[发明专利]谐振器装置和用于激发谐振器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1所述的用于激发谐振器的方法以及根据权利要求9所述的具有谐振器和激发设备的谐振器装置。

背景技术

谐振器、即能够振荡的系统以多种变型存在。谐振器例如可以被构造成RF腔，在所述RF腔中可以激发电磁振荡。公知的是，将这样的RF腔用在用于使充电粒子加速的粒子加速器中。

为了激发和保持谐振器振荡，必须借助于激发设备从外部给谐振器输送能量。在粒子加速器的被构造成RF腔的谐振器情况下，为此使用高频源。为了调节馈入到谐振器中的能量的量，习惯上调节该高频源的输出幅度。但是尤其是在使用固体开关来进行激发的情况下，该幅度调制能力需要显著的成本，并且降低了已知激发设备的效率。

发明内容

本发明的任务在于，说明一种经改进的用于激发谐振器的方法。该任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。本发明的另一任务在于，提供一种经改进的具有谐振器和激发设备的谐振器装置。该任务通过具有权利要求9的特征的谐振器装置来解决。优选的改进方案在从属权利要求中予以说明。

在根据本发明的用于激发具有谐振频率的谐振器的方法中，谐振器在第一时期期间被用第一频率激发，所述第一频率与谐振频率相差第一频率差。在第二时期期间，谐振器被用第二频率激发，所述第二频率与谐振频率相差第二频率差。在此，第一频率差和第二频率差具有不同的符号。此外第一频率差和第二频率差的数值彼此相差小于较大数值的10％。换言之，第一频率和第二频率因此关于谐振频率尽可能对称。有利地通过用与谐振频率不同的第一和第二频率进行激发来给谐振器输送较少能量。通过第一频率和第二频率关于谐振频率的大致对称位置，谐振器振荡的由于用与谐振频率不同的频率来激发谐振器造成的相移被平均掉（herausmitteln）。该方法有利地通过如下方式来允许这一点：调节馈入到谐振器中的功率而不改变激发的幅度。由此，该方法在技术上可以有利地不以高成本来实施。

在该方法的一个优选的实施方式中，第一时期和第二时期重复地彼此相继。第一时期和第二时期有利地于是可以非常短地被测定，由此特别有效地平均掉谐振器振荡的由于用第一频率和第二频率激发谐振器而造成的相移。

适宜的是，第一时期和第二时期具有相同长度。由此也有利地支持特别有效地平均掉谐振器振荡的相移。

在该方法的一个优选的实施方式中，谐振器在第一时期和第二时期期间被用恒定的激发幅度激发。该方法有利地于是可以在不调节激发幅度的情况下实施。

在该方法的一个改进方案中，谐振器在另一时期期间被用谐振频率激发。有利地于是提高了在所述另一时期期间输送给谐振器的功率。

谐振器优选地在第一时期、第二时期和所述另一时期期间被用恒定的激发幅度激发。优选地于是可以为了激发谐振器使用一种激发设备，在所述激发设备的情况下，激发幅度的可调节性不必一定是可能的。

在该方法的一个优选实施方式中，当谐振器的振荡幅度应当被减小时，提高第一频率差和第二频率差。这有利地使得能够减小谐振器振荡的功率而不必为此改变激发幅度。

在该方法的一个同样优选的实施方式中，当谐振器的振荡幅度应当被提高时，减小第一频率差和第二频率差。这有利地也使得能够调节谐振器振荡的功率而不必改变激发幅度。

根据本发明的谐振器装置包括谐振器以及用于激发谐振器的振荡的激发设备。在此，激发设备被构造为执行前述类型的方法。有利地于是不需要构造具有可改变的输出幅度的激发设备。由此可以有利地将激发设备构造为简单的和具有高效率的。

在谐振器装置的一个实施方式中，振荡是电磁振荡。有利地于是可以将谐振器装置用于许多技术目的。

在谐振器装置的一个优选实施方式中，谐振器被构造成RF腔。RF腔有利地可以用于许多继续目的。

在谐振器装置的一个特别优选的实施方式中，谐振器被构造成粒子加速器的谐振器。谐振器装置的谐振器有利地于是可以用于对充电粒子进行加速。由于粒子加速器的巨大能耗，有利地在该谐振器装置的情况下实现的具有高效率的激发设备的构造是特别有益的。

在谐振器装置的一个实施方式中，激发设备具有固体开关。使用固体开关有利地实现了激发设备的紧凑、低成本和高能效的构造。

附图说明

本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现这些的方式结合下面对结合附图进一步阐述的实施例的描述变得可更清楚和明确地理解。在此：

图1示出了谐振器的示例性的幅度－频率响应；

图2示出了谐振器振荡与外部激发之间的相位的示例性图表；