Amplificatori RF di Rohde & Schwarz nella fisica degli acceleratori

L'accelerazione di particelle richiede risonatori a cavità guidati con elevate potenze RF a frequenze definite. Rohde & Schwarz offre amplificatori RF a stato solido per frequenze che vanno da 9 kHz a 6 GHz, fornendo una potenza CW che arriva fino a 80 kW.

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Requisito

In un acceleratore lineare (LINAC), acceleratore circolare, anello di accumulazione o circuito di retroazione per la stabilizzazione del fascio sono necessari amplificatori RF robusti e affidabili con elevata stabilità di fase e basso rumore di fase per fornire la necessaria energia cinetica a elettroni, protoni e ioni.

Soluzione tecnica

Rohde & Schwarz ha più di 70 anni di esperienza nella costruzione di amplificatori ad alta potenza con raffreddamento ad aria e a liquido per applicazioni broadcast, EMC, di fisica e ingegneria. L'azienda offre un'ampia gamma di prodotti, tra cui amplificatori a stato solido a banda stretta e a banda larga per la gamma di frequenze da 9 kHz a 6 GHz, fornendo una potenza CW che arriva fino a 80 kW.

Per soddisfare le diverse applicazioni, gli amplificatori sono disponibili come amplificatori di classe A, classe AB e classe C. Sono dotati di eccellenti caratteristiche RF, incluso un ritardo di fase molto breve, elevata stabilità di fase, basso rumore di fase e guadagno costante. Gli amplificatori offrono una densità di potenza straordinariamente elevata, mantenendo al tempo stesso elevata efficienza, elevata disponibilità e robustezza contro la mancata corrispondenza.

Oltre ai segnali CW, gli amplificatori supportano tutte le comuni modalità di modulazione, oltre a segnali CW rapidi e pulsati. L'opzione di silenziamento rapido dell'amplificatore, disponibile per alcuni modelli di amplificatore, consente l'interruzione del segnale RF in uscita a un livello molto vicino al rumore di fondo termico di –174 dBm (1 Hz).

Gli amplificatori possono essere facilmente integrati in sistemi di controllo tramite LAN, GPIB o, a seconda del modello, interfacce I/O parallele. I comandi di controllo e i messaggi di allarme sono resi disponibili tramite Simple Network Management Protocol (SNMP) o Standard Commands for Programmable Instruments (SCPI).

Applicazioni

Sistema di amplificatori RF per acceleratori LINAC o circolari

Gli amplificatori a stato solido di Rohde & Schwarz sono gli amplificatori driver ideali per amplificatori klystron o a tubo di uscita induttiva (IOT) o per gli amplificatori principali in una catena di acceleratori. Rohde & Schwarz offre, inoltre, amplificatori a banda larga da utilizzare in circuiti di retroazione, ad esempio per ridurre le dimensioni e la dispersione di energia di un fascio di particelle all'interno di un anello di accumulazione.

Soppressione rapida del segnale di uscita mediante l'opzione di silenziamento rapido dell'amplificatore

L'opzione di silenziamento rapido dell'amplificatore, disponibile per alcuni modelli di amplificatore, riduce la potenza del rumore del segnale RF in uscita in pochissimi microsecondi a un livello molto vicino al rumore di fondo termico di –174 dBm (1 Hz). Il segnale RF torna alla potenza nominale in uscita altrettanto rapidamente. La funzione di silenziamento è controllata mediante ingresso TTL.

Famiglia di amplificatori RF Gamma di frequenze Potenza max. CW in uscita
R&S®BBA150 da 9 kHz a 6 GHz 2,5 kW/200 W
R&S®BBL200 Da 9 kHz a 250 MHz 10 kW
R&S®TxR9 da 87,5 MHz a 108 MHz 80 kW
R&S®TxV9 da 170 MHz a 254 MHz 32 kW
R&S®TxU9 da 470 MHz a 862 MHz 80 kW

Esempio: sistema di amplificatori RF utilizzato in un LINAC

Esempio: amplificatore RF utilizzato in un circuito di retroazione