同轴线方法测量束流耦合阻抗的有效性分析

根据同轴线方法测量阻抗的原理,用模拟方法讨论了该测量方法的有效性问题。从均匀圆波导和同轴线结构中的电磁场解析分析,说明了该方法有效性问题的起源和基本物理图像,简单回顾其他方法讨论该问题的结论,最后数值模拟分析了同轴线方法测量束流耦合阻抗的有效性,所得主要结论能够对阻抗测量平台的设计提供可靠的依据。     

合肥国家同步辐射实验室纵向阻抗测量平台的改进

 介绍了合肥国家同步辐射实验室在原有纵向耦合阻抗测量系统基础上根据国际流行的同轴线原理改进的新纵向耦合阻抗测量系统的基本原理、系统组成和初步测量结果。对“药丸形”腔的阻抗的实验测量结果和阻抗计算程序计算结果基本相符,验证了该系统的有效性。     

同轴线法在小孔径真空元件阻抗测量中的应用

粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小,相应地要求更小的真空盒孔径,进而带来阻抗的显著增加,这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段,而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究,针对窄带阻抗元件,使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量,研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响,同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证,模拟和测量结果符合很好,并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件,对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量,研究了内导体对结果的影响,验证了同轴线法测量的有效性。     

同轴线法在小孔径真空元件阻抗测量中的应用北大核心CSCD

粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小,相应地要求更小的真空盒孔径,进而带来阻抗的显著增加,这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段,而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究,针对窄带阻抗元件,使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量,研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响,同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证,模拟和测量结果符合很好,并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件,对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量,研究了内导体对结果的影响,验证了同轴线法测量的有效性。     

同轴线法阻抗测量平台中高频接头的研制

研制宽带传输性能良好的高频接头是用同轴线法测量纵向阻抗的一个技术关键.介绍根据同轴器件设计中的错位过渡和共平面补偿的原理,利用MAFIA软件设计高频接头的方法.利用该方法,已成功地设计了一种可同时完成拉紧内导体细丝和阻抗匹配两种功能的高频接头;优化设计后,模拟计算结果为20GHz带宽内反射系数小于0.1,加工件初测已达到17GHz内反射系数基本小于0.2的良好效果.     

合肥电子储存环上新旧高频腔的尾场及耦合阻抗的计算

 合肥800MeV电子储存环的二期升级工程正在进行,其中高频腔的改造和加工将要完成,由于原有高频腔存在较多不合理因数,将要被新腔所替换。为了充分估计在将来运行时,高频腔的耦合阻抗对储存高流强的影响,需要对新旧高频腔宽带耦合阻抗进行比较计算。用电磁场计算软件MAFIA对高频腔的耦合阻抗及电子束在此结构中产生的尾场进行了计算,结果说明旧高频腔的耦合阻抗比新高频腔小。     

合肥电子储存环上新旧高频腔的尾场及耦合阻抗的计算

合肥800MeV电子储存环的二期升级工程正在进行,其中高频腔的改造和加工将要完成,由于原有高频腔存在较多不合理因数,将要被新腔所替换。为了充分估计在将来运行时,高频腔的耦合阻抗对储存高流强的影响,需要对新旧高频腔宽带耦合阻抗进行比较计算。用电磁场计算软件MAFIA对高频腔的耦合阻抗及电子束在此结构中产生的尾场进行了计算,结果说明旧高频腔的耦合阻抗比新高频腔小。     

对北京正负电子对撞机阻抗的研究

比较全面地研究了北京正负电子对撞机(BEPC)的耦合阻抗并试图从降低耦合阻抗的角度来探讨压缩BEPC束长的可能性.     

Chodorow型耦合腔慢波结构色散特性和耦合阻抗理论分析

本文建立了Chodorow型耦合腔慢波结构的解析模型, 利用并矢格林函数结合矩量法求解了场匹配方程, 给出了色散方程和耦合阻抗的计算式, 并数值计算出一个X波段Chodorow型慢波结构的高频特性. 结果表明, 本文方法的色散特性以及耦合阻抗与仿真软件HFSS计算的结果有很好的一致性, 且计算效率更高, 同时精度远高于等效电路法, 对工程设计有好的参考价值.关键词：Chodorow型耦合腔慢波结构色散特性耦合阻抗场匹配     

BEPCⅡ高频屏蔽波纹管纵向耦合阻抗测量和数值计算

根据BEPCⅡ工程的需要, 在高能物理研究所搭建了阻抗测量平台, 对BEPCⅡ部分真空部件进行纵向耦合阻抗的测量. 测量平台基于同轴线方法, 使HP/Agilent 8720ES微波网络分析仪在频域进行测量. 在此平台上可以用TRL校准技术和等长比较件两种方法测量真空部件耦合阻抗. 本文介绍BEPCⅡ阻抗测量平台以及对高频屏蔽波纹管(bellows)的阻抗测量和数值计算结果, 并对测量结果和测量平台系统误差进行了分析.     

