Исследование и создание элементов системы СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера TESLA тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

На правах рукописи

Завадцев Дмитрий Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ СВЧ ПИТАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ УСКОРЯЮЩИХ РЕЗОНАТОРОВ ЛИНЕЙНОГО КОЛЛАЙДЕРА ТЕБЬА

01.04.20 - физика пучков заряженных частиц и ускорительная

техника.

01.04.13 - электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Автор:

Москва 2003

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация:

доктор технических наук,

профессор СобенинНП.

доктор физико-математических наук,

Шведунов В.И., ведущий научный сотрудник

НИИЯФМГУ

кандидат технических наук,

Карев А.И., ведущий научный

сотрудник ФИАН РФ

Государственный научный центр РФ "Институт физики высоких энергий"

Защита состоится 2 июля 2003г. 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.130.01 в аудитории К-608 в МИФИ по

адресу:

г. Москва, Каширское ш.31, тел. 324-84-98, 323-91-67 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Просим принять участие в работе диссертационного совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью

организации.

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета

У^-у

2003г. И.С. Щедрин

Cj'-j^^ Общая характеристика работы

АКТАЛЬНОСТЪ РАБОТЫ

Одним из важнейших направлений развития техники ускорителей заряженных частиц является создание линейных электрон-позитронных коллайдеров на большую энергию. В настоящее время в процессе разработки находятся следующие проекты линейных коллайдеров: NLC- Next Linear Collider (США), JLC - Japan linear Collider (Япония), CLIC - Compact Linear Collider (Швейцария), TESLA - TeV Energy Superconducting Linear Accelerator (Германия).

Линейный электрон-позитронный коллайдер TESLA на энергию

2x250 ГэВ отличается от других проектируемых коллайдеров прежде

всего тем, что в качестве ускоряющей структуры используются

сверхпроводящие резонаторы. Система высокочастотного питания

такого коллайдера так же существенно отличается от известных. В

ускорителе TESLA планируется питать 36 резонаторов от одного

клистрона с импульсной мощностью 10 МВт. Клистрон имеет два

вывода мощности по 5 МВт и каждый из выводов питает

18 резонаторов. Для решения указанной проблемы предусматривается

использовать в высокочастотном тракте направленные ответвители с

различными коэффициентами переходного ослабления от 12,5 дБ до

3,0 дБ. Схема питания должна предусматривать возможность

независимого регулирования внешней добротности каждого

резонатора на порядок для компенсации возможных отражений от

входа резонатора, а также независимое регулирование фазы ВЧ

волны, поступающей в резонаторы, для обеспечения оптимального

значения фазы ускоряющего поля в каждом резонаторе. Для

компенсации возникающих отражений применялись трехштыревые

согласователи, которые имеют недостаточную электрическую

прочность. В диссертации предполагается использовать для этих

целей согласователь на основе двойного волноводного тройника с

подвижными короткозамыкателями в Е- и H - плечах

(ЕН-согласователь). Такое устройство позволяет согласовать нагрузки

с произвольным импедансом. Рассмотрена возможность

использования 3 дБ моста с подвижными поршнями в двух плечах

для решения задачи согласования. Однако ЕН-согласователь имеет

меньшую базу между фланцами чем, 3 дБ мост. Это позволяет легко

заменить используемые в данный момент трехштыревые

согласователи на ЕН-согласователь. На практике приходится

трансформировать коэффициент отражения -от- €,9 , до нулевого

рос. каци*н*лм{ля |

БИБЛИОТЕКА С.Петербург < 09

етербург ел А *

значения и сдвиг фазы ВЧ волны в области ±180°. Коэффициент передачи 821 можно регулировать между 0,95 и 0,03.

Другой особенностью схемы СВЧ питания коллайдера ТЕБЬА является необходимость индивидуальной регулировки мощности, поступающей от направленных ответвителей на вхзод каждого резонатора. Такое требование связано с тем, чтобы получить максимально возможную напряженность ускоряющего поля в резонаторах с различными величинами квенч порогов. С этой целью в высокочастотной системе ТЕБЬА должна быть также предусмотрена возможность независимого изменения уровня мощности, поступающей в каждый резонатор в пределах ±20% (±1 дБ), при этом направленность не должна быть менее 25 дБ во всем диапазоне перестройки. Разработанные регулируемые направленные ответвители успешно решают эту задачу. Их габаритные размеры позволяют заменить существующую цепочку нерегулируемых направленных ответвителей без конструктивных изменений других узлов системы СВЧ питания. Реализованный ранее коллективом БЕБУ регулируемый направленный ответвитель состоящий из 3 дБ волноводного моста, коаксиально-волноводного ответвителя, тромбонного фазовращателя и коаксиально-волноводного перехода, обладает большими габаритами и не встраивается в существующую компоновку волноводного тракта.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Целью работы является исследование и создание элементов системы СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера ТЕБЬА, а именно: а) ЕН-согласователя, обеспечивающего согласование передающего волновода с ускоряющим резонатором при изменении величины связи между ними в процессе изменения режима работы ускорителя и фазы поля в ускоряющем резонаторе, а так же б) волноводных направленных ответвителей, обеспечивающих распределение и независимую регулировку уровня мощности, поступающей от СВЧ генератора к каждому сверхпроводящему ускоряющему резонатору.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

1. Предложена схема СВЧ питания нескольких сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера от одного источника СВЧ мощности с использованием регулируемых волноводных направленных ответвителей и ЕН-согласователей,

позволяющая устанавливать в каждом резонаторе заданный уровень мощности с учетом достижимых в нем предельных значений напряженности ускоряющего поля, а так же согласовывать СВЧ генератор с резонаторами при изменении мощности питания и нагрузки током.

2. Предложена и рассчитана конструкция, выполнено проектирование и изготовлен опытный образец ЕН-согл асов ателя, обеспечивающего согласование нагрузки с произвольным импедансом.

3. Проведен численный анализ возможностей перестройки переходного ослабления при высоком значении коэффициента направленности и экспериментальные исследования на макетах для двух типов направленных ответвителей.

4. Предложена и рассчитана конструкция, выполнено проектирование и изготовлены опытные образцы регулируемых направленных ответвителей со связью по узкой стенке волноводов, обеспечивающих необходимое распределение СВЧ мощности генератора между сверхпроводящими резонаторами с возможностью регулировки СВЧ мощности.

5. Предложены и рассчитаны конструкции ЕН-согласователь выполнен на основе согласованного двойного волноводного тройника и подвижных поршней дроссельного типа, дроссельных короткозамыкающих поршней для ЕН-согласователя и регулируемых направленных ответвителей, предназначенные для работы при высоком уровне СВЧ мощности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

1. Схема СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера ТЕЗЬА является одним их двух рабочих вариантов, рассматриваемых для практической реализации.

