JP3099883B2 - Higher mode attenuation antenna - Google Patents
Higher mode attenuation antennaInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、荷電粒子加速器や粒子蓄積リング装置に
おける粒子を加速する際に用いられる高周波共振空胴中
に発生する高次モードを減衰させる高次モード減衰用ア
ンテナに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a high-frequency mode that attenuates higher-order modes generated in a high-frequency resonant cavity used when accelerating particles in a charged particle accelerator or a particle storage ring device. The present invention relates to a second mode attenuation antenna.
第３図（Ａ）は例えばスーパコンダクティングキャビ
ティ ビーム テスト イン ザ トリスタン アキュ
ムレーション リング（プロシーディングス オブ ザ
フィフス シンポジウム オン アクセラレータ サ
イエンス アンド テクノロジー）（SUPERCONDUCTINGC
AVITY BEAM TEST IN THE TRISTAN ACCUMULATION
RING（Proceedings of The 5th Symposium On Accele
rator Science And Technology）1984年10月）に示され
た従来の高次モード減衰用アンテナを示す断面図であ
り、第３図（Ｂ）は高次モード減衰用アンテナの一部お
よび共振空胴を示す斜視図である。図において、１は粒
子を加速させるための高周波加速空胴（共振空胴、以
下、空胴という。）、２はロッド状の高次モード減衰用
アンテナ（以下、アンテナという。）、４はTM010モー
ドによる電気力線を示している。FIG. 3 (A) shows, for example, a superconducting cavity beam test in the tristan accumulation ring (Proceedings of the Fifth Symposium on Accelerator Science and Technology) (SUPERCONDUCTINGC).
AVITY BEAM TEST IN THE TRISTAN ACCUMULATION
RING (Proceedings of The 5th Symposium On Accele
FIG. 3 (B) is a cross-sectional view of a conventional higher-order mode attenuation antenna shown in FIG. 3 (B), which shows a part of the higher-order mode attenuation antenna and a resonance cavity. FIG. In the figure, 1 is a high-frequency accelerating cavity for accelerating particles (resonant cavity, hereinafter referred to as cavity), 2 is a rod-shaped high-order mode attenuation antenna (hereinafter, referred to as antenna), and 4 is TM. 4 shows electric lines of force in the 010 mode.
次に動作について説明する。空胴１において電磁波は
様々の周波数で共振しうる。この様々のモードのうち、
空胴１を通過する粒子の加速に通常用いられるTM010モ
ード（基本モード）の電磁波以外を高次モードの電磁波
という。Next, the operation will be described. In the cavity 1, electromagnetic waves can resonate at various frequencies. Of these various modes,
Other than the TM 010 mode (fundamental mode) electromagnetic wave, which is usually used for accelerating particles passing through the cavity 1, it is called a higher mode electromagnetic wave.
第４図（Ａ），（Ｂ）は粒子の加速に用いられるTM
010モードの電界の様子を示したものである。図におい
て、右側は空胴１の円周方向の断面を示していて、ま
た、荷電粒子が紙面の内から外へ進行していることを示
している。左側は空胴１の長さ方向の断面を示してい
て、矢印はTM010モードによる電気力線４である。従っ
て、荷電粒子はTM010モードによる電界によって加速を
受けている。FIGS. 4 (A) and (B) show TM used for particle acceleration.
This shows the state of the electric field in the 010 mode. In the figure, the right side shows a cross section in the circumferential direction of the cavity 1, and shows that the charged particles are traveling from inside to outside of the paper. The left side shows a cross section of the cavity 1 in the longitudinal direction, and the arrow indicates the electric force line 4 in the TM010 mode. Therefore, the charged particles are being accelerated by the electric field in the TM010 mode.
第４図（Ｃ），（Ｄ）はTM110モードによる電界の様
子を示したものである。図において4aはTM110モードの
電気力線を示している。よって、荷電粒子はこのTM110
モードにより進行方向と垂直の方向に加速される。従っ
て、荷電粒子の進行方向とは異なる方向に加速を与える
TM110モード等の高次モードは存在しない方が望まし
い。FIGS. 4C and 4D show the state of the electric field in the TM 110 mode. In the figure, 4a indicates the electric flux lines in the TM 110 mode. Therefore, the charged particles in this TM 110
It is accelerated in the direction perpendicular to the traveling direction depending on the mode. Therefore, acceleration is given in a direction different from the traveling direction of the charged particles.
Higher-order mode of the TM 110 mode, etc. If it does not exist is desirable.
