Радиочастотный генератор мощности, сконфигурированный для уменьшения электромагнитных излучений
Изобретение относится к радиочастотному генератору мощности. Генератор содержит внешний корпус, имеющий системную полость. Внешний корпус отделяет системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности. Внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. Радиочастотный генератор мощности также содержит узел проходного канала, включающий коаксиальную линию, сконфигурированную для приема электрической мощности, сгенерированной радиочастотной усилительной системой. Коаксиальная линия располагается в системной полости и содержит внутренний и внешний проводники. Узел проходного канала содержит экран соединителя, который формирует проходной канал во внешнюю область радиочастотного генератора мощности. Экран соединителя электрически связан с внешним проводником коаксиальной линии и интегрирован с внешним корпусом. Техническим результатом является уменьшение утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. 3 н. и 16 з. п. ф-лы, 11 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Предмет изобретения, реализация которого излагается ниже, аналогичен предмету изобретения, описанному в заявках США №14/575,885; 14/575,914 и 14/575,993, которые были поданы в тот же день, что и настоящая заявка. Каждая из вышеперечисленных заявок полностью включена в данное описание посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Предмет изобретения, изложенный в данном описании, в целом относится к радиочастотным генераторам мощности, а более конкретно, - к механизмам и способам уменьшения утечки электромагнитного излучения.
[0003] Радиоизотопы (также называемые радионуклидами) находят различные применения в лечебной терапии, рентгенографии и исследованиях, а также в областях, не связанных с медициной. Системы, которые генерируют радиоизотопы, обычно содержат ускоритель частиц, такой как циклотрон, который ускоряет поток заряженных частиц (например, ионов Н") и направляет поток в целевой материал для генерации изотопов. Циклотрон содержит источник корпускулярного излучения, который генерирует частицы для центральной области ускорительной камеры. В циклотроне используются электрические и магнитные поля для ускорения и направления частиц по предварительно определенной орбите в пределах ускорительной камеры. Магнитные поля формируются электромагнитами и станинами магнитов, которые окружают ускорительную камеру. Электрические поля генерируются парой радиочастотных (RF, Radio Frequency) электродов (или дуантов), которые расположены в ускорительной камере. RF-электроды посредством электрического соединения связаны с радиочастотным генератором мощности, который может содержать, например, колебательные контуры, усилители, схемы управления и источники питания. Радиочастотный генератор мощности заряжает RF-электроды для генерации электрического поля. Электрические и магнитные поля в ускорительной камере заставляют частицы двигаться по спиральной орбите с увеличивающимся радиусом. При достижении внешней части орбиты частицы направляются в целевой материал для выработки радиоизотопов. Кроме того, для управления орбитой частиц могут использоваться RF-электроды, которые выталкивают частицы из источника корпускулярного излучения в ускорительной камере.
[0004] Для обеспечения работы RF-электродов в ускорительной камере радиочастотным генератором мощности вырабатывается значительный объем электрической мощности (например, от 5 киловатт до 2 мегаватт). Радиочастотный генератор мощности содержит, помимо прочих элементов, корпус, оснащенный радиочастотной усилительной системой, которая включает мощную электровакуумную лампу. Мощная электровакуумная лампа может представлять собой, например, триод, тетрод или пентод. Радиочастотная усилительная система может содержать пару резонаторов, каждый из которых оснащен внутренним проводником и внешним проводником.
[0005] Различные электрические устройства и подсистемы радиочастотного генератора мощности вырабатывают электромагнитную радиацию (или излучение). В частности, резонаторы могут генерировать излучение значительного уровня. Согласно существующим нормативным документам и/или запросам заказчика может оказаться необходимым обеспечить электромагнитную совместимость радиочастотного генератора мощности для надежной работы в условиях выбранной окружающей среды, без утечки нежелательного электромагнитного излучения, которое может привести к повреждению других электронных компонентов. Таким образом, возникает проблема, связанная с разработкой радиочастотных генераторов мощности, способных уменьшать объем электромагнитного излучения до приемлемого уровня. Например, в радиочастотных генераторах мощности обычно содержится ряд отверстий, таких как проходы или проходные каналы (например, для пропускания электрических кабелей или водяных шлангов), вентиляционные каналы (например, для впуска или выпуска воздуха) или отверстия для установки аппаратуры (например, для винтов). Через эти отверстия может осуществляться утечка нежелательного электромагнитного излучения во внешнюю область или в отсеки, в которых функционируют другие электрические компоненты.
[0006] Радиочастотные генераторы мощности часто содержат направленный ответвитель, который измеряет прямую и отраженную мощность вдоль коаксиальной линии. Прямая и отраженная мощность может контролироваться для управления рабочими характеристиками радиочастотного генератора мощности. Направленные ответвители обычно располагаются вне корпуса радиочастотного генератора мощности, который окружает резонаторы. Направленные ответвители также могут генерировать нежелательное электромагнитное излучение. В одной из известных систем направленный ответвитель располагается в корпусе. Хотя направленный ответвитель эффективен при контроле прямой и отраженной мощности вдоль коаксиальной линии, он представляет собой сложный узел, оснащенный несколькими крупными, взаимосвязанными частями, вытянутыми стыками и винтами. Такие узлы могут являться источниками электромагнитного излучения во внешнюю область.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предлагается радиочастотный (RF) генератор мощности, который содержит внешний корпус, имеющий системную полость. Внешний корпус отделяет системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности. Радиочастотный генератор мощности также содержит радиочастотную усилительную систему, которая расположена в системной полости и сконфигурирована для генерации электрической мощности с целью возбуждения ускорителя частиц. Радиочастотная усилительная система генерирует электромагнитное излучение в пределах системной полости. Внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. Радиочастотный генератор мощности также содержит узел проходного канала, включающий коаксиальную линию, сконфигурированную для приема электрической мощности, сгенерированной радиочастотной усилительной системой. Коаксиальная линия располагается в системной полости и содержит внутренний и внешний проводники. Узел проходного канала содержит экран соединителя, который формирует проходной канал во внешнюю область радиочастотного генератора мощности. Экран соединителя электрически соединен с внешним проводником коаксиальной линии и интегрирован с внешним корпусом для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область.
[0008] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предлагается радиочастотный генератор мощности, который содержит внешний корпус, имеющий системную полость. Внешний корпус отделяет системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности. Радиочастотный генератор мощности также содержит радиочастотную усилительную систему, которая расположена в системной полости и сконфигурирована для генерации электрической мощности с целью возбуждения ускорителя частиц. Радиочастотная усилительная система генерирует электромагнитное излучение в пределах системной полости. Внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. Радиочастотный генератор мощности также содержит внутренний корпус, который расположен в системной полости. Системная полость содержит внешнее пространство, существующее между внутренним и внешним корпусами. Внутренний корпус содержит внутренние перегородки, которые формируют множество отсеков с соответствующими отверстиями для доступа, открытыми во внешнее пространство. Внутренний корпус содержит съемную панель для доступа, сконфигурированную для соединения внутренних перегородок и закрытия отверстий для доступа. Радиочастотная усилительная система расположена по меньшей мере в одном из отсеков. Внутренний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнее пространство и внешнюю область.