2. Комплект ЕН-согласователя в составе: опытный образец, модуль управления для связи с компьютером, программное обеспечение, комплект технической документации переданы в БЕБУ, где прошли комплексные испытания на низком и высоком уровнях мощности.

3. Рассчитаны два регулируемых волноводных направленных ответвителя с переходным ослаблением 12,5 дБ и 3,0 дБ, изготовлены их опытные образцы и испытаны. Поскольку жесткие условия на коэффициент направленности (не менее 30 децибел) при изменении переходного ослабления удалось выполнить при

заданных габаритах существующих в настоящее время нерегулируемых ответвителей, то все направленные ответвители системы СВЧ питания ускоряющего модуля коллайдера ТЕБЬА могут быть заменены в соответствии с предложенной конструкцией.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ следующие результаты, полученные в

ходе выполнения диссертационной работы:

1. Схема СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера ТЕ8ЬА для распределения мощности с помощью ряда последовательно соединенных регулируемых направленных ответвителей с использованием ЕН-согласователя перед каждым резонатором для подстройки согласования при изменении связи подводящего фидера с резонатором и фазы ускоряющего поля с помощью ЕН-согласователей.

2. Результаты разработки, создания и исследования ЕН-согласователя, выполненного на базе двойного волноводного тройника и подвижных короткозамыкающих поршней с автоматическим компьютерным управлением, позволяющего реализовать любое значение коэффициента передачи 812 или любое значение внешней добротности ускоряющего резонатора и регулировать фазу поля в резонаторе в диапазоне от 0 до 360 градусов, а также результаты численного моделирования, проектирования и экспериментального исследования.

3. Конструкция регулируемых волноводных направленных ответвителей со связью по узкой стенке волноводов и с подвижными поршнями, расположенными в дополнительных волноводах, присоединенных к узким стенкам волноводов ответвителей, обеспечивающих распределение СВЧ мощности генератора между ускоряющими резонаторами модуля и регулирование мощности питания каждого резонатора с целью достижения его предельного ускоряющего поля. Результаты численного моделирования, проектирования и экспериментального исследования двух направленных ответвителей с крайними значениями переходного ослабления 12,5 дБ и 3,0 дБ обеспечивающих регулирование переходного ослабления в диапазоне ±1 дБ, при сохранении высокого значения направленности (не менее 30 дБ) во всем диапазоне регулировки, коэффициента отражения не хуже 30 дБ, электрической прочности

не хуже, чем в регулярном волноводе, а также с учетом габаритных размеров 500x400 мм . 4. Конструкция и результаты расчета дроссельных короткозамыкающих поршней в волноводе с сечением 165,1x82,55 мм2 для ЕН- согласователя, и в волноводе с сечением 276x82.55 мм2 для регулируемых направленных ответвителей, предназначенных для работы на высоком уровне импульсной СВЧ мощности.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ обоснована расчетами с использованием различных методов математического моделирования с одной стороны, и результатами экспериментальных исследований опытных образцов предложенных конструкций с хорошей повторяемостью, с другой стороны, что позволяет сделать положительный вывод о достоверности полученных результатов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: Основные результаты и положения диссертации были представлены на российских и международных конференциях, в частности:

• Научная Сессия МИФИ (МИФИ-2001, МИФИ-2002, МИФИ-2003);

• 17-th Particle Accelerator Conference, Alushta, Ukrain, 2001;

• XVTTI конференция по ускорителям заряженных частиц, RUPAC-2002, Обнинск, 2002;

• 8th European Particle Accelerator Conference (EPAC-2002), Paris, 2002.

ПУБЛИКАЦИИ: Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 9 работах.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИ; Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 52 источника и приложения.

Общий объём работы составляет 145 страниц, 126 рисунков и 16 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Проектируемый линейный коллайдер TESLA общей длиной 32 км включает 1716 криомодулей с 12-ю ускоряющими резонаторами в каждом. В качестве СВЧ генераторов используется 572 клистрона, каждый из которых имеет два выходных волновода и питает 3

криомодуля. Поэтому вопрос выбора простой и надежной схемы СВЧ питания ускоряющих резонаторов является крайне важным и ответственным, во многом определяющим финансовые затраты на строительство коллайдера с одной стороны и надежность его работы с другой. Рассматриваемая система СВЧ питания ускоряющих резонаторов предназначена для питания 18-ти ускоряющих резонаторов, расположенных в полутора криомодулях, от одного из выходных волноводов клистрона.

Рассматриваемая система СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов включает цепочку последовательно соединенных волноводных направленных ответвителей для ответвления 1/18, 1/17, .. .,1/2 часта мощности на входе в ответвитель так, что номинальное значение мощности для каждого резонатора составит 1/18 часть мощности генератора.

Каждый сверхпроводящий ускоряющий резонатор до установки в криомодуль проходит тест на предельное ускоряющее поле и реальное значение внешней добротности. После установки ускоряющих резонаторов в криомодуль система СВЧ питания должна обеспечить требуемые условия для реализации предельного ускоряющего поля в каждом резонаторе в режиме ускорения заданного тока, т.е. требуемый коэффициент связи питающего волновода с резонатором или, что то же - требуемое значение внешней добротности резонатора, а также необходимое значение мощности СВЧ питания.

В предложенной схеме СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов функцию распределения СВЧ мощности генератора с ее регулировкой в некотором диапазоне для обеспечения предельного ускоряющего поля в каждом резонаторе выполняет цепочка последовательно соединенных волноводных направленных ответвителей с номинальным переходным ослаблением от 12,5 дБ до 3,0 дБ и возможностью регулировки каждого ответвителя в пределах ±1 дБ. Функцию обеспечения требуемого значения внешней добротности, соответствующей отсутствию отражения СВЧ мощности от резонатора при заданном значении тока пучка, а также регулировку фазы поля в каждом резонаторе в диапазоне от 0 до 360 градусов выполняет ЕН-согласователь, включающий двойной волноводный тройник с подвижными короткозамыкающими поршнями и модулем управления двигателями. ЕН-согласователь изображен на Рис.1.

Рис.1. ЕН-согласователь (1 - двойной волноводный тройник, 2 -волновод, 3 - индуктивная диафрагма Н-плеча, 3 - индуктивная диафрагма, 4 - узел шагового двигателя, 5 - контактная прокладка, 6 - коаксиально-волноводный переход, 7- подвижный короткозамыкающий поршень).

