新型S波段高功率速调管发射机的设计

介绍了一种新型S波段高功率速调管发射机的系统组成及设计的关键技术.根据发射机的工作特性和国内外技术发展现状,确定了发射机的系统方案.分析了调制器方案的优化选择及固态调制器的分类,设计了新型感应叠加型固态调制器,详细阐述了其单元电路及关键技术,给出了解决方案.介绍了高功率速调管、前级放大器、高压电源、高压脉冲变压器、控制保护系统及高功率波导传输和测试系统等.测试结果表明,满足设计指标要求.最后展望了高功率速调管发射机的发展方向.     

真空电子学和微波真空电子器件的发展和技术现状

真空电子学是研究真空中与电子相关的物理现象的学科,主要研究电子的产生和运动、电子与电磁波和物质的相互作用,是各类真空电子器件和粒子加速器等真空电子装置的基础。微波真空电子器件是最重要的真空电子器件,已广泛应用于国防、国民经济和科学研究领域,是军用和民用微波电子系统的核心器件,本文将介绍真空电子学和微波真空电子器件的发展历史,技术现状和应用情况,并对其发展趋势作简要的评述。     

X-band technology applications at FERMI@Elettra FEL project

The current activities and future perspectives involving the use of X-band technology at the Elettra Laboratory are presented. These are mainly related to the development of the FERMI@Elettra FEL project, a fourth generation light source facility, now under commissioning in Trieste. The facility, based on a seed scheme, requires sub-ps electron bunches (∼1 kA), with very high optical qualities, at the entrance of the undulator chain. This is achieved by compressing the beam with two magnetic chicanes.A large effort has been undertaken to develop an X-band accelerating structure, to be installed downstream the first bunch compressor, before the magnetic chicane. In addition, we are also evaluating the possibility of extending the FERMI FEL wavelength capabilities beyond the foreseen limit of 4 nm, by increasing the linac energy from 1.5 GeV to 2.4-2.5 GeV, using the X-band technology.     

多注速调管技术的新进展

系统地介绍了多注速调管的工作原理、主要特点和发展概况。比较详细地分析了俄罗斯、中国和法国等国研制的多注速调管的主要性能指标和技术特点，分析了多注速调管研制中遇到的关键技术问题；讨论了多注速调管技术的发展趋势和应用范围。     

采用附加网络改善速调管脉冲电压波形——±0.2%平坦度的实现

一、引言在电子直线加速器中,速调管脉冲电压顶部平坦度对电子束能谱起着重要作用。脉冲电压变化引起的微波相位调制可表示为:     

高次模多注速调管同轴输出腔性能改进的研究

该文针对工作在TM310模的多注速调管同轴输出腔中工作模式的场分布均匀性、外观品质因数及其与邻近模式的频率间隔等问题进行了研究,提出了一种带有短路杆和金属环的多注速调管同轴输出腔结构。分析发现,适当设置短路杆和金属环不仅可以使外观品质因数降低,还可以改善工作模式的场分布;而且设置金属环还可以增大TM310模和邻近模式的频率间隔以实现抑制杂模。利用仿真软件对X波段的同轴输出腔进行了模拟计算,计算结果与理论分析一致。在此基础上加工了冷测模型,测试结果表明TM310模与邻近模式的频率间隔均达到了1.2 GHz以上,外观品质因数从507.4降至193.5,工作模式的场分布也变得均匀。     

考虑空间电荷效应时速调管射频间隙耦合系数的理论与模拟

在大功率速调管中,由于电子注电流较大,间隙距离较长,在间隙中由电子群聚产生的交流空间电荷效应不可忽略。根据传统的运动学理论来计算速调管间隙耦合系数,并没有考虑这个效应,计算的结果高于实际值。该文利用Webster去聚理论,建立了在任意间隙场分布情况下,考虑空间电荷效应的间隙耦合系数计算模型。利用粒子模拟工具,进行了仿真模拟,理论计算与仿真结果一致。     

SXFEL装置上速调管输入输出特性曲线的线性化

在上海软X射线自由电子激光(Soft X-ray Free-electron Laser,SXFEL)中的微波低电平控制系统中,通过对各速调管的输出信号进行测量和控制,保证加速器的稳定运行并且达到技术指标。另一方面,SXFEL中的脉冲速调管的输入输出特性存在非线性的关系,这种电子管放大器不理想的非线性特性会导致微波低电平(Low Level Radio Frequency,LLRF)控制系统调节的效率降低。基于SXFEL装置,采用基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的数字预失真方法,在LLRF控制系统中设计了一套实现高功率速调管放大器线性化的在线系统。S波段加速装置和其相应的东芝E3730A速调管及高压调制器和低电平系统实地测试结果表明,在LLRF控制系统中建立的在线系统能够有效补偿速调管带来的非线性问题,提高微波低电平控制系统的精度及准确性。     

C波段400MHz带宽多注速调管的研制

介绍了一种C波段多注速调管的研制。该管工作在矩形腔高次模式,设计目标是在400MHz工作频率范围内输出200kW脉冲功率,工作比3%,采用周期反转永磁聚焦。该管由9个谐振腔构成群聚段,多级滤波器加载双间隙谐振腔构成输出回路。本文介绍了设计方案中的一些考虑、部分模拟计算、扩展带宽的措施和实际制管结果,并指出进一步研制方向。     

一种快速精确设计滤波器型输出回路的新方法

该文利用3维微波模拟软件中的“离散端口”,在输出间隙处加入一个电阻R*out,并推导出了该电阻与速调管总体设计要求的间隙阻抗实部之间的关系.只需设置驻波比小于某一定值为优化目标,设置滤波器上的电感电容钉的大小和位置等参数为需要优化确定的参数,通过计算机自动计算,即可实现快速精确设计滤波器型输出回路.