Ускоряющая структура с параллельной связью с волноводным возбуждающим резонатором

• Автор: Левичев, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СВЯЗЬЮ

1.1. Система N последовательно связанных резонаторов

1.2. Характеристики одиночного резонатора вблизи резонанса

1.3. Характеристики системы двух связанных резонаторов вблизи резонанса

1.4. Два связанных резонатора с одинаковыми собственными частотами

1.4.1. Режим работы на резонансной частоте

1.4.2. Коэффициент связи между резонаторами

1.4.3. Режим работы вблизи резонансной частоты

1.5. Два связанных резонатора с разными собственными частотами
1.6. Измерение АЧХ и ФЧХ связанных резонатора
1.7. Связь возбуждающего резонатора с несколькими резонаторами параллельным образом
ГЛАВА 2. СВЯЗЬ МЕЖРЕЗОНАТОРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СВЯЗИ С РАЗМЕРАМИ ОТВЕРСТИЯ ДИАФРАГМЫ СВЯЗИ
2.1. Связь межрезонаторного коэффициента связи с отверстием связи<
2.2. Отверстие межрезонаторной связи в структуре с параллельной связью
ГЛАВА 3. ПЕРЕХОДНОЙ ПРОЦЕСС В СИСТЕМЕ ДВУХ СВЯЗАННЫХ РЕЗОНАТОРОВ
3.1. Преобразование Лапласа
3.2. Анализ переходного процесса в связанных резонаторах
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СВЯЗЬЮ

4.1. Расчет параметров резонаторов
4.2. Описание программы для расчета динамики частиц в ускоряющей: структуре
4.3. Расчет динами пучка в ускоряющей структуре
4.4. Полосовые характеристики резонаторов ускоряющей структуры
4.5. Расчет переходного процесса в ускоряющей структуре
4.6. Отверстия связи меяеду возбуждающим и ускоряющими резонаторами
4.7. Фокусирующая система ускоряющей структуры
ГЛАВА 5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И НАСТРОЙКА УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СВЯЗЬЮ
5.1. Изготовление структуры
5.2. Измерения и настройка ускоряющей структуры с параллельной связью
5.3. Фокусирующая система ускоряющей структуры
ГЛАВА 6. СТЕНД УСКОРИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СВЯЗЬЮ
6.1. Клистрон КИУ-111
6.2. Волноводный тракт
6.3. Вакуумное волноводное окно
6.4. Инжекционная система
6.5. Ускоряющая структура с параллельной связью
6.6. Режим ускорителя
6.6.1. Тренировка ускоряющей структуры
6.6.1. Ускорение пучка электронов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени в ускорительной технике научные разработки во многих направлениях практически завершены и развитие идет только по совершенствованию ранее предложенных технических решений. Это почти в полной мере касается и ускоряющих структур, применяемых для ускорения электронов. Используются и совершенствуются структуры двух типов — бегущих и стоячих волн. Однако оба эти типа - структуры с последовательной связью, со всеми свойственными этому способу подвода мощности к ускоряющим резонаторам недостатками и не решенными проблемами.
Это проблемы пробоя (в том числе значительного превышения максимального поля на поверхности структуры над ускоряющим полем на оси структуры), проблемы локального импульсного перегрева и разрушения поверхности в районе элементов связи, проблемы возбуждения высших типов колебаний в полосах прозрачности структуры, проблемы обеспечения фокусировки ускоряемых частиц, особенно на начальной стадии ускорения, проблемы создания заданного распределения, поля вдоль оси структуры (например, равномерного) при ее значительной длине.
В этой связи является актуальной разработка ускоряющих структур нового типа на основе новых принципов и идей. Одной из таких структур является ускоряющая структура с параллельной связью.
Первая статья по структуре с параллельной связью была опубликована в 1977 году [1]. Ускорение электронов осуществлялось в резонаторах, последовательно расположенных друг за другом. Для подвода мощности использовалась коаксиальная линия, при этом все резонаторы были подсоединены к ней параллельно, каждый через свой индивидуальный ввод. Расстояние между точками подключения в линии и между резонаторами равно полудлине волны в коаксиальной линии. Поскольку фазовая скорость в

На рисунках 1.15-1.18 представлен случай расщепления АЧХ как отраженного сигнала от резонаторов, так и прошедших в первый и второй резонаторы. Измеренные параметры:
• резонансная частота /0 =2441.155 МГц
• собственные добротности для первого и второго резонатора: 20, = 9800, бо2 =7300.
• коэффициенты связи с внешним волноводом при наличии связи между резонаторами и при отсутствии связи соответственно равны: /У, (2 =0.19 и Д = 0.
• межрезонаторной коэффициент связи, измеренный с помощью (1.22) кс = 2.25х 10-4 (Д =3.6)
• частоты минимумов отраженной АЧХ: измеренные / = 2441.426 МГц, /2 = 2440.885 МГц; вычисленные из (1.25) /, =2441.412 МГц, /2 =2440.880 МГц
• частоты максимумов АЧХ, прошедшей в первый резонатор: измеренные /=2441.482 МГц, /2 =2440.824 МГц; вычисленные из (1.29) /,=2441.523 МГц, /2 = 2440.876 МГц
• частоты максимумов АЧХ, прошедшей во второй резонатор: измеренные / = 2441.380 МГц, /=2440.972 МГц; вычисленные из (1.31) /,=2441.360 МГц, /2 = 2440.974 МГц