Численное моделирование двойного волноводного тройника и подвижных короткозамыкающих поршней выполнено с использованием программы электродинамического моделирования Ш^Б 5.5. ЕН-согласователь выполнен на базе прямоугольного волновода с сечением 165,1x82,55 мм2 и работает на частоте 1,3 ГГц. Двойной волноводный тройник содержит четыре волноводных порта: один входной, один выходной и два порта с подвижными короткозамыкающими поршнями. В процессе численного моделирования рассчитана форма двойного волноводного тройника В каждом плече с поршнями установлены рассчитанные индуктивные диафрагмы, обеспечивающие необходимые значений Б-параметров двойного волноводного тройника, приведенные в Таблице 1. Порты

Р1 и Р2 соответствуют входному и выходному фланцу, а РЗ и Р4 - Е-и Н-плечам, к которым присоединяются волноводы с подвижными короткозамыкателями. После изготовления производится окончательное согласование растачиванием диафрагм. Критерием окончания процесса настройки служит достижение коэффициентов отражения Бц от Е- и Н-плеч значений менее -30 дБ.

Таблица 1. Результаты численного расчета и измерения двойного волноводного тройника._

Расчетная Б матрица тройника, дБ

Р1 Р2 РЗ (г) Р4(Х)

Р1 -43,7±0,5 -32,1±0,1 -3,01±0,01 -3,01±0,01

Р2 -32,1±0,1 -43,6±0,5 -3,01±0,01 -3,01±0,01

РЗ -3,01±0,01 -3,01±0,01 -32,1±0Д <-60

Р4 -3,01±0,01 -32Д±0Д <-60 -31,5±0Д

Измеренная Б матрица тройника, д 5

Р1 Р2 рз (г) Р4(Х)

Р1 -30,6±0,2 -25,9±0,2 -2,97±0,02 -ЗД4±0,02

Р2 -25,9±0,2 -28,4±0,2 -3,22±0,02 -ЗДЗ±0,02

РЗ -2,97±0,02 -3,22±0,02 -28,2±0,2 -39±0,5

Р4 -ЗД4±0,02 -ЗДЗ±0,02 -39±0,5 -33,7±0,2

С использованием результатов численного моделирования выполнено конструкторское проектирование двойного волноводного тройника и изготовлен его полномасштабный опытный образец. Результаты измерения СВЧ параметров опытного образца приведены в Таблице 1. Совпадение рассчитанных и измеренных результатов позволяет сделать заключение о правильности использованных методик моделирования.

Выполнен расчет зависимостей параметров ЕН-согласователя от ошибок изготовления. Максимально допустимая ошибка изготовления по одному размеру составляет от 0,5... 1мм. Возможности производства позволяли выполнить изготовление с

точностью 0,3 мм, поэтому была выбрана ' точность 0,3 мм как удовлетворяющая.

Численная оптимизация формы подвижного дроссельного короткозамыкающего поршня с целью его максимальной электрической прочности выполнено также с использованием программного комплекта HFSS 5.5.

Получено три модификации поршня: с фторопластовыми стержнями, со стальными стержнями и со стальной пластиной для поддержки дросселя. Максимальное электрическое поле в указанных модификациях составляет 30, 60 и 50% максимального поля стоячей волны в волноводе, соответственно.

Рис.2. Подвижный дроссельный короткозамыкающий поршень

40 60

100

Рис.3. Нормированное расчетное распределение поля в сечениях дроссельного поршня

Форма оптимизированного поршня с фторопластовыми и со стальными стержнями представлена на Рис.2. На Рис.3, представлено нормировочное распределение электрического поля К, равное отношению максимальной амплитуды поля в поперечном сечении волновода к максимальной амплитуде поля в волноводе. Значение х=0мм соответствует торцевой плоскости поршня. Максимальное значение перенапряжености поля К со стальными стержнями равно 0,65, а с фторопластовыми 0,35. Ослабление электромагнитной волны за пределами поршня составляет -59 дБ-расчетное и -48 дБ-измеренное.

Подвижные короткозамыкающие поршни снабжены электроприводом с шаговым двигателем. Для управления ЕН-согласователем от компьютера разработан модуль управления двигателями, включающий контролеры шаговых двигателей, блоки питания, плату блокировок для подключения концевых датчиков. Модуль управления выполнен в виде отдельного самостоятельного устройства и имеет параллельный цифровой интерфейс обмена данными с управляющим компьютером. Создано программное обеспечение, предназначенное для совместной работы модуля управления двигателями и управляющего компьютера.

Изготовлен полномасштабный опытный образец ЕН-согласователя и проведено его экспериментальное исследование, включающее калибровку и измерение основных СВЧ параметров. После настройки ЕН-согласователь калибровался на низком уровне мощности. С помощью волноводно-коаксиальных адаптеров ЕН-согласователь включался в измерительную цепь векторного анализатора цепей типа Hewlett-Packard (Agilent) Network Analyzer. Процесс калибровки ЕН-согласователя заключается в измерении амплитуды и фазы коэффициентов Su и S2i матрицы рассеяния при изменении положения обоих поршней во всём диапазоне перестройки, составляющей половину длины волны в волноводе. Калибровка осуществлялась в автоматическом режиме с помощью программы, написанной в Lab View 5.0. На рис.4, приведён характерный вид градуировочных кривых, представляющих собой семейство окружностей. Точки, составляющие одну окружность, соответствуют изменению положения одного поршня во всём диапазоне перемещения при фиксированном положении другого.

Рис.4. Градуировочные кривые 812.

Градировочные окружности покрывают всю область диаграммы. Это означает, что предложенный ЕН-согласователь позволяет реализовать практически любой коэффициент связи питающего волновода с ускоряющим резонатором или реализовать практически любое значение внешней добротности резонатора.

Опытный образец ЕН-согласователя, включающий двойной волноводный тройник, два подвижных поршня с приводами, модуль управления, программное обеспечение, техническая документация переданы в ОЕБУ, где успешно прошли испытания.

Система распределения СВЧ мощности генератора между ускоряющими резонаторами включает 17 направленных ответвителей с переходным ослаблением от 12,5 дБ до 3,0 дБ. Для реализации данной схемы питания была предложена конструкция регулируемого направленного ответвителя со связью по узкой стенке волноводов и с подвижными поршнями, расположенными, в дополнительных волноводах, присоединенных к узким стенкам волноводов ответвителей.

Рис.5. Конструкция регулируемого направленного ответвителя на 12,5 дБ (1 - волноводный мост, 2 - регулирующий волновод с подвижным поршнем, 3 устройство перемещения поршня с концевые датчики, 4 - шаговый двигатель с кожухом, 5 -поворот регулирующего волновода, б - стандартный фланец).

Таблица 2. Рассчитанные параметры направленных ответвителей.

