基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法及系统，包括：基于在线测量射频腔的腔体取样信号P<subgt;t</subgt;和腔体入射信号P<subgt;f</subgt;获得射频腔的原始腔压V<subgt;c</subgt;<supgt;*</supgt;和原始前向电压V<subgt;f</subgt;<supgt;*</supgt;；将原始腔压V<subgt;c</subgt;<supgt;*</supgt;和原始前向电压V<subgt;f</subgt;<supgt;*</supgt;进行校准及归一化处理后得到腔压V<subgt;c</subgt;及前向电压V<subgt;f</subgt;；根据无束流和有束流两种条件下的腔压V<subgt;c</subgt;及前向电压V<subgt;f</subgt;，计算束流引起的腔压变化V<subgt;cb</subgt;及前向信号V<subgt;fb</subgt;；基于腔压变化V<subgt;cb</subgt;及前向信号V<subgt;fb</subgt;建立腔体微分方程；求解腔体微分方程，获得束流等效电压V<subgt;b</subgt;、束流流强I<subgt;b</subgt;以及束流同步相位φ<subgt;b</subgt;。本发明专利技术直接求解出束流相对于腔压的相位，计算结果不再受到环境因素引起的相位漂移的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法及系统，涉及粒子加速器领域。

技术介绍

1、在粒子加速器中，束流通过射频腔体时获取的能量增益表现为加速腔压vacc，即其中，vc为射频腔腔压，为束流与vc之间的相位。为了使得束流在经过射频腔时获得指定能量增益，必须知道准确的束流同步相位为了确定正确的束流同步相位，在正式运行束流之前，需要执行一种被称为“扫相”的同步相位校准程序。在真实的加速器环境中，运行条件(如温度和湿度)引起的相位漂移会导致射频腔相位发生变化。随着束流运行一段时间，经过校准的腔体逐渐失去正确的相位，最终导致相位不再准确。因此，为了补偿相位漂移，需要定期对射频腔进行扫相操作。

2、现代大型加速器装置通常包含几十甚至上千个射频腔，而扫相通常需要消耗大量的机器运行时间，从而严重降低了机器的可用性。此外，扫相程序以及常态束流运行均需要专门的束流诊断仪器实时在线测量束流信息，例如束流位置探测器(bpm)和束流流强探测器(bcm)等。然而，这些精密仪器价格昂贵，难以装配到全部射频腔体上。束流穿过腔体与腔内电磁场相互作用，从腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，基于在线测量射频腔的腔体取样信号Pt、腔体入射信号Pf获得射频腔的原始腔压Vc*和原始前向电压Vf*，包括：通过下变频将腔体取样信号Pt和腔体入射信号Pf下变频为中频信号，并通过I/Q解调分别得到原始数字基带信号，即：射频腔的腔压Vc*和前向电压Vf*。

3.根据权利要求1所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，将所述原始腔压Vc*和所述原始前向电压Vf*进行校准及归一化处理后得到腔压Vc及前...

【技术特征摘要】

1.一种基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，基于在线测量射频腔的腔体取样信号pt、腔体入射信号pf获得射频腔的原始腔压vc*和原始前向电压vf*，包括：通过下变频将腔体取样信号pt和腔体入射信号pf下变频为中频信号，并通过i/q解调分别得到原始数字基带信号，即：射频腔的腔压vc*和前向电压vf*。

3.根据权利要求1所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，将所述原始腔压vc*和所述原始前向电压vf*进行校准及归一化处理后得到腔压vc及前向电压vf，包括：

4.根据权利要求1所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，根据无束流和有束流两种条件下的腔压vc和前向电压vf，计算束流引起的腔压变化vcb及前向电压变化vfb，包括：

5.根据权利要求4所述的基于束腔相互作用原理的束流信息在线测量方法，其特征在于，基于所述腔压变化vcb及前向信号vfb建立腔体微分方程为：

6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱丰，何源，徐呈业，曾日华，王志军，杨丽娟，马瑾颖，喻静为，薛纵横，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：