Calculation of thermal transient condition in the biperiodic accelerating structure

RF power distribution as well as deformation and resonance frequency of the structure after stepped changing of RF power or cooling water temperature were investigated. Transient process is not exponential. Effective time constant corresponding to 90% level of resonant frequency is equal to 16/19 sec at power/temperature changing. Effective time constant corresponding to derivative value in the control region is equal to 11/21 sec at power/temperature changing.Отримано часові залежності власної частоти прискорюючої структури при східчастій зміні потужності НВЧ втрат і зміні температури і потоку води. Процеси – не експонентні. Ефективна постійна часу, оцінена за рівнем частоти 0,9, дорівнює 16 с при зміні НВЧ потужності втрат і 19 с при зміні температури води, що протікає. Ефективна постійна часу, оцінена за значенням похідної в області регулювання, дорівнює 11 с при зміні НВЧ потужності втрат і 21 с при зміні температури води, що протікає.Получены временные зависимости собственной частоты ускоряющей структуры при ступенчатом изменении мощности СВЧ потерь и изменении температуры и потока воды. Процессы – не экспоненциальные. Эффективная постоянная времени, оцененная по уровню частоты 0,9, равна 16 с при изменении СВЧ мощности потерь и 19 с при изменении температуры протекающей воды. Эффективная постоянная времени, оцененная по значению производной в области регулирования, равна 11 с при изменении СВЧ мощности потерь и 21 с при изменении температуры протекающей воды

Solid state high power RF system for superconducting cavities

Solid State High Power RF System is proposed for XFEL and ILC. It includes individual RF power supply for each SC cavity and common control system. Each RF power supply includes Solid State Generator, circulator and Q-tuner. Triggering, synchronization, output power and phase of each Solid State Generator are controlled from the common control system through fiber-optic lines. Main parameters of Solid State Generator are: frequency 1.3 GHz, peak power 128 kW, pulse length 1.4 msec, repetition rate 10 Hz, average power 1.8 kW, CW power 2.5 kW. Advantages of Solid State High Power RF System are: simple triggering, synchronization, output power and phase adjustment for all cavities separately, operation both in pulse and in CW modes, unlimited lifetime, no high voltage, no oil-tank, compactness.Предложен твердотельный вариант СВЧ-системы питания для проектов XFEL и ILC, включающий индивидуальный источник питания для каждого СП-резонатора и общую систему управления. Каждый источник питания содержит твердотельный генератор, циркулятор и систему подстройки добротности. Переключение, синхронизация, выходная мощность и фаза каждого твердотельного генератора контролируются общей системой управления по средствам оптоволоконного кабеля. Основные параметры твердотельного генератора: частота 1,3 ГГц, пиковая мощность 128 кВт, длина импульса 1,4 мс, частота повторения 10 Гц, средняя мощность 1,8 кВт, непрерывная мощность 2,5 кВт. Преимущества твердотельной СВЧ-системы питания: простые переключение и синхронизация, раздельная подстройка выходной мощности и фазы для каждого резонатора, возможность работы как в импульсном, так и в непрерывном режиме, неограниченный срок службы, отсутствие высокого напряжения и масляного бака, компактность.Запропоновано твердотільний варіант НВЧ-системи живлення для проектів XFEL і ІLC, що включає індивідуальне джерело живлення для кожного НП-резонатора і загальну систему керування. Кожне джерело живлення містить твердотільний генератор, циркулятор і систему підстроювання добротності. Перемикання, синхронізація, вихідна потужність і фаза кожного твердотільного генератора контролюються загальною системою керування по засобах оптоволоконного кабеля. Основні параметри твердотільного генератора: частота 1,3 ГГц, пікова потужність 128 кВт, довжина імпульсу 1,4 мс, частота повторення 10 Гц, середня потужність 1,8 кВт, безперервна потужність 2,5 кВт. Переваги твердотільної НВЧ-системи живлення: прості перемикання і синхронізація, роздільне підстроювання вихідної потужності і фази для кожного резонатора, можливість роботи як в імпульсному, так і у безперервному режимі, необмежений термін служби, відсутність високої напруги і масляного бака, компактність

Characteristic calculation of directional coupler for accelerator high-power feeders

The calculation results of directional couplers with connection via the waveguide common narrow wall with a coupling factor of 3.0 decibels, directivity no less than 20 decibels, adjustment of coupling factor at 1 decibels are presented. The adjustment is carried out with the help of cylindrical plungers, moving inside of waveguides on the part of broad walls in the location of the connection slot, and prismatic plungers, moving in rectangular waveguides connected to narrow walls opposite to a slot of connection. The device as a magic tee with movable throttle pistons in Е- and Н-plane arms permitting to match any load is designed too. The calculations are executed for devices operating at frequencies of 2.797 and 1.3 GHz