Параметр Ответвитель №1 Ответвитель №17

Диапазон регулировки переходного ослабления С, дБ 2...4 11,5... 13,5

Диапазон перемещения поршней, мм 32 18

Направленность Б портах в диапазоне перестройки, не более дБ 36 29

Коэффициент отражения Я от входа в диапазоне перестройки, не более дБ -39 -29

Для того, чтобы показать принципиальную возможность использования предложенной конструкции ответвителя для всей системы питания, было выполнено численное моделирование двух

ответвителей с крайними номинальными значениями переходного ослабления, равными 12,5 дБ и 3,0 дБ с использованием программного пакета HFSS 5.5. Предложенный ответвитель изображен на Рис.5.

-и.» -12.0

ш

ч -12.8

lS

-13.0

-1S.S

214 218 218 220 222 224 226 22S 230 232 d, мм

■11.6

-2.0 -2.6

« -3.0 о'

-3.6

202 206 210 214 216 222 226 230 234 d, мм

46

Ш

4 42

шм -у-

U

-3.5

-3.0

с, дБ

-го

Рис.6. Эскиз и основные Рис.7. Эскиз и основные

параметры модели ответвителя параметры модели ответвителя на 12,5 дБ на 3,0 дБ

Рассчитанные Б-параметры указанных направленных ответвителей приведены в Таблице 2. и на Рис. 6-7. Параметры определяются следующими соотношениями: Я = 8^, С = ,

"14

А.

Регулировка переходного ослабления осуществляется

синхронным перемещением поршней с обеих сторон ответвителя.

Рассчитаны зависимости параметров ответвителей от ошибок изготовления. Максимально допустимая ошибка изготовления по одному размеру составляет от 0,5 мм до 1,5 мм. Возможности имеющегося производства позволяют выполнить изготовление с точностью 0,3 мм.

Ширина волновода с поршнем - больше, чем в стандартном волноводе. Это определяет возможность распространения двух типов волны в этом волноводе: Ню и Н^, что требует разработки специальной конструкции поршня для обеспечения электрической прочности, не хуже чем в волноводе.

Разработаны две конструкции поршня: дроссельный и мембранный. Дроссельный поршень (Рис.8.) позволяет перемещение в любом диапазоне, но требует высокой точности изготовления системы перемещения, сложен в изготовлении, имеет большие габариты и массу. Ослабление электромагнитной волны за пределами поршня составляет -105 дБ. Нормировочное распределение электрического поля К равное отношению максимальной амплитуды поля в поперечном сечении волновода к максимальной амплитуде поля в волноводе представлено на Рис.10. Значение х=0 мм соответствует торцевой плоскости поршня. Максимальное значение перенапряжености поля К равно 0,95.

л'*' •:-:' •

Ха

Рис.8. Конструкция дроссельного Рис.9. Конструкция мембранного поршня для ответвителей поршня для ответвителей

Малое значение требуемого перемещения (30 мм) позволяет реализовать мембранный поршень - Рис.9. У него отсутствуют

перенапряженности. Ослабление электромагнитной волны за пределами поршня составляет -95 дБ

х, мм

Рис.10. Нормированное расчетное распределение поля в сечениях дроссельного поршня ответвителя

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ СВОДЯТСЯ К СЛЕДУЮЩЕМУ:

1. Предложена схема СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера ТЕБЬА, содержащая ряд последовательно соединенных регулируемых направленных ответвителей для установки оптимального значения уровня мощности, подводимой к каждому резонатору, и ЕН-согласователи для регулирования фазы и коэффициента связи подводящего СВЧ тракта с резонаторами. Указанные устройства предназначены для заменены существующие нерегулируемые направленные ответвители и ненадежные при работе трехшлейфовые трансформаторы без изменения конфигурации СВЧ тракта коллайдера.

2. Предложена и разработана конструкция ЕН-согласователя, выполненного на базе двойного волноводного моста и подвижных короткоз амыкающих поршней с автоматическим компьютерным управлением. Созданный ЕН-согласователь рассчитан на частоту

1 1,3 ГГц и позволяет в автоматическом режиме реализовать

практически любое значение коэффициента передачи 812 или любое

1

I

1 17

значение внешней добротности ускоряющего резонатора и регулировать фазу поля в резонаторе в диапазоне от 0 до 360 градусов,

3. Предложена и разработана для ЕН-согласователя конструкция трех вариантов подвижных короткозамыкателей дроссельного типа на базе волновода прямоугольного сечения 165.1x82.55 мм2. Особое внимание при выборе конструкции уделено созданию условий получения в любом сечении поршня величины напряженности электрического поля не больше максимального значения в подводящем волноводе. В качестве рабочего варианта выбрано устройство, предназначенное для работы при импульсной мощности 1 МВт и с коэффициентом перенапряжения не выше 0,65, с коэффициентом потерь за пределами поршня -45 дБ.

4. Проведены исследования возможности создания регулируемых направленных ответвителей на 3 дБ и 12.5 дБ при коэффициенте направленности не хуже 25 дБ во всем диапазоне регулировки. Исследованы с использованием трехмерных программ и на экспериментальных макетах две схемы со связью по узкой стенке прямоугольных волноводов: с подвижными короткозамыкателями дроссельного типа, размещенными со стороны широких стенок волноводов, а так же и со стороны узких стенок волноводов напротив отверстий связи. Выбор сделан в пользу второго варианта, обеспечивающего лучшие регулировочные характеристики.

5. Предложена и разработана конструкция регулируемых волноводных направленных ответвителей со связью по узкой стенке волноводов и с подвижными поршнями, расположенными в дополнительных волноводах, присоединенных к узким стенкам волноводов ответвителей, обеспечивающих распределение СВЧ мощности генератора между ускоряющими резонаторами модуля и регулирование мощности питания каждого резонатора с целью достижения его предельного ускоряющего поля. Впервые получены

значения переходного ослабления 3±1дБ и 12.5±1 дБ' при коэффициенте направленности не хуже 37 дБ и 28 дБ во всем диапазоне регулировки соответственно. Конструкция ответвителей выполнена максимально компактно (габаритные размеры 500x400 мм2) и уменьшением электрической прочности не белее чем на 25%.

6. Для регулируемых направленных ответвителей разработано два варианта подвижных короткозамыкателей дроссельного типа, размещенных в прямоугольных волноводах с сечением 276x82.55мм2. Рассмотрены условия создания возможности эффективного короткого замыкания и высокой электрической прочности при учете существования в волноводах как волны типа Ню , так и волны типа Н2о.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ААЗавадцев, Д.АЗавадцев, В.И.Каминский, Н.П.Собенин "Расчет характеристик направленных ответвителей для мощных ВЧ трактов ускорителей". Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 110-111, 2001г.

