SHINE腔式BPM系统射频信号调理前端研制

• Published in: 原子能科学技术 Vol. 56; no. 10; pp. 2124 - 2132
• Main Authors: 陈健, 陈方舟, 冷用斌
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院 上海应用物理研究所 ,上海 201800 01.10.2022; 中国科学院 上海高等研究院 ,上海 201204%中国科学院 上海高等研究院 ,上海 201204
• Subjects: SHINE; 性能评估; 射频信号调理前端; 腔式BPM系统
• ISSN: 1000-6931
• DOI: 10.7538/yzk.2021.youxian.1001

TL506; 基于低温超导直线加速器的上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)需1个分辨率可达200 nm的束流位置测量系统,以实现电子束与光子束在波荡器中的紧密相互作用和能量交换.现已研制的束流位置测量系统不能完全满足上述要求,为此,基于对关键技术指标的分配,设计研制了一个由C波段腔式探头、低噪声系数的单路下变频至低中频的射频信号调理前端以及专用数字信号束流位置处理器构成的CBPM系统样机.而作为连接腔式探头和数字信号采集电子学之间的桥梁,射频信号调理前端(radio frequency front-end,RF前端)的结构和性能也直接决定了CBPM系统的性能.本文从SHINE对CBPM系统的整体需求为出发点,分析了系统对射频信号调理前端的指标分配,提出了一种放大器开关切换型RF前端的方案设计,并成功搭建了1套可模拟束流条件的离线全锁相采样测试平台.此外,在上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)中搭建了测试平台并完成了射频信号调理前端的带束性能评估,束流实验结果表明,在束团电荷量为100 pC、系统动态范围在±100μm的条件下,采用腔式探头射频信号一分二的评估方法,位置分辨率可达71 nm,优于设计指标需求.