подстройке частоты задающего генератора, и в этом случае управляющий сигнал подается на задающий генератор.

Такие основные тепловыделяющие узлы системы СВЧ питания как клистрон, ферритовый циркулятор, волноводные нагрузки, охлаждаются водой.

5.6. Система импульсного высоковольтного питания

Система импульсного высоковольтного питания предназначена для обеспечения следующих параметров и выполнения функций:

•импульсное высоковольтное питание клистрона (пиковое напряжение 150 кВ, пиковый ток 100 А, длительность импульса

10 мкс),

•питание накала клистрона,

•импульсное высоковольтное питание инжектора (пиковое напряжение 50 кВ, пиковый ток 1 А, длительность импульса тока инжекции 10 мкс),

•питание накала инжектора,

•источник управляющего напряжения сетки катода инжектора.

Исторически импульсное высоковольтное питание обеспечивалось с помощью модулятора, построенного на базе электронно-лучевых коммутаторов (например, тиратрон). В последнее время широкое развитей получили твердотельные модуляторы, выполненные на базе транзисторных блоков IGBT.

Используемые схемы твердотельных модуляторов могут быть различны, например:

•схема с транзисторным ключом на полное напряжение,

•схема с транзисторным ключом на пониженное напряжение и импульсным трансформатором,

•схема модульного модулятора с импульсным трансформатором,

вкотором происходит сложение магнитных потоков,

•схема модулятора Аркадьева-Маркса и др.

Вчастности, на рис. 5.16 и 5.17 показаны блок-схема и фото модулятора с импульсным трансформатором, в котором происходит сложение магнитных потоков [5.2], а на рис. 5.18 – один модуль модулятора Аркадьева-Маркса [5.3].

133

R1 R2

	Источник высокого	Регулятор
		напряжения	Д2
	напряжения 1			Т1
		1
			C1	Тр1
	Источник высокого	Регулятор
		напряжения	Д2
	напряжения 2			Т2
		2
			C2	Тр2

	Источник высокого	Регулятор
		напряжения	ДN
	напряжения N			ТN
		N
			CN	ТрN

Трм	Н
	Магнетрон
	См
	К
	Три	К	Инжектор
	Трн
		Н
			С
			Источник	УПРАВЛЕНИЕ
		напряжения
			сетки
	Источник
	накала
	инжектора

Cн

Источник

накала магнетрона

Рис. 5.16. Модулятор с импульсным трансформатором, в котором происходит сложение магнитных потоков

Рис. 5.17. Модулятор с импульсным трансформатором, в котором происходит сложение магнитных потоков

134

Рис. 5.18. Один модуль модулятора Аркадьева-Маркса

В обоих модуляторах использован модульный принцип построения, в котором модулятор собирается из одинаковых модулей, включающих накопительную емкость на небольшое напряжение (1 кВ) и IGBT ключ (модуль на рис. 5.18 содержит 10 емкостей и 10 ключей, соединенных последовательно).

При замыкании ключей в модуляторе, изображенном на рис. 5.17, модули присоединены к первичным обмоткам импульсного трансформатора, и магнитные потоки всех модулей складываются, суммируя выходное напряжение.

При замыкании ключей в изображенном на рис. 5.18 модуляторе модули соединяются последовательно, обеспечивая сложение выходного напряжения.

Характерные импульсы тока и напряжения в модуле модулятора Аркадьева-Маркса показаны на рис. 5.19.

а (1 мкс/дел.) б (40 нс/дел.))

Рис. 5.19. Формы импульсов (а) и их фронтов (б). Верхние импульсы на осциллограммах – ток (20 А/дел.), нижние импульсы – напряжение (2 кВ/дел.)

135

Основным преимуществом твердотельных модуляторов на основе полупроводниковых приборов (IGBT) в сравнении с ламповыми (тиратронами) является большой срок службы.

5.7. Вакуумная система

Вакуумная система предназначена для создания глубокого вакуума в ускоряющей системе. Наилучшими свойствами для безмасляной откачки обладают ионный (магниторазрядный) насос для окончательной откачки, а также турбомолекулярный и спиральный насосы для создания глубокого форвакуума.

Предельное разряжение обеспечивается спитальным насосом до 10-3 мбар, турбомолекулярным насосом до 10-7 мбар и ионным насосом до 10-9 мбар.

Для измерения давления глубокого вакуума используется ионная вакуумметрическая лампа или контроллер ионного насоса, для измерения форвакуума – термопарная вакуумметрическая лампа.

5.8. Система термостабилизации

Система термостабилизации предназначена:

•для снятия тепла, выделяющегося в различных элементах в процессе работы, например, в клистроне, циркуляторе, ускоряющем резонаторе, конверсионной мишени, модуляторе,

•для термостабилизации ускоряющего резонатора, чтобы исключить тепловой дрейф его собственной частоты.

Первая цель достигается путем использования системы жидкостного охлаждения с разветвленной цепью, теплообменником и чилером, выбрасывающим выделенное тепло в воздух.

Вторая цель достигается использованием специальной жидкостной цепи термостабилизации, в которую входят ускоряющий резонатор, петля из системы жидкостного охлаждения, быстрый электронагреватель и электрическая цепь обратной связи, включающая СВЧ контроллер для измерения собственной частоты ускоряющего резонатора и быстрый электронагреватель.

136