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JPH07114160B2 - Tune measurement device for particle accelerator - Google Patents

Tune measurement device for particle accelerator

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Publication number
JPH07114160B2
JPH07114160B2 JP1296177A JP29617789A JPH07114160B2 JP H07114160 B2 JPH07114160 B2 JP H07114160B2 JP 1296177 A JP1296177 A JP 1296177A JP 29617789 A JP29617789 A JP 29617789A JP H07114160 B2 JPH07114160 B2 JP H07114160B2
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JP
Japan
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phase
output
signal
electron beam
knockout
Prior art date
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JP1296177A
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Japanese (ja)
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Inventor
栄次 豊田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH03159100A publication Critical patent/JPH03159100A/en
Publication of JPH07114160B2 publication Critical patent/JPH07114160B2/en
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  • Particle Accelerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は電子等の粒子を加速する粒子加速器のビームモ
ニタ装置において、真空ダクト内を通過する粒子ビーム
のベータトロン振動数を測定する粒子加速器のチューン
測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention relates to a beam monitor device of a particle accelerator for accelerating particles such as electrons, and the betatron frequency of a particle beam passing through a vacuum duct. The present invention relates to a tune measuring device of a particle accelerator for measuring.

(従来の技術) 第2図に粒子加速器の一例を示す。図において、1は線
形加速器であり所定の運動エネルギーを持つ粒子、例え
ば電子ビームを出力する。ここで出力された電子ビーム
は静電インフレクター2によって静電偏向を受け、加速
リング3の真空ダクト15A内の電子走行軌道に対して接
線方向から入射する。加速リング3内には偏向電磁石4A
が図の斜線部位に複数個配置されており、これによって
線形加速器1から入射した電子ビームを偏向させる。故
に、電子ビームはこの偏向電磁石4Aが発生する磁場によ
って所定の真空ダクト15Aの軌道内に納まるように制御
される。高周波加速空洞5A内には予め高周波電場が形成
されていて、これによって電子ビームには周囲軌道を回
る時に失われる運動エネルギー(電磁波として失われる
エネルギー)以上のエネルギーが与えられ、徐々に加速
される。また、この高周波加速空洞内に発生された電場
によって電子ビームを過減速することにより、周回軌道
上にバンチと呼ばれる電子ビームの進行方向にいくつか
に区切られた粒子集団を生成させる。この電子の粒子集
団数はハーモニック数と呼ばれる。そして、所定の運動
エネルギーに到達した電子ビームはキッカー電磁石6と
デフレクター電磁石7の発生する磁場により、加速リン
グ3内の周回軌道からはずされて、粒子輸送管8内に取
り出される。ここで取り出された電子ビームは蓄積リン
グ9に到達して内部にあるインフレクター電磁石10とパ
ータベイター電磁石11の発生する磁場によって蓄積リン
グ9の真空ダクト15B内の周回軌道に入る。このとき、
蓄積リング9内には、前記した加速リング3の場合と同
様に偏向電磁石4Sが複数個適正に配置されており、入射
した電子ビームの持つ運動エネルギー相当の磁場を事前
に発生させる。電子ビームはこの磁場により所定の周回
軌道内におさまるよう制御される。蓄積リング9内の高
周波加速空洞5Sは5Aと同様な電子ビームの加速装置であ
り、高周波加速空洞5S内に発生させた電場によって電子
ビームを一定の運動エネルギーに保つよう制御する。こ
れにより、シンクロトロン放射現象による電子ビームの
運動エネルギーの減衰を補う。
(Prior Art) FIG. 2 shows an example of a particle accelerator. In the figure, 1 is a linear accelerator which outputs particles having a predetermined kinetic energy, for example, an electron beam. The electron beam output here is electrostatically deflected by the electrostatic inflector 2, and is incident tangentially to the electron traveling trajectory in the vacuum duct 15A of the acceleration ring 3. Bending electromagnet 4A in the accelerating ring 3
Are arranged in the shaded area in the figure, and the electron beam incident from the linear accelerator 1 is deflected by this. Therefore, the electron beam is controlled by the magnetic field generated by the bending electromagnet 4A so as to be contained within the predetermined trajectory of the vacuum duct 15A. A high-frequency electric field is preliminarily formed in the high-frequency acceleration cavity 5A, so that the electron beam is given more energy than the kinetic energy lost when it orbits the surroundings (energy lost as an electromagnetic wave) and is gradually accelerated. . Further, by excessively decelerating the electron beam by the electric field generated in the high frequency accelerating cavity, a particle group called a bunch, which is divided into some in the traveling direction of the electron beam, is generated on the orbit. This number of electron particle groups is called the harmonic number. Then, the electron beam that has reached a predetermined kinetic energy is removed from the orbit in the acceleration ring 3 by the magnetic field generated by the kicker electromagnet 6 and the deflector electromagnet 7, and is taken out into the particle transport tube 8. The electron beam extracted here reaches the storage ring 9 and enters a circular orbit in the vacuum duct 15B of the storage ring 9 by the magnetic fields generated by the inflector electromagnet 10 and the perturbator electromagnet 11 inside. At this time,
In the storage ring 9, as in the case of the acceleration ring 3 described above, a plurality of deflection electromagnets 4S are properly arranged, and a magnetic field equivalent to the kinetic energy of the incident electron beam is generated in advance. The electron beam is controlled by this magnetic field so as to be within a predetermined orbit. The high frequency accelerating cavity 5S in the storage ring 9 is an electron beam accelerating device similar to 5A, and is controlled by the electric field generated in the high frequency accelerating cavity 5S so as to keep the electron beam at a constant kinetic energy. This compensates for the attenuation of the kinetic energy of the electron beam due to the synchrotron radiation phenomenon.

