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Dämpfung von höheren Moden in einer planaren 30 GHz Beschleunigerstruktur

Blednykh, Alexei

Die Arbeit behandelt eine planare 30 GHz Beschleunigerstruktur als neue Alternative zu einer Struktur, die im Compact Linear Collider (CLIC) beim Forschungszentrum CERN in Genf angewendet wird. Die Anforderungen an die planare Beschleunigerstruktur entsprechen dabei den Anforderungen an die CLIC-Struktur. Zur Verbesserung ihrer HF-Eigenschaften mussten zwei wichtige Aufgaben gelöst werden: 1) Die Dämpfung von höheren Moden und 2) die Steigerung der Durchschlagsfestigkeit auf der Irisoberfläche der Resonator. Zur Feststellung des Einflusses der höheren Moden wurde das transversale Wakepotential berechnet. Entsprechend den Anforderungen muss es für einen zeitlichen Abstand zwischen den Ladungspaketen von 0.67 ns um den Faktor 100 unterdrückt werden. Für die numerischen Simulationen wurde das 3-dimensionale Feldberechnungsprogramm GdfidL verwendet. Zur Unterdrückung der höheren Moden wurden zwei Strukturvarianten entwickelt, die den obigen Forderung entsprechen, erstens eine Struktur bestehend aus einer Kombination von Dämpfungshohlleitern zweitens eine verstimmte Struktur. Zur Verminderung der hohen Feldstärke auf der Irisoberfläche der Koppelzellen wurde eine symmetrische Ein- und Auskoppeleinrichtung verwendet, bei welcher die HF-Leistung symmetrisch eingespeist wird. Zur Steigerung der Duchschlagsfestigkeit der Struktur wurde eine abgerundete Irisform vorgeschlagen. Zur messtechnischen Überprüfung im Laboratorium wurde ein auf 10 GHz skaliertes Modell der Struktur mit konstanter Impedanz hergestellt. Die Messergebnisse stimmten hierbei mit den numerischen Simulationen sehr gut überein.