1.3GHz高功率输入耦合器样机设计

摘要

本文研究的课题是1.3 GHz高功率输入耦合器模拟仿真,是基于2018年启动的上海光源硬X射线自由电子激光器大科学装置项目。该项目采用9-cell超导腔加速粒子,在每个超导腔和功率源之间连接一个输入耦合器,负责将功率源的能量传输到超导腔中加速粒子。本文设计是基于同轴线结构的高功率输入耦合器,其结构大致可分为四个部件:冷端、热端、同轴转换波导和内导体调节驱动。其中冷端和热端各包含一个圆柱形陶瓷窗,分别称为冷窗和热窗。冷端外导体和热端内外导体采用波纹管结构设计,通过内导体调节驱动调节耦合杆可以控制波纹管的伸缩,以改变内导体天线插入腔体的深度,从而实现耦合度可调以匹配不同的束流负载。同轴转换波导通过实现矩形波导到同轴波导的过渡,从而实现TE10模到TEM模的模式变换。本文就高功率耦合器的RF仿真方面阐述耦合器的设计过程。