また、蓄積リング9内の偏向電磁石4Sにはビームライン
12と呼ばれるポートが設けられており、所定の運動エネ
ルギーを持つ電子ビームが偏向するときに発生するシン
クロトン放射光を、計測ポート13まで導くよう配設され
ている。この放射光は極端紫外連続光であり、計測ポー
ト13の光学系で分光処理された後、半導体制御装置の光
源等に利用される。なお、第2図に示した加速リング
3、蓄積リング9、粒子輸送管8等には偏向電磁石4A,4
S,4Tの他に四極磁石や六極磁石等が設置されており、ま
たビームライン12も複数個設けられているが、説明を簡
単にする都合上、ここでは省略した。
In addition, a beam line is formed on the bending electromagnet 4S in the storage ring 9.
A port called 12 is provided so that synchrotron radiation generated when an electron beam having a predetermined kinetic energy is deflected is guided to the measurement port 13. This emitted light is extreme ultraviolet continuous light, and after being spectrally processed by the optical system of the measurement port 13, it is used as a light source or the like of the semiconductor control device. The accelerating ring 3, the storage ring 9, the particle transport tube 8 and the like shown in FIG.
In addition to S and 4T, a quadrupole magnet, a hexapole magnet, and the like are installed, and a plurality of beam lines 12 are also provided, but they are omitted here for convenience of explanation.

次に前記した真空ダクト内を運転する電子ビームのベー
タトロン振動数を測定するチューン測定装置について第
3図の従来の構成図を参照して説明する。
Next, a tune measuring device for measuring the betatron frequency of an electron beam operating in the above-mentioned vacuum duct will be described with reference to the conventional configuration diagram of FIG.