2. М.А.Егоров, В.М.Волков, Д.А.Завадцев, В.ИКаминский, Н.П.Собенин "Согласующие устройства на основе двойного волноводного тройника для высокочастотного тракта TESLA". Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 145-146, 2002г.

3. М.А.Егоров, Д.АЗавадцев, А.А.Сладков, В.ИКаминский, В.В.Яненко, Н.П.Собенин "Регулируемые направленные ответвители". Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 147-148, 2002г.

4. M.A.Egorov, D.A.Zavadtsev, V.I.Kaminsky, N.P.Sobenin, A.A.Zavadtsev "Characteristics Calculation of Directional Coupler for Accelerator High-Power Feedes". Proc. of the 17-th Particle Accelerator Conference, Alushta, Ukrain/2001.

5. B.Bogdanovich, N.Sobenin, M.Ebert, M.Egorov, V.Kaminsky, V.Volkov, D.Zavadtsev. "Characteristic Calculation Of E-H Tuner And Directional Coupler For Accelerator High-Power

Feeders", Proceedings of 8th European Particle Accelerator Conference (EPAC-2002), Paris, 2002, p.506-508.

6. Д.А.Завадцев, А.А.Лях, АА.Сладков "Выбор оптимальной конструкции дроссельного поршня для узлов высокочастотного тракта линейного коллайдера TESLA". II Научная сессия МИФИ-2003, Сборник научных трудов, т. 7, 126-127 е., 2003г.

7. B.Yu.Bogdanovich, M.Ebert, V.IKaminsky, M.V.Lalayan, N.P.Sobenin, V.M.Volkov, D.A. Zavadtsev. "Устройство согласования импедансов высокочастотного тракта и ускоряющей секции линейного коллайдера TESLA". И ХУШ конференция по ускорителям заряженных частиц, RUPAC-

2002, Обнинск, октябрь 2002г.

8. В.М.Волков, Д.АЗавадцев, Б.В.Зверев, В.ИКаминский, М.В.Лалаян, ААХладков, Н.П.Собенин "Экспериментальное исследование моделей регулируемых направленных ответвителей". II Научная сессия МИФИ-

2003, Сборник научных трудов, т. 7, 120-121 е., 2003г.

9. В.М.Волков, Д.А.Завадцев, М.В.Лалаян, В.ИКаминский, Н.П.Собенин "Экспериментальное исследование согласователя импедансов линейного коллайдера TESLA". И Научная сессия МИФИ-2003, Сборник научных трудов, т. 7, 118-119 е., 2003г.

Подписано в печать 28.05.2003 г. Формат 60 х 90/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 19

Оттиражировано в ООО «САТУРН мтк» 111020, Москва, Авиамоторная ул., 11

>

I

(

I

goo^í

ВВЕДЕНИЕ.

1 СХЕМЫ СВЧ ПИТАНИЯ УСКОРЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОН-ПОЗИТРОННОГО КОЛЛАЙДЕРА TESLA.

1.1 Ускоряющая система электрон-позитронного коллайдера TESLA.

1.1.1 Принципиальная схема ускоряющей системы.

1.1.2 Криогенный модуль.

1.1.3 Внешняя добротность ускоряющих резонаторов.

1.2 Древовидная схема.

1.3 Последовательная схема.

1.3.1 Принципиальная схема.

1.3.2 Регулируемый направленный ответвитель на базе двух волноводных мостов и фазовращателя.

1.3.3 Регулируемый направленный ответвитель на базе коаксиального и волноводного ответвителей с фазовращателем между ними.

1.3.4 Регулируемые направленные ответвители с емкостными и индуктивными поршнями.

1.3.5 Трехшлейфовый согласующий трансформатор.

1.3.6 ЕН-согласователь.

1.4 Сравнительный анализ древовидной и последовательной схем СВЧ питания.

1.5 Выводы.

2 ЕН-СОГЛАСОВАТЕЛЬ на основе двойного волноводного тройника.

2.1 Принцип работы.

2.2 Расчет ЕН-согласователя.

2.2.1 Методика расчета.

2.2.2 Расчет двойного волноводного тройника.

2.2.3 Расчет режимов согласования.

2.2.4 Расчет подвижного короткозамыкающего поршня.

2.3 Разработка конструкции ЕН-согласователя.

2.4 Модуль управления двигателями.

2.4.1 Аппаратная часть.

2.4.2 Программное обеспечение.

2.5 Настройка и испытания ЕН-согласователя на низком уровне мощности.

2.5.1 Разработка волноводных измерительных устройств.

2.5.1.1 Коаксиально-волноводные адаптеры.

2.5.1.2 Волноводный калибровочный набор.

2.5.2 Настройка двойного волноводного тройника.

2.5.3 Калибровка ЕН-согласователя.

2.5.4 Согласование нагрузок с помощью ЕН-согласователя.

2.6 Выводы.

3 Регулируемые направленные ответвители.

3.1 Постановка задачи и общие соображения.

3.2 Регулируемые направленные ответвители с емкостными поршнями.

3.2.1 Регулируемые направленные ответвители с цилиндрическими емкостными поршнями.

3.2.2 Регулируемые направленные ответвители с прямоугольными емкостными поршнями.

3.3 Регулируемые направленные ответвители с индуктивными плунжерами

3.3.1 Вариант 1. Направленные ответвители с параллельными волноводами.

3.3.2 Вариант 2. Направленный ответвитель с сужающимися волноводами.

3.3.3 Вариант 3. Направленный ответвитель с одним поршнем.

3.3.4 Вариант 4. Направленный ответвитель с сильфонами.

3.3.5 Вариант 5. Направленный ответвитель с двойными сильфонами.

3.3.6 Вариант 6. Направленный ответвитль на 12,5 дБ.

3.3.7 Вариант 7 Направленный ответвитель на 12,5 дБ.

3.3.8 Вариант 8. Ответвитль на 3 дБ.

3.3.9 Вариант 9. Направленный ответвитель на 3 дБ.

3.4 Подвижные короткозамыкающие плунжеры.

3.4.1 Дроссельный поршень шириной 276мм.

3.4.2 Короткозамыкающий поршень на основе гибкой мембраны.

3.5 Макетные испытания направленных ответвителей с индуктивными плунжерами на низком уровне мощности.

3.5.1 Макет направленного ответвителя на 3 дБ.

3.5.2 Макет ответвителя на 12,5 дБ.

3.5.3 Двойной волноводно-коаксиальный направленный ответвитель.

3.5.4 Полосковый ответвитель.

3.6 Выводы.

