Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 1999 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
1999
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79567 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей / В.П. Андросов, И.М. Карнаухов, Ю.П. Попков, С.В. Рева, Ю.Н. Телегин // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 71-72. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859659719218561024 |
|---|---|
| author | Андросов, В.П. Карнаухов, И.М. Попков, Ю.П. Рева, С.В. Телегин, Ю.Н. |
| author_facet | Андросов, В.П. Карнаухов, И.М. Попков, Ю.П. Рева, С.В. Телегин, Ю.Н. |
| citation_txt | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей / В.П. Андросов, И.М. Карнаухов, Ю.П. Попков, С.В. Рева, Ю.Н. Телегин // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 71-72. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| first_indexed | 2025-11-30T09:21:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 539.172
Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей
В.П.Андросов, И.М.Карнаухов, Ю.П.Попков, С.Н.Рева, Ю.Н.Телегин
ИФВЭЯФ, ННЦ ХФТИ, г.Харьков
Разработка ВЧ-компонент на частоту 699,3 МГц
началась в ХФТИ в 1986 году и была нацелена на
создание ВЧ-системы накопителя-растяжителя НР-
2000 [1]. Следует заметить, что все циклические
электронные ускорители в СССР работали в диапазо-
не частот 50 - 180 МГц, в то время как аналогичные
машины за рубежом использовали более высокие
частоты (350 - 700МГц), что давало ряд технологичес-
ких и экономических преимуществ. Такое положение
было вызвано отсутствием ВЧ-компонент и, прежде
всего, мощных усилительных клистронов на эти
частоты. Позже эта работа была поддержана в рамках
программы линейных суперколлайдеров (ВЛЭПП).
Конечной целью этой деятельности явилась разра-
ботка 100 кВт ВЧ-станции на частоту 699,3 МГц,
которая состоит из маломощной ВЧ-системы, клист-
ронного усилителя, волноводного тракта передачи
ВЧ-мощности и ускоряющей секции.
Функциональная схема ВЧ-станции приведена на
рисунке.
Рис. 1. Функциональная схема ВЧ-станции.
Маломощная ВЧ-система состоит из блока управ-
ления параметрами сигнала возбуждения, предвари-
тельного усилителя, а также цепей авто−матического
регулирования АРФ, АРА и АПЧ.
Блок управления параметрами сигнала возбужде-
ния включает в себя быстрый ВЧ-переключатель,
фазовращатель для начальной установки фазы, два
быстрых (~1мкс) электрически управляемых фазовра-
щателя, быстрый (∼1мкс) электрически управляемый
линейный аттенюатор. Все элементы выполнены по
полосковой технологии.
Система автоматического регулирования фазы
(АРФ) при работе в режиме обратной связи
поддерживает фазу ускоряющего напряжения с
точностью ±1о в течение многих часов работы и в
диапазоне уровней ВЧ-мощности ∼40 дБ. Фаза
сигнала с датчика в ускоряющей секции сравнивается
в фазовом детекторе с опорной фазой и сигнал
рассогласования управляет фазовращателем в блоке
управления сигналом возбуждения. В режиме
программного изменения параметров система
обеспечивает изменение фазы ускоряющего
напряжения по определенному закону ("фазовый
скачок" при инжекции интенсивного пучка,
адиабатический подъем энергии в кольце и др.).
Система автоматического регулирования ампли-
туды (АРА) в режиме обратной связи поддержи−вает
амплитуду ускоряющего напряжения с точ−ностью
±1%. Величина ВЧ-напряжения, равная сумме ампли-
туд продетектированных сигналов со всех датчиков в
секции, сравнивается в операци−онном усилителе с
опорным напряжением, и сигнал ошибки управляет
линейным аттенюатором в блоке управления сигна-
лом возбуждения. Система предполагает также работу
в режиме программного изменения амплитуды.
Система автоматической подстройки частоты
(АПЧ) ускоряющей секции выполняет две задачи: 1)
компенсация расстройки собственной частоты,
вызванной температурными эффектами и нагрузкой
пучком; 2) поддержание "плоского" поля, чтобы
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ 1999, № 1.
СЕРИЯ: ЯДЕРНО−ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (33).
71
избежать накопления запасенной мощности в одной
из конечных ячеек секции. Обе задачи выполняются
системой обратной связи, контролирующей движение
поршней-тюнеров в ячейках 2 и 4. Подстройка часто-
ты осуществляется параллельным движением тюне-
ров, баланс поля - движением в противоположных
направлениях.
В случае использования нескольких ВЧ-станций
используется также система относительной фази-
ровки, которая поддерживает постоянным сдвиг фаз
ускоряющих напряжений в различных секциях,
обеспечивая постоянный синхронизм между ВЧ-
полем и частицей в каждой секции.
Требуемая ВЧ-мощность обеспечивается усили-
тельным клистроном "Вий", основные параметры
которого приведены в табл. 1.
Таблица 1
Рабочая частота, МГц 699.3
Выходная мощность, кВт 100
Высокое напряжение, кВ 28
Ток пучка, А 6.2
Электронный к.п.д., % 55
Полоса 1 дБ, МГц ±3.5
Усиление, дБ 45
ВЧ-мощность с выхода клистрона через коаксиаль-
но-волноводный переход подается в волновод прямо-
угольного сечения (292х146мм2). Y - циркулятор, рас-
положенный в волноводной линии, защищает клист-
рон от мощности, отраженной на входе в секцию.