トラッキングジェネレータ16により周波数f0からf1まで
の定電圧(定電力)正弦波信号を、連続的にパワーアン
プ17(高周波増幅器)へ入力し、電圧(電力)の増幅を
行う。増幅された信号はパワーデバイダ18A〜Cにより
同相(0゜)又は逆位相(180゜)の信号毎に分割変換
される。パワーデバイダ18A〜Cの位相選択は図に示す
設定になっており、以下の水平垂直切替回路19A内の各
スイッチSW5〜8を経て、真空ダクト15断面上のRFノッ
クアウト電極20A〜Dへ出力し、そのRFノックアウト電
極20A〜Dから電子ビームAに対して外乱磁場を印加す
る。
The tracking generator 16 continuously inputs a constant voltage (constant power) sine wave signal having frequencies f 0 to f 1 to the power amplifier 17 (high frequency amplifier) to amplify the voltage (power). The amplified signal is divided and converted into in-phase (0 °) or anti-phase (180 °) signals by the power dividers 18A to 18C. The phase selection of the power dividers 18A to 18C is set as shown in the figure, and is output to the RF knockout electrodes 20A to 20D on the cross section of the vacuum duct 15 through the respective switches SW5 to 8 in the horizontal and vertical switching circuit 19A below. A disturbance magnetic field is applied to the electron beam A from the RF knockout electrodes 20A to 20D.

外乱磁場を受けた加速電子は平行軌道に対し、水平垂直
切替回路19Aの切替えに応じて水平あるいは垂直に変位
する。この変位したポジション信号を真空ダクト断面上
のピックアップモニタ電極21A〜Dが検出し、水平垂直
切替回路19B内のスイッチSW1〜4を経て位相演算回路22
へ入力する。
The accelerated electrons that have received the disturbance magnetic field are displaced horizontally or vertically with respect to the parallel orbit in accordance with the switching of the horizontal / vertical switching circuit 19A. This displaced position signal is detected by the pickup monitor electrodes 21A to 21D on the cross section of the vacuum duct, and passes through the switches SW1 to 4 in the horizontal / vertical switching circuit 19B to the phase calculation circuit 22.
To enter.

この位相演算回路22にてそれぞれ水平垂直方向の変位量
(COD:平衡軌道からの水平方向、垂直方向のずれ)を算
出して、スペクトラムアナライザ23に出力する。
The phase calculation circuit 22 calculates the amount of displacement in the horizontal and vertical directions (COD: deviation in the horizontal and vertical directions from the equilibrium orbit) and outputs it to the spectrum analyzer 23.

水平方向および垂直方向の変位量を入力したスペクトラ
ムアナライザ23は、トラッキングジェネレータ16側より
印加している外乱磁場の周波数範囲でスイープされ、加
速電子ビームの共振周波数を分析表示する。即ち、トラ
ッキングジェネレータ16の周波数を変化させると、外乱
磁場の周波数が変化する。この周波数が加速電子ビーム
のベータトロン振動数に一致すると、電子ビームは共振
し水平、垂直方向に大きく変位する。この状態をピック
アップモニタ電極21A〜Dで検出し、その時のトラッキ
ングジェネレータ16の出力を読み取って加速電子ビーム
の共振周波数を知る。この共振周波数が電子ビームのベ
ータトロン振動数すなわちチューンである。
The spectrum analyzer 23, to which the horizontal and vertical displacements have been input, is swept in the frequency range of the disturbance magnetic field applied from the tracking generator 16 side, and the resonance frequency of the accelerated electron beam is analyzed and displayed. That is, when the frequency of the tracking generator 16 is changed, the frequency of the disturbance magnetic field changes. When this frequency matches the betatron frequency of the accelerated electron beam, the electron beam resonates and is largely displaced in the horizontal and vertical directions. This state is detected by the pickup monitor electrodes 21A to 21D, and the output of the tracking generator 16 at that time is read to know the resonance frequency of the accelerated electron beam. This resonant frequency is the betatron frequency or tune of the electron beam.

次に、チューン測定装置における水平、垂直方向の変位
量の処理について、更に詳しく説明する。
Next, the processing of the horizontal and vertical displacement amounts in the tune measuring device will be described in more detail.

