canon ctf3

B.G. Rf. 11/01
ACTIVITE CTF¹ AU SERA
1 CANON TYPE CLIO
Canon thermoïonique triode 90kV
2 CANON CTF3
Canon triode fort courant 150 kV
3 PRE-GROUPEUR
Pré-groupeur 3 GHz
Pré-groupeur à fort beam-loading
1) CTF est un banc de tests et de démonstration pour les composants vitaux de CLIC
B.G. Rf. 11/01
Schéma de CTF3
Génération de la HF 30 GHz
CANON +
PRE-GROUPEURS
SERA
Phase préliminaire:
Canon CLIO + 2 PG
X 5 Op:2002
Phase initiale:
Canon 140 kV +
SH 1.5 GHz + PG2
X 10 Op:2004
B.G. Rf. 11/01
CTF3 Phase préliminaire
3 GHZ
LAL
CANON
PB2
PB1
PB2
GROUPEUR
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Cahier des charges
Paramètres
Unité
Valeur
Tension de fonctionnement
kV
90
Tension de formation
kV
100
Stabilité en tension
%
1.0
Courant
A
1 → 2
Durée d’impulsion
ns
4 → 10
Nombre d’imp./train
nb
1→ 7
Fréquence de récurrence
Hz
50
Emittance (norm. rms )
mm.mrad
≤ 15
1 à 7 impul.
de 2 à 4 ns
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Synoptique de l’ électronique
Ch. K
Cd Ch
Géné
imp.
Cd larg.
Imp.
Cd polar.
Gr
Cd larg.
Imp.
Cd pente
Polar
Gr
Imp
Gr
-300V
50W
50W
Corr
pente
Coax
400 pF
-Vg
Caisson HT
HT
90 kV
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Impulsions de courant (1)
Impulsion à la sortie
du générateur
Impulsion à la sortie
du canon
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Impulsions de courant (2)
a
c
b
Mesures effectuées sur site
au CERN
a) Sélection de 5 pulses
b) Pulse de 0.7 A
c) Jitter de pulse à pulse (1)
(1) La source principale provient de la transmission par fibre optique
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Montage d’essais
B.G. Rf. 11/01
CANON TYPE CLIO
Essais avec le caisson CERN
B.G. Rf. 11/01
CTF3 Phase nominale
LAL
1.5 GHz
CANON
SHB
PB2
GROUPEUR
B.G. Rf. 11/01
CANON CTF3
Cahier des charges
Paramètres
Plateau
1540 ns
Temps de
montée
ou de
descente
20 ns
Unité
Valeur(s)
Tension de travail
kV
140
Tension de formation
kV
160
Stabilité en tens. (140 kV)
%
≤ 1.0
Courant
A
Stabilité du courant
%
1.0 → 0.1
Modulation du courant
% , Mhz
5.0 , 20
Durée d’imp .(plateau)
ns
200 → 1600
Fréquence de récurrence
Hz
5 → 100 (Im < 5 mA)
0.1 -
6
- 9
CTF3 Gun
E-GUN Simulations
Hermosa Electronics Gun NLCTA(SLAC) optimised for 9A
I=5A
Laminar flow
I = 0.1A
Overfocussed
B.G. Rf. 11/01
CANON CTF3
Synoptique de l’électronique
(préliminaire)
Chauff.
Caisson HT
Polar K
Contrôle
commande
Chauff.
Canon triode
Triode planar
Géné. de
signeaux
Adaptation
et isolation HT
par la triode
Modulation
Feed-back
Pente
Polar
230/230 V
500W
Mesure du
Plat du courant
HT 160 -140 kV
7 nF
Inter-lock
B.G. Rf. 11/01
CANON CTF3
Tests préliminaires
Sortie triode
C
R
Géné
imp
polar
R =70 W C = 2.2 mF
BP < 20 MHz
Sonde 1/11
I = 10.3 A
B.G. Rf. 11/01
Pré-groupeur 1
Couplage
par guide
bc = 1
1.0
gap
Courbe du
champ électrique
0.8
field (a.u.)
Modéle
HFSS
0.6
0.4
0.2
Décalage des
axes cavité et
cut-off: 0.7 mm
0.0
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
3,005
3,01
3,015
cavity length (cm)
Adaptation
1,2
Fr
2998.55 MHz
1
Cuivre OFHC
F
0,8
S11
Matière
83.2 mm
0,6
0,4
0,2
Q
10600
h
18 mm
Rs
1.02 MW
Cut-off 34 mm
0
2,975
2,98
2,985
2,99
2,995
Fr. GHz
3
10
B.G. Rf. 11/01
Pré-groupeur 2
Beam loading pour une cavité d‘imp. shunt
de140 kW et couplée à bc = 1 et chargée par
un faisceau de:
I=10 A , b = 0.6 et une extention en phase
de 160 deg : Vbl ~ 90 kV
Tension d’accélération:
40 kV en ph. prél., 60 kV en ph. initiale
Solution:
Cavité à tres faible Q
Cavité en acier inoxidable avec une charge
extérieure
Q ~ 100