(1 сем., экзамен)
Лектор: Стюф Алексей Сергеевич, ассистент преподавателя
Введение
Уравнения Максвелла. Поля вблизи проводящей стенки. Поле плоской волны. Отражение плоской волны от проводящей стенки, диэлектрика, ферромагнетика. Волновое сопротивление вакуума. Расчёт волнового сопротивления линии. Предел пространственного и временного разрешения электромагнитных датчиков.
Электростатические датчики
Классический электростатический датчик положения пучка. Мультипольные моменты заряда изображения. Заряды на Х-электродах датчика. Некоторые конструкции электростатических датчиков положения: симметричная витая, технологичная. Методы формирования нормированного сигнала положения пучка. Классическая схема нормировки на базе усилителей с АРУ. Фазовый метод нормировки. Принцип работы фазового дискриминатора. Электростатический датчик в качестве датчика тока пучка.
Методы детектирования сигналов
Диодный детектор синусоидального сигнала. Усреднение шумов. Преобразование частот и синхронное детектирование сигналов. Спектральный анализ. Измерение заряда сгруппированного пучка. Преобразование сигнала и шума. Режим детектирования на 2-й гармонике ВЧ. Оценка уровня шума в терминах заряда пучка. Другой метод восстановления постоянной составляющей.
Полосковый и пуговичный датчики
Полосковый и пуговичный датчики. Способ нормировки и линейность координатной сетки. Координатная сетка датчика положения и датчика квадрупольного момента пучка.
Датчики тока изображения
Теория датчика тока изображения для измерения положения пучка. Азимутальное распределение тока изображения в стенках идеально проводящей круглой цилиндрической камеры канала. Параметры пучка, определяемые по току изображения. Замена интегралов суммами. Оценка времени растекания тока изображения. Точное решение задачи о растекании тока изображения в рамках модели длинного датчика. Практический эффект растекания тока изображения. Датчики тока изображения на канале транспортировки пучков из накопителя ВЭПП-3 в накопитель ВЭПП-4М. Датчики тока изображения на каналах ВЭПП-2000. Широкополосный датчик тока пучка.
Измерение параметров несгруппированного пучка
Датчик постоянного тока пучка. Измерение параметров пучка по его шумам. Продольные сигналы пучка. Измерение тока и разброса энергии. Поперечные сигналы пучка. Измерение хроматичности, поперечных размеров и среднего смещения пучка.
Феррит на высоких частотах
Понятие шунтирующего сопротивления. Добротность катушки индуктивности на феррите. Ферритовое кольцо с зазором. Поглощающее свойство ферритов.
Длинные линии и трансформаторы
Длинные линии. Трансформаторы на длинных линиях. Трансформатор без «индуктивности рассеивания». Мостовой трансформатор типа «длинная линия» и его упрощённые версии. Двойной балансный смеситель.
Фильтры постоянного импеданса и дуальные цепи
Фильтры постоянного импеданса. Дуальные ФПИ. ФПИ на отрезках линий. Симметричный ФПИ. Некоторые применения ФПИ и дуальных цепей. Согласование фидера. Многокаскадные ФПИ. Пример применения дуальной цепи. Формирование импульсных сигналов без постоянной составляющей.
Адаптивная система управления протонным синхротроном
Концепция системы управления. Сплайн-интерполирующий ЦАП. Согласование частоты ускоряющего напряжения с уровнем ведущего магнитного поля. Формирование частот ВЧ системы.
Литература
Мешков И. Н., Чириков Б. В. Электромагнитное поле. Часть 1: Электричество и магнетизм. Новосибирск: Наука, 1987.
Гольдин Л.Л., Кузьмин А.А. О форме электродов, измеряющих смещение пучка заряженных частиц. // –ПТЭ, 1967, № 2.
Брук Г. Циклические ускорители заряженных частиц. М.: Атомиздат, 1970.
Москалев В.А., Сергеев В.И., Шестаков В.Г. Измерение параметров пучков заряженных частиц. М.: Изд-во МГУ, 1980.
Ханзел Г. Справочник по расчёту фильтров. М.: Советское радио, 1974.
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, Т.2.
Черепанов В.П. Диагностика пучков заряженных частиц, курс лекций. Новосибирск, 2007.