真空ダクト15は、第2図で説明した通り、電子ビームの
平衡軌道を内蔵するダクトであり、高真空に保たれてい
る。そして、第3図に示したピックアップモニタ電極21
A〜Dはこの真空ダクト内に取付けたものであり、ビー
ムのダクト断面上の通過位置を検出する。
As described with reference to FIG. 2, the vacuum duct 15 is a duct containing a balanced orbit of the electron beam and is maintained in a high vacuum. Then, the pickup monitor electrode 21 shown in FIG.
A to D are mounted in this vacuum duct, and detect the passing position of the beam on the duct cross section.

また、RFノックアウト電極20A〜Dは電子ビームに対し
て外乱磁場を印加する。この外乱磁場を受けた電子ビー
ムは、平衡軌道に対して当然変位する。そして、定強度
外乱磁場の周波数が、電子ビームのベータトロン振動
数、すなわちチューンと一致した時変位量が最大となる
ことは前述したとおりである。すなわち、電子ビームの
変位量を測定しているピックアップモニタ電極側でスペ
クトラムアナライザを用いて最大変位量を示した時の周
波数が、電子ビームのチューンとなる。
Further, the RF knockout electrodes 20A to 20D apply a disturbance magnetic field to the electron beam. The electron beam that has received this disturbance magnetic field is naturally displaced with respect to the equilibrium orbit. As described above, the displacement amount becomes maximum when the frequency of the constant strength disturbance magnetic field coincides with the betatron frequency of the electron beam, that is, the tune. That is, the frequency at which the maximum displacement amount is shown on the pickup monitor electrode side measuring the displacement amount of the electron beam using the spectrum analyzer is the tune of the electron beam.

(発明が解決しようとする課題) 上記従来の粒子加速器のチューン測定装置は、第3図で
示す通りトラッキングジェネレータ16からの出力信号を
パワーアンプ17へ入力し、電圧(電力)の増幅を行って
いる。このためパワーアンプ17以上の回路は全て高レベ
ルパワー回路である。一方、近年の粒子加速度は、大型
化の要求により数GeV〜数十GeVの運動エネルギーを得る
ように設計され、一部運転されている。このような高エ
ネルギー粒子のチューンを測定するにはRFノックアウト
電極20A〜Dに印加する外乱磁場をより強力にしない
と、加速粒子の変位が充分に行われなくなり、ピックア
ップモニタ電極21A〜D間に充分な電圧差が現われずチ
ューンの測定が困難になる。従って、GeV級以上高エネ
ルギー粒子のチューン測定にはFRノックアウト回路のパ
ワーアップが要求されることになる。ところが、第3図
の従来構成ではこのパワーアップの要求を合理的に満足
するものにはなっていない。その理由は以下のとおりで
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional tune measuring apparatus for a particle accelerator described above inputs the output signal from the tracking generator 16 to the power amplifier 17 as shown in FIG. 3 to amplify the voltage (power). There is. Therefore, the circuits of the power amplifier 17 and above are all high level power circuits. On the other hand, in recent years, particle acceleration is designed to obtain kinetic energy of several GeV to several tens of GeV due to a demand for larger size, and is partly operated. In order to measure the tune of such high-energy particles, unless the disturbance magnetic field applied to the RF knockout electrodes 20A to 20D is made stronger, the accelerating particles will not be sufficiently displaced, and the pickup monitor electrodes 21A to 21D will not be displaced. A sufficient voltage difference does not appear and tune measurement becomes difficult. Therefore, power up of FR knockout circuit is required for tune measurement of high energy particles of GeV class or higher. However, the conventional configuration shown in FIG. 3 does not reasonably satisfy the power-up requirement. The reason is as follows.

(1) パワーアンプ17が1台であるため、高出力を得
るには高ゲインパワーアンプが必要となり、経済的に
も、技術的にもより困難なものになる。
(1) Since there is only one power amplifier 17, a high gain power amplifier is required to obtain a high output, which is more difficult economically and technically.