Одним из важных направлений развития техники ускорителей заряженных частиц является создание линейных электрон-позитронных коллайдеров на большую энергию. В настоящее время в процессе разработки находятся следующие проекты линейных коллайдеров: NLC-Next Linear Collider (США), JLC - Japan Linear Collider (Япония) [1], CLIC -Compact Linear Collider (Швейцария), TESLA - TeV Energy Superconducting Linear Accelerator (Германия) [2], [3],[4].

В ускорительном центре DESY (Deutsche Elektronen Synchrotron) (Гамбург, Германия) разрабатывается проект создания линейного электрон-позитронного сверхпроводящего коллайдера TESLA [5]. Два ускорителя - электронный и позитронный - расположены в одном тоннеле. Каждый из них рассчитан на энергию ускоренных частиц 250 ГэВ на первом этапе и 400 ГэВ на втором. Длина каждого ускорителя равна 14.4 км. Ускоряющий градиент в ускоряющих резонаторах - 23.4 МэВ/м.

Ускоряющая система представляет собой последовательную цепочку сверхпроводящих ускоряющих резонаторов, установленных внутри криогенных модулей, для обеспечения рабочей температуры резонаторов 2 К. В каждом криомодуле устанавливается 12 ускоряющих резонаторов. СВЧ питание каждого резонатора осуществляется через индивидуальное устройство ввода мощности, имеющее на входе волновод прямоугольного сечения, расположенный вне криомодуля при комнатной температуре. Всего в каждом ускорителе будет 10296 ускоряющих резонаторов в 858 криомодулях. В качестве источников СВЧ мощности планируется использование клистронов Thales ТН 1801 с твердотельными задающими СВЧ-генераторами. Для СВЧ питания ускоряющих резонаторов на первом этапе потребуется 572 клистрона. Таким образом, один клистрон ТН 1801 с двумя выходными волноводами питает 36 ускоряющих резонаторов, расположенных в 3-х криомодулях. СВЧ мощность из каждого выходного волновода должна быть распределена между 18-ю ускоряющими резонаторами, расположенными в полутора криомодулях. На втором этапе число питающих клистронов удвоится, чтобы удвоить входную мощность каждого резонатора. Для питания клистронов используются модуляторы, включающие накопители энергии, импульсные коммутаторы и импульсные трансформаторы.

В настоящее время рассматривается две схемы системы СВЧ питания ускоряющих резонаторов: древовидная и последовательная. Один клистрон с двумя выходными волноводами питает 36 девятиячеечных резонаторов, расположенных в трех криомодулях. Причем имеется две идентичные подсистемы, каждая из которых питается от одного выходного волновода клистрона. В случае древовидной схемы мощность из каждого выхода клистрона делится с помощью 15 волноводных направленных ответвителей, каждый из которых рассчитан на переходное ослабление 3 дБ. В случае последовательной схемы мощность из каждого выхода клистрона направляется по последовательной цепочке волноводных направленных ответвителей. СВЧ мощность, ответвленная из каждого направленного ответвителя, направляется на вход устройства ввода мощности ускоряющего резонатора. Переходное ослабление каждого ответвителя выбрано так, чтобы СВЧ мощности питания всех ускоряющих резонаторов были равны в номинальном режиме. Первоначально регулировка уровня входной мощности каждого резонатора в рассматриваемых схемах не планировалась, и ускоряющий градиент во всех резонаторах должен был бьггь одинаковым.

Последовательная схема распределения мощности лучше согласуется с геометрией тоннеля и обеспечивает меньшие потери, чем в древовидной системе распределения, поскольку длинные параллельные волноводы в этом случае не используются. Подобная система питания уже работает в системе СВЧ питания сверхпроводящего ускорителя HERA (DESY). Она также успешно протестирована в установке TTF (TESLA Test

Facility) [6]. Данная система питания резонаторов включает также ферритовые циркуляторы, нагрузки, устройства ввода мощности, коаксиально-волноводные устройства, ответвляющие часть мощности для систем контроля и управления, элементы волноводного тракта различной формы: волноводы, волноводные повороты, гофрированные волноводы. В качестве согласователя используется трехшлейфовый трансформатор.

Для проекта TESLA существует также другой вариант последовательной системы СВЧ питания ускоряющих резонаторов, соответствующий другой ускоряющей системе и другой конструкции криомодуля. В данном варианте в каждом криомодуле установлено шесть ускоряющих суперструктур, обеспечивающих тот же прирост энергии, что и 18 девятиячеечных резонаторов.

Коллайдер должен иметь систему распределения СВЧ мощности на основе устройств, выполненных на базе алюминиевых прямоугольных волноводов WR 770 (165,11x82,55 мм2). В этом случае только 4% мощности, генерируемой клистроном, теряется в волноводах, и 2% мощности теряется в циркуляторах.

Как показал опыт работы TTF [6] максимальный ускоряющий градиент, который достигается в сверхпроводящих резонаторах, не одинаков из-за особенностей технологии изготовления и различается от экземпляра к экземпляру. Это значение определяется в процессе тестов на высоком уровне мощности. При наладке всей ускоряющей системы мощность питания каждого ускоряющего резонатора должна соответствовать его максимальному ускоряющему градиенту. Это накладывает дополнительное требование на систему СВЧ питания ускоряющей системы, а именно, направленные ответвители должны быть регулируемыми в пределах ±1 дБ относительно своих номинальных значений.

Возможная флюктуация фазы ускоряющего поля в резонаторе должна компенсироваться волноводным трансформатором согласователем), установленным между резонатором и циркулятором. Требование фазовой стабильности определяется максимальным допустимым разбросом энергии в пучке. Принято, что система СВЧ питания должна обеспечить возможность регулировки фазы ускоряющего поля в каждом резонаторе в пределах ±50°.

Кроме этого возможные регулировки мощности СВЧ питания резонатора или тока ускоренного пучка при фиксированной величине внешней добротности резонатора приводят к появлению отражения СВЧ мощности от устройства ввода мощности. Это отражение должно быть скомпенсировано в системе СВЧ питания. Принято, что система СВЧ питания должна обеспечивать возможность согласования сопротивлений от Zb/З до 3Zb, где ZB - волновое сопротивление питающего волновода.

Диссертационная работа посвящена разработке элементов системы СВЧ питания, обеспечивающих выполнение этих трех функций, а именно, регулировку уровня мощности СВЧ питания, регулировку фазы ускоряющего поля и согласование входа каждого резонатора.

