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卡脖子技術再度攻克:高性能WR1800波導定向耦合器自主研制成功
2020-08-10|文章来源:射频超导与低温研究中心 加速器中心 |【
 

  729日,高能同步輻射光源(HEPS)加速器部高頻系統對自主研制的國産WR1800波導(Rectangular Waveguide,長邊18英寸的矩形波導)定向耦合器進行了測試,所有測試結果均優于同型號的進口産品,研制取得成功。這標志著我國在加速器設備的自主研制方面又攻克了一道卡脖子難關,且定向耦合器的關鍵指標——方向性,在冷測和高功率測試下,結果均優于國外進口産品。 

  高性能WR1800波導定向耦合器方向性指標測量值達到48dB,優于進口同型號器件的32dB。在駐波全反射條件下的高功率測試中,經過超過6小時的連續波200千瓦拷機,其器件溫升正常、運行穩定,功率波動爲±1%,優于進口同型號器件±7%的功率波動值。此外,該耦合器還同步進行了4個自主研制的WR1800E彎波導和一段WR1800直波導的高功率測試,測試結果顯示這些國産波導器件均滿足穩定運行的要求。 

  大尺寸波導定向耦合器是高頻功率傳輸系統中的核心部件,主要功能是對波導傳輸的射頻功率進行采樣監測,爲射頻低電平控制系統和射頻快速聯鎖保護系統提供高精度的射頻采樣監測信號,其中波導定向耦合器的方向性指標是影響高頻系統總體監測和控制精度的關鍵技術參數之一。 

  此前,我國在大尺寸波導器件上基本依賴進口,國産的定向耦合器方向性僅20dB左右,無法滿足高功率下對于高精度功率采樣的要求。爲了擺脫進口依賴並節約成本,HEPS高頻系統于2019年啓動了WR1800波導器件的自主研制。通過對結構的仿真叠代優化,科研人員完成了定向耦合器的設計,指導國內廠家完成了樣件加工制造,隨後在采用專用波導校准件進行精密校准的基礎上,完成了定向耦合器的精確調試和標定,最後利用BEPCII停機檢修的間隙,將新研制的國産定向耦合器安裝到BEPCII高頻西廳成功進行了駐波全反射條件下的高功率測試,項目組在研制過程中掌握了全部工藝流程以及參數調節和校准方法。 

  WR1800波導定向耦合器的成功研制,是加速器設備自主研發的又一重要進展,耦合器的自主研制成功將節省可觀的經費,並具有很好的推廣應用價值。 

WR1800波導定向耦合器


 
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