Прототип электронного фотокатодного ВЧ инжектора со сверхпроводящим резонатором

• Автор: Волков, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ВЧ пушки с нормально проводящими резонаторами

ВЧ пушки со сверхпроводящими резонаторами

ВЧ фокусировка

Преимущества сверхпроводящих ВЧ пушек перед теплыми ВЧ пушками 10 Новые возможности использования сверхпроводящих ВЧ фото пушек

Устройство прототипа сверхпроводящей фотопушки 1 ]

Работы над прототипом ВЧ пушки

Глава 1. Сверхпроводящий узел высокочастотного инжектора

1.1 Конструкция и изготовление резонаторов

1.1.1 Сверхпроводящие резонаторы

1.1.2 Электронно-лучевая сварка резонаторов

1.1.3 Настройка резонансной частоты

1.2 Ускоряющее ВЧ поле резонатора
1.2.1 Характеристики ускоряющей моды резонатора
1.2.2 Фокусирующее ВЧ поле в прикатодной области
1.2.3 Сферический катод
1.2.4 Зависимость характеристик резонатора от углубления катода
1.2.5 Тепловыделение в медном стержне
1.2.6 Максимальная напряженность электрического поля в резонаторе
1.3 ВЧ характеристики магнитной моды резонатора
1.3.1 Выбор магнитной моды
1.3.2 ВЧ характеристики моды ТЕо2і
1.3.3 Максимальная индукция магнитного ВЧ поля в резонаторе
1.3.4 Выводы
Глава 2. Катодный узел. Заградительный фильтр
2.1 Катодный узел
2.1.1 Конструкция катодного узла
2.1.2 Применение металлов с разными коэффициентами теплового расширения

2.2 Заградительный фильтр
2.2.1 Конструкция заградительного фильтра
2.2.2 Рабочая полоса настроек заградительного фильтра
2.2.3 Точность изготовления коаксиального фильтра
Глава 3. Испытание прототипа ВЧ пушки
3.1 Сравнительные характеристики сверхпроводящих резонаторов
3.2 Подготовка резонатора к испытаниям
3.2.1 Общие замечания
3.2.2 Предварительная очистка
3.2.3 Химическая полировка резонатора
3.3 Методика испытания сверхпроводящего резонатора
3.4 Испытание резонатора в вертикальном криостате
3.4.1 Испытание без фото катодного стержня
3.4.2 Испытание с фотокатодным стержнем без фотокатода
3.4.3 Испытание с фотокатодом
3.5 Испытание ВЧ фотопушки с пучком
3.5.1 Проведение испытаний
3.5.2 Анализ измерений добротности
3.5.3 Потери мощности вследствие автоэмиссии
3.5.4 Анализ нагрузки резонатора пучком
3.5.5 Характеристики фотокатода
3.6 Выводы
Глава 4. Компенсация роста поперечного эмиттанса пучка ВЧ фокусировкой
4.1 Моделирование пучка в ВЧ пушке
4.1.1 Общие замечания
4.1.2 Начальный эмиттанс пучка (термоэмиттанс)
4.2 ВЧ фокусировка электронного пучка
4.2.1 Электрическая ВЧ фокусировка
4.2.2 Магнитная ВЧ фокусировка
4.2.3 Дефокусировка пространственным зарядом
4.3 Аналитическое описание компенсации роста эмиттанса ВЧ фокусировкой
4.4 Численные расчеты эмиттанса

4.4.1 Методика расчетов
4.4.2 Влияние ВЧ фокусировки на компенсацию роста эмитганса
4.5 Сверхпроводящие 3.5 ячеечные ВЧ фотопушки
4.6 Выводы
Заключение
Список литературы
Рисунок 2.7 Вакуумные полости конструктивных элементов заградительного фильтра (обозначенные разным цветом)
Коаксиальный фильтр трансформирует комплексную величину (случайного) неизвестного сопротивления цени внешнего оборудования (7ьоиЛ электрически подсоединенного к выходу фильтра, в комплексную величину с малой активной составляющей. Чем меньше эта активная составляющая, тем шире полоса настроек заградительного фильтра.
На рисунке 2.7 схематически изображен заградительный фильтр. На нем представлены конструктивные элементы с теми же индексами, что и соответствующие им элемезггы эквивалентной схемы рисунка 2.6. В таблице 2.3 приведены номинальные величины элементов эквивалентной схемы.
На рисунке 2.6 цилиндрические проводники коаксиальных линий (зеленого цвета) р| и рэ, изготовлены из нержавеющей стали. Эти линии имеют повышенные потери. Элементы частей, маркированные на рисунке как элементы четырехполюсников, связаны следующими соотношениями:
р,=^Ь,/С, а = ]/^Щ=2яЛЗЛ0ь . (2.3)
Предполагалось, что внешняя нагрузка может принимать любые значения, соответствующие комплексной полуплоскости сопротивлений с положительными активными сопротивлениями. Сопротивление нагрузки для филыра пробки определяется конформным преобразованием этой полуплоскости через параметры коаксиального фильтра. Полуплоскость нагрузок
’ Величиной может быть любое комплексное число с положительной реальной частью.