一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器技术方案

本发明专利技术涉及加速器随机冷却系统技术领域，尤其是涉及一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器。包括第一宽带正交混合网络，所述的第一宽带正交混合网络与第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器相连接，第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器分别通过第一微波传输线和第二微波传输线与宽带合路器相连接，宽带合路器与一切为二微波开关相连接，一切为二微波开关与第二宽带正交混合网络和宽带180°微波电桥相连接，第二宽带正交混合网络通过第三微波传输线和第四微波传输线与一切为三微波开关相连接，宽带180°微波电桥通过第五微波传输线与一切为三微波开关相连接。其结构紧凑，易于控制操作，可实现各种宽频段下的数字可调移相。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加速器随机冷却系统
，尤其是涉及一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器。
技术介绍
在加速器中，降低束流发射度，提高束流强度，得到高品质束流始终是粒子物理学家所希望的。但由于相空间离子密度守恒，注入到环中的离子数受到限制，致使束流流强的提高受到限制。为了克服这一限制，人们采用所谓“冷却技术”用以提高束流流强。其中随机冷却可以用于离子储存环任意能区的冷却，尤其是对大动量分散的次级离子束、高能束、稀有离子束有其特别的优势，并与电子冷却具有互补性。随机冷却是用一个宽带反馈系统对束流进行冷却，位于束流上游的探测器探测到与粒子偏差成正比的射频信号，这一输出信号经过滤波、延迟、移相和放大系统后被加到下游的冲击器上，粒子在冲击器上得到正比于偏差的校正，从而达到冷却的目的。当然这要求校正信号与粒子同步到达冲击器。随机冷却系统主要由探测器、低噪声放大器、微波电桥、滤波器、移相器、可变衰减器、相位均衡器、可调延迟线、功率放大器和冲击器等组成。其中，移相器是随机冷却硬件系统的核心器件之一，通过控制移相器调节探测器所感应射频信号的相位，来实现束流最佳快速冷却的目的。移相器是对波信号的相位进行调节的装置，在加速器、雷达、导弹姿态控制、通信及仪器仪表领域都有广泛的应用。移相器种类很多，包括铁氧体移相器、铁电陶瓷移相器、分子极化控制移相器及半导体移相器等。铁氧体移相器早在六十年代前就有人开始研究，此后经过不断的改进和优化，目前技术已比较成熟并广泛应用于各种雷达系统中，其中波导类微波铁氧体移相器占据了半壁江山。铁电陶瓷移相器性能无显著优点，应用不多。分子极化控制移相器由于悬液不稳定，未得到广泛应用。近二十年来，半导体移相器吸引了大批电路设计者的目光，常见的半导体移相器结构包括加载线式移相器、开关线式移相器、高通低通移相器及矢量调制移相器。由于可以提供好的高频性能，低的衬底损耗，高性能的无源器件，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体一直是半导体移相器的理想选择。然而，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体和超大规模CMOS数字集成电路无法做在同一个衬底上，限制了相控阵系统的系统集成，且对相控阵系统的商用，Ⅲ-Ⅴ化合物半导体仍然显得面积过大、价格过于昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足提供一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器。从而有效解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：所述的一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器，其特点是包括第一宽带正交混合网络，所述的第一宽带正交混合网络的0°输出端口与第一宽带数字可变衰减器左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络的90°输出端口与第二宽带数字可变衰减器的左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络左端A2隔离端口与第一负载相连接，第一宽带正交混合网络左端A1为信号输入端，第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器右端输出端分别通过第一微波传输线和第二微波传输线与宽带合路器左端两个输入端相连接，宽带合路器右端输出端与一切为二微波开关左端输入端相连接，一切为二微波开关的J1端口与第二宽带正交混合网络的左端输入端口B2相连接，一切为二微波开关的J2端口与宽带180°微波电桥的C1输入端口相连接，第二宽带正交混合网络左端隔离端口B1与第二负载相连接，第二宽带正交混合网络右端0°输出端口和90°输出端口通过第三微波传输线和第四微波传输线与一切为三微波开关的输入端口F1和输入端口F2相连接，宽带180°微波电桥的左端隔离端口C2与第三负载相连接，宽带180°微波电桥的右端0°输出端口与第四负载相连接，宽带180°微波电桥的右端180°输出端口通过第五微波传输线与一切为三微波开关的输入端口F3相连接。所述的第一宽带正交混合网络和第二宽带正交混合网络为宽带正交90°混合网络，所述的第一负载、第二负载、第三负载和第四负载为50欧姆。所述的第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器的衰减值大小改变，当一切为二微波开关切换至J1端口，一切为三微波开关切换至F1端口的工作状态时，实现幅度值固定，相位从0°到90°的移相功能；当一切为二微波开关切换至J1端口，一切为三微波开关切换至F2端口的工作状态时，可以实现幅度值固定，相位从90°到180°的移相功能；当一切为二微波开关切换至J2端口，一切为三微波开关切换至F3端口的工作状态时，可以实现幅度值固定，相位从180°到270°的移相功能。