Д. С. БАЗЫЛЬ, Я. В. ШАШКОВ

Научный руководитель – Н. П. СОБЕНИН, д. т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РАЗРАБОТКА АДАПТЕРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОХОЖДЕНИЯ ВВТ В НЕЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ
ТРУБКЕ ДРЕЙФА

Работа посвящена исследованию возможности поглощения волн высшего типа (ВВТ), возникающих в сверхпроводящем резонаторе и распространяющихся вдоль трубки дрейфа. Для поглощения ВЧ мощности волны типа H11 в трубке дрейфа рассмотрен согласованный волноводно-коаксиальный адаптер, оканчивающийся коаксиальной поглощающей нагрузкой. Такая конструкция поглотителя ВВТ будет использована в экспериментальном макете с целью выбора оптимального варианта дрейфовой трубки. В настоящей работе приведена результаты выбора и согласования адаптера для рифленой трубки дрейфа. [1]

Исследовался волноводно-коаксиальный адаптер, который должен иметь хорошее согласование одновременно на двух наиболее опасных ВВТ, а именно на волне Н111 с частотой F1=1040 МГц и волне Е110 с частотой F2=1080 МГц. Для создания режима бегущей волны на этих частотах в дрейфовой трубке, которая представлена на рис. 1 в виде цилиндрического волновода с тремя ребрами, - использована конструкция адаптера в виде удлиненного внутреннего стержня коаксиальной линии с тефлоновой насадкой и закороченного конца волновода (рис. 2)

C:\Users\Pro\AppData\Local\Temp\SNAGHTML56cd3e.PNG

Рис. 1. 3-D модель структуры

Рис. 2. Структура в продольном сечении, с указанием геометрических параметров

Расчеты сделаны в программе CST Studio[2]. Коэффициент отражения S11 настраивался за счет подбора геометрических параметров, указанных на Рис. 2, так, что бы получить минимальное отражение на двух указанных частотах. В результате найдены оптимальные размеры, при которых наблюдалось согласование на рабочих частотах.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Размеры адаптера и его положение относительно трубки дрейфа, при которых наблюдалось согласование, а так же, график, отражающий поведение S11, дБ в полосе частот показан на Рис. 3.

Рис. 3. Слева график зависимости S11, дБ от частоты F, МГц, справа - размеры структуры соответствующие этому графику

Как видно из графика коэффициент отражения S11, дБ равен -30.3 дБ и -28.9 дБ на частотах F1 и F2 соответственно, что удовлетворяет поставленным требованиям.

Так как в конечном макете для изучения ВВТ предполагается два адаптера, один предназначен для ввода мощности, а другой для вывода, рассмотрен макет с двумя адаптерами. Рассмотренная структура (Рис. 4), состоит из модели, которая описана в первой части статьи, а так же ее зеркального отображения. Геометрические параметры двух одинаковых адаптеров соответствуют параметрам, показанным на Рис. 3. Расстояние между этими структурами было выбрано gap=λ/4\approx71,6 мм, где λ-длина волны в волноводе.[3]

C:\Users\Pro\AppData\Local\Temp\SNAGHTML539b75.PNG

Рис. 4. Модель с двумя адаптерами

Рис. 5. График зависимости коэффициента передачи S21 от частоты F, МГц

Таким образом, из графика зависимости коэффициента передачи S21 от частоты F, МГц (Рис. 5) видно, что S21 равен 0.998 и 0.997 на выбранных частотах F1 и F2 соответственно. Можно сделать вывод, что мощность подаваемая из Адаптера #1 проходит в Адаптер #2 практически без потерь и отражений.

Список литературы

1. Ya. V. Shashkov, N. P.Sobenin, I. I.Petrushina, M. M. parison of High Order Modes Damping Techniques for 800 MHz single cell superconducting Cavities Nuclear Instruments and Methods in Physics Research 2014 A767. p.271–280

2. http://www. // CST Studio Suite User Manual1.

3., // «Техника сверхвысоких частот», Москва, Энергоатомиздат, 2007