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研究生:陳家逸
論文名稱:高頻共振腔高次模抑制方法之研究
論文名稱(外文):Study of high-order-mode damping of RF cavity
指導教授:朱國瑞朱國瑞引用關係王兆恩
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:高次模衰減器
外文關鍵詞:CWCTFerriteHFSSEU-cavity
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在利用650MHz-CWCT 衰減高次模的冷測實驗中,根據德國BESSY所給的參考數據,發現了有兩個TM011-like模,頻率各為654MHz和699MHz,高頻的TM011的Q很低,代表著其存在於腔體內的時間很短,不在影響範圍,而低頻TM011的Q為1290,且shunt impedance也很大,會擾亂電子加速,其稱為persistent mode,由於persistent mode的頻率(654MHz)太靠近650MHz-CWCT的截止頻率,因此不容易消除,而之所以會有TM011分裂的原因,由於damper的mismatch 邊界條件,使得damper引起另一個TM011-like mode。而本文的研究方向是主要針對對於high Q的persistent mode用ferrite吸波材料來加以抑制,因為C-48吸波材料特性對於低頻的電磁波有相當好的衰減,非常符合此計畫的需求,由於基模相對的也會被影響,因此要找出最佳優化點。對於damper的設計主要是利用簡單的雙脊波導在其封閉的尾端鑲入一個薄層C-48,在模擬的結果比較,算出來比接CWCT衰減HOM的效果還好,但還不到安全範圍之內(最好能在400以下),因此將波導截止頻率繼續降低至615MHz,這樣一來,使得原本persistent mode頻率又降至610MHz附近,且由於C-48衰減低頻波的效應很好,因此有效的抑制了persistent mode,在整個的模擬的過程當中,發現了一個具有縱軸為零次變化的高次模,而且Q相當的大,經過仔細的研究推敲發現,原來在腔體會有兩個的TE111 mode其中一個經由damper的位移遭到了場型破壞,以致會有縱軸方向的電場。然而其R/Q非常的小,對電子加速擾動不大,因此不考慮其效應。綜合在600MHz~750MHz這150MHz的掃頻,已無可以影響電子加速high Q的HOM,初步在數值模擬上,已抑制了利用CWCT damper所衍生的persistent mode。
摘要 І
誌謝 ІІ
第一章:緒論 1
1-1同步輻射光源簡介 1
1-2高次模效應的源由及解決之道 1
1-3有關高次模衰減器的回顧 3
第二章:無高次模共振腔的衰減器設計 7
2-1 解決高次模新的機制及其主要原理 7
2-2 雙脊波導加Ferrite load 對TM010和高次模的影響 9
2-3 New EU-Cavity的高次模衰減情況 17
2-4 降低波導截止頻率至615MHz之影響 20
2-5估計基模Power loss和ferrite所吸收的TM011能量 22
2-6在750MHz之前高次模的抑制結果 26
第三章 對於TM011 mode分裂的討論 27
第四章 對於Unknown mode分裂的討論 36
第五章 結論 43
參考文獻 44
附錄 45
參考資料:
[1] 楊志忠, “儲存環共振腔高次模衰減研究”,碩士論文,國立清華大學,中華民國,2002.
[2] 蔡頤錦, “儲存環共振腔高次模抑制研究”,博士論文,國立清華大學,中華民國,1997.
[3] 鄭信莉, “高頻共振腔高次模濾波結構之探討”,碩士論文,國立清華大學,中華民國,2002.
[4] F. Marhauser, et al., “Impedance Measures of a HOM-Damped Low Power Prototype Cavity for 3rd Generation SR Sources”, Proc.8th European Part. Acc. Conference, 2002.
[5] D.K.Cheng, “Field and Wave Electromagnetic”, Addison Wesley, pp.361-362.
[6] 宋傑, “儲存環高頻共振腔高次模抑制之數值模擬研究”,碩士論文,國立清華大學,中華民國,2001.
[7] J.Mouris and R.M. Hutcheon, “Measurements of the Complex Microwave Permeability of Un-biased Ferrite C-48 and Ferrite-50, from Room Temperature to 200C at Frequencies Between 915MHz and 2800MHz”, Microwave Properties North, Deep River, Ontario, Canada, 2000.
[8] 翁唯城, “儲存環高頻共振腔阻抗特性研究”,碩士論文,國立清華大學,中華民國,2000.
[9] A. Hofmann, “Beam Instability”, CERN Technical Report.
[10] 孫又予, “微波電路學”, 國立編譯館, pp.646-649.
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