优先发表

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粒子束及加速器技术
高能光源束流位置探测器支撑架结构优化设计
王安鑫, 王梓豪, 麻惠洲, 李春华, 聂小军, 陈佳鑫, 朱东辉, 余洁冰, 贺华艳, 王广源, 于永积, 刘仁洪, 张俊嵩, 邱瑞阳, 刘磊, 康玲
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200297
摘要:
从热稳定性和振动稳定性两个角度出发,优化设计得到了超高稳定的刚性支撑架结构;通过ANSYS有限元模态分析,验证了结构的热膨胀变化量和特征频率;采用混凝土二次灌浆方法对支撑架进行地面固定和特征频率测试,结果表明,支撑架结构的特征频率达到61.9 Hz、振动幅值小于30 nm,均满足设计要求。最后采用动态刚度测试方法,得到混凝土二次灌浆层的主要刚度值,进一步验证支撑架结构优化结果的准确性。
高能光源增强器束流横向尺寸测量系统设计
祝德充, 随艳峰, 岳军会, 彭月梅, 刘佳明, 曹建社
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200268
摘要:
高能同步辐射光源的增强器将直线加速器注入的束流加速到储存环所需的能量,为储存环提供高品质的电子束。为了对增强器的束流横向截面尺寸、发射度及能散进行测量,设计了两条可见光-紫外波段的束测光束线。两条光束线分别选取无色散和色散较大的两处弯铁位置作为光源点,使用两套同步光成像系统来监测光源点的束流截面尺寸,并计算束流发射度及能散。介绍了同步光引出真空室及光学成像系统,对影响成像质量的空间分辨率进行了分析,并针对升能过程中不同能量下束流光斑变化的测量进行了设计。
空间环境地面模拟装置扫描磁铁振动
喻九维, 杨雅清, 吕明邦, 陈文军, 郑亚军, 许小伟, 陆海娇, 潘永祥
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200311
摘要:
研究了近代物理研究所为哈尔滨工业大学(HIT)空间环境地面模拟装置(SESRI)研制的扫描磁铁的振动,通过试验,使用激光位移传感器采集扫描磁铁上关键点的振幅,对比振幅分析影响振动的因素。试验数据显示,当电流为450 A、频率小于140 Hz时,振动平缓;磁铁整体振动随输入电流频率升高与电流增大而增强,电流频率为磁铁振动的主要影响因素;磁铁内带阻尼性材料部分的振幅明显小于其他部分。同时哈尔滨工业大学扫描磁铁采用的线圈铁芯浇筑一体结构设计,振动明显减小。结论证明磁铁机构与工艺的合理设计能有效减振。
基于软核的超导腔失效在线补偿系统的研究
肖麟阁, 戴建枰, 邓子为, 朱航
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200287
摘要:
利用遗传算法较强的鲁棒性以及FPGA在并行计算方面的巨大优势,以中国加速器驱动次临界系统(C-ADS)注入器II的第四个超导加速组元(CM4)为例,开发了超导腔失效在线补偿FPGA程序,并使用束流动力学软件TRACEWIN对FPGA计算结果的可靠性进行验证。然后将其封装为IP核,以更通用的形式在嵌入式Linux系统中使用;同时,针对未来超导腔失效补偿系统的独立性、低延时的要求,应用MicroBlaze软核处理器编译了Linux系统和EPICS组件,在搭建的仿真通讯环境中验证了超导腔失效补偿系统的通信功能。
HIRFL-CSRE 脉冲堆积式高频数字低电平系统
周睿怀, 丛岩, 许哲, 王新宇, 付昕, 李世龙, 韩小东
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200357
摘要:
为突破传统束流堆积方式瓶颈、提高重离子流强,兰州重离子加速器冷却储存实验环(HIRFL-CSRe)将采用移动式脉冲堆积方案(Moving Barrier Bucket)。该方案要求高频系统能产生高精度的单正弦电压,然而由于Barrier Bucket(BB)电压的宽带特性以及高频系统的非线性,高频腔内的BB电压存在着严重的失真问题。针对此问题,在全面分析了BB电压波形特性以及高频系统的频率响应的基础上,设计了BB电压预失真前馈控制方案,并详细描述了该方案的原理、仿真、软硬件设计以及实际测试结果。研究成果将应用于HIRFL-CSRe的BB束流堆积实验以及十二五强流重离子加速器(HIAF)的BB堆积模式。
高功率微波技术
Ka波段宽频带行波管放大器线性化研究
韩飞, 夏雷, 李宝建
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200353
摘要:
线性化器是毫米波通信系统中的关键器件,在改善放大器的线性指标及提高通信质量等方面起着至关重要的作用。现阶段国内行波管放大器(TWTA)线性化技术尚不完善,无法满足通信技术发展的应用需求,因此线性化技术的研究刻不容缓。本文提出了一种新的宽频带模拟预失真线性化器结构,用来改善Ka波段TWTA的非线性特性。仿真结果表明,在26~30 GHz频率范围内,输入功率为−20~10 dBm,线性化器的增益扩张≥5.08 dB,相位扩张≥64.81 °。将线性化器与TWTA进行级联测试,中心频率的增益压缩≤3.12 dB,相位压缩≤2.31 °,三阶互调(IMD3)显著提高。
基于有源超表面的导电板雷达截面增强捷变设计
王思豪, 廖成, 尚玉平, 张润午
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200331
摘要:
提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载,使用具有嵌入式偏置回路的物理单元,所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下,对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电调的反射系数相位分布,以达到对反射波角度的灵活重定向,进而有助于单站或双站雷达散射截面增强的捷变效果。以导电平板为例,对三种不同的入射反射场景进行了计算与全波仿真,在设计频率10 GHz处,所提出的设计产生了可重构的散射方向图,表明了该设计对反射波角度的实时控制,并结合实验测量验证了单站与双站雷达散射截面的有效增强结果。
一种高选择性可调带通与带阻可切换滤波器
杨红, 张德伟, 王显, 张俊杰, 周东方, 付宇璠
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200327
摘要:
设计了一种高选择性可调带通与带阻可切换微带滤波器。在微带谐振器及枝节末端加载变容二极管实现中心频率的可调;在输入与输出端口馈线之间,利用PIN二极管实现滤波器阻带和通带特性的切换。采用奇偶模的方法对滤波器结构进行分析,通过对奇偶模频率的调节实现了频率调节过程中的恒定绝对带宽。同时,在输入与输出馈线间引入源与负载耦合,使得频带两侧各有一个传输零点,且传输零点在整个频率调谐范围内相对位置几乎不变。因此,在整个频率调节范围内,滤波器实现了高选择性及良好的带外抑制能力。最终设计出的可调带阻滤波器的频率调谐范围为5.58~5.89 GHz,绝对带宽80 MHz±5 MHz,阻带衰减优于14 dB;可调带通滤波器的频率调谐范围为5.42~5.79 GHz,绝对带宽120 MHz±5 MHz,插入损耗1.69~2.25 dB,回波损耗优于13 dB。同时,该滤波器具有0.28λg×0.62λgλg是可调频率范围中心频率的波长)的紧凑结构尺寸。实验和仿真结果一致性较好。
脉冲功率技术
晶闸管反向并联二极管组件的关断特性研究
李涛, 张星汝, 何孟兵, 刘俊, 冯冰洋
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200239
摘要:
晶闸管具有控制特性好,寿命长、体积小、噪声小等优点,是高功率脉冲电源的重要器件。但晶闸管在高电压、大电流、重频工作条件下使用时,会出现晶闸管无法在特定时间内关断的情况,导致脉冲电源出现故障。为提高晶闸管在重频下的工作能力,本文对脉冲功率晶闸管组件的关断过程进行研究。基于晶闸管的关断原理和实验分析,在相同\begin{document}$ {\rm{d}}i/{\rm{d}}t$\end{document}下,增大电流峰值\begin{document}$ {I_{\rm{p}}}$\end{document}对晶闸管反向恢复特性影响较小,并得到了晶闸管的反向恢复时间、反向恢复电荷和\begin{document}${\rm{d}}i/{\rm{d}}t$\end{document}的关系。根据实验数据拟合晶闸管反向恢复电流波形,修改了电流指数函数模型,可以更好地拟合反向恢复电流。
放电功率变化对电磁波在电感耦合闭式等离子体中的衰减特性
林茂, 徐浩军, 魏小龙, 韩欣珉, 常怡鹏, 林敏
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200320
摘要:
射频电感耦合等离子体(ICP)放电方式能够在较宽的压强范围内产生大面积、密度高的等离子体,在对电磁波衰减应用中具有较大优势。通过研究ICP等离子体与电磁波相互作用的过程,改进闭式等离子体模型,建立电磁波在非均匀等离子体中传播的分层计算模型,对实测诊断分布情形下等离子体与电磁波的相互作用进行研究,得到不同功率条件下电磁波衰减的变化情况;提出射频电感耦合闭式等离子体用于电磁波衰减的方法并实验验证,基于等离子体覆盖金属平板的测量模型,在实验室内搭建了以金属板为衬底的弓形微波反射测试系统,研究了闭式等离子体对4~8 GHz频段范围内微波反射的作用特性,以及不同射频功率对微波反射的影响规律,并将实验测量与计算结果进行对比分析。实验表明,通过功率调节,电感耦合闭式等离子体对5.92~6.8 GHz频带电磁波具有明显的衰减作用。