耦合束团不稳定性测量与抑制

内容简介

《耦合束团不稳定性测量与抑制》从加速器储存环的基本理论入手，围绕与储存环中束流位置测量
的相关课题，较完整、系统、详尽地阐述了观测和抑制储存环束流不稳定性
的理论、方法和相关技术。同时，还介绍了信号接收、信号处理和耦合束团
不稳定分析技巧等。束流不稳定性测量和抑制措施已在高能加速器多年运
行中进行了考验并得到验证。《耦合束团不稳定性测量与抑制》列举了许多应用例证，与实际结合紧密，
并涉及众多领域。

目录

前言
第1章绪论1
1.1高能加速器和同步辐射装置简明发展史1
1.2HLS储存环测量系统与束流位置测量6
参考文献8
第2章束流动力学理论简介10
2.1坐标系10
2.2横向运动方程及其解12
2.3横向振荡14
2.4纵向振荡17
参考文献18
第3章束流信号与频谱理论19
3.1同步束团信号19
3.1.1单束团19
3.1.2多束团20
3.2横向β振荡幅度调制信号20
3.2.1单束团20
3.2.2多束团22
3.3纵向振荡相位调制信号23
3.3.1单束团23
3.3.2多束团24
3.4同时存在横向幅度调制和纵向相位调制26
3.4.1单束团26
3.4.2多束团27
参考文献28
第4章束流不稳定性29
4.1尾场和尾场函数29
4.1.1自由空间中以光速运动的束流31
4.1.2理想导电管道中以光速运动的束流32
4.1.3电阻壁和腔体结构中的尾场函数32
4.2耦合阻抗35
4.2.1耦合阻抗定义35
4.2.2耦合阻抗某些重要性质36
4.2.3几种典型的耦合阻抗和相应的尾场函数37
4.3不稳定性理论39
4.3.1横向不稳定性41
4.3.2阻抗壁效应引起的不稳定性42
4.3.3头尾不稳定性43
4.3.4纵向不稳定性———犚狅犫犻狀狊狅狀不稳定性46
4.3.5束腔不稳定性———高频腔高次模不稳定性49
4.3.6多束团不稳定性49
4.3.7束团伸长效应50
4.3.8离子不稳定性55
4.3.9快离子不稳定性59
4.4不稳定振荡模式概论62
4.4.1纵向振荡模式63
4.4.2横向振荡模式69
4.5电子储存环几种典型阻尼机制和克服不稳定性所采取的措施72
4.5.1辐射阻尼72
4.5.2朗道阻尼77
4.5.3常用的克服不稳定性措施83
参考文献84
第5章束流位置测量与相关理论基础86
5.1信号探测基本原理86
5.1.1感应场86
5.1.2信号接收87
5.2束流位置探测原理88
5.2.1钮扣电极BPM88
5.2.2条带电极93
5.2.3条带电极作为pickuo99
5.2.4条带电极作为kicker105
5.2.5HLS所使用的kicker的覆盖因子计算112
5.2.6HLS所使用的条带的耦合阻抗计算113
5.2.7两种BPM特性的比较114
5.3束流位置测量信号与处理114
5.3.1束流位置信号的要求114
5.3.2束流位置信号处理的要求114
5.3.3束流位置信号的处理方法115
5.4束流位置探测器在HLS的应用119
参考文献121
第6章HLS钮扣型束流位置探测器123
6.1钮扣型探测电极的定标124
6.1.1定标装置124
6.1.2定标中的数据处理126
6.1.3乘法逼近127
6.2以边界元素法验证模拟定标129
6.2.1边界元素法理论简介129
6.2.2灵敏度的计算131
参考文献133
第7章闭轨测量系统的研制与应用135
7.1HLS闭轨测量系统研制的进展135
7.2升级的闭轨测量系统结构与信号处理136
7.2.1COD测量系统硬件和软件结构136
7.2.2BPMModule137
7.3数据获取系统和数据的分析138
7.3.1数据获取系统138
7.3.2升级后的BPM系统测量精度和分辨率138
7.4BPM系统的应用141
7.4.1色散函数的测量141
7.4.2犅犅犃方法测量四极磁铁磁中心的位置142
7.4.3全环闭轨校正143
参考文献145
第8章数据处理方法146
8.1离散时间信号的处理147
8.1.1采样信号的频谱147
8.1.2采样定理148
8.1.3数字信号处理中截断的影响———泄漏149
8.2信号加窗150
8.2.1信号加窗意义150
8.2.2窗函数特性151
8.2.3几个应用中的窗函数154
8.3Tune测量156