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一种可调耦合度型高功率输入耦合器的设计

邴丰 潘卫民 黄彤明 马强 杨际森

邴丰, 潘卫民, 黄彤明, 等. 一种可调耦合度型高功率输入耦合器的设计[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 053003. doi: 10.11884/HPLPB201931.180258
引用本文: 邴丰, 潘卫民, 黄彤明, 等. 一种可调耦合度型高功率输入耦合器的设计[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 053003. doi: 10.11884/HPLPB201931.180258
Bing Feng, Pan Weimin, Huang Tongming, et al. Design of variable fundamental power coupler[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 053003. doi: 10.11884/HPLPB201931.180258
Citation: Bing Feng, Pan Weimin, Huang Tongming, et al. Design of variable fundamental power coupler[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 053003. doi: 10.11884/HPLPB201931.180258

一种可调耦合度型高功率输入耦合器的设计

doi: 10.11884/HPLPB201931.180258
基金项目: 北京市固定资产投资项目; 北京怀柔综合性国家科学中心重点项目
详细信息
    作者简介:

    邴丰(1991—), 女,博士研究生,从事加速器功率输入耦合器的研究; bingf@ihep.ac.cn

  • 中图分类号: TL503.2

Design of variable fundamental power coupler

  • 摘要: 旨在设计一支新型、耦合度可调、连续波型高功率输入耦合器,外部品质因数的调节范围为1.5×105~2×106,以适应先进光源技术研发与测试平台超导电子直线加速器束流试验装置不同束流模式下的需要。这是国内首次开展耦合度可调式连续波型高功率输入耦合器的研制。采用HFSS三维电磁仿真软件完成了耦合器的高频结构设计,对耦合器的微波传输、场分布进行了计算;同时采用CST微波工作室对不同内导体天线插入深度下耦合器的外部品质因数进行了仿真计算,结合650 MHz 2单元超导腔进行了耦合度调节实验,仿真计算与实验测试结果基本一致。
  • 图  1  可调耦合器概貌

    Figure  1.  Layout of the adjustable FPC

    图  2  200 kW功率下陶瓷窗的电场强度和磁场强度分布

    Figure  2.  Window electric field contour and magnetic field contour at power level 200 kW

    图  3  改变天线插入深度对应的S参数的变化范围

    Figure  3.  S parameter vs antenna penetration depth

    图  4  200 kW功率下压缩波纹管的电场强度和磁场强度分布

    Figure  4.  Electric field and magnetic field of compressed bellows at power level 200 kW

    图  5  外部品质因数测试系统的框图

    Figure  5.  Schematic diagram and photo of external quality factor measurement system

    图  6  在不同的插入深度Qe的仿真结果与测量结果

    Figure  6.  Simulated and measured Qe of the FPC for different antenna penetration depth

    表  1  耦合器的设计参数

    Table  1.   Parameters of the fundamental power coupler (FPC)

    frequency power Qe coupling type window type impedance
    650 MHz 100 kW, CW, TW 1.5×105~2×106 antenna E-coupling single, coaxial disk 50 Ω
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-08
  • 修回日期:  2019-02-22
  • 刊出日期:  2019-05-15

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