[发明专利]匹配谐振腔的谐振频率与输入电压的频率

权利要求书

1.一种同步回旋加速器，包括：

磁轭，用于限定谐振腔；

电源，用于向所述谐振腔提供输入电压；和

反馈电路，用于控制所述电源，从而所述输入电压的频率基本上匹配所述谐振腔的谐振频率。

2.如权利要求1所述的同步回旋加速器，其中，所述电源包括压控振荡器(VCO)；和

其中，所述反馈电路包括：

相位检测器，用于检测所述输入电压的频率与所述谐振频率之间的相位差；

其中所述VCO被配置成当所述相位差偏离预定值时，改变所述输入电压的频率。

3.如权利要求2所述的同步回旋加速器，还包括用于向所述相位检测器展示在扫频频率范围上基本恒定的频率的电路，所述基本恒定的频率得自所述输入电压的频率和所述谐振频率。

4.如权利要求2所述的同步回旋加速器，还包括：

积分器，用于接收所述相位检测器的输出；和

滤波器，用于基于所述相位检测器的输出而生成用于所述VCO的控制信号，所述控制信号用于在所述相位差偏离所述预定值时使得所述VCO改变所述输入电压的频率。

5.如权利要求4所述的同步回旋加速器，其中，所述滤波器包括低通滤波器，其具有与所述谐振频率的扫描时间成反比的截止频率。

6.如权利要求2所述的同步回旋加速器，其中，所述相位检测器被配置成通过将所述输入电压的频率与所述谐振腔中的电压的谐振频率相比较来检测相位差。

7.如权利要求2所述的同步回旋加速器，其中，所述相位检测器被配置成通过将所述输入电压的频率与所述谐振腔中的电流的谐振频率相比较来检测相位差。

8.如权利要求1所述的同步回旋加速器，其中，所述谐振频率在大约1毫秒(ms)内在大约30兆赫兹(MHz)和大约300MHz之间扫描。

9.如权利要求8所述的同步回旋加速器，还包括：

调谐电路，用于改变所述谐振腔的谐振频率，

其中，所述调谐电路包括：

可变电容性电路，其是可旋转的；或

可变电感性电路。

10.如权利要求1所述的同步回旋加速器，还包括：

离子源，用于向所述谐振腔提供粒子，

其中，所述输入电压包括射频(RF)电压以便从所述谐振腔抽取粒子；和

其中，所述RF电压和由磁轭引起的磁场的组合使得从所述谐振腔抽取的粒子加速。

11.一种装置，包括：

磁结构，用于限定谐振腔；

源，用于向所述谐振腔提供粒子；

电压源，用于向所述谐振腔提供射频(RF)电压；

相位检测器，用于检测所述RF电压与所述谐振腔的谐振频率之间的相位差，其中所述谐振频率随时间变化；和

控制电路，其响应相位差控制所述电压源，从而所述RF电压的频率基本匹配于所述谐振腔的谐振频率。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述控制电路包括：

积分器，用于响应相位差而生成电流控制信号；和

低通滤波器，用于响应所述电流信号而生成用于所述电压源的电压控制信号。

13.如权利要求11所述的装置，其中，所述谐振腔包括：

第一D形电极，用于接收所述RF电压；和

第二D形电极，其电连接于地；

其中，所述第一D形电极和所述第二D形电极之间的空间形成缝隙；和

其中，所述第一D形电极和所述D形电极限定可调谐谐振电路，该可调谐谐振电路被配置成响应所述RF电压而产生穿过所述缝隙的振荡电场。

14.如权利要求11所述的装置，还包括：

与所述谐振腔关联的电压拾取元件，所述电压拾取元件用于获取所述谐振腔的电压并且用于将该电压提供给所述相位检测器，其中所述电压对应于所述谐振频率。