空胴１の内部にロッド状のアンテナ２を挿入すると、
第４図（Ｃ），（Ｄ）に示した電界の様子から明らかな
ように、空洞１内のTM110モードによる電気力線4aはア
ンテナに集中する。この結果、TM110モードのエネルギ
ーは外部に取り出されることになる。また、TM110モー
ド以外の高次モードも同様である。従って、空胴１内の
TM110モード等の高次モードの強度は減衰することにな
る。When the rod-shaped antenna 2 is inserted into the cavity 1,
FIG. 4 (C), as is clear from appearance of the electric field as shown in (D), the electric lines of force 4a by TM 110 mode in the cavity 1 is concentrated on the antenna. As a result, the energy of the TM 110 mode is extracted to the outside. The same applies to higher order modes other than TM 110 mode. Therefore, the cavity 1
The intensity of higher order modes such as the TM 110 mode will be attenuated.
従来の高次モード減衰用アンテナは以上のように構成
されているので、空胴１内の高次モードをより減衰させ
るためには、ロッド状のアンテナ２を空胴１内のより内
部に挿入する必要があり、このために、本来擾乱を受け
てはならない基本モードまで影響を受けてしまうという
課題があった。Since the conventional higher mode attenuating antenna is configured as described above, in order to attenuate higher order modes in the cavity 1, the rod-shaped antenna 2 is inserted further inside the cavity 1. Therefore, there is a problem that the fundamental mode which should not be affected by disturbance is affected.
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、アンテナを空胴内部に深く挿入することなく
高次モードを減衰させ、基本モードへの影響を軽減する
ことができる高次モード減衰用アンテナを得ることを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a high-order mode capable of attenuating a high-order mode without deeply inserting an antenna into a cavity and reducing an influence on a fundamental mode. The purpose is to obtain an antenna for attenuation.
この発明に係る高次モード減衰用アンテナは、共振空
洞内に径方向外部から挿入されるロッドの先端に、平面
部が基本モードによる電界の方向と平行となる位置関係
で平板を取り付け、その平板を前記共振空洞内壁面に近
づけて配置したものである。In the antenna for higher-order mode attenuation according to the present invention, a flat plate is attached to a tip of a rod inserted from the outside in the radial direction into the resonance cavity in a positional relationship such that the plane portion is parallel to the direction of the electric field in the fundamental mode. Are arranged close to the inner wall surface of the resonance cavity.
この発明における平板は、ロッド状のものに比べてよ
り多くの高次モードのエネルギーを取り出すことがで
き、この結果、空胴内にアンテナを深く挿入しなくても
高次モードの強度を減衰させるので、従来のものに比べ
て空胴内に挿入されているアンテナ部分をより小さくす
ることができて基本モードに対する擾乱を軽減させる。The flat plate according to the present invention can extract more higher-order mode energy than the rod-shaped plate, and as a result, attenuates the higher-order mode intensity without deeply inserting the antenna into the cavity. Therefore, the antenna portion inserted into the cavity can be made smaller than that of the conventional one, and the disturbance to the fundamental mode can be reduced.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図（Ａ）はこの発明の一実施例による高次モード減衰
用アンテナおよび空胴を示す断面図であり、第１図
（Ｂ）はその傾斜図である。図において、１は空胴、２
はアンテナのロッド、３はロッド２の先端に取り付けら
れた円盤状のアンテナ、3aはその平面部、４はTM010モ
ードの電気力線である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a sectional view showing a higher-order mode attenuation antenna and a cavity according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view thereof. In the figure, 1 is a cavity, 2
Is a rod of the antenna, 3 is a disk-shaped antenna attached to the tip of the rod 2, 3a is its flat portion, and 4 is a line of electric force in TM010 mode.
次に動作について説明する。円盤３はその平面部3aの
TM010モードの電気力線４との位置関係が平行になるよ
うに設けられる。すると、第４図（Ｃ），（Ｄ）に示し
たTM110モードの電気力線4aは円盤状のアンテナ３に集
中し、しかも、その集中の度合は従来のロッド２のみの
場合よりも高い。従って、TM110モードのエネルギーは
より多く外部に引き出される。そして、TM110モード以
外の高次モードの場合についても同様である。この結
果、空胴１内に挿入されている部分は従来のロッド２の
みのものに比べて小さくて済み、TM010モードの電気力
線４に影響を与える部分は従来のものに比べて少なくな
っている。つまり、第１図（Ｂ）に示した円盤３の場合
には、第３図（Ｂ）に示したロッド２のみを挿入した場
合に比べて、TM010モードの電気力線４に与える擾乱は
相対的に軽減されている。Next, the operation will be described. The disk 3 has a flat surface 3a
The TM 010 mode is provided so that the positional relationship with the electric lines of force 4 is parallel. Then, the electric field lines 4a of the TM 110 mode shown in FIGS. 4C and 4D are concentrated on the disc-shaped antenna 3, and the degree of the concentration is higher than that of the conventional rod 2 alone. . Therefore, more energy is extracted to the outside in the TM 110 mode. The same is true for the case of the higher order mode other than TM 110 mode. As a result, the portion inserted into the cavity 1 can be smaller than that of the conventional rod 2 alone, and the portion affecting the electric force line 4 in the TM010 mode is smaller than that of the conventional one. ing. That is, in the case of the disk 3 shown in FIG. 1 (B), the disturbance given to the electric force lines 4 in the TM 010 mode is smaller than in the case where only the rod 2 shown in FIG. 3 (B) is inserted. It is relatively reduced.
