7月29日，高能同步輻射光源（HEPS）加速器部高頻系統(tǒng)對自主研制的國產(chǎn)WR1800波導（Rectangular Waveguide，長邊18英寸的矩形波導）定向耦合器進行了測試，所有測試結(jié)果均優(yōu)于同型號的進口產(chǎn)品，研制取得成功。這標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——方向性，在冷測和高功率測試下，結(jié)果均優(yōu)于國外進口產(chǎn)品。
高性能WR1800波導定向耦合器方向性指標測量值達到48dB，優(yōu)于進口同型號器件的32dB。在駐波全反射條件下的高功率測試中，經(jīng)過超過6小時的連續(xù)波200千瓦拷機，其器件溫升正常、運行穩(wěn)定，功率波動為±1%，優(yōu)于進口同型號器件±7%的功率波動值。此外，該耦合器還同步進行了4個自主研制的WR1800型E彎波導和一段WR1800直波導的高功率測試，測試結(jié)果顯示這些國產(chǎn)波導器件均滿足穩(wěn)定運行的要求。
大尺寸波導定向耦合器是高頻功率傳輸系統(tǒng)中的核心部件，主要功能是對波導傳輸?shù)纳漕l功率進行采樣監(jiān)測，為射頻低電平控制系統(tǒng)和射頻快速聯(lián)鎖保護系統(tǒng)提供高精度的射頻采樣監(jiān)測信號，其中波導定向耦合器的“方向性”指標是影響高頻系統(tǒng)總體監(jiān)測和控制精度的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)之一。
此前，我國在大尺寸波導器件上基本依賴進口，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于高精度功率采樣的要求。為了擺脫進口依賴并節(jié)約成本，HEPS高頻系統(tǒng)于2019年啟動了WR1800波導器件的自主研制。通過對結(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，指導國內(nèi)廠家完成了樣件加工制造，隨后在采用專用波導校準件進行精密校準的基礎(chǔ)上，完成了定向耦合器的精確調(diào)試和標定，最后利用BEPCII停機檢修的間隙，將新研制的國產(chǎn)定向耦合器安裝到BEPCII高頻西廳成功進行了駐波全反射條件下的高功率測試，項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)和校準方法。
WR1800波導定向耦合器的成功研制，是加速器設(shè)備自主研發(fā)的又一重要進展，耦合器的自主研制成功將節(jié)省可觀的經(jīng)費，并具有很好的推廣應用價值。
WR1800波導定向耦合器
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