Input coupler development for superconducting cavity 500 kW CW power feed

The coaxial-type input coupler for Energy Recovery Linac injector cavity simulation results are presented. This device is to feed the superconducting cavity with 150 kW RF power in continuous wave regime at 1.3 GHz operating frequency. The thermal simulation was done for the modified coupler able to transmit the RF power up to 500 kW. Different designs with heat load to injector cryogenic system lowered and external Q-factor adjustment were considered.Приведены результаты моделирования коаксиального устройства ввода СВЧ-мощности в сверхпроводящий резонатор линейного ускорителя электронов с рекуперацией энергии (ERL). Устройство обеспечивает ввод 150 кВт мощности в непрерывном режиме на частоте 1.3 ГГц. Приведены результаты тепловых расчетов модифицированного устройства, способного передать мощность до 500 кВт. Рассмотрены различные варианты конструкции, обеспечивающие регулировку величины связи и создающие минимальные тепловые нагрузки на криогенную систему.Наведено результати моделювання коаксіального пристрою введення НВЧ-потужності в надпровідний резонатор лінійного прискорювача електронів з рекуперацією енергії (ERL). Пристрій забезпечує введення 150 кВт потужності в безперервному режимі на частоті 1.3 ГГц. Наведено результати теплових розрахунків модифікованого пристрою, здатного передати потужність до 500 кВт. Розглянуто різні варіанти конструкції, що забезпечують регулювання величини зв'язку і створюють мінімальні теплові навантаження на кріогенну систему

RF power supply system of industry irradiation facility

Irradiation facility is designed for fruit disinfestations by means of two-side 9 MeV electron beam irradiation. Throughput of the facility is 30 T/h at a minimum dose of 150 Gy. The system includes a master generator, preamplifier, 2856 MHz klystron, waveguide bridge, two directional couplers, two automatic frequency adjustment units, water control unit connected to two feed back loops for RF frequency control, guaranteeing a designed acceleration regime in two the same standing wave linacs.Радіаційна установка призначена для дезинсекції фруктів за допомогою опромінення двома електронними пучками з енергією 9 МеВ. Продуктивність установки дорівнює 30 Т/годину при глибинній дозі 150 Гр. Радіаційна установка базується на двох ідентичних лінійних прискорювачах електронів зі стоячою хвилею, що живляться від одного клістрона з частотою 2856 МГц. Система НВЧ-живлення включає задавальний генератор, попередній підсилювач, клістрон, хвилевідний міст, три спрямованих відгалуджувача на 70 дБ, два блоки автоматичного підстроювання частоти (АПЧ) з фазовими детекторами і систему водяного забезпечення, об'єднані для керування частотою у два незалежних контури зворотного зв'язку.Радиационная установка предназначена для дезинсекции фруктов с помощью облучения двумя электронными пучками с энергией 9 МэВ. Производительность установки равна 30 Т/ч при глубинной дозе 150 Гр. Радиационная установка, базируется на двух идентичных линейных ускорителях электронов со стоячей волной, питаемых от одного клистрона с частотой 2856 МГц. Система СВЧ-питания включает задающий генератор, предварительный усилитель, клистрон, волноводный мост, три направленных ответвителя на 70 дБ, два блока автоматической подстройки частоты (АПЧ) с фазовыми детекторами и систему водяного обеспечения, объединенные для управления частотой в два независимых контура обратной связи

Microwave feeding system elements of superconducting linear collider cavities

The calculation and experimental results for a magic tee with movable choke plungers in Е- and Н -arms for tuning the coupling-factor and RF phase of high-power accelerating cavities are presented. The investigations were carried out at 1.3 GHz. The so-called E-H tuner shall provide the possibility of independent external Q-factor and RF phase adjustment for the TESLA cavity structures.Приведено результати розрахунку й експериментального дослідження ЕН-узгоджувача і регульованих спрямованих ответвителей, розраховані на роботу на частоті 1,3 ГГц при імпульсній потужності 1...5 М Вт. Ен-узгоджувач дозволяє незалежно змінювати зовнішню добротність надпровідних прискорюючих резонаторів лінійного надпровідних коллайдера TESLA і фазу хвилі, що підводять до резонаторів. У якості такого узгоджувача імпедансів використовується погоджений подвійний хвильовий трійник, у плечах Е и Н якого передбачені рухливі короткозамикачі.Приведены результаты расчета и экспериментального исследования ЕН согласователя и регулируемых направленных ответвителей, рассчитанные на работу на частоте 1,3 ГГц при импульсной мощности 1...5 МВт. ЕН-согласователь позволяет независимо изменять внешнюю добротность сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного сверхпроводящего коллайдера TESLA и фазу волны, подводимой к резонаторам. В качестве такого согласователя импедансов используется согласованный двойной волноводный тройник, в плечах Е и Н которого предусмотрены подвижные короткозамыкатели