本专利技术的有益效果是：所述的一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器及温控方法，其具有极宽的带宽，能够实现在多个倍频程频段下的数字可调移相，可实现相位从0°到270°的移相功能；在极宽频带内具有较好的幅度平坦度和相位平坦度；该移相器结构紧凑，易于控制操作，不易受干扰，具有良好的屏蔽性能等优点；通过合理选择数字可变衰减器、180°微波电桥、微波开关、合路器和正交(90°)混合网络，可实现各种宽频段下的数字可调移相。附图说明：图1是本专利技术的电路原理示意图；图2是本专利技术的不同相位的插入损耗-频率实测结果曲线图；图3是本专利技术的不同的相位-频率实测结果曲线图。图中所示：1-1.第一宽带正交混合网络；1-2.第二宽带正交混合网络；2-1.第一宽带数字可变衰减器；2-2.第二宽带数字可变衰减器；3.宽带合路器；4-1.第一负载；4-2.第二负载；4-3.第三负载；4-4.第四负载；5.一切为二微波开关；6.宽带180°微波电桥；7.一切为三微波开关；8-1.第一微波传输线；8-2.第二微波传输线；8-3.第三微波传输线；8-4.第四微波传输线；8-5.第五微波传输线。具体实施方式以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述：如图1所示，所述的一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器，其特点是包括第一宽带正交混合网络1-1，所述的第一宽带正交混合网络1-1的0°输出端口与第一宽带数字可变衰减器2-1左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络1-1的90°输出端口与第二宽带数字可变衰减器2-2的左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络1-1左端A2隔离端口与第一负载4-1相连接，第一宽带正交混合网络1-1左端A1为信号输入端，第一宽带数字可变衰减器2-1和第二宽带数字可变衰减器2-2右端输出端分别通过第一微波传输线8-1和第二微波传输线8-2与宽带合路器3左端两个输入端相连接，宽带合路器3右端输出端与一切为二微波开关5左端输入端相连接，一切为二微波开关5的J1端口与第二宽带正交混合网络1-2的左端输入端口B2相连接，一切为二微波开关5的J2端口与宽带180°微波电桥6的C1输入端口相连接，第二宽带正交混合网络1-2左端隔离端口B1与第二负载4-2相连接，第二宽带正交混合网络1-2右端0°输出端口和90°输出端口通过第三微波传输线8-3和第四微波传输线8-4与一切为三微波开关7的输入端口F1和输入端口F2相连接，宽带180°微波电桥6的左端隔离端口C2与第三负载4-3相连接，宽带180°微波电桥6的右端0°输出端口与第四负载4-4相连接，宽带180°微波电桥6的右端180°输出端口通过第五微波传输线8-5与一切为三微波开关7的输入端口F3相连接。所述的第一宽带正交混合网络1-1和第二宽带正交混合网络1-2为宽带正交90本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器，其特征是包括第一宽带正交混合网络，所述的第一宽带正交混合网络的0°输出端口与第一宽带数字可变衰减器左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络的90°输出端口与第二宽带数字可变衰减器的左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络左端A2隔离端口与第一负载相连接，第一宽带正交混合网络左端A1为信号输入端，第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器右端输出端分别通过第一微波传输线和第二微波传输线与宽带合路器左端两个输入端相连接，宽带合路器右端输出端与一切为二微波开关左端输入端相连接，一切为二微波开关的J1端口与第二宽带正交混合网络的左端输入端口B2相连接，一切为二微波开关的J2端口与宽带180°微波电桥的C1输入端口相连接，第二宽带正交混合网络左端隔离端口B1与第二负载相连接，第二宽带正交混合网络右端0°输出端口和90°输出端口通过第三微波传输线和第四微波传输线与一切为三微波开关的输入端口F1和输入端口F2相连接，宽带180°微波电桥的左端隔离端口C2与第三负载相连接，宽带180°微波电桥的右端0°输出端口与第四负载相连接，宽带180°微波电桥的右端180°输出端口通过第五微波传输线与一切为三微波开关的输入端口F3相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种加速器随机冷却系统用宽带数字可调移相器，其特征是包括第一宽带正交混合网络，所述的第一宽带正交混合网络的0°输出端口与第一宽带数字可变衰减器左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络的90°输出端口与第二宽带数字可变衰减器的左端输入端相连接，第一宽带正交混合网络左端A2隔离端口与第一负载相连接，第一宽带正交混合网络左端A1为信号输入端，第一宽带数字可变衰减器和第二宽带数字可变衰减器右端输出端分别通过第一微波传输线和第二微波传输线与宽带合路器左端两个输入端相连接，宽带合路器右端输出端与一切为二微波开关左端输入端相连接，一切为二微波开关的J1端口与第二宽带正交混合网络的左端输入端口B2相连接，一切为二微波开关的J2端口与宽带180°微波电桥的C1输入端口相连接，第二宽带正交混合网络左端隔离端口B1与第二负载相连接，第二宽带正交混合网络右端0°输出端口和90°输出端口通过第三微波传输线和第四微波传输线与一切为三微波开关的输入端口F1和输入端口F2相连接，宽带180°微波电桥的左端隔离端口C2与第三负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光宇，武军霞，魏源，张雍，景龙，杜泽，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62