WR2300 ハーフ ハイト タイプの長方形導波管は、エンド リッジと加速器キャビティの間のアイリスを介してキャビティを加速するための電力を結合するために広く使用されています。ただし、本スタディでは、キャビティのタイプと結合要件に応じてアイリス結合が調整されるため、遷移部分のみに焦点を当てています。高出力アクセラレータ システムで重要なパラメータは、リターン ロス、挿入損失、共振周波数、およびその熱挙動です。
この調査では、SolidWorks と HFWorks のデュオを使用して、ユーザーが RF カプラーを構想および設計できるようにする設計およびシミュレーション機能について説明します。導波路の熱解析に結合された RF が提示されます。この導波管をシミュレートするために、熱結合を備えた HFWorks の S パラメータ モジュールが使用されます。
図 1 は、SolidWorks で設計されたカプラー構造を示しています。この構造は 3 つの部分で構成されています。図 2 に示すように、入ってくる長方形の WR2300 ハーフ ハイト ウェーブガイドをパーツ I、中央のリッジ ウェーブガイドをパーツ II、エンド リッジをパーツ III とします。ストレート リッジ導波管カプラーの全体サイズは400mm x 400mm x 150mmです。
導波管カプラーの側面図の概略図を図 2 に示します。 TE 10モードのリッジ ギャップの関数としてのカットオフ周波数の変化は、ATLASS[1] を使用してシミュレートされ、図 3 に示されています。
.jpg)
形状パラメータは、ファイルで定義し、ソフトウェアの方程式機能を使用して Solidworks にインポートできます。これらのパラメーターを表 1 にまとめます。
図 3 は、リッジ ギャップを変化させることによる、ATLASS を使用したTE 10モードのカットオフ周波数の変化を示しています。
HFWorks を使用してシミュレートされたリターン ロスS 11と挿入損失S 21およびカプラの測定結果を図 4 に示します。図 4 に示すように、導波管カプラーは 0.353 GHz で共振します。
HFWorks は、カプラー壁での導体損失、つまり熱負荷を自動的に計算し、250kW の入射電力を想定して熱モジュールに供給します。周囲の空気の結合熱伝達係数 (h) は 1000 W/m 2 K 、周囲温度は 293 K であると想定されます。
温度の分布を図 5 に示します。明らかに、250 kW の入射電力にもかかわらず、温度の上昇はほとんどなく、導波管に熱構造の欠陥がないことが保証されます。
電力を加速器に結合するための RF ストレート リッジ導波管カプラーは、HFWorks を使用してシミュレートされます。挿入損失、リターン ロス、および共振周波数が表示され、測定データと比較されます [2]。残念ながら、リファレンスには熱シミュレーションがありません。したがって、参考文献との比較をせずに、熱の結果を提示します。
[1] https://www.emworks.com/product/ATLASS
[2] Rajesh Kumar, Mentes Jose, G.N. Singh, Girish Kumar and P.V. Bhagwat "RF characterization and testing of ridge waveguide transitions for RF power couplers ", published at Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 838, pp. 66-7, 2016
| Share on |
English (CA)
Deutsch
日本語