铁氧体型移相器和加速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微波和加速器领域，尤其涉及一种铁氧体型移相器和具有该移相器的加速器。
【背景技术】
[0002]移相器作为微波系统中重要的器件之一，一直发挥着重要的作用。传统移相器多为机械结构，采用手动或者电机驱动，在加速器相位控制中运用极为不便。随着微波铁氧体技术的发展，铁氧体良好的旋磁特性使其得到广泛应用，铁氧体器件也迅速发展，根据铁氧体特性研制的铁氧体型移相器，实现了移相器从机械式到电控式的进步，其基本原理是，采用外加的磁场来改变铁氧体的导磁率，并利用铁氧体的旋磁特性，使得在矩形波导中传播的微波发生相位改变。当前在国内，铁氧体型移相器一直作为相控阵雷达的支撑性器件在研究，也取得了一定的成绩。
[0003]但随着加速器技术领域的发展，对于移相器功率和移相器相位变化速度的要求越来越高，传统的铁氧体型移相器已经很难满足新的需求。美国费米实验室在研究超导直线加速器时发现，利用更快速的移相器可以大大减少速调管的数目。在加速器中，给一个多腔的加速器提供微波需要多个速调管，但如果配置能快速移相的移相器，仅使用一个速调管，就能实现对多个腔室射频功率的相位和量级的正交控制，从而大大减少速调管的数目。随着电子加速领域工程上的需要，可调能量加速器、双能电子加速器等设备都需要在毫秒量级能够实现更大角度移相的移相器。
[0004]目前，根据已有的实验表明，现有移相器的散射参数S21测量结果普遍不好，很难保证微波有好的传输效果，现有的快速移相器的相位的变化范围都很小，相位变化角度较小，费米实验室提出的移相器也只能实现80°的相位变化，无法实现更大角度的相位快速变化。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的在于提供一种铁氧体型移相器和加速器，以解决现有技术中移相器的相位角度变化较小的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种移相器，包括波导、铁氧体条、第一线圈、第二线圈、第一功率源和第二功率源，其中所述铁氧体条设置于所述波导内，所述第一功率源用于向所述第一线圈提供直流电压以产生恒定磁场，所述第二功率源用于向所述第二线圈提供脉冲电压以产生脉冲磁场，所述恒定磁场与所述脉冲磁场相互叠加形成复合磁场，所述复合磁场被施加于所述铁氧体条，以使经过所述波导的微波发生相位变化。
[0007]进一步地，所述铁氧体条设在所述波导的内壁上。
[0008]进一步地，两个所述铁氧体条被相对地设在所述波导的内壁上。
[0009]进一步地，所述铁氧体条的端部具有微波引导部，用于引导所述微波进入所述波
B
寸ο
[0010]进一步地，所述微波引导部为楔形面。
[0011]进一步地，所述铁氧体条是细长的，所述铁氧体条的纵向方向与所述微波的传播方向一致。
[0012]进一步地，所述铁氧体条由钇铁石榴石铁氧体制成。
[0013]进一步地，所述脉冲电压为方波电压。
[0014]为实现上述目的，本实用新型还提供了一种加速器，包括上述的移相器。
[0015]另外，所述加速器包括第一加速管和第二加速管，所述第一加速管位于所述第二加速管的前端，用于加速加速器中的电子，所述移相器设置在所述第二加速管中，用于改变进入所述第二加速管中的微波的相位。
[0016]基于上述技术方案，本实用新型通过设置两个线圈，对应两个功率源，并且两个功率源分别提供直流电压和脉冲电压，使得铁氧体条能够接收两种电压的叠加，从而产生稳定的复合磁场，避免由于磁场产生尖锐的波动点而造成微波传输的损失。这种结构的移相器，通过调整电压能够实现180°的相位变化。
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1为本实用新型铁氧体型移相器一个实施例的横截面剖视图。
[0019]图2为本实用新型铁氧体型移相器一个实施例的结构示意图。
[0020]图中:卜波导，n-入口，12-出口，2-铁氧体条，21-楔形面，3-第一线圈，4-第二线圈。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0023]对于可调能量加速器、双能电子加速器等设备对移相器提出的更大角度相位变化的需求，发明人认为，要设计满足这种需求的移相器，主要从材料特性、几何结构和外电路匹配三个方面入手:第一，材料特性，主要指铁氧体模块在特定工程环境中的最佳参数配置，这一点需要根据实际情况进行探索和计算;第二，从几何结构上来讲，当前的移相器设有波导，需要考虑铁氧体模块的尺寸、放置方式以及在磁场中的放置方向等因素;第三，夕卜电路匹配，这很大程度是对电感和功率源的需求，移相要求越大，对于功率源的要求也就越大。
[0024]综合考虑以上三种因素，发明人提出一种铁氧体型移相器，如图1示出了该移相器的横截面视图，该移相器包括波导1、铁氧体条2、第一线圈3、第二线圈4、第一功率源和第二功率源，其中所述铁氧体条2设置于所述波导I的空腔中，所述第一功率源用于向所述第一线圈3提供直流电压以产生恒定磁场，所述第二功率源用于向所述第二线圈4提供脉冲电压以产生脉冲磁场，所述恒定磁场与所述脉冲磁场相互叠加形成复合磁场，所述复合磁场被施加于铁氧体条2，以使经过所述波导I内的微波发生相位变化。
[0025]通过设置两个线圈，对应两个功率源，并且两个功率源分别提供直流电压和脉冲电压，使得铁氧体能够接收两种电压的叠加，从而产生稳定的复合磁场，避免由于磁场产生尖锐的波动点而造成微波传输的损失。这种结构的移相器，通过调整电压能够实现180°的相位变化。
[0026]另外，波导I的具体类型可以根据实际需要进行选择，比如可以选用BJ84波导。波导的高度和宽度在一定