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v Abb. 7.5: Longitudinales E-Feld mit 6 mm Versatz. _____________________________________________ 7-94 Abb. 7.6: Messaufbau zur Bestimmung der HF-Eigenschaften von Halbwellen-Resonatoren. ____________ 7-97 Abb. 7.7: Transmittiertes HF-Signal (S21) kurz vor Einsetzen des Multipactings (grün) und während der Konditionierung mit 5 W HF-Leistung. ______________________________________________ 7-98 Abb. 7.8: Erste Q0 von Eacc-Messung des HWR-Prototypen Typ II. _________________________________ 7-99 Abb. 7.9: Erste gepulste Messung bei gleichzeitig vorhandenem geringem CW-Level. _________________ 7-100 Abb. 7.10: FFT des Phasensignals zur Bestimmung der mechanischen Eigenresonanzen nach Anregung der Piezos durch Sprungfunktion. ____________________________________________________ 7-101 Abb. 7.11: Anregung zweier benachbarter Eigenresonanzen (160 Hz, 168 Hz) mit Hilfe einer sinusförmigen Anregung: schwarz: Piezo-Anregung, rot: Phasensignal der Resonanzfrequenzregelung.______ 7-101 Abb. 7.12: Dominierende mechanische Eigenresonanz bei 230 Hz.________________________________ 7-102 Abb. 7.13: Anregung der stärksten mechanischen Eigenresonanz durch Sub-Harmonische._____________ 7-102 Abb. 7.14: Bestimmung der Lorentzkraft-Verstimmung (Typ II). __________________________________ 7-103 Abb. 7.15: Resonanzfrequenzänderung durch Piezo-Vorsteuerung bei unterschiedlichen Anstiegsgeschwindigkeiten. ______________________________________________________ 7-103 Abb. 7.16: Gütemessungen am Prototypen Typ I (blau) im Vergleich zu Prototyp Typ II (rot).___________ 7-105 Abb. 7.17: FFT des Phasensignals zur Bestimmung der mechanischen Eigenresonanzen nach Anregung der Piezos durch eine Sprungfunktion am Prototypen Typ I. ________________________________ 7-106 Abb. 7.18: Verhalten des Prototypen Typ I im gepulsten Betrieb. _________________________________ 7-107 Abb. 7.19: Bestimmung der Lorentzkraft-Verstimmung (Typ I).___________________________________ 7-108 Abb. 7.20: Kompensation der LKV durch schnelle Piezo-Translatoren. ____________________________ 7-108 Abb. 7.21: Gepulstes Verhalten des Prototyp-Resonators mit und ohne I/Q-Regelung._________________ 7-110 Abb. 7.22: I/Q-Regelung der HF inklusive Resonanzfrequenzregelung durch langsame Tuning-Einheit. ___ 7-110 Abb. 7.23: Ergebnisse der ersten I/Q-Messungen an den Grenzen des Regelbereichs. _________________ 7-111 Abb. 7.24: Amplituden und Phasenabweichung der I/Q-Regelung nach erster Optimierung: a) I-Anteil nach I/Q- Demodulation, b) entsprechender Q-Anteil, c) Phase bei +14 Hz Resonanzfrequenzabweichung, d) Phase bei -14 Hz Abweichung, e) Feldsondensignal bei +14 Hz Abweichung und f) Feldsondensignal bei -14 Hz. ___________________________________________________________________ 7-112
Tabellenverzeichnis vi Tabelle 1: Eigenschaften der vorhandenen und geplanten Vorbeschleunigeranlage:......................................... 2-7 Tabelle 2: Parameter des supraleitenden Linacs:................................................................................................ 2-8 Tabelle 3: Sprungtemperaturen und kritische Felder verschiedener Materialien. ............................................ 3-16 Tabelle 4: Oberflächenwiderstände von Niob.................................................................................................... 3-18 Tabelle 5: Oberflächenwiderstände und Eindringtiefen von Kupfer bei Raumtemperatur................................ 3-19 Tabelle 6: Einfluss des Innenleiterdurchmessers auf die Hochfrequenzeigenschaften des Resonators bei konstantem Außenleiterdurchmesser (D = 180 mm) und festgehaltener gespeicherten Energie von 1J. .......... 4-26 Tabelle 7: Parameter der Halbwellen-Resonatoren. ......................................................................................... 4-34 Tabelle 8: Berechnete, mechanische Eigenresonanzen unter Berücksichtigung von Fixpunkten an den Endkappen der Kavität....................................................................................................................................... 4-43 Tabelle 9: Gemessene Parameter der gepulsten Leistungsverstärker. .............................................................. 5-69 Tabelle 10: Resonanzfrequenzen in MHz, MWS: berechnete, Gem: gemessene Resonanzen............................ 7-93 Tabelle 11: Resonanzfrequenzänderung im Vergleich zwischen gemessenem und simuliertem Verhalten des HWR-Prototypen Typ II. .................................................................................................................................... 7-95
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P P e g = 1 4-50 , bzw. mit (Gl. 4.
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4-52 und ein zweites, kaltes Fenste
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4-54 4.7.2 Berechnung der Koppelsch
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E-Feld [MV/m] 0,2 0,18 0,16 0,14 0,
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4-58 Verluste ist die Wärmestrahlu
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4-60 erwartungsgemäß die erste Mu
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4.8 Tuner 4-62 Die Tunereinheit zur
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4-64 Übertragung von Vibrationen d
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4-66 am Wegaufnehmer S1 (Position s
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RFQ ACAV HWR1 5-68 M.O. Deb. Abb. 5
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5-70 Der HF-Verstärker ist über e
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5-72 trennten Regelkreise maßgebli
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5-74 anderen kann die Kavität dami
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5-76 Durch die Möglichkeit, mittel
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Amplitude [dB] 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -
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5-80 Motorregelung direkt dem Frequ
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6-84 HF-Sender Zirkulator Koppler K
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U mit ZL = Z||N²Z0. k 6-86 2 N Z Z
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6-88 Die optimale Anpassung der Kav
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7-92 7.1 HF-Messungen im normal lei
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E-Feld normiert 7,0 3,5 0,0 7-94 ge
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7-96 der Güte ermöglicht indirekt
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7.2.1 Prototyp Typ II 7-98 Nach Abk
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7-100 verursacht ist. Innerhalb wen
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Geänderte Skalierung 7-102 Abb. 7.
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7-104 frequenzänderungen durch die
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7-106 eine höhere Feldstärke verm
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Frequenzverschiebung [Hz] 0 -50 -10
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TP1 a) b) c) d) TP2 TP3 f) e) 7-112
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7-114 höhere Materialkosten aufwei
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116 Mikrophonieerscheinungen. Die K
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Phase [Grad] 200 180 160 140 120 10
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120 Eigenschaften der HWR-Prototype
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122 Unser Wissen ist ein Tropfen. W
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124 [Dunkel04] K. Dunkel, M. Pekele
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126 [Müller39] J. Müller, Untersu
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128 [Stockhorst00] H. Stockhorst, U
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Forschungszentrum Jülich in der He
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