10MeV緊湊型回旋加速器高頻功率源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著核醫(yī)學(xué)的迅速發(fā)展，正電子發(fā)射斷層成像(PET)技術(shù)已是分子水平上醫(yī)學(xué)研究的最先進(jìn)手段。PET檢測設(shè)備對(duì)于腫瘤的早發(fā)現(xiàn)、早治療有著極大優(yōu)勢，因此不斷被國內(nèi)外各大醫(yī)院引進(jìn)。小型回旋加速器是PET系統(tǒng)中重要的組成部分，用于生產(chǎn)醫(yī)用正電子發(fā)射型放射性同位素。由于醫(yī)用小型回旋加速器，特別是低能緊湊型回旋加速器，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性要求高，所以設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)難度都非常高。目前，國內(nèi)與PET檢測儀配套使用的小型回旋加速器都是從國外進(jìn)口的，價(jià)格和維護(hù)

2、成本都很高，因此自主研制和生產(chǎn)低能緊湊型回旋加速器顯得非常必要。
　　高頻功率源是回旋加速器高頻系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)D盒諧振腔的高頻功率供給，維持Dee電極電壓幅值穩(wěn)定。本論文詳盡地介紹了低能緊湊型回旋加速器高頻系統(tǒng)的組成，提出了高頻功率源的設(shè)計(jì)要求。論文對(duì)如何搜索D盒諧振腔的諧振頻率作了理論分析，提出了諧振頻率搜索的方案。對(duì)輸出頻率可變的高頻信號(hào)源實(shí)現(xiàn)方案作了深入分析，比較了直接模擬合成、鎖相環(huán)合成和直接數(shù)字合成（DDS）三

3、種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)。從理論上分析了DDS輸出信號(hào)的采樣頻譜，提出了通過選取DDS輸出的混頻信號(hào)作為高頻信號(hào)源輸出信號(hào)的技術(shù)方案，開展了實(shí)驗(yàn)研究，得到了比較好的輸出波形，驗(yàn)證了理論分析的正確性和工程實(shí)踐的可行性。另外，論文開展了高頻信號(hào)檢測與閉環(huán)控制的相關(guān)研究，給出了電路原理圖和仿真結(jié)果。
　　本論文分析并給出了四極管的數(shù)學(xué)模型，通過MATLAB仿真驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的正確性，建立了四極管的Pspice模型。基于MATLAB的仿真數(shù)據(jù)，

4、通過理論計(jì)算給出了四極管放大電路的相關(guān)參數(shù)，并采用Pspice軟件對(duì)四極管放大電路進(jìn)行了模擬仿真，仿真結(jié)果與理論分析數(shù)據(jù)相當(dāng)吻合，為工程實(shí)踐提供了支持。另外，針對(duì)四極管大功率放大器給出了驅(qū)動(dòng)級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)方案。
　　本論文以真空三極管為末級(jí)功率放大器件，以DDS輸出的主頻信號(hào)為高頻信號(hào)源輸出信號(hào)，完成了高頻信號(hào)源、高頻信號(hào)檢測、驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和末級(jí)功率放大器的電路設(shè)計(jì)，介紹了電路的工作原理，同時(shí)給出了軟件仿真結(jié)果。在高頻功率源樣機(jī)