De ongeevenaarde snelheid van de RadiPower® Pulse maakt het mogelijk de elementaire deeltjes in de lineaire deeltjesversneller van DESY tot nagenoeg de lichtsnelheid te versnellen. In een uniek project hebben experts van DESY en DARE!! samengewerkt om dit systeem te realiseren.

Array van 10 RadiPower vermogensmeters

Het met hoge sample snelheid meten van hoogfrequent vermogen is niet eenvoudig. Voor DARE!! Instruments was dit echter een uitdaging. De reden om een snelle hoogfrequent vermogensmeter te ontwikkelen was dat de doorloopsnelheid van EMC metingen in grote mate afhangt van de snelheid van de vermogensmeting en dan met name bij lage veldsterkten. Via onze Duitse partner emv GmbH (Nu ETS Lindgren) werd DESY op het spoor van de RadiPower gezet. Ook DESY was namelijk op zoek naar een snelle vermogensmeter maar nu voor een heel andere toepassing!

DESY

DESY staat voor Deutches Elektronen SYnchrotron en is gevestigd in Hamburg, Noord Duitsland. DESY is een gerenommeerd onderzoeksinstituut die de Europese lineaire deeltjesversneller XFEL in bedrijf heeft.

Lineaire deeltjesversneller XFEL

In een lineaire deeltjesversneller worden geladen elementaire deeltjes versneld tot snelheden dicht bij de lichtsnelheid. Het versnellen van elementaire deeltjes is te vergelijken met een surfplank die door een golf wordt voortgestuwd. In de lineaire deeltjesversneller worden elementaire deeltjes versneld door middel van elektrische velden die de deeltjes als het ware steeds een duwtje in de rug geven.

Overzicht XFEL lineaire versneller

Deze elektrische velden worden opgewekt in zogenaamde cavities. In de XFEL worden een achttal cavities in een zogenaamde Cryomodule geplaatst. Zoals de naam al aangeeft is deze module erg koud. Dit is nodig omdat de versneller supergekoeld is.

Het zal duidelijk zijn dat de cavities zeer nauwkeurig afgeregeld moeten worden om de elementaire deeltjes precies op het juiste moment een zetje te geven. Vanwege de hoge snelheid van de deeltjes wordt gebruik gemaakt van velden met een frequentie van 1,3 GHz.

Blok-diagram voor de vermogensmeters van het AMTF

AMTF

Het afregelen van de cavities in de cryomodules is zo belangrijk en dient zo nauwkeurig te worden uitgevoerd dat DESY er een speciale faciliteit voor heeft gebouwd, de Accelerator Module Test Facility (AMTF).

Gereflecteerd vermogen van een cavity

In het AMTF wordt van iedere cavity vijf parameters gemeten. Dit houdt in dat per Cryomodule van acht cavities, 40 powermeters benodigd zijn. Het AMTF beschikt over drie identieke opstellingen zodat in totaal 120 powermeters in bedrijf zijn. In realiteit zijn zelfs 150 units geleverd aangezien er ook metingen aan losse cavities worden uitgevoerd en DESY over een aantal reserve instrumenten wilde beschikken.

5 Mega samples per seconde!

De RadiPower® Pulse van DARE!! instruments is in staat om hoogfrequent vermogen met 5 miljoen samples per seconde te registreren. Hiermee is het Instrument de snelste commercieel verkrijgbare RF vermogensmeter. Toch zijn in samenwerking met DESY een aantal aanpassingen doorgevoerd. Hierdoor is nu pretriggering mogelijk, waarbij ook een in te stellen aantal samples voor het triggermoment vastgelegd kunnen worden.

Succesvol project

Dat het project succesvol was mag blijken uit het hieronder staande statement dat DESY in haar jaarverslag heeft opgenomen:

"After some iterations of the hard- and software as well as many tests at DESY, we have ordered and received 150 RadiPower® RF power measurement devices (RPR2006P) for all the DESY module test stands.

We would like to thank the company DARE!! Development and all their personnel for the fruitful and professional collaboration."

Lees het originele artikel uit het Jaarverslag van DESY.