[0009] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предлагается радиочастотный генератор мощности, который содержит внешний корпус, имеющий системную полость. Внешний корпус отделяет системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности. Радиочастотный генератор мощности также содержит радиочастотную усилительную систему, которая расположена в системной полости и сконфигурирована для генерации электрической мощности с целью возбуждения ускорителя частиц. Радиочастотная усилительная система генерирует электромагнитное излучение в пределах системной полости. Внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. Радиочастотный генератор мощности также содержит множество внутренних перегородок, расположенных в системной полости и формирующих энергетический отсек и соединительный отсек. Электрическая мощность генерируется в энергетическом отсеке. Соединительный отсек содержит внутренний проводник, который принимает электрическую мощность. Внешний проводник по меньшей мере частично формируется по меньшей мере одной из внутренних перегородок. Радиочастотный генератор мощности также содержит элементы датчиков, граничащие с внутренним проводником в соединительном отсеке, при этом внутренний проводник, внешний проводник и элементы датчиков формируют в системной полости внешнего корпуса направленный ответвитель, который измеряет прямую и отраженную мощность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] На фиг. 1 показан вид в перспективе системы производства изотопов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0011] На фиг. 2 показан вид в перспективе системы производства изотопов, изображенной на фиг. 1 и оснащенной циклотроном, который для иллюстрации входящих в его состав компонентов показан в разрезе.
[0012] На фиг. 3 показан вид в перспективе радиочастотного генератора мощности, оснащенного радиочастотной усилительной системой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0013] На фиг. 4 показано боковое поперечное сечение радиочастотного генератора мощности, изображенного на фиг. 3.
[0014] На фиг. 5 показан вид сбоку узла проходного канала, который может использоваться радиочастотным генератором мощности, изображенным на фиг. 3.
[0015] На фиг. 6 показан ответный конец узла проходного канала, изображенного на фиг. 5, содержащий закрытый крышкой экран соединителя.
[0016] На фиг. 7 показан вид в разрезе поперечного сечения части направленного ответвителя, который формируется коаксиальной линией, изображенной на фиг. 5.
[0017] На фиг. 8 показан вид сзади части радиочастотного генератора мощности, изображенного на фиг. 3, который иллюстрирует вид с торца экрана соединителя.
[0018] На фиг. 9 показано боковое поперечное сечение коаксиальной линии, изображенной на фиг. 5.
[0019] На фиг. 10 показано покомпонентное изображение дверцы системы, которая может использоваться радиочастотным генератором мощности, изображенным на фиг. 3.
[0020] На фиг. 11 показан вид сбоку дверцы системы, которая может использоваться радиочастотным генератором мощности, изображенным на фиг. 3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0021] Последующее подробное описание определенных вариантов осуществления настоящего изобретения станет более понятным при ознакомлении с ним совместно с прилагаемыми чертежами. Хотя в определенных пределах на этих чертежах проиллюстрированы диаграммы функциональных блоков различных вариантов осуществления, эти функциональные блоки не обязательно указывают на разграничение аппаратных схем. Например, один или более функциональных блоков (например, процессоров или памяти) может быть реализован в виде отдельного элемента аппаратного обеспечения (например, в виде сигнального процессора общего назначения или блока оперативной памяти, жесткого диска и т.п.) или в виде множества аппаратных элементов. Таким же образом, программы могут быть автономными, представлять собой подпрограммы, встроенные в операционную систему, функции, входящие в устанавливаемый пакет программ, и т.п. Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены схемами и средствами, показанными на чертежах.
[0022] В данном описании элемент или шаг, приведенный в единственном числе и сопровождающийся определением "один" или "отдельный", не должен исключать возможности своего применения во множественном числе, если явно не указано иное, например, путем утверждения, что рассматривается "только один" элемент или шаг. Кроме того, ссылки на "один вариант осуществления" не должны интерпретироваться как исключающие возможность существования дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения, в рамках которых также реализуются описанные функции. Помимо этого, если явно не указано иное, варианты осуществления настоящего изобретения, "содержащие" или "включающие" элемент или множество элементов с определенными свойствами, могут дополнительно включать в свой состав подобные элементы, не обладающие указанным свойством.
[0023] В варианты осуществления настоящего изобретения, излагаемые ниже в данном описании, включаются радиочастотные генераторы мощности, содержащие радиочастотную усилительную систему, которая генерирует значительный объем электрической мощности, например, для возбуждения ускорителя частиц. В конкретных вариантах осуществления радиочастотная усилительная система содержит мощную лампу и по меньшей мере один резонатор, соединенный с мощной лампой. Однако варианты осуществления настоящего изобретения могут включать другие типы радиочастотных усилительных систем. Согласно некоторым вариантам осуществления радиочастотный генератор мощности содержит внешний корпус и внутренний корпус, который расположен во внешнем корпусе. Внешний и внутренний корпусы могут образовывать между собой внешнее пространство, расположенное во внешнем корпусе. Во внешнем пространстве могут размещаться определенные электрические системы или устройства. Во внутреннем корпусе могут находиться определенная электрическая система или устройства. Таким образом, радиочастотная усилительная система может окружаться внутренним корпусом, а также внешним корпусом.
[0024] Согласно некоторым вариантам осуществления радиочастотный генератор мощности содержит внешний корпус, оснащенный проходом, позволяющим силовому кабелю соединяться с радиочастотной усилительной системой. Радиочастотный генератор мощности может содержать экран соединителя, интегрированный с внешним корпусом. Например, экран соединителя может привариваться к внешнему корпусу. Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения экран соединителя формируется с помощью внешнего корпуса таким образом, чтобы монолитная оболочка содержала как внешнюю область радиочастотного генератора мощности, так и экран соединителя, который образует взаимное соединение между силовым кабелем и внутренней радиочастотной усилительной системой.
[0025] Согласно некоторым вариантам осуществления радиочастотный генератор мощности содержит внешний корпус, в котором находится радиочастотная усилительная система и коаксиальная линия, которая принимает электрическую мощность из радиочастотной усилительной системы. Радиочастотный генератор мощности может содержать направленный ответвитель, который осуществляет связь с коаксиальной линией во внешнем корпусе. Направленный ответвитель сконфигурирован для измерения прямой и отраженной мощности вдоль коаксиальной линии. В отличие от известных систем направленный ответвитель располагается во внешнем корпусе. В таких вариантах осуществления внешний корпус может уменьшать утечку электромагнитного излучения, генерируемого направленным ответвителем.
[0026] Определенные варианты осуществления могут включать входные и выходные резонаторы, которые, например, могут представлять собой резонаторы коаксиальной линии передачи, каждый из которых содержит внутренний проводник и внешний проводник. Входные и выходные резонаторы могут характеризоваться как высокодобротные резонаторы, сконфигурированные для работы на назначенной частоте, например, в диапазоне очень высоких частот (VHF, Very High Frequency) или на более высоких частотах. Например, требуемая частота может составлять 100 МГц. Входные и выходные резонаторы могут представлять собой четвертьволновые резонаторы (или A/4-резонаторы). Хотя описываемые радиочастотный генератор мощности и радиочастотная усилительная система используются для подачи мощности в ускоритель частиц, следует принимать во внимание, что эти устройства могут использоваться и в других применениях. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения радиочастотный генератор мощности или радиочастотная усилительная система представляет собой систему высокой мощности, которая способна генерировать, например, мощность уровня 1000 Вт или более либо напряжение уровня 500 В или более.
[0027] Технический эффект, достигаемый с помощью одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения, заключается в уменьшении электромагнитного излучения, рассеиваемого во внешнюю область (или внешнюю окружающую среду). Допустимые уровни электромагнитного излучения могут определяться нормативными документами, инструкциями и/или промышленными стандартами. Например, в вариантах осуществления настоящего изобретения могут предлагаться радиочастотные генераторы мощности, в которых электромагнитное излучение не превышает 10 нановатт в пределах одного (1) метра (м) внешнего корпуса. В конкретных вариантах осуществления электромагнитное излучение может не превышать 10 нановатт в пределах пятидесяти (50) сантиметров (см) или, в более частном случае, - в пределах (10) сантиметров (см). Другой технический эффект, достигаемый с помощью одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения, заключается в уменьшении электромагнитного излучения, рассеиваемого из одного отсека в смежный или же в ближайший отсек. Уровень допустимого электромагнитного излучения в определенных отсеках может изменяться в зависимости от применения.