На защиту выносятся следующие результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы:

1. Схема СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера TESLA, содержащая ряд последовательно соединенных регулируемых направленных ответвителей для установки оптимального значения уровня мощности, подводимой к каждому резонатору, и ЕН-согласователи для регулирования фазы и коэффициента связи подводящего СВЧ тракта с резонаторами. Указанные устройства предназначены для заменены существующих нерегулируемых направленных ответвителей и ненадежных при работе трехшлейфовых трансформаторов без изменения конфигурации СВЧ тракта коллайдера.

2. Результаты разработки, создания и исследования ЕН-согласователя, выполненного на базе двойного волноводного тройника и подвижных короткозамыкающих поршней с автоматическим компьютерным управлением, позволяющего реализовать любое значение элементов матрицы рассеяния s или любое значение внешней добротности ускоряющего резонатора и регулировать фазу поля в резонаторе в диапазоне от 0 до 360 градусов.

3. Конструкция регулируемых волноводных направленных ответвителей со связью по узкой стенке волноводов и с подвижными поршнями, расположенными в дополнительных волноводах, присоединенных к узким стенкам волноводов ответвителей, обеспечивающих распределение СВЧ мощности генератора между ускоряющими резонаторами модуля и регулирование мощности питания каждого резонатора с целью достижения его предельного ускоряющего поля.

4. Конструкция и результаты расчета трех вариантов дроссельного короткозамыкающего поршня для ЕН-согласователя волновода

-у сечением 165,1x82,55 мм , а так же конструкция и результаты расчета двух вариантов подвижных поршней для регулируемых направленных ответвителей, обеспечивающих работу на высоком уровне мощности без ухудшения электрической прочности волновода.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения.

3.6 Выводы

В результате выполненной работы был исследован широкий ряд направленных ответвителей с волноводными, коаксиальными и полосковыми линиями.

Среди рассмотренных конструкций регулируемых волноводных направленных ответвителей с емкостными и индуктивными, цилиндрическими и прямоугольными, дроссельными и мембранными поршнями был сделан следующий выбор. Для регулируемых волноводных направленных ответвителей с коэффициентами переходного отслаблениия от 3 до 12,6 дБ рабочим вариантом является ответвитель с индуктивными мембранными поршнями, повернутыми на 90°.

Волноводно-коаксиальный ответвитель на 70 дБ выполнен на базе полосковой линии, связанной с волноводом через круглое отверстие связи в центре широкой стенки волновода и с коаксиальной линией через коаксиально-полосковый переход.

Направленный ответвитель на 3 дБ для фазового детектора выполнен на базе полоскового моста с замкнутой прямоугольной полосковой линией и четырьмя плечами.

Все выбранные и разработанные конструкции обладают требуемыми параметрами и могут быть успешно применены в системе СВЧ питания ускоряющей системы линейного коллайдера TESLA.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами проведенных исследований являются:

1. Предложена схема СВЧ питания сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного коллайдера TESLA, содержащая ряд последовательно соединенных регулируемых направленных ответвителей для установки оптимального значения уровня мощности, подводимой к каждому резонатору, и ЕН согласователи для регулирования фазы и коэффициента связи подводящего СВЧ тракта с резонаторами. Указанные устройства предназначены для заменены существующие нерегулируемые направленные ответвители и ненадежные при работе трехшлейфовые трансформаторы без изменения конфигурации СВЧ тракта коллайдера.

2. Предложена и разработана конструкция ЕН-согласователя, выполненного на базе двойного волноводного моста и подвижных короткозамыкающих плунжеров с автоматическим компьютерным управлением. Созданный ЕН-согласователь рассчитан на частоту 1,ЗГТц и позволяет в автоматическом режиме реализовать практически любое значение коэффициента передачи Si2 или любое значение внешней добротности ускоряющего резонатора и регулировать фазу поля в резонаторе в диапазоне от 0 до 360 градусов,

3. Предложена и разработана для ЕН-согласователя конструкция трех вариантов подвижных короткозамыкателей дроссельного типа на базе волновода прямоугольного сечения 165.1x82.55 мм. Особое внимание при выборе конструкции уделено созданию условий получения в любом сечении плунжера величины напряженности электрического поля не больше максимального значения в подводящем волноводе. В качестве рабочего варианта выбрано устройство, предназначенное для работы при импульсной мощности 1 МВт и с коэффициентом перенапряжения не выше 0,65, с коэффициентом потерь за пределами плунжера -45 дБ.

4. Проведены исследования возможности создания регулируемых Ф направленных ответвителей на 3 и 12.5 дБ при коэффициенте

124 направленности не хуже 25 дБ во всем диапазоне регулировки. Исследованы с использованием трехмерных программ и на экспериментальных макетах две схемы со связью по узкой стенке прямоугольных волноводов: с подвижными короткозамыкателями дроссельного типа, размещенными со стороны широких стенок волноводов, а так же и со стороны узких стенок волноводов напротив отверстий связи. Выбор сделан в пользу второго варианта, обеспечивающего лучшие регулировочные характеристики.

5. Предложена и разработана конструкция регулируемых волноводных направленных ответвителей со связью по узкой стенке волноводов и с подвижными плунжерами, расположенными в дополнительных волноводах, присоединенных к узким стенкам волноводов ответвителей, обеспечивающих распределение СВЧ мощности генератора между ускоряющими резонаторами модуля и регулирование мощности питания каждого резонатора с целью достижения его предельного ускоряющего поля. Впервые получены значения переходного ослабления 3±1дБ и 12.5±1 дБ при коэффициенте направленности не хуже 37 и 28 дБ во всем диапазоне регулировки соответственно. Конструкция ответвителей выполнена максимально компактно (габаритные размеры 500x400 мм) и уменьшением электрической прочности не белее чем на 25%.

6. Для регулируемых направленных ответвителей разработано два варианта подвижных короткозамыкателей дроссельного типа, размещенных в прямоугольных волноводах с сечением 276x82.55мм. Рассмотрены условия создания возможности эффективного короткого замыкания и высокой электрической прочности при учете существования в волноводах как волны типа Ню , так и волны типа Н20

1. "JLC Design Study", KEK Report 97-1, 1997.2. "Design Issues of TeV Linear Colliders", J.-P. Delahaye, Proc. of European Conference on Particle Accelerators, (EPAC'98), 1998.

2. R. Brinkmann, G. Materlik, J. Rossbach, A. Wagner, "Conceptual Design of a 500 GeV e+e- Linear Collider with Integrated X-ray Laser Facility", DESY 1997-048, ECFA 1997-182, vol.16. "TESLA Technical Design report", DESY 2001-011, March 2001

3. B. Aune et al., "Superconducting TESLA Cavities", Physical Review Special Topics Accelerators and Beams, v. 3, 092001, 2000.

