7月29日，高能同步輻射光源（HEPS）加速器部高頻系統(tǒng)對(duì)自主研制的國產(chǎn)WR1800波導(dǎo)（Rectangular Waveguide，長(zhǎng)邊18英寸的矩形波導(dǎo)）定向耦合器進(jìn)行了測(cè)試，所有測(cè)試結(jié)果均優(yōu)于同型號(hào)的進(jìn)口產(chǎn)品，研制取得成功。這標(biāo)志著我國在加速器設(shè)備的自主研制方面又攻克了一道“卡脖子”難關(guān)，且定向耦合器的關(guān)鍵指標(biāo)——方向性，在冷測(cè)和高功率測(cè)試下，結(jié)果均優(yōu)于國外進(jìn)口產(chǎn)品。
高性能WR1800波導(dǎo)定向耦合器方向性指標(biāo)測(cè)量值達(dá)到48dB，優(yōu)于進(jìn)口同型號(hào)器件的32dB。在駐波全反射條件下的高功率測(cè)試中，經(jīng)過超過6小時(shí)的連續(xù)波200千瓦拷機(jī)，其器件溫升正常、運(yùn)行穩(wěn)定，功率波動(dòng)為±1%，優(yōu)于進(jìn)口同型號(hào)器件±7%的功率波動(dòng)值。此外，該耦合器還同步進(jìn)行了4個(gè)自主研制的WR1800型E彎波導(dǎo)和一段WR1800直波導(dǎo)的高功率測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示這些國產(chǎn)波導(dǎo)器件均滿足穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
大尺寸波導(dǎo)定向耦合器是高頻功率傳輸系統(tǒng)中的核心部件，主要功能是對(duì)波導(dǎo)傳輸?shù)纳漕l功率進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，為射頻低電平控制系統(tǒng)和射頻快速聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)提供高精度的射頻采樣監(jiān)測(cè)信號(hào)，其中波導(dǎo)定向耦合器的“方向性”指標(biāo)是影響高頻系統(tǒng)總體監(jiān)測(cè)和控制精度的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)之一。
此前，我國在大尺寸波導(dǎo)器件上基本依賴進(jìn)口，國產(chǎn)的定向耦合器方向性僅20dB左右，無法滿足高功率下對(duì)于高精度功率采樣的要求。為了擺脫進(jìn)口依賴并節(jié)約成本，HEPS高頻系統(tǒng)于2019年啟動(dòng)了WR1800波導(dǎo)器件的自主研制。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的仿真迭代優(yōu)化，科研人員完成了定向耦合器的設(shè)計(jì)，指導(dǎo)國內(nèi)廠家完成了樣件加工制造，隨后在采用專用波導(dǎo)校準(zhǔn)件進(jìn)行精密校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，完成了定向耦合器的精確調(diào)試和標(biāo)定，最后利用BEPCII停機(jī)檢修的間隙，將新研制的國產(chǎn)定向耦合器安裝到BEPCII高頻西廳成功進(jìn)行了駐波全反射條件下的高功率測(cè)試，項(xiàng)目組在研制過程中掌握了全部工藝流程以及參數(shù)調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)方法。
WR1800波導(dǎo)定向耦合器的成功研制，是加速器設(shè)備自主研發(fā)的又一重要進(jìn)展，耦合器的自主研制成功將節(jié)省可觀的經(jīng)費(fèi)，并具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
WR1800波導(dǎo)定向耦合器
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