[0065]下面涉及本發(fā)明的加速器的控制方法，其中電機轉數(shù)與微波脈沖的重復頻率的關系如下。圖3是移相器中的橢圓形波導的取向與脈沖時間關系的示意圖。假設橫著的橢圓波導對應的相位是0°，豎直的橢圓波導對應的相位是180°，假設電機的轉速為η轉/分鐘，所以每轉一圈的時間是60/η秒。假設微波脈沖的重復頻率V赫茲，則相鄰的微波脈沖的時間間隔是I/V。由圖3可以看出相鄰的微波脈沖對應的橢圓波導可以轉動I/4圈的m倍，m為奇數(shù)，I，3，5…。如果m*(60/n)/4=l/v，就保證了相鄰的微波脈沖之間的相移為180°，并且電機轉速與微波脈沖的重復頻率的關系是:n = 15vm轉/分鐘，m為奇數(shù)，I，3，5…。當一個微波脈沖發(fā)射時，橢圓波導轉動至長軸水平和豎直狀態(tài)之一，則相鄰的下一個微波脈沖發(fā)射時，橢圓波導則轉動至長軸水平和豎直狀態(tài)中的另一個。因為相鄰微波脈沖所遇到的橢圓波導的相移為180度，所以相鄰的微波脈沖在移相器出口的相移為180度。
[0066]從圖3中可以看出，每經(jīng)歷一個90°的期間，即橢圓部8旋轉1/4周，微波在進入和離開時的相移為180°，即對應正弦曲線的1/4個周期，在實際中可以控制橢圓部8以任意位置為起點旋轉90°以使微波相移為180°。
[0067]當然，還可以實現(xiàn)相鄰的微波之間的相移為在0°至180°范圍內的其他值，因而可以將這種特性應用在多種類型的加速器中，例如:
[0068](I)本發(fā)明的移相器在高功率波的合成和分配中有獨特的應用，是指對多種不同相位的波形進行合成，或者將一種波形提取為不同相位的波形。在微波合成的時候兩路微波的相位可能不同，這樣合成后微波功率不夠大。如果在其中一路加上移相器，就可以讓兩路微波相位一樣，這是合成的應用。另外，微波功率分配可以讓移相器和3dB耦合器或魔T等器件一種微波器件配合使用，可以實現(xiàn)任何比例的微波分配，其中最重要的就是兩路微波的相移，而這可以用移相器實現(xiàn)。
[0069](2)在加速電子的時候可以調節(jié)不同加速管內微波的相位，實現(xiàn)電子的同步加速。
[0070](3)能夠實現(xiàn)多能加速器，圖3所示的微波狀態(tài)圖為雙能加速器，雙能加速器是指微波只能實現(xiàn)兩個離散的相移狀態(tài)，而多能加速器是指在相鄰兩個橢圓之間還有多個角度漸變的橢圓，而且多個橢圓的角度變化呈連續(xù)狀態(tài)，實現(xiàn)多能加速器是設計此種移相器的主要目的之一。多能加速器可以用在安檢設備中，可以掃描到立體圖像。
[0071]而且，在上述移相器的各個應用實例中，微波相位變化速度越快，系統(tǒng)工作的重復頻率就可以越高。從圖3中可以看到，每一個脈沖對應一個橢圓，兩個脈沖之間的時間就是周期T。如果橢圓轉動越快，則兩個脈沖之間的T就越小，重復頻率1/T也就越大。不同的橢圓對應不同的相位，所以相位變化越快重復頻率也就越快。圖3所示的只是雙能移相器，本發(fā)明的移相器可以實現(xiàn)多能移相器。
[0072]以上對本發(fā)明所提供的一種反射型移相器和加速器及其操作方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體的實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種反射型移相器，其特征在于，包括第一部件(I)和第二部件(2)，所述第一部件(I)具有第一空腔(5)，所述第二部件(2)設在所述第一空腔(5)內，所述移相器被構造成微波能夠在其內部被反射回，所述第一空腔的第一端口作為其入口和出口； 所述空腔(5)的內壁與第二部件(2)的外壁之間的距離在周向上周期性連續(xù)變化，使得當所述第一部件(I)與所述第二部件(2)相對轉動時，在所述移相器的出口處的相鄰的微波脈沖之間具有一個相移。2.根據(jù)權利要求1所述的反射型移相器，其特征在于，在所述第一空腔(5)的內壁與所述第二部件(2)的外壁之間的距離在周向上以180°為周期連續(xù)性變化。3.根據(jù)權利要求2所述的反射型移相器，其特征在于，所述相移在0°至180°的范圍內。4.根據(jù)權利要求1所述的反射型移相器，其特征在于，所述第二部件(2)的柱體(8)設在所述第一空腔(5)內，所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的一個的橫截面為圓形且是靜止的，所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的另一個的橫截面與其旋轉中心之間的距離在周向上呈周期性連續(xù)變化。