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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉志凱
研究生(外文):Chin-kai Liu
論文名稱:加速器高頻共振腔之尾場阻抗模擬
指導教授:朱國瑞朱國瑞引用關係
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:尾場尾場阻抗
外文關鍵詞:GDFIDL
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本實驗室所設計HOM-damped cavity,由於HOM dampers有imperfect matching的問題造成persistent mode的存在,影響了HOM damping的效果,前人的研究主要著重於longitudinal mode,尤其是TM011-mode,以及0~1GHz這個頻段。因此本論文將針對於高頻段到3GHz的longitudinal與transverse高次模damping的效果有作深入了解。並且利用新程式GDFIDL來模擬計算高次模的阻抗與HFSS模擬計算的結果交互驗證,藉以了解其阻抗特性。

目前HOM-damped cavity的profile是由翁唯城學長經過多次的優化得到最佳加速阻抗的產物,但是在優化的過程中並未考慮加上HOM dampers的影響,而當加上HOM dampers之後加速阻抗減少12%,在論文中考慮加入HOM dampers的情況下,改變結構大小來增加加速阻抗,但是效果不彰,因此加入使用橢圓形Nose Cone的概念來增加加速阻抗,當短軸減少至7mm時,其所增加之加速阻抗幅度達21%。
第一章 緒論
1-1同步輻射光源簡介
1-2德國BESSY計畫歷史回顧
1-3論文大綱

第二章 電磁模擬理論基礎
2-1 品質因子 與阻抗的定義
2-2 頻域--縱向和橫向阻抗的定義
2-2-1縱向阻抗
2-2-2 Panofsky-Wenzel 定理
2-2-3 TM110之橫向阻抗
2-2-4 RLC等效電路
2-3 時域--尾場和尾場阻抗的定義
2-3-1 尾場函數及位能
2-3-2 尾場阻抗
2-3-3 頻域和時域的關聯
2-4 阻抗的影響與限制
2-4-1阻抗的影響
2-4-2阻抗的限制
第三章 電磁模擬軟體
3.1 HFSS程式 簡介
3-2: GDFIDL 程式簡介
3-3: HFSS模擬設定
3-3-1 :HFSS模型之建立及材料之選取
3-3-2 :如何求取品質因子
3-3-3 :如何求取阻抗
3-4:GDFIDL模擬設定與收斂測試
3-5: GDFIDL對於阻抗計算的設定

第四章 阻抗理論驗證
4-1:HFSS與GDFIDL之 eigenmode方法結果比較
4-2:HFSS與GDFIDL對於阻抗理論的基本驗證
4-3:HFSS-電磁波方法模擬與GDFIDL尾場方法模擬
4-4:GDFIDL的錯誤驗證
第五章 基模加速阻抗之三維優化
5-1:EU cavity之加速阻抗優化
5-2: 基模加速阻抗之增加
5-3:方形波導管優化橢圓形電子通道高次模
5-4:針對2.25GHz高次模衰減

第六章: 結論
參考文獻
附錄: A.GDFIDL使用手冊
B.LIUNX系統簡介及常用指令
C.AUTODESK INVENTOR簡易使用手冊-模型架構
參考文獻:
[1] John David Jackson, “Classical Electrodynamics”, Wiley, Third Edition, pp.372, (8.88).
[2] John N. Corlett, “Impedance of Accelerator Components”, 7th Beam Instrumentation Workshop (BIW 96), Argonne, IL, 6-9 May 1996.
[3] M. Jean Browman, “Using the Panofsky-Wenzel Theorem in the Analysis of Radio-Frequency Deflectors”, Los Alamos National Laboratory, MS H825 Los Alamos, NM 87545
[4] 孫又予, “微波電路學”, 國立編譯館, pp.647~648.
[5] A. Hofmann, “Beam Instability”, CERN Technical Report.
[6] GDFIDL’s Web: http://www.gdfidl.de.
[7] Edward L. Ginzton, “Microwave Measurements”, Mcgraw-Hill, pp.391-397.
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