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

Ускорительная техника, физика пучков…

И.Д. СОКОЛОВ, Е.А. САВИН Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ МНОГОПУЧКОВЫЙ ГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕЗОНАТОР С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ШТЫРЯМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ

Рассмотрены вопросы оптимизации геометрии генераторной части генераторно- ускорительного модуля (ГУМ), представляющей собой цилиндрический резонатор с шестью пролетными каналами и продольными штырями в центральной части. Для варианта с максимальной генерируемой ВЧ мощностью приведены результаты настройки узла вывода ВЧ мощности.

Проведены расчеты выходной ВЧ мощности и КСВН (ρ) генераторной части ГУМ в виде резонатора с шестью пролетными каналами для электронных пучков и шестью штырями в центральной части. В резонаторе на частоте 2856 МГц возбуждается волна типа Е010. Введение металлических штырей повышает разделение основной моды к близким паразитным волнам высшего типа[1]. Геометрия структуры изображена на рис.1, а ее основные параметры занесены в таблицу 1. Форма импульса генерирующего тока представлена на риc.2, а параметры модуляции пучка в таблице 2.

Рис. 1. Геометрия резонатора

Таблица 1. Размеры резонатора.

Для достижения максимальной ВЧ мощности, поступающей из генераторной части в ускоряющую структуру, настраивают узел вывода мощности на пересвязь [2] путем изменения ширины окна связи резонатора с

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

прямоугольным волноводом (рис.3 и 4). На рис.5 изображен выходной сигнал, когда частота следования пучков заряженных частиц соответствует собственной частоте резонатора. Результаты исследования приведены в таблице 3.

Таблица 2. Параметры модуляции пучка

Рис. 2. Форма тока импульса

Таблица 3. Зависимость выходной мощности и КСВН от ширины отверстия связи резонатора с волноводом

На основе расчетов построен график зависимости выходного сигнала и КСВН от ширины окна связи резонатора с волноводом (рис 3). Импедансная характеристика изображена на рис.4. Коэффициент пересвязи равен 3.0. Картина выходного сигнала представлена на рисунке 5.

Максимальное значение выходной мощности соответствует оптимальному значению параметра il=22 мм и равно 184.1 кВт.

Список литературы

1.A.V. Smirnov, D.Y. (2005). ROD-LOADED AND PBG MULTI-BEAM KLYSTRON CAVITIES. Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference, Knoxville , 3094-3096.

2.Н.П. Собенин, О.C. Милованов (2007). Техника сверхвысоких частот. Москва: Энергоатомиздат.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

И.Д. СОКОЛОВ, Е.А. САВИН Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ГЕНЕРАТОРНО-УСКОРИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ КОАКСИАЛЬНОГО ТИПА СО СВЯЗЬЮ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ И УСКОРЯЮЩЕЙ СЕКЦИЙ ЧЕРЕЗ ЩЕЛИ СВЯЗИ

Рассмотрены вопросы выбора размеров узла связи между областью коаксиального резонатора с пролетными каналами и бипериодической ускоряющей структурой (БУС). Исследуется влияние ширины окна связи в виде прямоугольного волновода на отношение напряженности поля в канале ускорения к напряженности поля между дрейфовыми трубками.

Для макета генераторно-ускорительного модуля (ГУМ) проведены исследования зависимости от величины щели связи параметра k, равного отношению напряженности электрического поля на оси ускоряющей структуры (Еуск) к напряженности электрического поля в пролетном канале между трубками дрейфа (Едр). Коаксиальный резонатор с трубками дрейфа имеет рабочую частоту волны типа Е010 2856 МГц, а БУС на этой же частоте работает на виде колебания π/2. 2. Пролетные каналы расположены в один кольцевой ряд, как в многопучковых клистронах [1]. Геометрические размеры резонатора генератора представлены на рис.1, основные параметры занесены в таблицу 1. Геометрия резонатора БУС представлена на рис. 2, основные параметры занесены в таблицу 2.

Рис. 1. Геометрия резонатора генератора

Таблица 1. Геометрические размеры генератора с окнами связи

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

Таблица 2. Геометрические размеры БУС

Рис. 2. Геометрия резонатора БУС

Макет ГУМ на основе коаксиального генератора представлен на рис.3.

Таблица 3. Зависимость нормированного значения электрического поля от ширины окна связи, Dc=94 мм.

На рис.4 построен график зависимости отношения поля на оси структуры к полю на оси пролетного канала от ширины окна связи.

В результате исследования определено, что с увеличением ширины щелей связи отношение значений электрического поля на оси структуры к электрическому полю на оси пролетного канала увеличивается.

Список литературы

1. Фрейдович, И.А., Балабанов, А.К., Акимов, П.И., Комаров, Д.А., Коннов, А.В. et al. (2014). Перспективы развития многолучевых клистронов. Электроника и микроэлектроника.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

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

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ИМИТАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПОПЕРЕЧНОГО ШУНТОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

ИДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СФЕР

Врамках проекта повышения светимости Большого Адронного Коллайдера [1] ведутся работы по гармоническому резонатору. В статье приводятся результаты имитаций измерений поперечного шунтового сопротивления с помощью металли-

ческой и диэлектрической сфер для волны H111.

Исследовалась одиночная ячейка гармонического резонатора. Для расчетов используется метод прямого интегрированиях[2]. Метод основывается на вычислении поперечных осевых составляющих электрического и магнитного поля и описывается формулой:

,(1)

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

Для определения осевых компонент электромагнитного поля используется метод малых возмущений [3]. В качестве возмущающих тел выбраны керамическая и металлическая сферы с характеристиками, приведёнными в таблицах 1,2:

Таблица 1. Характеристики керамического шарика

Метод малых возмущений описывается следующими формулами:

_______________________________________________________________________

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