[0028] Варианты осуществления настоящего изобретения, приводимые в этом описании, могут конфигурироваться для электромагнитной совместимости таким образом, чтобы согласно вариантам осуществления контролировался или ограничивался уровень нежелательной утечки электромагнитного излучения. Варианты осуществления настоящего изобретения могут конфигурироваться для удовлетворения одного или более нормативов, инструкций или стандартов, установленных правительственными органами или коммерческими предприятиями и связанных с электромагнитной совместимостью (EMC, Electromagnetic Compatibility). Например, варианты осуществления настоящего изобретения, приводимые в этом описании, могут конфигурироваться для удовлетворения нормативным документам, установленным Федеральной комиссией по средствам связи (FCC, Federal Communications Commission) США (например, своду федеральных постановлений (CFR, Code of Federal Regulations), раздел 47, части 15, 18 и 68); стандартам, установленным военным ведомством США (например, MIL-STD-461E, MIL-STD-464 и т.п.). Другие стандарты устанавливаются Международным специальным комитетом по радиопомехам (CISPR, Special Committee on Radio Interference). Определенные варианты осуществления могут конфигурироваться для удовлетворения CISPR 11 и/или Европейскому стандарту EN 55011:2009. Например, варианты осуществления могут конфигурироваться для генерации не более чем 100 мкВ/м на расстоянии 10 м от внешней поверхности корпуса.
[0029] На фиг. 1 показан вид в перспективе системы 100 производства изотопов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 100 производства изотопов содержит ускоритель 102 частиц, который в рабочем состоянии связан со шкафом 104 управления и радиочастотным генератором 106 мощности. В показанном варианте осуществления ускоритель 102 частиц представляет собой изохронный циклотрон, однако могут использоваться и другие типы ускорителей частиц. Энергия или мощность радиочастотного сигнала подается в ускоритель 102 частиц через силовой кабель 105. Как показано на чертеже, ускоритель 102 частиц содержит узел 108 магнитов, оснащенный секциями 111, 112 станин и электромагнитами 113, 114, которые соответственно связаны с секциями 111, 112 станин.
[0030] На фиг. 2 показан вид в перспективе части ускорителя 102 частиц. Хотя последующее описание относится к ускорителю 102 частиц, представляющему собой циклотрон, следует принимать во внимание, что варианты осуществления могут включать другие ускорители частиц и их подсистемы. Как показано на фиг. 2, ускоритель 102 частиц содержит узел 108 магнитов, оснащенный секциями 111, 112 станин и электромагнитами 113, 114. В изображенном варианте осуществления электромагниты 113, 114 представляют собой магнитные катушки. Ускоритель 102 частиц также может содержать вершины 116, 118 полюсов. Вершина 116 полюса прикреплена к секции 111 станины, а вершина 118 полюса прикреплена к секции 112 станины. Как показано на чертеже, секция 112 станины образует вращательное соединение с секцией 111 станины. Во время работы секция 112 станины находится в замкнутом положении (как показано на фиг. 1), в котором вершины 116, 118 полюсов располагаются друг напротив друга, и между ними формируется ускорительная камера. Если ускоритель 102 частиц находится в нерабочем состоянии, секция 112 станины может открываться для предоставления доступа к ускорительной камере.
[0031] Ускорительная камера сконфигурирована таким образом, чтобы заряженные частицы, такие как ионы 1Н", ускорялись в ней по предварительно определенной криволинейной траектории, которая закручивается по спирали вокруг оси, проходящей между центрами противоположных вершин 116, 118 полюсов. Заряженные частицы в начальном состоянии расположены рядом с центральной областью 120 ускорительной камеры. Если ускоритель 102 частиц активизирован, траектория заряженных частиц может представлять собой орбиту вокруг оси, которая проходит между вершинами 116, 118 полюсов. В конкретном варианте осуществления вершина 118 полюса содержит выступы 122 и углубления 124. Ускоритель 102 частиц также содержит пару RF-электродов 126, 128, которые расположены рядом с вершиной 116 полюса. Размер и форма RF-электродов 126, 128 выбирается таким образом, чтобы они помещались в соответствующих углублениях 124 вершины 118 полюса, когда секция 112 станины закрывается.
[0032] RF-электроды 126, 128 сконфигурированы для зарядки радиочастотным генератором 106 мощности (см. фиг. 1) с целью генерации электрического поля. Магнитное поле генерируется секциями 111, 112 станин и электромагнитами 113, 114. Если электромагниты 113, 114 активизированы, магнитный поток может протекать между вершинами 116, 118 полюсов через секции 111, 112 станин вокруг ускорительной камеры. Если электрическое поле накладывается на магнитное поле, ускоритель 102 частиц может направлять частицы по предварительно определенной орбите. RF-электроды 126, 128 взаимодействуют друг с другом и формируют резонансную систему, которая содержит индуктивные и емкостные элементы, настроенные на предварительно определенную частоту (например, 100 МГц). Соответственно, RF-электроды 126, 128 управляются радиочастотным генератором 106 мощности для ускорения заряженных частиц.
[0033] В конкретных вариантах осуществления система 100 использует технологию 1Н- и устанавливает требуемую энергию заряженных частиц (отрицательных ионов водорода) с помощью требуемого тока пучка. В таких вариантах осуществления отрицательные ионы водорода ускоряются и направляются через ускоритель 102 частиц. Отрицательные ионы водорода могут затем сталкиваться с отделяющей фольгой (не показанной на чертеже), позволяющей удалять пару электронов и формировать положительный ион 1Н+. Положительный ион может направляться в систему выделения (не показанную на чертеже). Однако описанные варианты осуществления могут применяться для других типов ускорителей частиц и циклотронов. Например, в альтернативных вариантах осуществления заряженными частицами могут являться положительные ионы, такие как 1Н+, 2Н+ и 3Не+. В таких альтернативных вариантах осуществления система выделения может содержать электростатический отражатель, который создает электрическое поле, направляющее поток частиц в целевой материал.
[0034] Система 100 сконфигурирована для производства радиоизотопов (также называемых радионуклидами), которые могут использоваться в рентгенографии, исследованиях и терапии, а также в других применениях, которые не связаны с медициной, таких как научные исследования или анализ.
При использовании в медицинских целях, таких как радионуклидное сканирование (NM, Nuclear Medicine) или позитронно-эмиссионная томография (PET, Positron Emission Tomography), радиоизотопы также могут называться индикаторами. Например, система 100 может генерировать протоны для создания изотопов 18F- в жидком виде, изотопов 11С в виде CO2 и изотопов 13N в виде NH3. Целевой материал, используемый для создания этих изотопов, может представлять собой обогащенную воду 180, природный газ 14N2, воду 16O. В некоторых вариантах осуществления система 100 может также генерировать протоны или дейтроны для производства газов 15O (кислород, углекислый газ и угарный газ) и воды, меченной 15O.
[0035] Система 100 может быть также сконфигурирована для ускорения заряженных частиц до предварительно определенного энергетического уровня. Например, в некоторых описываемых вариантах осуществления заряженные частицы ускоряются до энергетического уровня примерно 18 МэВ или менее. В других вариантах осуществления система 100 ускоряет заряженные частицы до энергетического уровня примерно 16,5 МэВ или менее. В конкретных вариантах осуществления система 100 ускоряет заряженные частицы до энергетического уровня примерно 9,6 МэВ или менее. В других конкретных вариантах осуществления система 100 ускоряет заряженные частицы до энергетического уровня примерно 7,8 МэВ или менее. Однако согласно описываемым вариантам осуществления можно также достигать энергетического уровня, превышающего 18 МэВ. Например, согласно вариантам осуществления можно достигать энергетического уровня выше 100 МэВ, 500 МэВ или более. Таким же образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться различные значения тока пучка. Например, значение тока пучка может находиться в диапазоне приблизительно 10-30 мкА. В других вариантах осуществления значение тока пучка может превышать 30 мкА, 50 мкА или 70 мкА. В других вариантах осуществления значение тока пучка может превышать 100 мкА, 150 мкА или 200 мкА.