(2) パワーアンプ17以降の回路が全て高レベルパワ
ー回路となるため、パワーデバイダ18A〜C及び水平垂
直切替回路19A内の切替スイッチSW5〜8の定格アップが
必要となり、経済的にも、技術的にもより困難なものに
なる。
(2) Since the circuits after the power amplifier 17 are all high-level power circuits, it is necessary to upgrade the ratings of the power dividers 18A to 18C and the changeover switches SW5 to 8 in the horizontal / vertical changeover circuit 19A. It will be more difficult.

そこで本発明は、デバイダや水平垂直切替回路の定格ア
ップを招くことなく高精度で合理的、経済的な粒子加速
器のチューン測定装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly accurate, rational, and economical tune measuring device for a particle accelerator without increasing the ratings of a divider and a horizontal / vertical switching circuit.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、周波数f0からf1までの例えば0dBm=1mW程度
の低レベル正弦波を連続的に出力するトラッキングジェ
ネレータと、この出力信号を所定の位相毎に分割するデ
バイダ回路と、このデバイダ回路を出力した各信号を所
定のRFノックアウト電極に接続するための水平又は垂直
選択スイッチ回路と、この各スイッチ回路を出力した各
信号間の位相及び振幅を調整する位相シフター及び可変
アッテネータ等の位相及び振幅調整装置を接続して、こ
の出力信号を高レベルまで増幅するパワーアンプを通し
てRFノックアウト電極に印加し、外乱磁場を発生させる
ようにしたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) The present invention provides a tracking generator that continuously outputs a low-level sine wave with a frequency of f 0 to f 1 of, for example, about 0 dBm = 1 mW, and an output signal of the tracking generator. A divider circuit that divides every predetermined phase, a horizontal or vertical selection switch circuit for connecting each signal output from this divider circuit to a predetermined RF knockout electrode, and a phase between each signal output from each switch circuit And a phase and amplitude adjusting device such as a phase shifter and a variable attenuator for adjusting the amplitude, and applying this output signal to the RF knockout electrode through a power amplifier that amplifies to a high level to generate a disturbance magnetic field Is.

(作 用) 従来方式では例えば最大出力40Wのパワーアンプ17を使
用したとしても、デバイダの出力端では各10Wとなり、
この電力しかRFノックアウト電極に供給できない。
(Working) In the conventional method, even if a power amplifier 17 with a maximum output of 40 W is used, the output end of the divider is 10 W each,
Only this power can be supplied to the RF knockout electrode.

これに対して、上記構成の本発明によれば、最大出力40
Wのパワーアンプを使用すると、RFノックアウト電極に
この40Wのパワーがそのまま供給できる。
On the other hand, according to the present invention having the above configuration, the maximum output is 40
If you use a W power amplifier, you can directly supply this 40W power to the RF knockout electrode.

また、トラッキングジネレータからアッテネータまでは
低レベル回路である。従って前述した高出力化とは無関
係にデバイダ、スイッチ回路、位相シフター、アッテネ
ータ等の回路はすべて低定格用品が使用でき、経済的で
ある。
The tracking generator and the attenuator are low level circuits. Therefore, irrespective of the increase in output, the circuits such as the divider, the switch circuit, the phase shifter, and the attenuator can use low rated products, which is economical.

ところで、パワーアンプを4台個別に使用したためにこ
のアンプ間の特性バラツキによりRFノックアウト電極の
印加信号間に位相差及び振幅差が発生する。この問題は
事前にRFノックアウト電極印加信号を測定しておき、位
相の補正は位相シフターを用い、振幅の補正は例えばア
ッテネータで行う。これによりパワーアンプの特性バラ
ツキは補正でき、高精度のRFノックアウト回路となる。
By the way, since four power amplifiers are individually used, a characteristic difference between the amplifiers causes a phase difference and an amplitude difference between the signals applied to the RF knockout electrodes. To solve this problem, the RF knockout electrode applied signal is measured in advance, the phase is corrected using a phase shifter, and the amplitude is corrected using, for example, an attenuator. This makes it possible to correct the characteristic variations of the power amplifier, resulting in a highly accurate RF knockout circuit.