5.根據(jù)權利要求4所述的反射型移相器，其特征在于，所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的所述另一個的橫截面為橢圓、矩形、正三角形或者正多邊形。6.根據(jù)權利要求1所述的反射型移相器，其特征在于，所述第一部件(I)還設有第二空腔，所述第二空腔與所述第一空腔(5)的第一端連通，所述第二空腔具有靠近所述第一端口的第一引導部(3，4)，用于引導所述微波進入所述第一空腔(5)內。7.根據(jù)權利要求6所述的反射型移相器，其特征在于，所述第一引導部包括方波導(3)和第一漸變部(4)，所述方波導(3)為截面呈方形的空腔，所述方波導(3)通過所述第一漸變部(4)與所述第一空腔(5)連通。8.根據(jù)權利要求4所述的反射型移相器，其特征在于，所述第二部件(2)包括第二引導部(6，7)，所述第二引導部(6，7)鄰近于所述第一端口，用于將所述微波引導至所述第一空腔(5)和所述第二部件(2)之間的空間。9.根據(jù)權利要求8所述的反射型移相器，其特征在于，所述第二引導部包括圓柱部(6)和第二漸變部(7)，所述圓柱部(6)通過所述第二漸變部(7)與所述第二部件(2)的所述柱體(8)相連。10.根據(jù)權利要求1所述的反射型移相器，其特征在于，還包括設在所述第一端口的環(huán)流器，用于分離進入的所述微波和反射出來的所述微波。11.根據(jù)權利要求1所述的反射型移相器，其特征在于，還包括扼流結構(9)，所述扼流結構(9)設在所述第一部件(I)與所述第二部件(2)之間且鄰近所述第一空腔(5)的第二端口的位置，用于對進入的所述微波進行反射。12.—種加速器，其特征在于，包括用于加速加速器中的電子的加速管、權利要求1所述的反射型移相器和驅動裝置，所述驅動裝置用于使得所述第一部件(I)與所述第二部件(2)相對轉動。13.根據(jù)權利要求12所述的加速器，其特征在于，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上游，所述反射型移相器設置在所述第二加速管中。14.一種根據(jù)權利要求12所述的加速器的控制方法，其特征在于，所述第二部件(2)的柱體(8)設在所述第一空腔(5)內，所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的一個的橫截面為圓形且是靜止的，所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的另一個的橫截面為橢圓形，所述控制方法包括: 以重復頻率V赫茲向所述加速器內發(fā)射微波脈沖； 所述驅動裝置驅動所述第一空腔(5)和所述柱體(8)中的所述另一個以轉速η轉/分鐘旋轉，其中η = 15vm，m為奇數(shù)，I，3，5…，使得當每次微波脈沖發(fā)射時，所述橢圓形橫截面的長軸轉動至水平或者豎直狀態(tài)，在所述移相器出口處的相鄰的微波之間的相移為180度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及移相器及其操作方法及加速器，該移相器包括第一部件(1)和第二部件(2)，所述第一部件(1)具有第一空腔(5)，所述第二部件(2)設在所述第一空腔(5)內，所述移相器被構造成微波能夠在其內部被反射回，所述第一空腔的第一端口作為其入口和出口；所述空腔(5)的內壁與第二部件(2)的外壁之間的距離在周向上周期性連續(xù)變化，使得當所述第一部件(1)與所述第二部件(2)之間相對轉動時，在所述移相器的出口處的相鄰的微波脈沖之間具有一個相移。本發(fā)明的機械式移相器，結構簡單且可控性較強，體現(xiàn)在移相的范圍可以通過改變部件的結構參數(shù)來控制，移相的速度可以通過改變旋轉速度來控制。
【IPC分類】H01P1/18, H05H7/00
【公開號】CN105609902
【申請?zhí)枴緾N201510998048
【發(fā)明人】施嘉儒, 王平, 唐傳祥, 陳懷璧, 劉耀紅, 閻忻水, 黃文會
【申請人】清華大學, 同方威視技術股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月25日