根据正电子发射断层显像(PET)回旋加速器的物理要求与实际情况，确定了PET回旋高频双腔体的具体设计方案。在加速电压比较高的要求下，充分利用有限的空间，设计1/4波长线的异型覆面的竖腔结构腔体，采用短路片与移动电容板双调谐结构，满足了频率调谐要求；同时获得较高的品质因数，达到了物理设计要求的加速电压。利用Microwave Studio CST程序对腔体的Q0值、热分布、功率损耗、微调电容做了详细的分析与计算；对实际测量值与仿真计算值进行了对比，并对产生的误差进行了分析和讨论。腔体电压实际测量值达到50 kV以上，频率稳定度达到设计指标1.0×10-6/d。
回旋加速器 腔体设计 品质因数 频率稳定度 cyclotron cavity design quality factor stability 强激光与粒子束
2014, 26(10): 105104
为实现发射机大功率的准确测量和有效保护, 详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法, 并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加速腔之间安装定向同轴耦合器, 经测量标定后, 可实现在线测量出功率源的输出功率、驻波比,将测量结果反馈给控保和监测系统后, 可完成在线大功率测量和设备的可靠控制与保护。
定向耦合器 功率源 标定 谐振加速腔 directional coupler power source calibration resonant cavity
1 中国科学院 兰州近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100049
为控制高频加速腔体产生具有稳定的幅度、相位和频率的射频加速电场, 设计了实验环高频低电平控制系统。为保证控制的稳定性、可靠性和实时性, 系统各功能模块以硬件模拟电路为主体, 同时为了协调控制各功能模块的工作并补偿某些功能模块的非线性误差, 增加了数字模块。该系统由相位稳定、幅度稳定和频率调谐３个子系统组成, 采用高频鉴相、PID控制、DSP和FPGA等技术。目前, 控制系统通过了长期稳定性的实验和高功率实验,幅度控制精度±3％, 相位控制精度±2°, 频率调谐精度±5°。
腔体建模 鉴相 PID控制 相位稳定 cavity model PID RF phase detect DSP DSP FPGA第11期丛岩等:兰州冷却储存实验环高可靠性低电平 由等效电路推导出腔体的传递函数Ｈ(s)=(ω0／Q)sS２ FPGA Q为腔体的品质因数 S为复频域自变量。2PID幅度稳定控制系统 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2699
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 兰州理工大学电信学院,甘肃,兰州,730050
介绍了回旋加速器高频单D型盒D电路Q值的计算与测量方法.重点对Q值的理论计算进行推导,并对计算原理进行说明.然后对计算结果和测量结果进行比较.得出的计算和测量结果基本吻合.误差产生的主要原因是计算过程中的近似和短路片接触电阻的取值,其中短路片接触电阻是一个重要因素,在设计腔体时应引起足够的重视.
D电路 Q值 短路片 传输线 D circuit Q factor Short-circuit plate Transmission line 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1883
中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
叙述了兰州重离子加速器注入器(SFC)高频系统的200 kW高频机与高频腔体的功率匹配,匹配测量系统的工作原理,以及对匹配系统的改进和完善,并对高频腔体的输入阻抗和耦合电容进行了计算.为提高高频系统的稳定性和可靠性,对影响高频功率传输和D电压提高的问题进行了深入的研究和改进.采用矢量阻抗仪冷态测量腔体匹配阻抗的方法和一些相应的技术和措施,用矢量电压表动态测量功率输出级的相位差,判断D电路是否工作在匹配状态,从而使SFC的D电压由原来的50～65 kV(不稳定)提高到稳定工作的105 kV,改善了SFC的工作状态和保证了SFC的高效运行.
注入器 谐振腔 输入阻抗 功率传输 阻抗匹配 高频电压 Injector Resonance cavity Input impedance Power transmit Impedance matching RF voltage
