[发明专利]移相器和加速器及其操作方法

说明书

本发明涉及一种移相器以及加速器及其操作方法，所述移相器包括具有第一中空结构的转动部(1)，所述第一中空结构具有第一空腔(11)，所述第一空腔(11)的横截面与所述转动部(1)的旋转中心之间的距离在周向上呈周期性连续变化，以便当所述转动部(1)转动时,使得在所述移相器的出口处的相邻的微波脉冲之间具有一个相移。该操作方法包括向所述移相器中发射微波脉冲；驱动所述转动部(1)以转速n旋转，其中n＝15vm转/分钟，m为奇数，1，3，5…，v为微波脉冲的重复频率，当每次发射微波脉冲时，转动部的第一空腔的椭圆形横截面的长轴转动至水平或者竖直状态。

技术领域

本发明涉及微波技术领域和加速器领域，尤其涉及移相器和加速器及其操作方法。

背景技术

移相器是微波应用中非常重要的微波器件之一，在雷达、加速器、通信以及仪器仪表领域中都有很广泛的应用。通常在结构中插入介质片、销钉、铁氧体等可以实现导波系数的改变，进而可以改变微波的下相位。

移相器是一种能够改变微波相位的一种移相器，在高功率微波的合成和分配中有独特的应用。相位变化速度越快，系统工作重复频率就可以越高。高功率移相器在国外已经有所研究。他们在波导中安置了一定几何尺寸的铁氧体或铁电体，通过外围的高压外电路来改变铁氧体或铁电体的材料参数进而改变相移。这些移相器的设计对外电路要求比较高。要实现快速的相变，外加的脉冲电压通常要几千伏，同时对脉冲上升沿要求也很高。此外，这些移相器中为了让微波有很好的传输特性通常要加一些其他的介质在结构中，所以设计比较复杂。

通常的移相器是双端口微波元件，微波从一个端口进入，从另一个端口传出。相位的改变通过在传输段中加入膜片、铁氧体等实现。但是，现有技术中的这种通过外电路来改变铁氧体材料参数的移相器存在以下缺陷：

(1)相移有限，目前文献中给出的设计，能在较短的时间里实现相位的快速变化，但是相位的变化范围很小，不能达到180°相位的变化；

(2)稳定性差，现在移相器采用外电路控制的方法，通过改变材料的电参数或者磁参数来实现微波相位的改变，这对外电路电压的稳定性要求比较高。目前的设计大多是在测量结果中截取效果比较好的一段作为设计的结果；

(3)材料限制，目前已有的移相器在移相器内部有铁氧体材料或其他材料，增加设计的难度；

(4)外电路使用，通过外电路改变材料的参数进而改变相位的大小，外电路的电压通常要几千伏。

在现有技术中，单个移相器还没有实现相邻的微波脉冲之间的180°相移，主要原因是微波的传输受到限制，微波在通过移相器的时候，功率会有所降低，同时也会有部分微波被反射，而且基于铁氧体的移相器要保证反射小，损耗小，而且还要速度快，这些都是限制的因素。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提出一种移相器及其操作方法以及加速器，能够实现相邻的微波脉冲在移相器出口处具有相移。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种移相器，包括具有第一中空结构的转动部，所述第一中空结构具有第一空腔，所述第一空腔的横截面与所述转动部的旋转中心之间的距离在周向上呈周期性连续变化，以便当所述转动部转动时,使得在所述移相器的出口处的相邻的微波脉冲之间具有一个相移。

进一步地，所述第一空腔的横截面与所述转动部的旋转中心之间的距离在周向上以180°为周期连续变化。

进一步地，所述相移在0°至180°的范围内。

进一步地，所述第一空腔的横截面呈椭圆形或矩形。

进一步地，所述第一空腔的横截面呈等边三角形或者正多边形。