(実施例) 第1図に本発明の一実施例を示す粒子加速器のチューン
測定装置の構成図であり、第3図は同一符号は同一又は
相当部分を示す。
(Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram of a tune measuring apparatus for a particle accelerator showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals in FIG.

第1図の構成で第3図と異なる点は、RFノックアウト電
極20A〜Dパワーを高めるため、各電極の手前にそれぞ
れパワーアンプ17A〜Dを配置すると共に、各パワーア
ンプの特性のバラツキにより生じる位相差と振幅差を補
正するため、各パワーアンプの手前に位相シフター24A
〜Dと可変アッテネータ25A〜Dを設けている点であ
る。
The structure of FIG. 1 differs from that of FIG. 3 in that the power amplifiers 17A to 17D are arranged in front of each electrode in order to increase the power of the RF knockout electrodes 20A to D, and the characteristics of each power amplifier vary. In order to correct the phase difference and amplitude difference, the phase shifter 24A is placed in front of each power amplifier.
.About.D and variable attenuators 25A to 25D are provided.

図において、トラッキングジェネレータ16により、例え
ば0dBm=1mW程度の周波f0〜f1までの定電力正弦波信号
を、連続的にデバイダ18Xに出力する。デバイダ18Xは入
力した信号を同位相で入力信号の1/2の電力をデバイダ1
8Yと18Zに出力する。デバイダ18Yは入力した信号を逆位
相で入力信号の1/2の電力を出力する。デバイダ18Zは18
Xと同一機能である。従って、デバイダ回路18X〜Zから
出力される信号は前述のトラッキングジェネレータ16の
出力信号に対して、電力が各1/4、位相が、18Y出力信号
で逆位相、18Z出力信号で同位相となる。
In the figure, the tracking generator 16 continuously outputs a constant power sine wave signal having a frequency f 0 to f 1 of about 0 dBm = 1 mW to the divider 18X. The divider 18X divides the input signal in phase with half the power of the input signal.
Output to 8Y and 18Z. The divider 18Y outputs half the power of the input signal in opposite phase to the input signal. Divider 18Z is 18
It has the same function as X. Therefore, the signals output from the divider circuits 18X to 18Z have a power of 1/4 and a phase opposite to that of the output signal of the tracking generator 16 for the 18Y output signal and the same phase for the 18Z output signal. .

水平又は垂直選択スイッチ回路19Xは、図示したとお
り、デバイダ回路18Y,18Zより入力される同一電力で位
相関係がそれぞれ異なる信号の接続先を切換えることに
よりRFノックアウト電極20A〜Dに印加する信号の位相
を切換える。これにより、ビームに対する外乱磁場の印
加方向を水平又は垂直方向に選択することができる。ス
イッチ回路19Xから出力される各信号は位相シフター24A
〜Dに入力される。この位相シフター24A〜Dは入力信
号に対して周波数はかえずに位相を遅らせる機能を持つ
遅延回路であり、連続的に可変できる構成となってい
る。位相シフター24A〜Dにより出力される信号は可変
アッテネータ25A〜Dに入力される。この可変アッテネ
ータ25A〜Dは減衰器であり、入力信号に対して出力信
号の振幅のみの減衰ができるものである。アッテネータ
25より出力される信号は、パワーアンプ17A〜Dに入力
され、ここで高レベル信号に増幅されてRFノックアウト
電極20A〜Dに印加されて高磁場を発生させる。パワー
アンプ17A〜Dは例えば0.25mWの入力に対して40Wまで16
0,000倍増幅できるアンプを使用する。その他は第3図
に示した従来構成と同じである。
The horizontal or vertical selection switch circuit 19X is, as shown in the drawing, the phase of the signal applied to the RF knockout electrodes 20A to 20D by switching the connection destinations of the signals input from the divider circuits 18Y and 18Z and having different phase relationships. To switch. Thereby, the application direction of the disturbance magnetic field to the beam can be selected to be horizontal or vertical. Each signal output from the switch circuit 19X is a phase shifter 24A
Input to ~ D. The phase shifters 24A to 24D are delay circuits having a function of delaying the phase of the input signal without changing the frequency, and are configured to be continuously variable. The signals output by the phase shifters 24A-D are input to the variable attenuators 25A-D. The variable attenuators 25A to 25D are attenuators and can attenuate only the amplitude of the output signal with respect to the input signal. Attenuator
The signal output from 25 is input to the power amplifiers 17A to 17D, where it is amplified to a high level signal and applied to the RF knockout electrodes 20A to 20D to generate a high magnetic field. The power amplifiers 17A to 17D are 16W up to 40W for 0.25mW input.
Use an amplifier that can amplify by 000 times. Others are the same as the conventional configuration shown in FIG.

