一种超导回旋加速器谐振腔可旋转电感耦合环结构的制作方法

本发明属于等时型超导回旋加速器技术领域，具体涉及一种超导回旋加速器谐振腔旋转电感耦合环结构。

背景技术：

回旋加速器的主要功能是在磁场的导向下,利用高频电场把质子加速到高能量。伴随着交叉学科的发展，回旋加速器在核医学、天体物理、材料科学、能源领域、生物学以及工业加工领域发挥越来越重要的作用。

回旋加速器是一门多专业的综合性交叉学科，它涉及到加速器物理和许都高技术领域，其中包括射频、电磁场、电源、真空、精密机械、电子学等等。其中高频系统是粒子回旋加速器的一个重要系统，而微波谐振腔是其中一个关键而重要的子系统，起到加速运行粒子的重要作用。

在谐振频率匹配的条件下，运行粒子最终获得的能量大小主要是通过传输系统的耦合装置把高频源发射过来的能量耦合到谐振腔，谐振腔获得能量以电场加速运行粒子，使运行粒子获得越来越高的速度，最终达到所需的运行能量。

耦合装置的主要作用是将发射机输出的高频功率送到腔体，以产生加速粒子所需要的高频电场。在质子加速器中主要是感性耦合和容性耦合两种方式。对于感性耦合，通常联合调谐装置，改变耦合环的面积来改变耦合环的磁通量，使通过耦合环耦合到谐振腔的功率达到最大，从而使谐振腔以最大功率加速运行粒子，使运行粒子最终达到最大能量。然而现今对于感性耦合环耦合的方式，在运行调试过程中无法找到最佳可调耦合匹配位置点，使得整个进度慢，严重降低了工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超导回旋加速器谐振腔可旋转电感耦合环结构,具体是通过以下技术方案实现的：

一种超导回旋加速器谐振腔可旋转电感耦合环结构，包括外导体、固定环、内导体和耦合环；

所述外导体为锥形环状，外导体的前端为限位环，外导体的后端为连接环；

所述固定环同轴设在外导体内，固定环的前端与所述限位环的内端口连接；

所述内导体的前端为锥形环，内导体的后端为与锥形环同轴连接的圆环；内导体设在固定环内，其前端锥形环的端头位于所述限位环的外端口处，其后端圆环的外环面与固定环的后端内壁连接；

所述耦合环的前端呈U形杆状，耦合环的后端呈直杆状，耦合环的后端直杆同轴固接在内导体内，耦合环前端的U形杆位于限位环的外侧。

进一步的，所述限位环的外环面上活动套设有第一电接触弹片。

进一步的，所述内导体后端圆环的外环面上活动套设有第二电接触弹片。

进一步的，所述固定环的内壁前端设有过渡环，过渡环的内环面与内导体前端锥形环的外环面固接。

进一步的，所述固定环的材料为陶瓷。

本发明的有益技术效果：

本发明通过转动内导体带动耦合环旋转，耦合环插入RF谐振腔，通过耦合环的旋转改变耦合磁通量，实现馈线与腔体的最佳匹配，达到最大功率耦合，避免固定耦合环由于未能改变耦合磁通量而无法找到最佳匹配点情况的发生，甚至造成失配而引起大功率反射，保证回旋加速器整机在运行调试过程中，通过旋转改变耦合环磁通量变化，找到最佳耦合匹配点，实现最大耦合功率，提高了整个过程的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的应用状态图。

图中序号：传输线外导体1、传输线内导体2、外法兰3、谐振腔法兰4、耦合环5、内法兰6、外导体7、限位环71、连接环72、第一电接触弹片73、内导体8、第二电接触弹片81、固定环9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种超导回旋加速器谐振腔可旋转电感耦合环结构，包括外导体7、固定环9、内导体8和耦合环5；

所述外导体7为锥形环状，外导体7的前端为限位环71，外导体7的后端为连接环72；

所述固定环9同轴设在外导体7内，固定环9的前端与所述限位环71的内端口连接；

所述内导体8的前端为锥形环，内导体8的后端为与锥形环同轴连接的圆环；内导体8设在固定环9内，其前端锥形环的端头位于所述限位环71的外端口处，其后端圆环的外环面与固定环9的后端内壁连接；

所述耦合环5的前端呈U形杆状，耦合环5的后端呈直杆状，耦合环5的后端直杆同轴固接在内导体8内，耦合环5前端的U形杆位于限位环71的外侧。

进一步的，所述限位环71的外环面上活动套设有第一电接触弹片73。

进一步的，所述内导体8后端圆环的外环面上活动套设有第二电接触弹片81。

进一步的，所述固定环9的内壁前端设有过渡环，过渡环的内环面与内导体8前端锥形环的外环面固接。

进一步的，所述固定环9的材料为陶瓷。

参见图2，工作时，首先将耦合环5插入RF谐振腔，外导体7前端的限位环71上套设有内法兰6，第一电接触弹片73与内法兰6的环面接触；外导体7的连接环72上套设有外法兰3，外法兰3为活套法兰，外法兰3与谐振腔法兰4固接；转动内导体8带动耦合环5旋转找到最佳耦合匹配点，然后在内导体8的后端上套设连接传输线内导体2，第二电接触弹片81与内导体8的内环面接触，最后装配固定传输线外导体1直到高频源。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。