J-PARCリニアック972MHz高周波デジタルフィードバック制御システム

972-MHz RF digital feedback control system for J-PARC linac

小林 鉄也; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 松本 利広*; 鈴木 浩幸; 山口 誠哉*; 岡田 喜仁*

Kobayashi, Tetsuya; Michizono, Shinichiro*; Fang, Z.*; Matsumoto, Toshihiro*; Suzuki, Hiroyuki; Yamaguchi, Seiya*; Okada, Yoshihito*

J-PARCリニアックでは972MHzのRFシステムによる400MeVエネルギーへの増強計画が進められている。その加速電界の安定性は振幅,位相それぞれ1%, 1度以内が要求されている。デジタルFBの基本コンセプトは現在の324MHzのシステムと同じでコンパクトPCI筐体を用いる。大きな違いは、RF信号/クロック信号発生器(RF&CLKボード),ミキサー及びIQ変調器(IQ&Mixerボード)、そしてデジタル制御のアルゴリズムである。現在の324MHzの空洞に比べ、高い周波数により減衰時間が速くなるため、チョップドビーム負荷補償が大きな開発要素の一つである。この報告では972MHzデジタルフィードバックシステムの特徴や性能について、模擬空洞を用いた評価結果をまとめた。

A 972-MHz RF system is being developed for 400-MeV upgrade of the J-PARC linac. The accelerating field stabilities should be less than 1% in amplitude and 1 in phase. The basic digital LLRF (Low-Level RF) concept is the same as that of the present 324-MHz system with a compact-PCI crate. The main alterations are RF and clock generator (RF&CLK), mixer and I/Q modulator (IQ&Mixer) and digital LLRF algorithm. Since the typical decay time of the new system is faster (because its operational frequency is higher than that of the present 324-MHz cavity), chopped beam compensation is essential. The performance study of the digital feedback system with a cavity simulator is summarized.