸小、效率高、制造工艺较容易的角耦合驻波加速管。

为达到上述目的，本发明角耦合驻波加速管，包括依次固定连接在一起的电子枪、盖板、若干个角耦合驻波加速结构单元、一个不带耦合腔的驻波半加速结构单元、底座，过渡波导和波导窗；角耦合驻波加速结构单元的腔体具有两个对称的左、右半加速腔，不带耦合腔的驻波半加速结构单元的腔体具有半加速腔，过渡波导一端与加速腔相通，另一端与波导窗相接，所述角耦合驻波加速结构单元的腔体在所述左、右半加速腔与腔体外壁之间的角落区域设有耦合腔，所述耦合腔的内腔形状为一水平轴向布置的半圆柱腔体，所述半圆柱腔体的上表面构成所述腔体的开口，在所述半圆柱腔体左、右两端面的腔壁上分别设有向外延伸的左、右沟槽，所述左、右沟槽中分别装有左、右凸台，所述左、右凸台的底面分别与所述耦合腔的腔壁贴合固定在一起；所述耦合腔与所述左半加速腔和右半加速腔之间分别设有与其相通的左耦合孔和右耦合孔；所述耦合腔的开口固定安装有盖板。

本发明角耦合驻波加速管，其中所述左、右凸台为圆柱体，左、右凸台的一个圆形底面分别与耦合腔的端面腔壁贴合焊接在一起。

本发明角耦合驻波加速管，其中所述盖板为圆环形或部分圆环形，与腔体的外壁相合并焊接在一起。

本发明角耦合驻波加速管，其中所述底座与波导窗的底部位于同一水平位置，过渡波导向上倾斜安装在不带耦合腔的驻波半加速结构单元与波导窗之间。

本发明角耦合驻波加速管，其中所述角耦合驻波加速结构单元的数量为5个。