CSNS RCS射频系统双谐波模式低电平控制模拟实验

介绍了中国散裂中子源/快循环质子同步加速器一期工程(CSNS-Ⅰ/RCS)拟采用的双谐波加速方案。针对该方案需要在加速周期内对8个射频腔之一进行工作模式切换的特殊要求,对设计实现的基于现场可编程门阵列（FPGA）技术的数字化低电平控制系统采取了一系列优化措施,包括模式切换时段控制回路的开环、功率源两级调谐回路的错时闭环等。在射频系统样机平台开展的模拟实验表明该低电平控制系统动态性能良好,双谐波方案可行性得到了一定程度的验证。     

高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

双束加速器

本文介绍了在TeV能量区域电子一正电子直线对撞机的进展和双束加速器研究的概况。着重介绍以自由电子激光作微波功率源和用激励加速器作微波功率源的二种双束加速器。     

CRRFA-30L波段射频加速器

主要介绍CRRFA-30L波段射频加速器结构和性能，论述了热阴极射频腔注入器、束流加速系统、微波功率源和控制等结构中主要技术及其研究进展，给出了加速器输出束流参数测量与测量结果分析，达到设计应用要求。     

CRRFA-30L波段射频加速器

 主要介绍CRRFA-30L波段射频加速器结构和性能，论述了热阴极射频腔注入器、束流加速系统、微波功率源和控制等结构中主要技术及其研究进展，给出了加速器输出束流参数测量与测量结果分析，达到设计应用要求。     

CRRFA-30L波段射频加速器

主要介绍CRRFA-30L波段射频加速器结构和性能,论述了热阴极射频腔注入器、束流加速系统、微波功率源和控制等结构中主要技术及其研究进展,给出了加速器输出束流参数测量与测量结果分析,达到设计应用要求。     

直线加速器Kanthal合金高功率同轴负载设计及功率分布

为满足辐照直线加速器的小型化需求,提出利用同轴负载代替波导式负载结构的方案,其关键技术是利用涂敷在加速腔内壁的微波吸收材料直接吸收剩余微波功率。针对面吸收型负载材料Kanthal(Fe-Cr-Al)合金,采用2π/3模式6腔2周期谐振腔结构,运用CST仿真进行S波段同轴负载设计。对涂层涂敷位置及面积对负载腔工作频率和品质因子的影响进行了详细的仿真分析,并得到了满足2 856 MHz工作频率的腔体尺寸补偿值;设计了一种6腔2周期同轴负载,单路衰减可达-18.63 dB。吸波涂层及腔体铜壁表面功率损耗密度的计算结果表明,腔体周向功率损耗呈均匀分布,阑片表面呈抛物线型分布。     

基于前馈模糊逻辑的微波功率控制设计与分析

描述和设计了一类生产陶瓷载体的大型微波干燥控制系统;针对微波干燥过程中微波功率控制不准确、产品缺陷率高的问题, 分析了过程变量与控制变量之间的关系特点,并在现有算法基础上,设计了一种基于前馈模糊逻辑的微波功率控制模型;最后对此控制模型设计算法,并应用于实际进行实验分析,得出了很好的效果。     

基于自由电子激光的小型太赫兹源初步设计

介绍了基于自由电子激光的太赫兹源的研究情况, 提出了一种小型自由电子激光太赫兹源设计方案.     

BEPCII直线加速器相控系统设计研究

为了补偿由于各种因素引起的微波相位漂移,BEPCII直线加速器需要建立微波相位反馈控制系统.能量最大法将用来确定每台功率源的最佳相位.沿直线加速器速调管长廊铺设相位稳定同轴线提供相位参考.现在已经完成了关键部件,如PAD单元、IfA 单元的开发.搭建了相控最小系统对系统进行了验证.     

