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《电子直线加速器磁控管工作频率的稳定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第9卷 第2期强 激 光 与 粒 子 束Vol.9,No.21997年5月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSMay.,1997X电子直线加速器磁控管工作频率的稳定席德勋 赖青贵(南京大学加速器研究所,南京 210093)摘 要 介绍一种利用谐振腔输出能量-输入频率关系作为鉴频方法的稳频系统,由于将谐振腔输出信号进行积分保持,降低了高压脉冲对系统的干扰,也提高了频率稳定度。系统中采用了高频率步进电机伺服子系统,使功耗大为减少。系统工作频率为2856MHz,不稳定度不大于±7-6×10。关键
2、词 电子直线加速器 输出能量-输入频率关系 积分保持 稳频系统 高效率步 进电机伺服子系统 不稳定度ABSTRACTThispaperdescribesafrequencystabilizationsystemwhichusesthefrequencydiscriminatingmethodwithoutputenergy2inputfrequencyrelationshipofaresonancecavity.Tointegratetheoutputsignalfromthecavitiesnotonlyred
3、ucesthedisturbancefromthemodulatingpulse,butalsoincreasesthefrequencystability.Ahighefficiencysteppingmotorservosubsystemisused,thepowerofthesubsystemisdecreasedevidently.Thestabilizedoperatingfrequencyof-6theLINACis2856MHzandtheunstabilityofthesystemisnotlar
4、gerthan±7×10.KEYWORDSoutputenergy2inputfrequencyrelationship,integrating2and2hold,frequencystabilizationsystem,highefficiencysteppingmotorservosubsystem,unstability0 引 言电子直线加速器工作频率的稳定决定于功率源(大功率脉冲磁控管)振荡频率的稳定与否。磁控管振荡频率不稳定由两种因素引起,一是调制脉冲幅度不稳定所致,这可由脉冲稳幅[1]方法解决(De-
5、Q电路),二是由磁控管工作温度变化引起,这就要用调谐磁控管振荡频率的方法使其振荡频率稳定。频率稳定系统中关键部分是频率偏差的检测,一种办法是将功率源输出的频率和频率标准比较,得到频率偏差信号,该信号经放大后驱动伺服系统,调谐磁控管,达到稳定磁控管振荡频率的目的,这是频率反馈方法。另一种办法是用鉴相方法,在加速管的功率入口处和负载处引出信号,通过适当调节的移相器后,进行鉴相,将误差相位信号放大后驱动伺服系统调谐磁控管,达到稳定磁控管振荡频率的目的。这里需要增加一谐振腔,使磁控管先工作于谐振腔的谐振频率附近,以保证锁
6、相环工作在相位锁定区域内。这两种方法,对行-5-5波电子直线加速器而言,前者频率稳定度可达2×10,后者小于1×10。本文所论述的频率稳定系统与上述方法的不同之处在于频率偏差信号不是根据鉴频特性的频率-幅度关系,而是频率-能量关系,从而提高频率稳定度。[2]1 鉴频器的输出能量-输入频率关系通过式谐振腔在连续波使用条件下,平方率检波器输出直流信号,它的幅度代表谐振腔的3国家级产学研项目。1996年8月1日收到原稿,1997年4月6日收到修改稿。席德勋,男,1939年4月出生,教授。©1995-2005Tsingh
7、uaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期席德勋等:电子直线加速器磁控管工作频率的稳定193输出功率。如果输入的微波受脉冲调制,则输出信号波形只有在输入频率是腔体谐振频率时才近似为调制脉冲波形(矩形波)。若微波频率偏高,输出波形在脉冲宽度内类似于电容充电波形,若微波频率偏低,则输出波形有相当的顶降。在腔体Q值较高时,调制脉冲结束后,腔体要释放能量,波形后沿不是阶跃式而是呈指数下降式。在强干扰情形下,仅用检波器输出脉冲的幅度信息表示输入频率对腔体谐振频率的偏
8、离不易提高稳频系统的控制精度。利用腔体输出能量对频率偏离的关系不仅对抗干扰有好处,而且可以提高系统的控制精度。 设进入腔体的微波电流为IsinXt(X为圆频率,0≤t≤S,S为调制脉冲宽度),腔体的响应-#·Sö2是G0esinXct(腔体品质因素Q,谐振频率Xc,#=XcöQ为腔体功率谱的半高全宽)。微波电流和腔体响应的频谱分别为:SI0jXt-jXt-jXtI(X)
