Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Ускорительная техника, физика пучков…

чение коэффициента отражения от адаптера не выше -20 дБ на частотах этих ВВТ. В режиме бегущей волны обе ВВТ трансформируются в волну H11 в гофрированной трубке дрейфа [2]. Результаты расчетов коэфффициента отражения для волны H11 на частотах, соответствующих ВВТ приведены в таблице 1.

Таблица 1. Значения для частот ВВТ при изменении параметра для графитовой нагрузки ()

Результаты эксперимента представлены в таблице ниже:

Таблица 2. Результаты эксперимента

Список литературы

1.http://www.cst.com // CST Studio Suite User Manual

2.“Comparison of higher order modes damping techniques for 800 MHz single cell superconducting cavities” // Ya. V. Shashkov et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, v. 767, 2014, p 271–280.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Я.В. ШАШКОВ Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РАЗРАБОТКА ГАРМОНИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА

СГОФРИРОВАННОЙ ТРУБКОЙ ДРЕЙФА

Врамках проекта нацеленного на повышение светимости Большого адронного коллайдера (БАК) [1] предлагается использовать гармонические сверхпроводящие резонаторы (ГСР), работающие на частоте кратной ускоряющей гармонике, позволяющие изменить длину циркулирующего пучка. В статье рассматриваются электродинамических характеристики предложенного дизайна цепочки из двух одноячеечных резонаторов, который рассматривается в качестве базового вариант для ГСР.

Предлагается использование гармонических резонаторов, работающих на частоте 800 МГц. При разработке ГСР важно обеспечить демпфирования волн высшего типа (ВВТ) в структуре, так как они могут привести к увеличению продольного и поперечного эмиттанса пучка, различным нестабильностям [2]. Для ГСР было предложено несколько возможных способов демпфирования ВВТ [3].

Рис. 1. Одноячеечный резонатор с гофрами

Вариант цепочки из двух резонаторов с гофрированной трубкой дрейфа приведен на рис 1. В таком резонаторе были достигнута высокая скорость затухания наведенного потенциала. Значения полученной внешней добротности (Qвн) приведены на рис. 2. Значения поперечного и продольного шунтового сопротивления Rш приведены на рисунках 3 и 4 соответсвенно.

Данный резонатор обладает большими продольными размерами, что, несмотря на более низкие полученные значения Qвн и Rш в сравнении с демпфированием ВВТ с помощью коаксиальных каплеров [4], является серьезным недостатком в схемах, которые тербуют применение более 10 резонаторов. Однако в схемах, которые подразумевают имплементацию

_______________________________________________________________________

82 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

небольшого количества (2-4) резонаторов, данный дизайн является предпочтительным.

Рис. 2. Значения Qвн ВВТ в цепочке из двух резонаторов

Рис. 3. Значения поперечного Rш ВВТ в цепочке из двух резонаторов

Рис. 4. Значения продольного Rш ВВТ в цепочке из двух резонаторов

Список литературы

1.L.Rossi, LHC upgrade plans:options and strategy, IPAC2011, p.908.

2.Каминский В.И., Сенюков В.А., Собенин Н.П. Высшие типы волн в элементах ускоряющих структур. М.: МИФИ, 2002.

3.Ya. Shashkov et al, Comparison of higher order modes damping techniques for 800 MHz single cell superconducting cavities, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 767, (2014), pp 271–280

4.E. Haebel et al, The Higher-Order Mode Dampers of the 400 MHz Superconducting LHC Cavities, Proceedings of the 1997 Workshop on RF Superconductivity, Abano Terme, Italy.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Я.В. ШАШКОВ Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ПЕРЕНАСТРОЙКА ШИРОКОПОЛОСНОГО КАПЛЕРА ДЛЯ ГАРМОНИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА

В данной статье рассматриваются электродинамических характеристики предложенного дизайна цепочки из двух одноячеечных резонаторов, который рассматривается в качестве базового вариант для будущего гармонического сверхпроводящего резонатора (ГСР), разрабатываемого для повышения светимости Большого адронного коллайдера (БАК) [1].

Предполагается использование гармонических резонаторов, работающих на частоте 800 МГц. При разработке данного резонатора одной из наиболее важных задач является обеспечение демпфирования ВВТ в данной структуре, так как они могут привести к увеличению продольного и поперечного эмиттанса пучка, различным нестабильностям [2]. Для данного резонатора было предложено несколько методик демпфирования, которые описаны в [3].

Рис. 1. Общий вид перенастроенного широпополосного каплера и цепочки из двух резонаторов с установленными каплерами

Настроенный каплер должен обладать высокими значениями коэффициента передачи S21 на частотах, соответсвующих ВВТ(>-20 дБ) и на частоте основной волны(<-60 дБ). Было обнаруженно, что в данном резонаторе помимо запертых ВВТ (H111, E110) в диапазоне 1040-1080 МГц, имеется ряд дипольных ВВТ в диапазоне 1200-1400 МГц [4], поле которых сосредоточено в трубке дрейфа соединяющей резонаторы. В связи с этим проведена перенастройка широкополосного каплера, так как ранее он не был настроен на этот диапазон частот. Общий вид настроенного

_______________________________________________________________________

84 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

каплера приведен на рис. 1 и цепочки из двух резонаторов с установленными каплерами. Полученные значения S-параметров приведены на рис. 2. Полученные значения внешней добротности (Qвн) ВВТ до и после настройки каплера приведны на рисунке 3.

Рис. 2. S-параметры настроенного широкополосного каплера

Рис. 3. Qвн в цепочке из двух резонаторов с применением широкополосного и узкополосного каплера до и после настройки

Из рис. 3 видно, что Qвн для первых дипольных ВВТ в диапазонене до 1100 МГц не превышает 103, значения для остальных менее опасных ВВТ ниже уровня в 104. Данные уровни демпфирования удовлетворяют поставленным требованиям.

Список литературы

1.L.Rossi, LHC upgrade plans:options and strategy, IPAC2011, p.908.

2.Каминский В.И., Сенюков В.А., Собенин Н.П. Высшие типы волн в элементах ускоряющих структур. М.: МИФИ, 2002

3.E. Haebel et al, The Higher-Order Mode Dampers of the 400 MHz Superconducting LHC Cavities, Proceedings of the 1997 Workshop on RF Superconductivity, Abano Terme, Italy.

4.Ya. Shashkov et al, Comparison of higher order modes damping techniques for 800 MHz single cell superconducting cavities, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 767, (2014), pp 271–280.

_______________________________________________________________________