3GHz边耦合直线加速结构单元腔优化设计

利用CST studio suite程序对边耦合直线加速结构的加速腔及耦合腔进行建模仿真,并进行优化。加速腔结构由11个参数决定,优化过程需平衡多个参数,包括本征模式、高频特性、最大表面电场、有效分路阻抗及渡越时间因子;耦合腔的优化基于维持本征模式3 GHz。结果表明,在26~120 MeV整个加速过程中,加速腔的有效分路阻抗为22.5~59.8 MΩ·m^(-1),加速梯度为11~14.7 MV·m^(-1)。

3 GHz边耦合直线加速结构中桥式耦合器设计参数的优化

在保证部件电路参数与只含有加速腔和耦合腔的无限长周期结构电路参数相同的条件下,利用CST Microwave Studio软件对桥式耦合器2种腔体进行建模。通过控制桥式耦合器的耦合孔张角及宽度对周期参数进行优化。计算结果表明,中心腔体的谐振频率与加速腔的谐振频率相差约0.33%,桥式耦合器耦合腔谐振频率与加速链耦合腔谐振频率相差约0.01%,2个桥式耦合器连接的3个加速组元的峰值电场强度不平整度小于3.5%。