[0036] На фиг. 3 показан вид в перспективе радиочастотного генератора 130 мощности, который может использоваться совместно с системой производства изотопов, такой как система 100 производства изотопов (см. фиг. 1). Предполагается, однако, что радиочастотный генератор 130 мощности может использоваться в других применениях, в которых требуется усиливать мощность радиочастотного сигнала. Радиочастотный генератор 130 мощности может быть аналогичен радиочастотному генератору 106 мощности (см. фиг. 1) и сконфигурирован для зарядки RF-электродов, таких как RF-электроды 126, 128 (см. фиг. 2). Радиочастотный генератор 130 мощности содержит шкаф 132 генератора, который в некоторых вариантах осуществления может называться корпусом. В шкафу 132 генератора содержится ряд взаимосвязанных компонентов радиочастотного генератора 130 мощности, которые взаимодействуют в процессе генерации достаточного уровня электрической мощности для эксплуатации RF-электродов. Шкаф 132 генератора содержит системную полость 134, в которой размещается ряд электрических систем для генерации электрической мощности.
[0037] Шкаф 132 генератора содержит внешний корпус 133, оснащенный внешними перегородками 141-145. Внешний корпус 133 содержит системную полость 134 и отделяет системную полость 134 от внешней области радиочастотного генератора 130 мощности. Например, внешние перегородки 141-145 могут быть обращены к внешней области или к внешней среде, которая легко доступна персоналу и/или содержит оборудование, смежное с одной или более внешними перегородками 141-145. Шкаф 132 генератора и другие внешние изолирующие структуры могут конфигурироваться для обеспечения требуемого уровня электромагнитной совместимости (ЕМС). Более конкретно, шкаф 132 генератора может быть сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область.
[0038] Как показано на чертеже, радиочастотный генератор 130 мощности ориентирован относительно взаимно перпендикулярных осей, включая продольную ось 191, поперечную ось 192 и ось 193 глубины. Поперечная ось 192 проходит в поперечном направлении между внешними перегородками 142, 144. Продольная ось 191 может представлять собой вертикальную ось, которая проходит параллельно направлению силы тяжести, и ось 193 глубины может проходить в системную полость 134. Предполагается, что продольная ось 191 в других вариантах осуществления может не проходить параллельно направлению силы тяжести.
[0039] Шкаф 132 генератора также может содержать внутренний корпус 150, который расположен в системной полости 134. Внутренний корпус 150 может содержать внутренние перегородки 151-158, которые формируют множество отсеков 161-165. Как показано на чертеже, внутренние перегородки 151-154 представляют собой вертикальные перегородки, которые протягиваются параллельно плоскости, определяемой продольной осью 191 и осью 193 глубины. В показанном варианте осуществления внутренняя перегородка 151 протягивается вдоль всей высоты внутреннего корпуса 150, которая меньше высоты внешнего корпуса 133. Внутренние перегородки 155-157 могут представлять собой горизонтальные перегородки, которые протягиваются параллельно плоскости, определяемой поперечной осью 192 и осью 193 глубины. Внутренние перегородки 151-158 могут соединяться друг с другом для формирования отсеков 161-165.
[0040] Отсеки 161-165 могут также частично определяться внешним корпусом 133. Например, внутренняя поверхность 166 внешней перегородки 145 может определять заднюю часть отсеков 161-165. Внешняя перегородка 142 может содержать внутреннюю поверхность (не показанную на чертеже), которая определяет боковую часть отсеков 161, 162, 164.
[0041] Внутренняя перегородка 156 может называться заземляющей панелью 156, а внутренние перегородки 155, 157 могут называться закорачивающими панелями. Отсек 161 может называться энергетическим отсеком (или первым энергетическим отсеком). В конкретных вариантах осуществления энергетический отсек 161 представляет собой выходную полость или анодную полость. Отсек 162 может называться энергетическим отсеком (или вторым энергетическим отсеком). В конкретных вариантах осуществления энергетический отсек 162 представляет собой входную полость или катодную полость. Отсек 164 может называться соединительным отсеком. В показанном варианте осуществления энергетический отсек 161 и соединительный отсек 164 совместно используют внутреннюю перегородку 155, которая разделяет энергетический отсек 161 и соединительный отсек 164.
[0042] Радиочастотный генератор 130 мощности содержит радиочастотную усилительная систему 170, которая расположена в системной полости 134. В показанном варианте осуществления радиочастотная усилительная система 170 располагается по меньшей мере в одном из отсеков 161-165. В определенных вариантах осуществления радиочастотная усилительная система 170 содержит мощную лампу 172 и входной и выходной проводники 174, 176. Мощная лампа 172 соединяется с заземляющей панелью 156. Радиочастотная усилительная система 170 может формировать входной объемный резонатор 178 (см. фиг. 4), который содержит входной проводник 174, и выходной объемный резонатор 180 (см. фиг. 4), который содержит выходной проводник 176. Входной и выходной проводники 174, 176 являются внутренними проводниками соответствующих входных и выходных объемных резонаторов 178, 180. Входной резонатор 178 может содержать внешний проводник 182 (см. фиг. 4), который сформирован внутренними перегородками 153, 154, внешней перегородкой 145 и съемной панелью 202 для доступа (см. фиг. 4). Внешний проводник 182 окружает входной проводник 174. Выходной резонатор 180 может содержать внешний проводник 184 (см. фиг 4), который формируется внутренней перегородкой 151, внешними перегородками 142, 145 и съемной панелью 202 для доступа. Внешний проводник 184 окружает выходной проводник 176.
[0043] В показанном варианте осуществления входной и выходной резонаторы 178, 180 взаимодействуют с мощной лампой 172 для генерации электрической мощности, например, с целью возбуждения ускорителя частиц. Радиочастотная усилительная система 170 может, например, генерировать по меньшей мере 5 киловатт электрической мощности. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения радиочастотная усилительная система 170 способна генерировать по меньшей мере 8 киловатт или по меньшей мере 10 киловатт.
[0044] В процессе функционирования радиочастотная усилительная система 170 может являться источником электромагнитного излучения при генерации электрической мощности. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения мощная лампа 172 представляет собой мощный триод, который содержит катод, анод и управляющую сетку (не показанную на чертеже). Катод может нагреваться нитью накала, на которую подается ток из источника питания (не показанного на чертеже). Нагретая нить накала заставляет катод испускать электроны, поток которых проходит через мощную лампу 172 по направлению к аноду. Управляющая сетка расположена между катодом и анодом и может использоваться для управления потоком электронов. Хотя в некоторых вариантах осуществления мощная лампа 172 представляет собой мощный триод, следует принимать во внимание, что могут использоваться другие мощные лампы, такие как тетроды, или пентоды. Кроме того, хотя выше описан один тип радиочастотной усилительной системы, следует принимать во внимание, что согласно другим вариантам осуществления может использоваться радиочастотная усилительная система другого типа.