Направленный ответвитель, расположенный на выхо-
де клист−рона, контролирует уровни падающей и
отраженной мощности и подает сигнал блокировки на
ВЧ-переключатель в случае превышения уровня
последней. Второй направленный ответвитель
контролирует уровни падающей и отраженной
мощности на входе в секцию и обеспечивает опорный
сигнал для системы АПЧ. Для согласования
волноводной линии с ускоряющей секцией при
различных токах пучка на входе в секцию установлен
согласующий трансформатор.
Пятирезонаторная ускоряющая секция на стоячей
волне обеспечивает ВЧ-напряжение 0.75 МВ. Секция
запитывается через окно в центральном резонаторе и
отделяется от волноводной линии керамическим
гермоокном баночного типа. Каждая ячейка снабжена
поршнем-тюнером для подстройки собственной
частоты и датчиком поля. Во время работы тюнеры в
ячейках 2 и 4 включены в систему АПЧ,
обеспечивающую перестройку собственной частоты
секции в пределах ± 200 кГц.
Важной характеристикой ускоряющего резонатора
является спектр собственных колебаний, которые
могут возбуждаться при взаимодействии пучка с резо-
натором. Эти высшие (по отношению к основной
моде Е010) моды колебаний являются причиной
возникновения когерентных многосгустковых
неустойчивостей, которые, как правило, и
ограничивают предельные токи в современных
накопителях - источниках СИ. Наши расчеты
показали [2], что резонатор, форма ячейки которого
оптимизирована по величине шунтового импеданса на
основном (рабочем) типе колебаний Е010, обладает
также, в среднем, и наименьшими импедансами связи
на высших модах.
В табл. 2 приведены собственные частоты и факто-
ры Ri||/Qi (Ri
⊥/Qi) для монопольных (дипольных)
видов колебаний в резонаторе. Идентификация типов
колебаний проводилась на основе мод цилиндричес-
кого резонатора. Для дипольных мод использованы
двойные обозначения, указывающие на наличие одно-
временно компонент электрического и магнитного
поля на оси в отличие от мод цилиндрического
резонатора. Тип дипольной моды−ЕН или НЕ−
определялся по преобладанию Е- или Н- поля на оси
структуры.
Таблица 2
Тип
колебаний
Qi fi, МГц Ri||,
⊥/Qi
Ом/м
Е010 33600 699,3 864
НЕ111 19900 1001,4 3
Е011 28800 1050,3 234
ЕН110 39600 1122,2 141
ЕН111 37800 1387,1 170
НЕ112 40000 1657,0 3
Е020 66000 1736,5 38
Е012 36200 1741,1 5
НЕ111 88100 1796,8 0,4
ЕН112 23800 1803,2 9
Е021 43500 1986,1 74
Проведенные расчеты показывают, что наиболее
опасными, с точки зрения возбуждения неустойчивос-
ти связанных колебаний сгустков, являются
монопольная мода Е011 и дипольные моды ЕН110 и
ЕН111, имеющие наибольшую ве−личину
сопротивлений связи. Для подавления этих
неустойчивостей используется метод отстройки
резонансных частот паразитных колебаний с по−
мощью изменения температуры резонаторов. Раз−
работанная нами система автоматического регу−
лирования температуры ускоряющих секций об−
ладает широким динамическим диапазоном и точ−
ностью поддержания температуры 0,1°С, необхо-
димыми для успешной реализации этого метода.
Литература
1. P.I.Gladkikh et al. Preprint KFTI 90-22, Kharkov,
1990, 34p.
2. I.M.Karnaukhov et al. Proc. of the EPAC-90 (June,
1990, Nice), pp.1034-1036.
Статья поступила: в редакцию 25 мая 1998 г.,
в издательство 1 июня 1998 г.
72
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79567 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T09:21:22Z |
| publishDate | 1999 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Андросов, В.П. Карнаухов, И.М. Попков, Ю.П. Рева, С.В. Телегин, Ю.Н. 2015-04-03T12:22:00Z 2015-04-03T12:22:00Z 1999 Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей / В.П. Андросов, И.М. Карнаухов, Ю.П. Попков, С.В. Рева, Ю.Н. Телегин // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 71-72. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79567 539.172 ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Техника ускорения электронов Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей Андросов, В.П. Карнаухов, И.М. Попков, Ю.П. Рева, С.В. Телегин, Ю.Н. Техника ускорения электронов |
| title | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей |
| title_full | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей |
| title_fullStr | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей |
| title_full_unstemmed | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей |
| title_short | Разработка ВЧ-систем для электронных накопителей |
| title_sort | разработка вч-систем для электронных накопителей |
| topic | Техника ускорения электронов |
| topic_facet | Техника ускорения электронов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79567 |
| work_keys_str_mv | AT androsovvp razrabotkavčsistemdlâélektronnyhnakopitelei AT karnauhovim razrabotkavčsistemdlâélektronnyhnakopitelei AT popkovûp razrabotkavčsistemdlâélektronnyhnakopitelei AT revasv razrabotkavčsistemdlâélektronnyhnakopitelei AT teleginûn razrabotkavčsistemdlâélektronnyhnakopitelei |