HIRFL数字化高频低电平控制系统研究

在HIRFL加速器系统中, 需要对射频加速电压的幅度和相位进行精确控制,以实现对重离子的精确俘获、 加速和引出。传统的幅度、相位稳定控制系统采用幅度和相位两个反馈闭合环路来分别稳定腔体电压的幅度和相位。 数字化高频低电平控制系统(LLRF) 基于可编程逻辑门阵列（FPGA）和数字信号处理（DSP）, 采用直接数字频率合成（DDS）与数字正交调制解调（I/Q）技术来实现对高频功率源的控制。 相位控制精度更高, 系统更加稳定。 目前控制系统在假负载上通过了长期稳定性的实验和高功率实验, 幅度偏差小于或等于±1％, 相位偏差小于或等于±0.5°。 In order to ensure that the beam quality is well enough, we need to precisely control the frequency, amplitude and phase of cavity electric field. Traditional control system consists of amplitude loop and phase loop. And these two loops control amplitude and phase stability respectively. The digital low level radio frequency (LLRF) system, which uses advanced digital control technology, needs only one feed back loop to control amplitude and phase stability. The phase control precision and stability of the system are higher than the traditional control system. The LLRF system is based on field programmable gate array (FPGA) and digital signal processing (DSP), and implemented by direct digital frequency synthesis (DDS) and digital orthogonal modulation and demodulation (I/Q) technology. The digital LLRF system has been tested in a long term stability and high power experiments. The amplitude deviation is lower than ±1%, and phase control accuracy is within ±1°.      

162.5 MHz高频数字低电平控制监控系统设计与实现

中国科学院近代物理研究所自主研发的ADS 162.5 MHz高频低电平控制采用数字化技术实现,控制环路的参数设置、开闭环操作以及状态监测都通过监控系统实现。该系统基于以太网通讯,采用轻量化客户端-服务器端的工作方式,运行在上位机的客户端程序发送指令数据包,运行在高频数字低电平系统的服务器端响应指令,完成参数监测与控制。系统首先以Atera公司Stratix Ⅲ系列现场可编程门阵列(FPGA)开发板为基础,构建以Nios Ⅱ处理器和三速以太网接口为核心的服务器端硬件系统;其次基于Micro C/OSⅡ实时操作系统和轻量级TCP/IP协议栈,设计服务器端软件系统;最后利用MFC设计运行于上位机的客户端界面程序。经过长时间测试运行,该监控系统运行稳定可靠,TCP发送和接收吞吐率达到11.931 038 Mbps和8.117 624 Mbps。     

SSRF高频低电平系统

整个高频系统包括谐振加速腔、高频功率源和180kW发射机、低电平控制与连锁保护.高频工作频率为499.65MHz.SSRF 500MHz低电平控制系统由信号源、反馈控制回路(频率调谐环路、相位控制环路、幅度控制环路)和连锁保护等构成.加速器高频腔控制系统的稳定性是加速器设计中一项重要指标,特别是在高流强条件下,更是对高频的稳定性提出了较高的要求.如何在加速器中合理地利用先进技术,是整机工作在稳定可靠而又易于控制的状态是低电平系统分析与设计的任务.由于高频系统庞大,低电平控制的对象复杂,作为加速器高频系统中的控制,无论其基础理论还是电子线路,在其各自的领域中都属于比较成熟的东西,但将他们结合起来,组成一个系统并要求系统性能最优,也有一些特殊的难度和要求.例如强束流与加速腔之间的耦合,用腔到束流的传递函数来描述,都是其他系统控制领域中所没有的问题,又要考虑几百千瓦的微波功率器件,它们之间还存在着复杂的耦合,这都增加了系统设计的难度.同时各种回路组成系统时,随机产生的干扰信号也是必须考虑的因素.SSRF系统对低电平控制的要求:1)使各腔间电压相位一致;2)使总加速电压和幅度稳定;3)使腔的频率正确调谐;4)发生异常状态时,保证设备的安全连锁.本文介绍了这个系统的构成和原理、技术指标、安装调试和测试结果     

宽带低相噪频率合成器的设计与实现

介绍了一种宽带、 高分辨率和低相噪频率合成器的设计与实现方案. 该频率合成器包含3个部分：(1) STM32处理器部分,作为频率合成器的控制器并为其提供远程控制的CAN总线接口;(2) 时钟分配单元,用于产生固定频率的参考信号和输出频率的精确调整;(3) 三混频部分,以30 MHz的步进改变频率合成器的输出频率. 将该频率合成器应用在自主研发的500 MHz液体高分辨率NMR谱仪上,测试了¹H NMR标样样品的灵敏度,实验结果证明了该方案的可行性.     