[0045] В некоторых вариантах осуществления заземляющая панель 156 способна перемещаться для изменения размера энергетического отсека 161 и/или электрических характеристик выходного резонатора 180. В конкретных вариантах осуществления радиочастотная усилительная система 170 содержит съемную кассету 188, в которой находится множество взаимосвязанных компонентов радиочастотной усилительной системы 170. Например, съемная кассета 188 содержит заземляющую панель 156, мощную лампу 172, внутренние перегородки 153, 154, 157 и входной проводник 174. Съемная кассета 188 может позволять выполнять сборку, обслуживание и/или тестирование компонентов вне шкафа 132 генератора, а затем, в виде блока, устанавливать их в системную полость 134. Съемная кассета 188 может перемещаться на различные уровни по продольной оси 191. С помощью перемещения съемной кассеты 188 по продольной оси 191 можно эффективно изменять длину одного или более резонаторов 178, 180 радиочастотной усилительной системы 170. В некоторых вариантах осуществления перемещение съемной кассеты 188 по продольной оси 191 может называться грубой настройкой радиочастотной усилительной системы 170. Более подробно съемная кассета описывается в заявке на патент США №14/575,993, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0046] Внутренний корпус 150 может также содержать проводящий каркас 190, который сконфигурирован для соединения со съемной панелью 202 для доступа. Проводящий каркас 190 содержит множество гибких проводящих элементов 194 (например, контактные пружины, подпружиненные штыри и т.п.), которые распределены по соответствующим краям внутренних перегородок 151-158. Проводящий каркас 190 может окружать и определять отверстия для доступа к соответствующим отсекам 161-165. Внутренний корпус 150 может также содержать блокировочные устройства 196, сконфигурированные для соединения со съемной панелью 202 для доступа и крепления съемной панели 202 для доступа к проводящим элементам 194 проводящего каркаса 190.
[0047] На фиг. 4 показано боковое поперечное сечение полностью собранного радиочастотного генератора 130 мощности. Как показано на чертеже, шкаф 132 генератора содержит дверцу 200 системы и съемную панель 202 для доступа. Съемная панель 202 для доступа располагается в системной полости 134 и прижата напротив проводящего каркаса 190. Как показано на фиг. 4, между внутренним и внешним корпусами 150, 133 существует внешнее пространство 204. Внешнее пространство 204 может представлять собой пространство снаружи внутреннего корпуса 150. Совместно внешнее пространство 204 и отсеки 161-165 могут формировать по существу всю системную полость 134. (Отсек 165 (см. фиг. 3) не показан на фиг. 4.)
[0048] Каждый из отсеков может содержать соответствующие отверстия для доступа, которые открываются во внешнее пространство 204 при снятии съемной панели 202 для доступа. Например, как показано на фиг. 4, энергетический отсек 161 оснащен отверстием 211 для доступа, энергетический отсек 162 оснащен отверстием 212 для доступа, и соединительный отсек 164 оснащен отверстием 214 для доступа. Съемная панель 202 для доступа сконфигурирована для соединения с внутренними перегородками 151-158 и закрытия отверстий 211, 212, 214 для доступа. Соответственно внутренний корпус 150 и по меньшей мере часть внешнего корпуса 133 могут определять экранируемое внутреннее пространство системной полости 134. Внутренний корпус 150 сконфигурирован для уменьшения электромагнитного излучения, генерируемого в нем вследствие утечки в системную полость 134 или, более конкретно, - вследствие утечки во внешнее пространство 204. Внутренний корпус 150 может также уменьшать электромагнитное излучение, генерируемое в нем вследствие утечки во внешнюю область.
[0049] Как показано на фиг. 3 и 4, внутренний корпус 150 и внешний корпус 133 могут быть сконфигурированы для поддержки множества экранирующих структур, которые препятствуют электромагнитному излучению. Например, существенная часть электромагнитного излучения генерируется в энергетическом отсеке 161 и в энергетическом отсеке 163. В некоторых вариантах осуществления перегородки или поверхности, определяющие энергетический отсек 161 и энергетический отсек 162, лишены отверстий, которые открывают непосредственный доступ к внешней области. Например, внешняя перегородка 145 может не иметь вдоль энергетического отсека 161 и энергетического отсека 162 каких-либо стыков, апертур, проходных каналов, которые бы проходили через внешнюю перегородку 145 и открывали непосредственный доступ к внешней области. Таким же образом, внешняя перегородка 142 (см. фиг. 3) может не иметь вдоль энергетического отсека 161 каких-либо стыков, апертур, проходных каналов, которые бы проходили через внешнюю перегородку 142 и открывали непосредственный доступ к внешней области.
[0050] В процессе функционирования радиочастотного генератора 130 мощности электрическая мощность, генерируемая в энергетическом отсеке 161, передается посредством контура 216 магнитного преобразователя, расположенного в энергетическом отсеке 161, во внутренний проводник 218, который размещается в соединительном отсеке 164. Внутренний проводник 218 расположен во внутреннем корпусе 150 и может формировать коаксиальную линию 241 (показанную на фиг. 5) совместно с проводником 242, сформированным внутренним корпусом 150. Внутренний проводник 218 может быть относительно коротким. Например длина внутреннего проводника 218 может составлять от 200 мм до 500 мм. В конкретных вариантах осуществления длина внутреннего проводника 218 составляет примерно от 250 до 350 мм. По коаксиальной линии 241 может передаваться электрическая мощность через соединительный отсек 164 в проход 260 (показанный на фиг. 8), который открывает доступ во внешнюю область. Коаксиальная линия 241 в проходе 260 может соединяться с кабелем (не показанным на чертеже), таким как силовой кабель 105 (см. фиг. 1).
[0051] В определенных вариантах осуществления коаксиальная линия 241 может формировать часть направленного ответвителя 225 (показанного на фиг. 4), который сконфигурирован для измерения прямой и отраженной мощности вдоль коаксиальной линии 241. Соединительный отсек 164 может содержать направленный ответвитель 225. В определенных вариантах осуществления коаксиальная линия 241 может формировать узел 240 проходного канала (показанный на фиг. 4), который подает электрическую мощность в силовой кабель (не показанный на чертеже), расположенный во внешней области радиочастотного генератора 130 мощности.
[0052] На фиг. 5 показан отдельный вид сбоку узла 240 проходного канала. Узел 240 проходного канала содержит коаксиальную линию 241, которая расположена в системной полости 134 (см. фиг. 3) и экран 254 соединителя, который по меньшей мере частично расположен во внешней области и сконфигурирован для ответного соединения с силовым кабелем (не показанным на чертеже). Коаксиальная линия 241 содержит внешний проводник 242, который формируется боковыми перегородками 243-245 и боковой перегородкой 246 (показанной на фиг. 6). Внешний проводник 242 формирует линейную полость 248 (показанную на фиг. 7), в которой расположен внутренний проводник 218 (см. фиг. 3). Внутренний и внешний проводники 218, 242 протягиваются параллельно друг другу вдоль центральной оси 290.
[0053] В примере осуществления настоящего изобретения внешний проводник 242 по меньшей мере частично формируется внутренними перегородками и/или внешними перегородками внешнего корпуса 133 (см. фиг. 3). Например, одна или более боковых перегородок 243-246 могут формироваться внутренними перегородками, которые могут определять соединительный отсек 164 (см. фиг. 3). Более конкретно, боковая перегородка 246 может образовывать внутреннюю перегородку 152 (см. фиг. 3), и боковая перегородка 245 может являться частью внутренней перегородки 155 (см. фиг. 3). В таких вариантах осуществления линейная полость 248 может образовывать соединительный отсек 164 (см. фиг. 3) или его часть, и экран 254 соединителя может располагать в соединительном отсеке 164 или вдоль него.
[0054] Как показано на чертеже, узел 240 проходного канала оснащен ответным концом 250 и противоположным ему нагрузочным концом 252. Нагрузочный конец в некоторых вариантах осуществления может содержать отверстие 214 для доступа. Например, съемная панель 202 для доступа (см. фиг. 4) может формировать заднюю перегородку, которая в некоторых вариантах осуществления закрывает отверстие 214 для доступа. Экран 254 соединителя может формировать ответный конец 250 и может быть электрически связан с внешним проводником 242. Экран 254 соединителя может быть интегрирован с внешним корпусом 133 (см. фиг. 3) для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область. Экран 254 соединителя может по меньшей мере частично разъединять внешнюю перегородку 145 (см. фиг. 3). В альтернативных вариантах осуществления экран 254 соединителя может быть интегрирован с внешним корпусом 133, но углубляться в системной полости 134 (см. фиг. 3).