なお、上記実施例においてはロッド２の先端に円盤３
を取り付けたものを示したが、高次モードの電気力線4a
が集中する形状であって、TM010モードの電気力線４に
与える影響が小さいものであれば、第２図に示すように
ロッド２の先端に取り付けられる平板の形状は円形以外
の他の形状であってもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。In the above embodiment, a disk 3
Is shown, but the electric lines of force 4a in the higher-order mode are shown.
As long as the shape is concentrated and has little effect on the electric lines of force 4 in the TM010 mode, the shape of the flat plate attached to the tip of the rod 2 as shown in FIG. And the same effect as in the above embodiment can be obtained.
以上のように、この発明によれば高次モード減衰用ア
ンテナをロッドの先端に平板を取り付けた構成としたの
で、空胴内の高次モードのエネルギーを外部に効率よ
く、また、基本モードに与える影響を低減させた上で取
り出すことができ、その結果、空胴内のモードを基本モ
ードのみ存在する状態にすることができるものが得られ
る効果がある。しかも、除去しようとする高次モード成
分は中心軸上で電界が半径方向の成分を持つモードであ
る。このようなモードの特性としては、周辺に行くに従
って電界強度が増加していく。このために、平板を共振
空洞内壁面に近づけて配置することにより、より強い電
界と結合することが可能となり、高次モードの減衰効率
が改善されるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, since the high-order mode attenuating antenna is configured such that the flat plate is attached to the tip of the rod, the energy of the high-order mode in the cavity is efficiently externally applied to the basic mode. It is possible to take out after reducing the influence, and as a result, there is an effect that a mode in which only the basic mode exists in the cavity can be obtained. Moreover, the higher-order mode component to be removed is a mode in which the electric field has a radial component on the central axis. As a characteristic of such a mode, the electric field intensity increases toward the periphery. For this reason, by arranging the flat plate close to the inner wall surface of the resonance cavity, it is possible to couple with a stronger electric field, and the effect of improving the attenuation efficiency of higher-order modes is obtained.
第１図（Ａ）はこの発明の一実施例による高次モード減
衰用アンテナを示す断面図、第１図（Ｂ）はその斜視
図、第２図はこの発明の他の実施例による高次モード減
衰用アンテナを示す斜視図、第３図（Ａ）は従来の高次
モード減衰用アンテナを示す断面図、第３図（Ｂ）はそ
の斜視図、第４図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ電界の様子
を示す説明図である。 １は高周波加速空胴（共振空胴）、２はロッド、３は円
盤（平板）、４は電気力線。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。FIG. 1A is a cross-sectional view showing a higher-order mode attenuating antenna according to one embodiment of the present invention, FIG. 1B is a perspective view thereof, and FIG. 2 is a higher-order antenna according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 (A) is a sectional view showing a conventional higher-order mode attenuating antenna, FIG. 3 (B) is a perspective view thereof, and FIGS. 4 (A) to 4 (D). FIG. 4 is an explanatory diagram showing the state of an electric field. 1 is a high frequency accelerating cavity (resonant cavity), 2 is a rod, 3 is a disk (flat plate), and 4 is a line of electric force. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
内に径方向外部からロッドを挿入し、前記共振空洞内の
高次モードを減衰させる高次モード減衰用アンテナにお
いて、前記共振空洞内に径方向外部から挿入されるロッ
ドの先端に、平面部が基本モードによる電界の方向と平
行となる位置関係で平板を取り付け、その平板を前記共
振空洞内壁面に近づけて配置したことを特徴とする高次
モード減衰用アンテナ。1. A high-order mode attenuating antenna for radially inserting a rod into a resonance cavity of a ring-type particle accelerator and attenuating a higher-order mode in the resonance cavity. A flat plate is attached to the tip of the rod inserted from the outside in the radial direction so that the flat portion is parallel to the direction of the electric field in the fundamental mode, and the flat plate is arranged close to the inner wall surface of the resonance cavity. Higher mode attenuation antenna.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01221150A JP3099883B2 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Higher mode attenuation antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01221150A JP3099883B2 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Higher mode attenuation antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385001A JPH0385001A (en) | 1991-04-10 |
| JP3099883B2 true JP3099883B2 (en) | 2000-10-16 |
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ID=16762254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01221150A Expired - Fee Related JP3099883B2 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Higher mode attenuation antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178694A (en) * | 1992-01-08 | 1993-01-12 | National Science Council | Surface hardening of Ti-6Al-4V by electrolytic hydrogenation |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP01221150A patent/JP3099883B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPH0385001A (en) | 1991-04-10 |
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