宽脉冲高功率速调管快速保护系统

介绍了一种用于射频电子直线加速器型FEL注入器的宽脉冲高功率速调管快速保护系统。首先简要地讨论了这种宽脉冲高功率速调管快速保护系统的要求,综述了目前仍在使用的几种保护方法,然后给出了本系统的基本原理、理论计算和电路设计。对于速调管输出功率的变化和一对检波器的不完全匹配对快速保护系统的影响,可以采取使用检波特     

CPHS速调管驻波比保护系统

介绍了清华大学微型脉冲强子源的速调管快速驻波比保护系统。该保护系统的主要功能是对速调管输出波导内驻波比进行检测。若驻波比大于设定阈值,则系统动作,在1μs内切断速调管前级微波信号源和系统触发信号,同时向CPHS安全连锁系统发出连锁信号,从而保护速调管避免因反射信号过大而损坏。     

S波段高功率行波谐振环路

IAE(原子研究所)建立了一台3 db定向耦合S波段高功率行波谐振环路。该装置由一个脉冲速调管馈送功率,环路内处于10~(-7)mmHg高真空。在脉宽为2.1μs,重复频率为50次/秒,环内达到的最高脉冲功率为25 MW,此时环路输入功率为5.2 MW。在重复频率为240次/秒时,环内达到的最高平均功率为10 kW。环路功率“倍增”系数为4.8,环路衰减为0.37 db,环路电压驻波比和环路输入臂电在驻波比均小于1.2。该装置已用于高功率微波元件的耐功率试验。     

10MeV大功率电子辐照加速器微波系统研制

10MeV大功率电子辐照加速器是采用行波加速结构的电子直线加速器。微波系统是它的重要组成部分之一，该系统包括微波的产生、传输、监测及保障速调管和波导窗安全可靠运行的驻波比快速成保护装置和保证微波系统稳定工作的充气装置。本系统采用高稳定度的晶振锁相式信号源和350W固态功率放大器作为高功率放大器一速调管的激励级，速调管工作中心频率2856MHz，带宽1MHz。     

C波段连续波大功率水负载设计

为满足EAST托卡马克装置低杂波电流驱动系统的大功率速调管和微波器件测试需求,设计了一种新型C波段连续波大功率水负载,该负载采用氧化铍陶瓷片隔开去离子水,再由后者吸收微波功率。低功率测试结果显示,在(4 600±50)MHz带宽范围内,电压驻波比小于1.1,并通过250 k W/1 600 s高功率测试,反射功率小于1.0 k W,当水流量为203.3 L/min时,在250 k W功率水平,进出口水的温差约为17.6℃。     

100MeV电子直线加速器激励系统

文章描述了100MeV电子直线加速器激励系统的原理、结构、调试结果和主要技术性能。该系统的中功率速调管放大器能够输出15kW的脉冲功率,经微波输出部分分别激励6只高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

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。     

100MeV电子直线加速器激励系统

本文描述了100MeV电子直线加速器微波激励系统的原理、结构、测试结果和主要技术性能。该系统由中功率速调管输出脉冲功率15kW,经微波输出部分将功率分为六路去激励六个高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

功率射频研究试验系统研究进展

高功率射频技术是强流加速器技术的基础。建立高功率射频研究实验系统,为的是进行高功率射频元件、射频材料和射频测量技术研究,解决强流加速器射频系统的关键技术与设备,推动强流加速器的发展。 射频研究试验系统主要由稳定射频激励源、速调管放大器、高压脉冲调制器、水冷系统、波导传输系统、大功率测量装置和低功率监控装置组成。 系统的方案设计已完成。现已完成了稳定射频激励源设计。该激励源由稳频信号源和固态功率放大器组成。工作频率2856MHz,8h内的频率稳定度5×10-7,输出脉冲功率大于350W,脉冲宽度18μs,脉冲重复频率450～650Hz。射频激励源已按设计要求外协加工。     

EAST速调管快速保护系统的研制

介绍了EAST速调管快速保护系统的研制.EAST速调管快速保护系统的功能是对磁场电流,主回路电流,管体电流和打火保护信号进行监测.当这些信号超过设定的阈值,快速保护系统立即给后面的控制系统发出过阈报警信号,从而快速保护速调管.     

中国散裂中子源直线加速器高功率自动老炼平台研制

本文研制了中国散裂中子源(CSNS)直线加速器高功率自动老炼平台,该平台集成了驻波比保护、真空检测、弧光打火探测器、腔体谐振频率计算和变频等功能,可根据腔体的打火情况自适应调节功率进行腔体老炼,通过软件界面对相关参数进行修改即可适应不同腔体的需求。该平台具有高安全性、高智能化、灵活性强的特点,其已在CSNS直线加速器8套功率源系统上使用,在保证腔体和功率源安全的前提下,大幅提高了老炼效率和降低值班人员的劳动量。     