[0055] В примере осуществления настоящего изобретения экран 254 соединителя приваривается к внешнему корпусу 133. В других вариантах осуществления экран 254 соединителя может формироваться из внешней перегородки 145 или другой части внешнего корпуса 133. Как показано на фиг. 5, экран 254 соединителя содержит крышку 256. После того как экран 254 соединителя прикрепляется к внешнему корпусу 133, крышка 256 может сниматься для открытия прохода 260 (показанного на фиг. 8), формируемого экраном 254 соединителя, который открывает доступ к внешней области радиочастотного генератора 130 мощности. Проход 260 позволяет силовому кабелю (не показанному на чертеже), такому как силовой кабель 105 (см. фиг. 1), электрически соединяться с внутренним проводником 218.
[0056] На фиг. 6 показан увеличенный вид в перспективе ответного конца 250 узла 240 проходного канала. В показанном варианте осуществления экран 254 соединителя содержит панельную платформу 262, крепежную перегородку 264 и ответную головку 266. В некоторых вариантах осуществления экран 254 соединителя представляет собой отдельный или обособленный элемент, который механически и электрически соединяется с внешним проводником 242. Например, в некоторых вариантах осуществления панельная платформа 262 оснащена кромкой 263 платформы, которая приварена к соответствующим кромкам внешнего проводника 242. Дополнительно экран 254 соединителя и/или панельная платформа 262 могут быть сформированы из одной из боковых стенок 243-246 и подогнуты для выравнивания с линейной полостью 248 (см. фиг. 7).
[0057] Ответная головка 266 и крепежная перегородка 264 соединяются с панельной платформой 262 и выдвинуты в сторону от панельной платформы 262 вдоль центральной оси 290. Ответная головка 266 сконфигурирована для контактного соединения с силовым кабелем. Крышка 256 соединяется с ответной головкой 266, как показано на фиг. 6. В показанном варианте осуществления ответная головка 266 содержит овальный корпус, который выдвинут в сторону от внешнего проводника 242. Однако ответная головка 266 в альтернативных вариантах осуществления может иметь другие формы. Ответная головка 266 содержит внешнюю поверхность 267, которая обычно обращена в сторону от центральной оси 290.
[0058] В показанном примере осуществления крепежная перегородка 264 может называться фланцем. Крепежная перегородка 264 окружает ответную головку 266 вокруг центральной оси 290. Крепежная перегородка 264 содержит переднюю кромку 268 и внешнюю поверхность 270, которая обычно обращена в сторону от центральной оси 290. Крепежная перегородка 264 также содержит внутреннюю поверхность 272, которая обычно обращена по направлению к центральной оси 290. В показанном варианте осуществления внутренняя поверхность 272 крепежной перегородки 264 располагается напротив внешней поверхности 267 ответной головки 262, и между ними имеется зазор 274. Как описывается ниже, передняя кромка 268 и/или внешняя поверхность 270 могут привариваться к внешнему корпусу 133 (см. фиг. 3). Зазор 274 может отделять ответную головку 266 от крепежной перегородки 264 для защиты ответной головки 266 в процессе сварки.
[0059] На фиг. 7 показано поперечное сечение части коаксиальной линии 241, рассматриваемое вдоль продольной оси 191. В некоторых вариантах осуществления коаксиальная линия 241 может формировать часть направленного ответвителя 225 таким образом, чтобы направленный ответвитель 225 располагался в системной полости 134 (см. фиг. 3). В других вариантах осуществления коаксиальная линия 241, проходящая через соединительный отсек 164, не формирует направленный ответвитель. В таких вариантах осуществления направленный ответвитель может использоваться, например, вне радиочастотного генератора 130 мощности (см. фиг. 3).
[0060] На фиг. 7 показана боковая перегородка 246 и внутренний проводник 218 в линейной полости 248. Линейная полость 248 может образовывать соединительный отсек 164, показанный на фиг. 3. Внутренний проводник 218 расположен по центру в линейной полости 248 и протягивается параллельно внешнему проводнику 242. Кроме того, как показано на чертеже, направленный ответвитель 225 может содержать первый и второй элементы 280, 282 датчиков. В показанном варианте осуществления элементы 280, 282 датчиков содержат пластины, растягивающиеся на соответственно различные длины параллельно внутреннему проводнику 218 и внешнему проводнику 242. Элемент 280 датчика располагается от боковой перегородки 246 на определенном расстоянии 284 и располагается на определенном расстоянии 286 от внутреннего проводника 218. Таким же образом, элемент 282 датчика располагается от боковой перегородки 246 на обозначенном расстоянии 288 и располагается на обозначенном расстоянии 292 от внутреннего проводника 218. Обозначенные расстояния 284 и 288 соответственно меньше обозначенных расстояний 286 и 292. В примере осуществления настоящего изобретения обозначенное расстояние 284 меньше обозначенного расстояния 286.
[0061] Внутренний проводник 218, внешний проводник 242 и элементы 280, 282 датчиков формируют направленный ответвитель 225, который расположен в системной полости 134. Элементы 280, 282 датчиков располагаются относительно внутреннего проводника 218 и внешнего проводника 242 и сконфигурированы для измерения прямой и отраженной мощности вдоль коаксиальной линии 241. Например, поскольку электрическая мощность передается через внутренний проводник 218, сигналы могут излучаться как при прямой, так и при отраженной передаче электрической мощности. Эти сигналы могут быть электрически связаны с элементами 280, 282 датчиков (то есть они могут быть обнаружены или считаны) и могут передаваться по линиям 294, 296 связи, соответственно. С этой целью обозначенные расстояния 284, 286, 288 и 292 устанавливаются для достижения необходимых рабочих характеристик. Линии 294, 296 связи могут соединяться, например, с системой управления (не показанной на чертеже), которая осуществляет текущий контроль за рабочими характеристиками радиочастотного генератора 130 мощности.
[0062] Кроме того, на фиг. 7 показано, что на боковой перегородке 246 может устанавливаться втулка 298 крепления, которая может соединяться с внутренним проводником 218 в линейной полости 248. Втулка 298 крепления может быть изготовлена из изоляционного или диэлектрического материала, который приспособлен для закрепления внутреннего проводника 218 в требуемой позиции в линейной полости 248 (или в соединительном отсеке 164) относительно внешнего проводника 242. Внутренний проводник 218 также может размещаться с целью выравнивания с проходом 260 (см. фиг. 8) для соединения с внешним кабелем.
[0063] На фиг. 8 показан вид сзади части радиочастотного генератора 130 мощности (см. фиг. 3) и, в частности, показана внешняя перегородка 145. На фиг. 9 показано поперечное сечение ответного конца 250 узла 240 проходного канала, а также более подробно показан экран 254 соединителя. Как показано на чертеже, проход 260 выровнен с ответным концом 302 внутреннего проводника 218. Форма ответного конца 302 может позволять устанавливать контактное соединение с соответствующим компонентом силового кабеля. Например, ответный конец 302 может быть выполнен в виде конуса, как показано на фиг. 8 и 9. Таким же образом ответная головка 266 может быть сформирована для соединения с соответствующим компонентом силового кабеля. В показанном варианте осуществления ответная головка 266 разъединяет внешнюю перегородку 145.
[0064] Как было указано в этом описании, в некоторых вариантах осуществления экран 254 соединителя может интегрироваться с внешним корпусом 133. Например, в варианте осуществления настоящего изобретения экран 254 соединителя приваривается к кромке 304 внешней перегородки 145. Кромка 304 перегородки может определять экранированный канал 306 (см. фиг. 8), размер и форма которого выбираются для приема части экрана 254 соединителя. В некоторых вариантах осуществления экран 254 соединителя может соединяться с внешним проводником 242 (см. фиг. 9) перед соединением с внешней перегородкой 145. По существу внутренний проводник 218 может выравниваться с проходом 260, формируемым экраном 254 соединителя. Экран 254 соединителя затем может позиционироваться для сварки с внешней перегородкой 145.
