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

Ускорительная техника, физика пучков…

Табл. 1. Результаты измерений частоты и добротности.

Опираясь на полученные разности в добротностях и частотах методом подбора определены значения тангенса угла диэлектрических потерь исследуемых образцов сапфира:

Табл. 2. Полученные характеристики образцов сапфира.

Как видно из сводной Табл. 2, экспериментально полученные значения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость исследуемых образцов сапфира хорошо сходятся с теоритическими данными. Так же на основе полученных результатов, можно сделать вывод, что образцы являются очень качественными с точки зрения чистоты объема материала и техники изготовления.

Список литературы

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

2.“Sapphire: Material, Manufacturing, Applications”// E.R. Dobrovinskaya, L. A. Lytvynov,

стр. 116-117

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Д.С. БАЗЫЛЬ, А.И. ОРЛОВ, Я.В. ШАШКОВ Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО ШУНТОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В ГАРМОНИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ

В рамках проекта повышения светимости Большого Адронного Коллайдера [1] ведутся работы по гармоническому резонатору. В статье приводятся результаты расчета поперечного шунтового сопротивления волн высшего типа (ВВТ) H111 и

E110.

Шунтовое сопротивление – это отношение ускоряющего электрического поля к потерям ВЧ мощности в ускоряющей структуре [2]. Поперечное шунтовое сопротивление, является индикатором потенциально опасных ВВТ в ускоряющих структурах. Существует два метода вычисления эффективных погонных поперечных шунтовых сопротивлений (далее )[3]:

1)По теореме Панофски-Вензеля, можно вычислить, используя следующее соотношение:

электрического поля, Pпот – мощность потерь в структуре, r – поперечная координата смещения относительно центральной оси, l – длина структуры.

2) Метод прямого интегрирования Второй метод основывается на вычислении поперечных осевых состав-

ляющих электрического и магнитного поля и описывается формулой[3]:

(2)

Где c – скорость света, µ0 – магнитная постоянная, Ey – поперечная осевая составляющая электрического поля, Hx – поперечная осевая составляющая магнитного поля.

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

На Рис. 1 приведена геометрия рассматриваемой структуры:

Рис. 1. Геометрия эллиптической ячейки гармонического резонатора

В Табл. 1 приводятся основные электродинамические характеристики ВВТ, а так же результаты расчета поперечного шунтового сопротивления двумя методами.

Анализируя полученные значения можно сделать вывод, что оба

метода практически сходятся.

Список литературы

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

2.“Техника сверхвысоких частот” // О.С. Милованов, Н.П. Собенин,

3.А.Ю.Смирнов, Н.П.Собенин и др. Высокочастотные дефлекторы для диагностики пучков заряженных частиц. М.НИЯУ МИФИ, 2014

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Д.В. СУРКОВ Научные руководители – М.А. ГУСАРОВА, к.т.н., доцент

С.В. МАЦИЕВСКИЙ, аспирант

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

АВТОЭМИССИОННЫЙ ЭМИТТЕР ДЛЯ МНОГОПУЧКОВОГО РЕЗОНАТОРА-ГЕНЕРАТОРА

В S-ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ

Рассмотрены вопросы выбора физической модели эмиссионных процессов при моделировании автоэмиттеров для многопучкового резонатора-генератора в S- частотном диапазоне.

Автоэмиссионные эмиттеры на основе углеродных микро- и наноразмерных структур, позволяющие получать направленные потоки электронов при относительно невысоких значениях электрического поля и температуры, представляют существенный интерес при разработке электронных пушек генераторов СВЧ-мощности и ускорителей заряженных частиц. В этой связи рассматривается вопрос применения автоэлектронного эмиттера для многопучкового резонатора-генератора в s-диапазоне. В ходе моделирования необходимо выбрать эмиссионную модель эмиттера.

Наиболее известными и хорошо изученными структурами автоэмиссионных эмиттеров являются углеродные микроструктуры. Стандартная модель автоэлектронной эмиссии описывается уравнением Фау- лера-Нордгейма, которая используется при моделировании автоэмиссионных процессов в программе трёхмерного моделирования CST PS.

j=AE2exp(-b/E) (1)

Коэффициенты a и b в уравнении (1) являются параметрами материала катода и подвержены эффекту Шоттки, снижающему работу выхода материала при приложении внешнего электрического поля.

Для моделирования автоэмиссии с микроразмерных структур используются табличные значения параметров материалов. Однако, при моделировании устройства с использованием таких катодов, непосредственное решение уравнения Фаулера-Нордгейма не представляется возможным. В таком случае требуется использовать вольт-амперную характеристику катода.

Было произведено сравнение вольт-амперных характеристик микро- и наноразмерных структур (рис.1 сверху и снизу соответственно).

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

Видно, что использование наноструктур выгодно, т.к. тот же ток достигается при меньших значениях внешнего электрического поля.

Таким образом, для наноструктур следует использовать только экспериментальные ВАХ, и при расчёте в CST PS, исходя из них, подбирать коэффициенты, а и b.

Рис.1 Вольтамперные характеристики эмиттеров

Список литературы

1.Мациевский С.В., Савин Е.А. Оптимизация геометрии многопучкового резонаторагенератора для питания секции линейного ускорителя в S-частотном диапазоне. Конференция «Молодежь и наука».

2.Райзер Ю.П. Фищика газового разряда. Изд. Наука, 1987.

3.Смольникова Е.А. Диссертация «Исследование структурных и автоэмиссионных характеристик нанографитных холодых катодов». МГУ Москва 2015.

4.http://accelconf.web.cern.ch/ Experimental results of carbon nanotube cathodes inside RF environment.

_______________________________________________________________________