中国散裂中子源直线加速器高功率自动老炼平台研制

本文研制了中国散裂中子源(CSNS)直线加速器高功率自动老炼平台,该平台集成了驻波比保护、真空检测、弧光打火探测器、腔体谐振频率计算和变频等功能,可根据腔体的打火情况自适应调节功率进行腔体老炼,通过软件界面对相关参数进行修改即可适应不同腔体的需求。该平台具有高安全性、高智能化、灵活性强的特点,其已在CSNS直线加速器8套功率源系统上使用,在保证腔体和功率源安全的前提下,大幅提高了老炼效率和降低值班人员的劳动量。     

S波段高功率微波测试台架的研制

S波段高功率微波测试台架主要由磁控管、调制器、微波传输元件及高功率测试装置和保护装置组成。该台架采用量热法利用水负载吸收微波功率,通过工频校准测量微波部件的承受功率能力。利用水负载高功率测量装置对小功率计测量系统校准,测量微波部件在高功率状态下的插入损耗、隔离度、输入电压驻波比等性能指标,从而实现微波部件的高功率考验与测试。此外,采用高功率环行器和微波反射快速保护装置,确保测试台架的高功率稳定运行。     

基于PC的光学速调管磁间隙控制系统

描述了合肥国家同步辐射实验室(NSRL)储存环自由电子激光(SRFEL)光学速调管(TOK)磁极间隙控制系统的原理和结构，给出了系统硬件结构、软件流程图及其工程实现。该调节系统可以独立或同时调节TOK调制段、色散段、辐射段三部分磁极间隙的大小，精度达到0.01mm；多重安全保护能确保储存环真空室不被破坏。     

高功率微波系统中弧光效应诊断预警系统设计

电弧放电效应是高功率微波系统中普遍存在的问题,为了确保微波系统的安全稳定工作,通常需要一种快速且稳定的诊断预警系统对电弧放电效应进行在线监测。利用开源硬件和LabVIEW数据采集软件设计了一套实时监测装置,该装置可以在数十微秒量级以内实现对腔体内电弧放电产生响应,从而达到保护高功率微波腔体的目的。该装置安装在耦合器的探测器室,并采用了一种冗余硬件设计方法来提高系统的稳定性。本文主要讨论该微波腔体电弧放电效应诊断预警系统的设计方案、软硬件架构和性能分析,并给出了该系统的初步实验结果。     

50MW速调管脉冲调制器的PLC控制

介绍了合肥同步辐射光源(HLS)50MW大功率速调管脉冲调制器改造项目。在该项目中,采用可编程控制器(PLC)监控系统取代了原有的基于继电器逻辑电路的监控系统,使其成为HLS基于先进的控制软件EPICS的新控制系统的一部分;采用恒流逆变充电电源取代了原来的工频高压电源,使调制器技术更先进、运行更加可靠。本文给出了调制器PLC控制系统的设计方法和软硬件的实现及运行情况。     

S波段高功率可变定向耦合器

文章介绍了由两个3dB耦合器串联,并在其中两个输出支路插入移相器所组成的S波段高功率可变定向耦合器。文中给出了基本原理、理论计算和测试结果。它的输入电压驻波比在2856±10MHz范围内不大于1.20,耦合度可以在25dB内可调,承受脉冲功率15MW,平均功率10kW。它具有调整范围宽,承受功率高,真空性能好的优点。可用于电子直线加速器和其它高功率微波设备中。     

高功率脉冲非平衡磁控溅射制备CrN_x薄膜及其性能研究

高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)溅射粒子离化率高,可沉积致密、高性能薄膜,作为一种新技术在国外广泛研究。本文用高功率脉冲非平衡磁控溅射技术(HPPUMS)制备一系列CrN_x薄膜,采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)对不同厚度的薄膜表面形貌、微观结构进行了分析,测定了薄膜的厚度和硬度,研究了薄膜的摩擦学性能,并与中频磁控溅射(MFMS)技术制备的CrN_x进行比较。结果表明,使用高功率脉冲非平衡磁控溅射技术(HPPUMS)能制备致密的CrN_x薄膜。薄膜有较好的综合性能,有较高硬度、较高结合强度和低摩擦系数。     

一种高频加热装置

【《日本的科学和技术》1984年1—2月号第16页报道】1980年以来,日本原子能研究所就一直在研究等离子体试验装置(JT-60)的加热装置。最近,在原子能研究所的指导下,东芝电气公司和日本电气公司共同试制成功了用于高频加热装置的大功率速调管(一大功率电子管),经试验,输出功率达1兆瓦,脉冲宽度为10秒,是目前世界上最强的高频输出速调管。使用装备了该速调管的高频加热装置和中性束注入加热     

EAST装置大功率速调管保护系统研制

依据速调管耗散能量的安全值与最大故障电流、电弧电压和电源供电切断时间的关系,介绍了EAST上2.45 G/2 MW低杂波速调管过流保护系统的设计。采用过电流电路触发和引燃管旁路速调管电流的方法来实时保护速调管。经自检测试和在EAST放电实验中的应用表明,该系统能在50μs内完成保护,完全满足设计需求。