[0065] В процессе сварки проводящий материал крепежной перегородки 264 экрана 254 соединителя расплавляется, а также расплавляется проводящий материал внешней перегородки 145 вдоль кромки 304 перегородки. Более конкретно, могут расплавляться передняя кромка 268 и/или внешняя поверхность 270 крепежной перегородки. Зазор 274 в процессе сварки может защищать ответную головку 266 от тепловой энергии. Более конкретно, зазор 274 может уменьшать вероятность неосторожной плавки ответной головки 266 и, таким образом, изменения ее формы. Таким образом, размер зазора 274 может выбираться на основе количества теплоты, применяемого в процессе плавки.
[0066] Расплавленные проводящие материалы объединяются, и после охлаждения или затвердевания эти материалы эффективно образуют совместное соединение или сплав в виде одного фрагмента проводящего материала. Как описывалось выше, экран 254 соединителя также может привариваться к внешнему проводнику 242. Соответственно, экран 254 соединителя и внешний проводник 242 могут интегрироваться с внешней перегородкой 145 внешнего корпуса 133 (см. фиг. 3). В таких вариантах осуществления экран 254 соединителя и внешняя перегородка 145 могут более эффективно уменьшать утечку электромагнитного излучения по сравнению со стандартными системами, в которых имеются стыки.
[0067] В других вариантах осуществления экран 254 соединителя может интегрироваться с внешним корпусом 133 другим образом. Например, экран 254 соединителя и внешняя перегородка 145 могут формироваться из общего фрагмента проводящего материала. В таких вариантах осуществления экран 254 соединителя также интегрирован с внешней перегородкой 145. Однако следует принимать во внимание, что интегрированный экран 254 соединителя не требуется для всех вариантов осуществления. Например, в некоторых вариантах осуществления экран 254 соединителя может образовывать неподвижную посадку с внешней перегородкой 145 или может соединяться с внешней перегородкой 145 с использованием крепежного механизма и связующего материала.
[0068] На фиг. 10 показано покомпонентное изображение дверцы 200 системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, дверца 200 системы выполнена с возможностью контактного соединения с внешним корпусом 133 с целью закрытия элементов радиочастотного генератора 130 мощности в системной полости 134. Для этого во внешнем корпусе 133 содержится дверная рама 310 с обращенной вперед поверхностью 312 и внутренней утопленной поверхностью 314. Обращенная вперед поверхность 312 и внутренняя поверхность 314 перпендикулярны друг другу.
[0069] Как показано на фиг. 10, дверца 200 системы может содержать корпус 316 дверцы и первую и вторую проводящие прокладки 318, 320. Корпус 316 дверцы состоит из наружной стороны 322 и внутренней стороны 324. Дверца 200 системы также содержит пару ручек 326, которые прикреплены к наружной стороне 322. Как показано на чертеже, в корпусе 316 дверцы могут содержаться крепежные отверстия 328, располагающиеся по внешнему периметру корпуса 316 дверцы. Если дверца 200 системы прикреплена к внешнему корпусу 133 (см. фиг. 3), то крепеж (например, винты) может проходить через крепежные отверстия 328 и входить в контакт с внешним корпусом 133.
[0070] На фиг. 11 показан вид сбоку дверцы 200 системы. Первая и вторая проводящие прокладки 318, 320 расположены вдоль внутренней стороны 324 и окружают часть 330 платформы корпуса 316 дверцы. Часть 330 платформы может проходить через отверстия первой и второй проводящих прокладок 318, 320 и пролегать за первой и второй проводящими прокладками 318, 320. Как показано на увеличенном виде, изображенном на фиг. 11, первая проводящая прокладка 318 закреплена непосредственно напротив фланца 332 дверцы 200 системы, которая соединяется с частью 330 платформы и выступает за ее пределы. Вторая проводящая прокладка 320 непосредственно соединена с поверхностью 334 платформы части 330 платформы. Фланец 332 выполнен с возможностью взаимодействия с обращенной вперед поверхностью 312 (см. фиг. 3) дверной рамы 310 с помощью находящейся между ними первой проводящей прокладки 318. Поверхность 334 платформы выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью 314 (см. фиг. 3) дверной рамы 310 с помощью находящейся между ними второй проводящей прокладки 320.
[0071] Первая и вторая проводящие прокладки 318, 320 содержат соответствующие гибкие проводящие элементы 328, 329. Проводящие элементы 328, 329 могут представлять собой, например, контактные пружины, подпружиненные штыри и т.п. Проводящие элементы 328 выполнены с возможностью отклонения по направлению к фланцу 332, а проводящие элементы 329 выполнены с возможностью отклонения по направлению к поверхности 334 платформы, соответственно. Таким образом, стык, образуемый между дверцей 200 системы и внешним корпусом 133, может быть электромагнитно изолирован с целью уменьшения утечки электромагнитного излучения. В некоторых вариантах осуществления размеры и/или межцентровое расстояние проводящих элементов 328, 329 может быть различным для уменьшения вероятности возникновения нежелательных зазоров.
[0072] Следует понимать, что приведенное выше описание предназначено для пояснения возможностей реализации настоящего изобретения и не ограничивает его объем. Например, вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения (и/или его аспекты) могут использоваться в комбинации друг с другом. Кроме того, для адаптации к конкретной ситуации или к имеющимся средствам может быть сделано множество изменений в вариантах осуществления идеи настоящего изобретения без нарушения его объема. Описание размеров, типов материалов, ориентации различных компонентов, а также количества и позиций различных компонентов предназначено для определения параметров определенных вариантов осуществления и никаким образом не служит для ограничения, а приведено лишь в качестве примеров осуществления настоящего изобретения. По мере просмотра и изучения приведенного выше описания специалисту в этой области техники должно быть очевидно множество других вариантов осуществления и модификаций, не противоречащих сути и объему формулы изобретения. Таким образом, объем предмета изобретения должен определяться со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения совместно с полным объемом патентов-аналогов, на которые имеется указание в этой формуле изобретения. В прилагаемой формуле изобретения термины "содержит", "включает", "отличающийся тем, что" или "при этом" используются как эквиваленты. Кроме того, термины "первый", "второй", "третий" и т.д. используются только в качестве обозначений и не предполагают каких-либо числовых представлений в отношении обозначаемых объектов. Помимо этого, ограничения в последующей формуле изобретения не приводятся в формате "средства + функция" и не должны интерпретироваться согласно разделу 35, §119 (f) кодекса законов США, если и до тех пор, пока такие ограничения формулы изобретения явно не выражены с помощью фразы "средства для" с последующей формулировкой функции в отсутствие дополнительного описания структуры.
[0073] Данное описание содержит примеры раскрытия различных вариантов осуществления настоящего изобретения, а также позволяет специалисту в этой области техники применять различные варианты осуществления на практике, включая производство и использование любых устройств или систем и выполнение любых встроенных способов. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения и может включать другие примеры, очевидные специалисту в этой области техники. Такие другие примеры предназначены для включения в объем формулы изобретения, если в них используются структурные элементы, не отличающиеся от указанных в формуле изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы изобретения.
[0074] Предшествующее описание определенных вариантов осуществления предмета настоящего изобретения становится более понятным при ознакомлении с ним совместно с прилагаемыми чертежами. Хотя в определенных пределах на этих чертежах проиллюстрированы диаграммы функциональных блоков различных вариантов осуществления, эти функциональные блоки не обязательно указывают на разграничение аппаратных схем. Так, например, один или более функциональных блоков (например, процессоров или памяти) может быть реализован в виде отдельного элемента аппаратного обеспечения (например, в виде сигнального процессора общего назначения, микроконтроллера, оперативной памяти, жесткого диска и т.п.). Таким же образом, программы могут быть автономными, представлять собой подпрограммы, встроенные в операционную систему, функции, входящие в устанавливаемый пакет программ, и т.п. Различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены схемами и средствами, показанными на чертежах.
