基于栅极三次谐波驱动的多注感应输出管综合设计与全腔仿真
加速器物理
2024-01-02 v1
摘要
本文讨论了一种在栅极上使用三次谐波驱动电压的多注感应输出管(MBIOT)的设计和全腔仿真。高效感应输出管(IOT)的典型效率可达70-75%。然而，实现超过80%的效率将大幅降低下一代加速器的运行成本。为实现这一目标，我们考虑在栅极驱动信号中添加三次谐波分量。我们预期MBIOT将用于为射频直线加速器提供射频功率。我们讨论并建模了一个8注MBIOT，其谐振腔频率为700 MHz，使用电压35 kV、平均电流7.25 A的电子注，导流系数约为1.1微珀。我们使用NEMESIS仿真代码进行仿真，该代码已通过基于阿贡国家实验室Petsc包的三维泊松求解器进行了扩展。当三次谐波相位相对于基波驱动信号偏移π弧度，且三次谐波功率大于基波驱动功率的约50%时，三次谐波对效率的影响最大。对于当前示例，我们表明可实现接近82%的效率。基于这些仿真，我们开发了MBIOT输入耦合器、栅极和输出腔的设计，并将进行讨论。
引用
@article{arxiv.2401.00012,
title = {Comprehensive design and whole-cavity simulation of a multi-beam inductive output tube using a 3rd harmonic drive on the grid},
author = {H. P. Freund and T. Bui and R. L. Ives and T. Habermann and M. Read},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00012},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 30 figures