合肥光源镀膜陶瓷真空室纵向阻抗计算

在估计合肥光源新注入系统中回形镀膜陶瓷真空室的耦合阻抗时,对于规则轴对称边界,可以采用场匹配技术求解柱坐标系中Maxwell方程得到耦合阻抗解析表达式。对于非规则形状,解析求解困难,须根据同轴线方法测量纵向阻抗基本原理,数值计算镀膜陶瓷真空室耦合阻抗。计算结果表明,陶瓷真空室内表面镀金属膜可以大大降低束流耦合阻抗,但镀膜陶瓷真空室仍是合肥光源储存环的主要阻抗来源之一。     

合肥光源镀膜陶瓷真空室纵向阻抗计算

 在估计合肥光源新注入系统中回形镀膜陶瓷真空室的耦合阻抗时,对于规则轴对称边界,可以采用场匹配技术求解柱坐标系中Maxwell方程得到耦合阻抗解析表达式。对于非规则形状,解析求解困难,须根据同轴线方法测量纵向阻抗基本原理,数值计算镀膜陶瓷真空室耦合阻抗。计算结果表明,陶瓷真空室内表面镀金属膜可以大大降低束流耦合阻抗,但镀膜陶瓷真空室仍是合肥光源储存环的主要阻抗来源之一。     

单电子束双波段同轴相对论返波管粒子模拟

设计了一种能在C波段和X波段实现稳定双频输出的带有非对称谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器。采用耦合阻抗跃变型慢波结构,使用粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示：轴向电场在系统中的分布得到改进,电子束的能散得到改善。在电子束电压511 kV,电流8.95 kA,引导磁场0.73 T的条件下,双频器件实现了8.09 GHz和9.91 GHz的双波段频率稳定输出,平均功率为1.0 GW,波束互作用效率为21.9%, 效率高于空心双波段返波管及其他双波段器件。器件辐射功率的拍频为1.82 GHz,拍波更为明显和稳定。模拟研究中同时发现, 随着慢波结构之间漂移段的变化,双频频率都呈现一种准周期的变化。     

单线法测量横向阻抗系统设计与模拟计算

介绍了单线法测量横向阻抗的基本原理、系统设计和初步模拟计算结果。单线法横向阻抗测量系统由待测元件/参考元件、内置导线、导线偏移调节机构、阻抗匹配段和测量仪器构成。调节机构可以精确调整内置导线的横向位置以激励偶极模式。利用微波工作室软件模拟计算待测元件（2 856 MHz“凸型”腔）的偶极模。“凸型”腔横向阻抗的幅值和偶极模频率的计算结果与ABCI程序数值计算的结果基本相符,说明了单线法横向阻抗测量系统理论上的可行性。     

Design and simulation of a wire position monitor for cryogenic systems in an ADS linac

This paper introduces the design and simulation of a Wire Position Monitor （WPM） used in the cryogenic system of an Accelerator Driven System （ADS）. The WPM is designed to monitor the contraction of cold masses during the cooling-down operation. In this paper, POISSON-2D electrostatic field software is used to calculate the best characteristic impedance for the WPM. Furthermore, the time domain signal of different end structures is theoretically analyzed and simulated. The coupling of electrodes and the influence of signal carrier size, which may influence the induced signal, are also discussed. Finally, the linearity of the induced voltage and the sensitivity of the WPM are analyzed. The time domain simulation results are consistent with the theoretical analysis. The influences of the coupling and carrier size are very small, and the linearity of the normalized voltage is good within r/2.     

Design and simulation of a wire position monitor for cryogenic systems in an ADS linac

This paper introduces the design and simulation of a Wire Position Monitor(WPM)used in the cryogenic system of an Accelerator Driven System(ADS).The WPM is designed to monitor the contraction of cold masses during the cooling-down operation.In this paper,POISSON-2D electrostatic field software is used to calculate the best characteristic impedance for the WPM.Furthermore,the time domain signal of different end structures is theoretically analyzed and simulated.The coupling of electrodes and the influence of signal carrier size,which may influence the induced signal,are also discussed.Finally,the linearity of the induced voltage and the sensitivity of the WPM are analyzed.The time domain simulation results are consistent with the theoretical analysis.The influences of the coupling and carrier size are very small,and the linearity of the normalized voltage is good within r/2.