上記構成で、パワーアンプ17A〜Dは高出力、高ゲイン
アンプであるため、入力信号に対して大幅に位相が回
り、ゲインバランスも同一にすることは非常に困難であ
る。従って、各アンプA〜D間はこのアンプ間の特性の
バラツキにより、各入力信号と出力信号間に位相及び振
幅のバラツキが発生する。さらにトラッキングジェネレ
ータ16から、RFノックアウト電極20A〜D間のケーブル
長も実際の配線では相互に同一長にすることは困難であ
る。従って、このケーブル長の相互のバラツキにより、
RF−ノックアウト電極20A〜Dの信号間の位相及び振幅
が相互にバラツクことになる。しかし、これら各電極の
入力信号は、時間的及び測定のたびに変化することは少
ない再現性のある信号である。
In the above configuration, since the power amplifiers 17A to 17D are high-output, high-gain amplifiers, it is extremely difficult to make the phases significantly different from the input signal and to make the gain balance the same. Therefore, variations in characteristics between the amplifiers A to D cause variations in phase and amplitude between input signals and output signals. Further, it is difficult to make the cable lengths from the tracking generator 16 between the RF knockout electrodes 20A to 20D equal to each other in actual wiring. Therefore, due to the mutual variation of this cable length,
The phase and amplitude between the signals of the RF-knockout electrodes 20A to 20D are mutually different. However, the input signal of each of these electrodes is a reproducible signal that rarely changes with time and from measurement to measurement.

そこで、測定系全体の配線完了後、RFノックアウト電極
20A〜Dにスペクトラムアナライザー等を接続して各電
極間の信号の振幅及び位相を事前に測定しておく。その
結果、例えば20A電極を基準として20B及び20Cの電極信
号は位相及び振幅同一であり、20D電極の信号は位相で
3゜進んでおり振幅で3dB高かったとする。この状態でR
Fノックアウト電極間の信号信号相互の位相及び振幅を
合わせるため、位相シフター24Dを調整して3゜遅ら
せ、可変アッテネータ25Dを調整して−3dBとしてやるこ
とにより、RFノックアウト電極20A〜D間の信号の位相
及び振幅を合わせることができる。
Therefore, after the wiring of the entire measurement system is completed, the RF knockout electrode
Connect a spectrum analyzer to 20A-D and measure the amplitude and phase of the signal between each electrode in advance. As a result, for example, it is assumed that the electrode signals of 20B and 20C have the same phase and amplitude with respect to the 20A electrode, and the signal of the 20D electrode is advanced by 3 ° in phase and 3 dB higher in amplitude. R in this state
Signals between the RF knockout electrodes 20A to D are adjusted by adjusting the phase shifter 24D to delay by 3 ° and adjusting the variable attenuator 25D to -3dB in order to match the phase and amplitude of the signal between the F knockout electrodes. The phase and amplitude of can be matched.