[0075] В данном описании элемент или шаг, приведенный в единственном числе и сопровождающийся определением "один" или "отдельный", не должен исключать возможности своего применения во множественном числе, если такое исключение явно не указано. Кроме того, ссылки на "один вариант осуществления" настоящего изобретения не должны интерпретироваться как фразы, исключающие возможность существования дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения, в рамках которых также реализуются описанные функции. Помимо этого, если явно не указано иное, варианты осуществления настоящего изобретения, "содержащие", "включающие " или "имеющие" элемент или множество элементов с определенными признаками, могут дополнительно включать подобные элементы, не обладающие указанным признаком.
1. Радиочастотный генератор мощности, содержащий:
внешний корпус, имеющий системную полость и отделяющий системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности;
радиочастотную усилительную систему, расположенную в системной полости и генерирующую электромагнитное излучение в процессе выработки электрической мощности, при этом внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область; и
узел проходного канала, содержащий петлю связи, сконфигурированную для приема электрической мощности, сгенерированной радиочастотной усилительной системой, и коаксиальную линию для передачи электрической мощности в проход, который открывается во внешнюю область радиочастотного генератора мощности, при этом коаксиальная линия расположена в системной полости и содержит внешний и внутренний проводники, при этом узел проходного канала содержит экран соединителя, который формирует упомянутый проход к внешней области радиочастотного генератора мощности и электрически соединен с внешним проводником коаксиальной линии и интегрирован с внешним корпусом для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область.
2. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, отличающийся тем, что экран соединителя приварен к внешнему корпусу.
3. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, отличающийся тем, что экран соединителя содержит ответную головку, которая определяет проход и сконфигурирована для контактного соединения с внешним кабелем, при этом экран соединителя содержит крепежную перегородку, окружающую ответную головку и находящуюся на расстоянии от ответной головки, и крепежная перегородка приварена к внешнему корпусу.
4. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, содержащий также направленный ответвитель, расположенный в системной полости и содержащий внутренний и внешний проводники коаксиальной линии и элементы связи для измерения прямой и отраженной мощности вдоль коаксиальной линии.
5. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, содержащий также внутренний корпус, расположенный в системной полости и окружающий радиочастотную усилительную систему, при этом внешний корпус и внутренний корпус образуют между собой внешнее пространство, внутренний корпус сконфигурирован для уменьшения электромагнитного излучения, генерируемого в нем вследствие утечки в системную полость, и внутренний проводник расположен во внутреннем корпусе.
6. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, содержащий также внутренний корпус, расположенный в системной полости и содержащий внутренние перегородки, определяющие энергетический отсек и соединительный отсек, при этом в энергетическом отсеке генерируется электрическая мощность, внутренний проводник размещается в соединительном отсеке, и внутренние перегородки, определяющие соединительный отсек, являются частью внешнего проводника коаксиальной линии.
7. Радиочастотный генератор мощности по п. 1, отличающийся тем, что радиочастотная усилительная система сконфигурирована для генерации по меньшей мере 5 киловатт мощности.
8. Радиочастотный генератор мощности, содержащий:
внешний корпус, имеющий системную полость и отделяющий системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности;
радиочастотную усилительную систему, расположенную в системной полости и генерирующую электромагнитное излучение в процессе выработки электрической мощности, при этом внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область; и
внутренний корпус, расположенный в системной полости, при этом системная полость содержит внешнее пространство между внутренним и внешним корпусом, внутренний корпус содержит внутренние перегородки, которые формируют множество отсеков с соответствующими отверстиями для доступа, открытыми во внешнее пространство, внутренний корпус содержит съемную панель для доступа, сконфигурированную для соединения внутренних перегородок и закрытия отверстий для доступа, радиочастотная усилительная система расположена по меньшей мере в одном отсеке, и внутренний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнее пространство и внешнюю область,
при этом отсеки содержат энергетический отсек и соединительный отсек, который отделен от энергетического отсека по меньшей мере одной внутренней перегородкой, электрическая мощность генерируется в энергетическом отсеке, при этом радиочастотный генератор мощности содержит коаксиальную линию, которая передает электрическую мощность через соединительный отсек в проход, который открывается во внешнюю область.
9. Радиочастотный генератор мощности по п. 8, отличающийся тем, что энергетический отсек лишен отверстий, которые открывают непосредственный доступ к внешней области.
10. Радиочастотный генератор мощности по п. 8, содержащий также экран соединителя, расположенный в соединительном отсеке или вдоль него и формирующий проход к внешней области, при этом экран соединителя приварен к внешнему корпусу.
11. Радиочастотный генератор мощности по п. 8, отличающийся тем, что соединительный отсек содержит направленный ответвитель, который измеряет прямую и отраженную мощность вдоль коаксиальной линии.
12. Радиочастотный генератор мощности по п. 11, содержащий также экран соединителя, расположенный в соединительном отсеке или вдоль него и формирующий проход к внешней области, при этом экран соединителя приварен к внешнему корпусу и электрически соединен с внешним проводником направленного ответвителя.
13. Радиочастотный генератор мощности по п. 8, отличающийся тем, что внутренние перегородки содержат заземляющую панель, которая способна перемещаться для изменения размеров отсеков, которые частично определены заземляющей панелью, и радиочастотная усилительная система содержит мощную лампу, которая соединяется с заземляющей панелью.
14. Радиочастотный генератор мощности по п. 8, содержащий также проводящий каркас, который контактно соединен со съемной панелью для доступа, при этом проводящий каркас содержит множество гибких проводящих элементов, распределенных по каркасу.
15. Радиочастотный генератор мощности, содержащий: внешний корпус, имеющий системную полость и отделяющий системную полость от внешней области радиочастотного генератора мощности;
радиочастотную усилительную систему, расположенную в системной полости и генерирующую электромагнитное излучение в процессе выработки электрической мощности, при этом внешний корпус сконфигурирован для уменьшения утечки электромагнитного излучения во внешнюю область; и
множество внутренних перегородок, расположенных в системной полости и формирующих энергетический отсек и соединительный отсек, при этом электрическая мощность вырабатывается в энергетическом отсеке, и соединительный отсек содержит внутренний проводник, который принимает электрическую мощность;
при этом внешний проводник по меньшей мере частично сформирован по меньшей мере одной внутренней перегородкой, причем внутренний проводник и внешний проводник образуют коаксиальную линию для передачи электрической мощности, генерируемой радиочастотной усилительной системой, во внешнюю область радиочастотного генератора мощности, и радиочастотный генератор мощности также содержит элементы связи, расположенные относительно внутреннего проводника в соединительном отсеке, при этом внутренний проводник, внешний проводник и элементы связи формируют направленный ответвитель, расположенный в системной полости внешнего корпуса и измеряющий прямую и отраженную мощность.
16. Радиочастотный генератор мощности по п. 15, содержащий также экран соединителя, расположенный в соединительном отсеке или вдоль него и формирующий проход через внешний корпус к внешней области, при этом экран соединителя электрически соединен с внешним проводником.
17. Радиочастотный генератор мощности по п. 16, отличающийся тем, что экран соединителя приварен к внешнему корпусу.
18. Радиочастотный генератор мощности по п. 15, содержащий также по меньшей мере одну диэлектрическую втулку крепления, которая закрепляет внутренний проводник в требуемой позиции в соединительном отсеке.
19. Радиочастотный генератор мощности по п. 15, отличающийся тем, что энергетический отсек и соединительный отсек совместно используют по меньшей мере одну внутреннюю перегородку.
