Impedance matching of pillbox-type RF windows and direct measurement of the ceramic relative dielectric constant

ピルボックス型RF窓のインピーダンス整合とセラミック比誘電率の直接測定

青 寛幸; 浅野 博之*; 内藤 富士雄; 大内 伸夫 ; 田村 潤  ; 高田 耕治*

Ao, Hiroyuki; Asano, Hiroyuki*; Naito, Fujio; Ouchi, Nobuo; Tamura, Jun; Takata, Koji*

RF窓による高周波の反射は、加速空洞とRF窓との間に局所的な定在波を発生させ、発熱やマルチパクタの問題を発生する可能性があり、インピーダンス整合をとってできる限り小さく抑えることが望ましい。そこで本報告では、RF窓のVSWRを小さく抑える手法として、(1)ピルボックス型RF窓について、製作工程の途中でセラミックの誘電率を共振周波数を用いて測定。(2)その後、誘電率に応じてピルボックス部の寸法を調整、という新たな手順を考案した。本手法を確認するため、3台のRF窓を同一素材のセラミックを用いて製作し、全てのRF窓についてインピーダンス整合(VSWR1.05)を実現することができた。

Impedance matching of RF windows that minimizes the RF reflection is necessary to prevent localized standing waves between an RF window and a cavity, which may cause thermal and/or multipactoring issues. The present report proposes new procedures for impedance matching as follows: (1) The relative dielectric constant of the ceramic window is directly measured using the resonant frequency of a cavity made by temporarily combining the pillbox part of the RF window and two short-circuiting plates. (2) The dimensions of the pillbox section including the ceramic disk are fixed on the basis of the measured relative dielectric constant. To confirm this procedure, three RF windows were fabricated using the same type of ceramic material, and successful impedance matching of these windows was performed (VSWR 1.05).