4. W. Singer, I. Gonin, I. Jelezov, H. Kaiser, T. Khabibuline, P. Kneisel, K. Saito, X. Singer, "Hydro Forming of TESLA Cavities at DESY", Proc. 7 th EPAC, Vienna 2000.

5. B. Dwersteg, D. Kostin, M. Lalayan, C. Martens, W.-D., "TESLA RF Power Couplers Development at DESY"

6. S. Chel et al., "Coaxial Disc Windows for a High Power Superconducting Cavity Input Coupler", Proc. 18 th Particle Accelerator Conf., New York1999, p. 916.

7. J. Sekutowicz, M. Ferrario, Ch. Tang, "Superconducting superstructure for the TESLA collider: A concept", Physical Review Special Topics — Accelerators and Beams, v. 2, 062001, 1999.

8. N. Baboi, R. Brinkmann, M. Liepe and J. Sekutowicz, "HOM Damping Requirements for the TESLA Superstructures", Proc. 7 th EPAC, Vienna2000, p. 2016.

9. Б.В. Зверев, Н.П. Собенин, Электродинамические характеристики ускоряющих резонаторов, М:Энергоатомиздат, 1993.

10. A. Beunas, G. Faillon, 10 MW/1.5 ms, "L-band Multi-beam Klystron", Proc. Conf. Displays and Vacuum Electronics, Garmisch-Partenkirchen, Germany, April 29-30 1998.

11. C. Bearzatto, M. Bres, G. Faillon, "Advantages of Multiple Beam Klystrons", ITG Garmisch-Partenkirchen, May 4 to 5, 1992.

12. A. Beunas, G. Faillon, S. Choroba, A. Gamp, "A High Efficiency Long Pulse MultiBeam Klystron for the TESLA Linear Collider", DESY TESLA-01-01,2001.

13. V/Katalev IHEP? Protvino; S.Choroba DESY, "Hamburg. RF power distributing waveguide systems for TESLA". XVIII конференция no ускорителям заряженных частиц, RUPAC-2002, Обнинск, октябрь 2002г.

14. О.С. Милованов, Н.П. Собенин, "Техника сверхвысоких частот", М:Атомиздат, 1980.

15. V. Veshcherevich and S. Belomestnykh, "Correction of the coupling of CESR RF cavities to klystrons using three-post waveguide transformers", SRF 020220-02

16. B. Dwersteg, Q. Yufang. "High RF Power Waveguide Transformer". Report DESY-M-89-08, 1989.

17. C. Chen. "Matrix Model of the Waveguide Transformer". Cornell LNS Report SRF 010219-02, 2001.

18. B. Dwersteg. "SC-Cavity Operation via WG-Transformer". In: Proceedings of the 4th Workshop on RF Superconductivity, Vol. II, pp. 593-604. KEK Report 89-21, 1989.

19. Raymond M Vaillancourt. "Errors in Magic-Tee phase changer", IEEE microwave and guide wave letters. Vol.3, no.5, p.204-207, may 1993.

20. О. Зенкевич, К. Морган, "Конечные элементы и аппроксимация", Издательство Кембриджского Университета. М.: Мир, 1986.

21. M. A. Rahman и J. В. Davies, "Penalty Function Improvement of Waveguide Solution by Finite Elements", EEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 922-928. 1984.

22. M. Hano, "Finite-Element Analysis of Dielectric-Loaded Waveguides", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 1275-1279, 1984.

23. М.А.Егоров, В.М.Волков, Д.А.Завадцев, В.И.Каминский, Н.П.Собенин "Согласующие устройства на основе двойного волноводного тройника для высокочастотного тракта TESLA", Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 145-146, 2002г.

24. Tomas Sieverding, Fritz Arndt, "Modal analysis of magic tee", IEEE microwave letters vol.3, no.5, p. 150-152, may 1993.

25. W.K.Kahn. "E-plane forked hibrid-T junction", IRE Transaction-microwave theary and techniques, p.52-58, december.

26. ANSOFT HFSS 3D EM simulation software, www.ansoft.com

27. Егоров М. А., Иванов JI. О., Малькевич Д. Б., Ратников Е. В. "Коаксиально-волноводные адаптеры", Научная сессия МИФИ-2002, Сборник научных трудов, т. 7, 153-148 е., 2002.38. www.ni.com

28. В.М.Волков, Д.А.Завадцев, М.В.Лалаян, В.И.Каминский, Н.П.Собенин, "Экспериментальное исследование согласователя импедансов линейного коллайдера TESLA", Научная сессия МИФИ-2003, Сборник научных трудов, т. 7, 118-119 е., 2003г.

29. Альтман Дж., "Устройства СВЧ", перевод с англ., изд. Мир, М., 1968

30. Коган H.JI., Машковцев Б.М., Цибизов К.Н., "Сложные волноводные системы", JL, Судпромгиз, 1963

31. F. Richard, J. R. Schneider, D Trines, A. Wagner, "TESLA Technical Design Report", DESY 2001-011.

32. А.А.Завадцев, Д.А.Завадцев, В.И.Каминский, Н.П.Собенин, "Расчет характеристик направленных ответвителей для мощных ВЧ трактов ускорителей", Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр.110-111, 2001г.

33. М.А.Егоров, Д.А.Завадцев, А.А.Сладков, В.И.Каминский, В.В.Яненко, Н.П.Собенин, "Регулируемые направленные ответвители", Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 147-148, 2002г.

34. CST Microwave Studio™. CST GmbH, Darmstadt, Germany.

35. M.A.Egorov, D.A.Zavadtsev, V.I.Kaminsky, N.P.Sobenin, A.A.Zavadtsev, "Characteristics Calculation of Directional Coupler for Accelerator High-Power Feedes", Proc. of the 17-th Particle Accelerator Conference, Alushta, Ukrain/2001.

36. В.М.Волков, Д.А.Завадцев, Б.В.Зверев, В.И.Каминский, М.В.Лалаян, А.А.Сладков, Н.П.Собенин, "Экспериментальное исследование моделей регулируемых направленных ответвителей", Научная сессия МИФИ-2003, Сборник научных трудов, т. 7, 120-121 е., 2003г.

37. А.А. Завадцев, Д.А.Завадцев, А.И.Фадин, Н.П.Собенин, "Проект промышленного ускорителя электронов на 10 МэВ с большой средней мощностью пучка", Труды 17 Совещания по ускорителям заряженных частиц, 2000,стр.95-97.

38. А.А.Завадцев, Д.А.Завадцев, "Система автоматической подстройки частоты", Сборник научных трудов научной сессии МИФИ, том 7, стр. 159-161, 2002г

39. Дж.К.Саусворт, "Принципы и применения волноводной передачи", "Советское радио" М. 1955г.