2015 Fiscal Year Research-status Report
遮断周波数を持つ同軸管による高周波伝送とその応用研究
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15K04726
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
沢村 勝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (30354905)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 導波管 / 遮断周波数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全く新しいタイプの高周波伝送線であるＣ形導波管を提案した。このＣ形導波管は同軸管の内軸と外軸が仕切板で連結された構造になっており、矩形導波管を丸めたような構造になっているため、矩形導波管と同様に遮断周波数が存在し、Ｃ形導波管の大きさは同じ遮断周波数の矩形導波管の約１／３程度と小さくなっている。さらにＣ形導波管は仕切板を通して内軸の冷却が容易である。そのため、大電力高周波を伝送するときに問題となる、同軸管における内軸冷却構造の複雑さや、導波管における大きさの問題などを解決することができる。
Ｃ形導波管の基本的な高周波伝搬特性を測定するためにＣ形導波管モデルを製作した。Ｃ形導波管の遮断周波数は内軸と外軸の大きさ、仕切板の幅などによって変えることができ、遮断周波数以下での減衰量はＣ形導波管の長さで変えることができる。そのため、製作したＣ形導波管モデルにおいては外軸径を一定にし、内軸径、仕切板の幅を変えることにより、遮断周波数を変えられるようにした。また長さの違うＣ形導波管モデル組み合わせることにより長さを65mmから最大560mmまで変えることができるような構造になっている。このＣ形導波管モデルの高周波伝送特性はネットワークアナライザを用いて測定を行った。
Ｃ形導波管の断面形状が極座標で単純に表せるような場合は、解析的に遮断周波数が得られるが、この解析値と測定結果から得られる遮断周波数の値とが一致することを確認した。さらに解析的には求められない断面形状に関しても電磁界シミュレーションコードを使った計算を行い、測定値および計算値が一致することを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Ｃ形導波管モデルを製作することにより、高周波伝送特性が理論値、計算値、測定値とも一致していることを確かめることができた。Ｃ形導波管の基本的な特性を確認できたことで、当初の研究計画の通りＣ形導波管の応用であるＣ形導波管型HOMカップラーの研究に進むことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた結果を基にして、Ｃ形導波管型HOMカップラーによるHOM減衰の効果を調べるため、加速空洞モデルである1.3GHz-TESLA型楕円空洞に取り付ける。この空洞にはアンテナ型HOMカップラーが取り付けられることになっているので、アンテナ型HOMカップラーとＣ形導波管型HOMカップラーとの比較を行う。さらにERL用として開発された1.3GHz-ERL用楕円空洞に取り付ける。この空洞はビームラインHOMダンパーでHOMを吸収させるため、ビームパイプ径を大きくした空洞である。この空洞を用いてビームラインHOMダンパーとＣ形導波管型HOMカップラーの比較を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度製作したＣ形導波管モデルが当初予定していた金額よりも安く製作することができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度に行った測定結果をもとに製作する予定のＣ形導波管型HOMカップラーの購入費用に充てる予定である。
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