尚、上記実施例では位相に関しては位相シフターを4回
路を入れてあるので相互に調整することにより合わせる
ことができるが、振幅に関してはアッテネータであるた
め増幅することができない。従って、基準とする電極は
4つの中で最も振幅が低い電極を選択する必要がある。
そこで、この可変アッテネータの代わりに、低レベル可
変アンプを用いれば、このアンプの可変ゲイン範囲内に
おいて最も高い電極を基準として選択することができ
る。
In the above embodiment, four circuits are provided for the phase shifter so that they can be adjusted by mutual adjustment, but the amplitude cannot be amplified because it is an attenuator. Therefore, it is necessary to select the electrode having the lowest amplitude among the four as the reference electrode.
Therefore, if a low-level variable amplifier is used instead of this variable attenuator, the highest electrode in the variable gain range of this amplifier can be selected as a reference.

また、位相シフター24A〜Dと可変アネッテネータ25A〜
Dの位置は入れ換えてもよく、これらは位相および振幅
がお互いに独立して自由に変更できる位相及び振幅調整
装置であればよい。
In addition, phase shifters 24A-D and variable attenuators 25A-
The positions of D may be interchanged, and these may be any phase and amplitude adjusting device that can freely change the phase and amplitude independently of each other.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、各RFノックアウト
電極に対応する4台のパワーアンプと、このパワーアン
プに接続する低レベル回路側に、デバイダと切換スイッ
チを設け各回路相互に発生する位相及び振幅差を補正す
る位相および振幅調整装置を挿入するようにしたので、
高精度で合理的、経済的な粒子加速器のチューン測定装
置が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, four power amplifiers corresponding to each RF knockout electrode and a divider and a changeover switch are provided on the low-level circuit side connected to the power amplifiers and each circuit is provided. Since the phase and amplitude adjusting device that corrects the phase and amplitude differences generated mutually is inserted,
A highly accurate, reasonable, and economical particle accelerator tune measuring device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すチューン測定装置の部
分構成図、第2図は粒子加速器の概念的全体構成図、第
3図は従来のチューン測定装置の構成図である。 17……パワーアンプ、18A〜C,18X〜Y……パワーデバイ
ダ、19A,19B,19X……水平垂直切換回路、20A〜D……RF
ノックアウト電極、24A〜D……位相シフター、25A〜D
……可変アッテネーター。
FIG. 1 is a partial configuration diagram of a tune measuring device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual overall configuration diagram of a particle accelerator, and FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional tune measuring device. 17 ... Power amplifier, 18A-C, 18X-Y ... Power divider, 19A, 19B, 19X ... Horizontal / vertical switching circuit, 20A-D ... RF
Knockout electrode, 24A-D ... Phase shifter, 25A-D
...... Variable attenuator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定周波数範囲の正弦波信号を連続的に掃
引出力するトラッキングジェネレータと、 このトラッキングジェネレータから出力される信号を所
定の位相ごとに分割出力するデバイダ回路と、 このデバイダ回路から出力される各信号を所定のRFノッ
クアウト電極に供給するための水平垂直選択スイッチ回
路とを備えた粒子加速器のチューン測定装置において、 前記水平垂直選択スイッチ回路から出力される各信号の
位相および振幅を調整するための各位相シフタおよび各
アッテネータと、 これら各位相シフタおよび各アッテネータから出力され
る各信号をそれぞれ高レベルに増幅する各パワーアンプ
とを備え、 これら各パワーアンプの出力を前記RFノックアウト電極
に印加することを特徴とする粒子加速器のチューン測定
装置。
1. A tracking generator for continuously sweeping and outputting a sine wave signal in a predetermined frequency range, a divider circuit for dividing and outputting a signal output from the tracking generator for each predetermined phase, and an output from the divider circuit. In the tune measuring device of the particle accelerator equipped with a horizontal / vertical selection switch circuit for supplying each signal to a predetermined RF knockout electrode, the phase and amplitude of each signal output from the horizontal / vertical selection switch circuit is adjusted. For each phase shifter and each attenuator, and each power amplifier that amplifies each signal output from each phase shifter and each attenuator to a high level.The output of each power amplifier is applied to the RF knockout electrode. A tune measuring device for a particle accelerator, characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KEKPreprint,87〔21〕高エネルギー研究所(1987)P.1−3

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