烟草光合细胞Chla荧光动力学和超弱发光对低强度射频电磁场的呼响应

在300 MHz低强度射频电磁场的作用下,烟草叶片光合细胞Chla荧光动力学过程和超弱发光均发生了变化,荧光动力学参数F     

烟草光合细胞Chla荧光动力学和超弱发光对低强度射频电磁场的响应

在300MHz低强度射频电磁场的作用下，烟草叶片光合细胞Chla荧光动力学过程和超弱发光均发生了变化，荧光动力学参数F0、FV／F0、FV／Fm、△FV／T和T1/2及超弱发光的光子数对电磁场辐射功率的响应呈现出非线性和“功率窗”特征，表明低强度射频电磁场对光合细胞具有非热效应．电磁场的非热效应使得烟草叶片光合细胞的细胞膜受到伤害，PSⅡ反应中心受损、PSⅡ潜在活性降低．光合电子传递过程受阻．原初光能转换效率下降．     

中国散裂中子源直线射频低电平远程控制软件研制

中国散裂中子源一期工程的直线加速器,共有8套数字化射频低电平控制单元,射频低电平的本地控制属于EPICS的异构系统,无法直接与EPICS客户端进行通信。通过在射频低电平本地控制上位机程序中嵌入一个C#类型的EPICS服务器程序,实现了使用EPICS客户端对射频低电平系统的远程控制, 从而把射频低电平控制系统接入基于EPICS框架的控制系统中。直线射频低电平远程控制投入在线运行以来,运行稳定可靠。     

SECRAL控制系统软件设计(英文)

为提高兰州重离子加速器HIRFL的超导离子源SECRAL的控制效率,2011年7月份设计和建立了一个远程控制系统。 作为该系统的一个部分, 这个控制软件使用C++来实现。 它能够控制和监视SECRAL的所有设备,大概110个参数。而且,为了控制不同种类的设备,该软件使用了很多不同的控制协议。 除此以外, 在SECRAL的运行过程中, 若有误操作发生, 便有可能导致超导离子源的失超。为了不发生这样的误操作, 在硬件和软件中都增加了报警和连锁保护功能。该软件能够在1 s内进行报警和连锁保护。同时,为了以后的分析,该软件能够将从控制器上每隔1 s获取的数据存储到硬盘上。To improve the control efficiency of Superconducting Electron Cyclotron Resonance Ion source (SECRAL) for Heavy Ion Research Facility in Lanzhou(HIRFL), a remote control system was designed and set up in July 2011. The control software package, as a part of the system, was implemented by Visual C++, which is able to control and monitor all of the equipments for the SECRAL system with about 110 parameters. And many kinds of control protocols were used for controlling different types of equipments in this software. Moreover, in order to prevent the misoperation which may cause the quench of the superconducting magnet, alarm and interlock protection functions are added to the software and hardware too. If some errors occur during the running of SECARL, those functions should take effect within 1 s. Simultaneously, the data acquired from the equipments can be stored in disk every 1 s for following analysis.     

提高微波功率源性能的一种新型控制系统

本控制系统用于抑制大功率速调管输出微波功率宏脉冲平顶波纹,改善电子直线加速器输出束流的品质.控制方法采用微分线性逼近和矩阵算法对系统的输入和输出进行分析,求出代表系统响应的传输矩阵,从而将复杂的激励一响应计算转化为简单的代数运算.实验结果显示出宏脉冲平项波纹得到了有效抑制,说明采用自适应前馈控制来获得平坦的宏脉冲平顶是切实可行的.