[发明专利]一种基于混合式行波加速结构的双能量电子直线加速器

摘要

本发明涉及一种基于混合式行波加速结构的双能量电子直线加速器，其包括依次连接的功率源系统，其提供脉冲微波功率，并在预设时刻同时输出一180度相位翻转信号；功率分配器，其具有一个与所述功率源系统连接的输入口以及两个输出口；混合式行波加速结构，其包括分别与所述功率分配器的两个输出口连接的前波加速段和反波加速段；以及微波功率回收系统。本发明通过采用混合式行波加速结构，可大大缩短脉冲微波功率在加速结构中的填充时间；通过控制产生180度相位翻转信号的时间节点，即可实现能量倍增器的储能时间可调，从而实现能量倍增器的输出功率水平可调，进而实现电子束能量的快速可调。

主权项

一种基于混合式行波加速结构的双能量电子直线加速器，其特征在于，该加速器包括依次连接的：功率源系统，其提供脉冲微波功率，并在预设时刻同时输出一180度相位翻转信号；功率分配器，其具有一个与所述功率源系统连接的输入口以及两个输出口；混合式行波加速结构，其包括分别与所述功率分配器的两个输出口连接的前波加速段和反波加速段，该前波加速段和反波加速段分别接收所述功率分配器平均分配的脉冲微波功率，建立具有第一强度的第一加速电场，以将注入的第一个电子束团加速至第一能量水平；以及微波功率回收系统，其包括依次连接的：第一功率合成器，其将所述前波加速段和反波加速段输出的脉冲微波功率进行合成；能量倍增器，其存储所述第一功率合成器输出的脉冲微波功率，并在接收到从所述功率源系统输出的所述180度相位翻转信号后，将存储的脉冲微波功率成倍地释放；以及第二功率合成器，其具有两个输入口和一个输出口，其中一个输入口与所述能量倍增器连接，另一个输入口与所述功率分配器的连接至所述前波加速段的输出口相连，且该第二功率合成器的输出口与所述前波加速段相连；其中，所述第二功率合成器配置为将从所述功率分配器输出的脉冲微波功率以及从所述能量倍增器释放的脉冲微波功率进行合成，并输出至所述前波加速段，以使该前波加速段建立具有第二强度的第二加速电场，以将注入的第二个电子束团加速至第二能量水平，其中，所述第二强度大于第一强度，所述第二能量水平高于第一能量水平；其中，所述功率源系统包括依次连接的：微波信号源，其提供一连续微波信号；180度相位开关，其根据一外部输入的控制信号，在所述预设时刻将所述连续微波信号的相位翻转180度，并产生所述180度相位翻转信号；以及速调管，其根据所述连续微波信号，产生所述脉冲微波功率，并在所述预设时刻同时输出所述180度相位翻转信号。