[实用新型]一种脉冲调制器

说明书

本实用新型提供了一种脉冲调制器，包括一油缸箱体，所述油缸箱体外设有一电容充电电源，所述油缸箱体内设有通过一主电缆与该电容充电电源依次相连的脉冲成型网络和脉冲变压器的初级线圈，所述电容充电电源和脉冲成型网络之间的主电缆与一位于所述油缸箱体内部的一触发电路相连，该脉冲变压器的次级线圈与一负载速调管相连，所述油缸箱体上插设有一对外接口盒，该对外接口盒插入油缸箱体的部分与所述触发电路相连。本实用新型的脉冲调制器将脉冲成型网络，脉冲变压器，速调管等都安装在一个密闭的装有绝缘油的油缸内，使其体积紧凑；且采用集成化的油缸设计，仅仅通过对外接口盒与外界信号进行交换，因此EMI性能好。

技术领域

本实用新型涉及直线加速器脉冲功率技术领域，具体涉及一种脉冲调制器。

背景技术

直线加速器的微波功率源系统是由速调管及脉冲调制器组成。微波功率源系统是将50Hz连续低功率的工业用电转换为脉冲高功率的微波电磁场。图1是现有的直线加速器微波功率源系统的功能框图，速调管将脉冲调制器输出的高压脉冲信号调制为微波电磁场，然后通过波导与耦合装置馈入加速结构加速带电粒子。

图2是现有的电子直线加速器微波功率源系统的结构示意图。主要由脉冲调制器201，速调管202，能量倍增器203及加速管204组成。脉冲调制器201通过一位于油缸内的脉冲变压器205向速调管202提供一个高压脉冲信号作为其输入注电压。速调管202将低功率微波调制成高功率微波。速调管输出的高功率微波进一步通过能量倍增器203倍增之后馈入加速管给加速管204中的电子提供功率。

其中，直线加速器加速粒子是通过高功率微波实现的，直线加速器的微波功率源是由脉冲调制器201及速调管202组成的。因此，脉冲调制器201输出脉冲电压的稳定性直接影响到微波功率的稳定性，进而影响到加速粒子的束流品质。

现有技术中的脉冲调制器201与脉冲变压器205所在的油缸是分离的两个部分，两者需要通过高压传输电缆Y连接，如图2所示。这种将脉冲调制器分成两部分的设计方案增加了各部分之间的电气连接接口，这样就降低了系统的EMI性能。而且这种设计方案使得脉冲调制器的体积很大，不宜用于地下隧道等体积紧凑的场所。此外，对直线加速器来说，能量稳定性是一个重要的技术指标。脉冲调制器输出高压的重复稳定性直接影响微波功率源的稳定性进而影响直线加速器电子束的能量稳定性。高压脉冲调制器变压器次级高压达到数百千伏，这对脉冲调制器的工艺设计提出了高要求。而脉冲调制器的高电压同时会产生强烈的电磁干扰，这些电磁干扰会影响到电源系统，低电平系统等低压系统，进而影响能量稳定性。随着加速器技术的发展，对脉冲调制器高稳定性，小体积，低EMI泄露的要求越来越高。国产现有的调制器都采用空气中工作及风冷open-air的设计方式[张建华，尚雷等，130MW大功率线型脉冲调制器的设计与研究，雷达科学与技术]，其在稳定性、体积和EMI性能等方面依然存在缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种紧凑型油缸内的脉冲调制器，以进一步减小脉冲调制器的体积，提高脉冲调制器的稳定性和EMI性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种脉冲调制器，包括一油缸箱体，所述油缸箱体外设有一电容充电电源，所述油缸箱体内设有通过一主电缆与该电容充电电源依次相连的脉冲成型网络和脉冲变压器的初级线圈，所述电容充电电源和脉冲成型网络之间的主电缆与一位于所述油缸箱体内部的一触发电路相连，该脉冲变压器的次级线圈与一负载速调管相连，所述油缸箱体上插设有一对外接口盒，该对外接口盒插入油缸箱体的部分与所述触发电路相连。

所述脉冲成型网络由多级的脉冲电容依次并联组成，每一级脉冲电容的其中一个电极与下一级脉冲电容的对应电极之间分别连接一个电感，最后一级电容的两端并联有一截尾电路，所述对外接口盒插入油缸箱体的部分与所述截尾电路相连。

所述脉冲变压器的初级线圈接地，并与一阻尼及匹配网络并联，所述对外接口盒插入油缸箱体的部分与所述阻尼及匹配网络相连。