An Advanced digital feedback control system design for the muon linear accelerator

ミューオンリニアックのための先進デジタルフィードバックシステムの設計

Cicek, E.*; 恵郷 博文*; 二ツ川 健太*; 三部 勉*; 大谷 将士*; 齊藤 直人*; 吉田 光宏*; 飯沼 裕美*; 中沢 雄河*; 岩田 佳之*; 北村 遼   ; 近藤 恭弘   ; 森下 卓俊  ; 茨木 優花*; 須江 祐貴*; 鷲見 一路*; 四塚 麻衣*; 竹内 佑甫*; 林崎 規託*

Cicek, E.*; Ego, Hiroyasu*; Futatsukawa, Kenta*; Mibe, Tsutomu*; Otani, Masashi*; Saito, Naohito*; Yoshida, Mitsuhiro*; Iinuma, Hiromi*; Nakazawa, Yuga*; Iwata, Yoshiyuki*; Kitamura, Ryo; Kondo, Yasuhiro; Morishita, Takatoshi; Ibaraki, Yuka*; Sue, Yuki*; Sumi, Kazumichi*; Yotsuzuka, Mai*; Takeuchi, Yusuke*; Hayashizaki, Noriyosu*

ミューオンg-2/EDM実験のためのユニークなミューオンリニアックを開発中である。低電力高周波系のデジタルフィードバックの設計は、集群化されたすべての粒子を加速するための加速空洞の安定性からの、高周波の振幅、位相に対する要求を満たすために決定的な役割をはたす。この目的のために、MicroTCA規格に準じたコンパクトで、研究所内で開発されるデジタルフィードバックシステムを開発中であり、VadaTech COTSシステムのRFチップを用いたメザニンボードを用いる。このデジタルフィードバックシステムは、コストダウンのために、UHFおよびLバンドのRF波形を直接サンプリングする。本論文では、このシステム開発の現状と、最初の試験結果について述べる。

A unique muon linear accelerator (linac) for the muon g-2/EDM experiment at J-PARC is under development. Digital feedback (DFB) design employed in a low-level radio frequency (LLRF) control system is crucial to fulfilling the required RF amplitude and phase specifications in the RF cavities for a stable and continuous acceleration of the whole bunched particles. To this end, a micro telecommunications computing architecture.4 (MicroTCA.4)-based compact and in-house DFB design, using VadaTech commercial off-the-shelf (COTS) RF system-on-chip (RFSoC) advanced mezzanine card (AMC), is aimed for the muon linac. This feedback control system will employ a direct sampling method that reduces the project cost by requiring less hardware employment for ultra-high frequency (UHF) and L-band accelerating structures. The present status and first results of the project will be reported in this paper.