本發(fā)明屬于加速器領域，特別涉及非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法。

背景技術：

所謂盤荷波導，即為在光滑的圓波導內周期性地放置帶孔的金屬圓盤膜片，這些圓盤膜片可以看成集中參量的電抗性元件，它們起著對波導結構加負荷的作用。當微波在這種具有皺折邊界的波導內傳播時，其相速度可以小于光速，因此可以通過調節(jié)盤荷波導的尺寸來控制微波在其內部通過的相速度。

在加速器的行波加速段，為了提高電子的俘獲效率，加速管的前端通常設有一段非均勻的盤荷波導加速結構，其各加速腔尺寸有所不同，該段通常被稱為聚束段。當加速器工作時，電子束從電子槍發(fā)射并進入加速管聚束段，經過一定的加速和相會聚后進入均勻的盤荷波導加速結構。均勻盤荷波導加速結構的每個加速腔尺寸相同，該段通常被稱為光速段。

實際上，電子束在加速管內的加速是由微波加速場驅動的，因此若要實現電子束的加速，就需要讓微波進入加速管內建立滿足要求的加速場。而微波能夠進入加速管內部建立加速場的前提條件則是微波與加速管腔體發(fā)生諧振，這就要求在加速管制作過程中對包括非均勻盤荷波導加速結構和均勻盤荷波導加速結構在內的盤荷波導加速結構進行調諧。

目前，對于盤荷波導的調諧主要采用活塞探針法(參見附圖1)。采用該方法對均勻盤荷波導加速結構進行調諧，其操作非常方便；但在調諧非均勻盤荷波導加速結構時，則必須加工若干模型腔，涉及的機械加工量很大，并且在非均勻盤荷波導加速結構的設計發(fā)生改變時，還需要重新加工模型腔，因此操作非常不便，耗時耗力。

例如，陳懷璧等針對于非均勻盤荷波導加速結構的調諧具體給出了一種模型腔加工方法(參見“9MeV行波電子直線加速器加速管微波測試及調整”，陳懷璧等，原子能科學技術，第34卷第2期，第136-141頁，2000年)，該方法如下：首先，用變分法計算非均勻盤荷波導加速結構17個非均勻腔的色散，確定2π/3模頻率為2856MHz時各腔對應的π/2模頻率；然后，根據得到的π/2模頻率加工模型腔，即對于每個非均勻腔，機加工4個與其等腔長D、等腔直徑Φ2b、等變膜片孔徑Φ2a的模型腔，使得調諧時非均勻腔所處邊界狀況與加速管中的實際邊界相同，最后，逐腔進行調諧。實踐證明，該方法確實存在加工和調諧工作量大，效率低等缺點，尤其是在非均勻腔鏈較長時；并且一旦改變非均勻腔鏈設計，就需要重新加工相應的模型腔，造成浪費。

技術實現要素：

為解決現有非均勻盤荷波導加速結構調諧方法存在的加工和調諧工作量大等問題，本發(fā)明提供了一種非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法。該方法包括以下步驟：

(一)將待調諧的非均勻盤荷波導加速結構與已調諧好的均勻盤荷波導加速結構組成腔鏈；

(二)將兩活塞探針分別由所述腔鏈的兩端置入腔鏈內，并使兩活塞平面處于腔中心平面，且兩活塞探針之間間隔兩個相鄰的完整加速腔，所述兩個相鄰的完整加速腔分別為待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔和已調諧好的均勻盤荷波導加速結構的第一個加速腔；

(三)測量2π/3模式的頻率，根據該測量結果以及已調諧好的均勻盤荷波導加速結構的第一個加速腔的參數，獲得待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔的修正參數；

(四)根據步驟(三)所述修正參數對待調諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔進行修正；

(五)將上述修正好的最后一個加速腔裝回所述腔鏈，移動所述兩活塞探針，并使兩活塞探針之間仍然間隔兩個相鄰的完整加速腔，此時的兩個相鄰的完整加速腔變?yōu)榇{諧的非均勻盤荷波導加速結構最后一個加速腔和倒數第二個加速腔；

(六)測量2π/3模式的頻率，根據該測量結果以及修正好的最后一個加速腔的參數，獲得待調諧的非均勻盤荷波導加速結構倒數第二個加速腔的修正參數；

(七)根據步驟(六)所述修正參數對待調諧的非均勻盤荷波導加速結構倒數第二個加速腔進行修正；

(八)以此類推，依次完成待調諧的非均勻盤荷波導加速結構的倒數第三個加速腔、倒數第四個加速腔……直至第一個加速腔的修正，完成待調諧的非均勻盤荷波導加速結構的調諧。

在本發(fā)明的非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法中，2π/3模式的頻率由兩活塞探針之間的兩個整腔決定，因此通過一個已調諧好的加速腔與一個未調諧的非均勻盤荷波導加速結構加速腔組成一個腔段，測量其2π/3模式頻率，根據測量結果即可獲得未調諧的加速腔的參數，并對其進行修正。然后，繼續(xù)采用上述方式和修正好的加速腔對相鄰的下一個未調諧的加速腔進行修正，以此類推，即可完成整個待調諧的非均勻盤荷波導加速結構的調諧。

采用上述調諧方法，可以避免使用模型腔。例如：采用現有方法對由10個加速腔構成的非均勻盤荷波導加速結構進行調諧，需要額外加工40個模型腔；而采用本發(fā)明的調諧方法僅需使用原有的10個加速腔即可，無需加工模型腔。

綜上所述，本發(fā)明的非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法由于調諧過程中無需加工和使用模型腔，利用原有加速腔即可完成調諧，因此具有調諧工作量小，調諧效率高，操作簡單，節(jié)省材料和成本等優(yōu)點。

附圖說明

圖1現有活塞探針法示意圖。

圖2本發(fā)明的非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法示意圖。

附圖標記：11.腔鏈，12.活塞探針，13.網絡分析儀，21.腔鏈，22.活塞探針。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式做進一步的說明。

實施例

采用本發(fā)明的非均勻盤荷波導加速結構的調諧方法對某非均勻盤荷波導加速結構進行調諧(參見附圖2)，其主要步驟如下：

(一)將已調諧好的均勻盤荷波導加速結構(由附圖2中A₁、A₂、A₃等加速腔構成)與待調諧非均勻盤荷波導加速結構(由附圖2中B₁…B_n等加速腔構成)組成腔鏈21；

(二)將兩活塞探針22置于附圖2所示位置；

(三)測量由B_n-1、B_n、A₁和A₂組成的短腔鏈的2π/3模式的頻率，由于該2π/3模式的頻率由中間兩個整腔(即B_n和A₁)決定，而A₁已調諧好，故只需修正B_n即可；

(四)修正B_n使所測量的2π/3頻率達到目標值；

(五)將兩活塞探針22均向左移動一個腔，就可以修正B_n-1；

(六)以此類推，逐腔修正即可完成該非均勻盤荷波導加速結構的調諧。