耦合束团不稳定性测量与抑制
作者：王筠华 著
出版时间：2014年版
内容简介
王筠华著的《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。书中列举了许多应用例 证，与实际结合紧密， 并涉及众多领域。
本书理论联系实际，所呈现的内容，对我国加速 器界同行有较高的参考 价值。本书可供加速器领域相关的工作人员，尤其是 束流测量方向的研究 生和本科生阅读。同时由于技术的共通性，对从事快 电子学、信号接收、数 据处理和分析等领域的工程技术人员也有一定的参考 价值。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 高能加速器和同步辐射装置简明发展史
1.2 HLS储存环测量系统与束流位置测量
参考文献
第2章 束流动力学理论简介
2.1 坐标系
2.2 横向运动方程及其解
2.3 横向振荡
2.4 纵向振荡
参考文献
第3章 束流信号与频谱理论
3.1 同步束团信号
3.1.1 单束团
3.1.2 多束团
3.2 横向β振荡幅度调制信号
3.2.1 单束团
3.2.2 多束团
3.3 纵向振荡相位调制信号
3.3.1 单束团
3.3.2 多束团
3.4 同时存在横向幅度调制和纵向相位调制
3.4.1 单束团
3.4.2 多束团
参考文献
第4章 束流不稳定性
4.1 尾场和尾场函数
4.1.1 自由空间中以光速运动的束流
4.1.2 理想导电管道中以光速运动的束流
4.1.3 电阻壁和腔体结构中的尾场函数
4.2 耦合阻抗
4.2.1 耦合阻抗定义
4.2.2 耦合阻抗某些重要性质
4.2.3 几种典型的耦合阻抗和相应的尾场函数
4.3 不稳定性理论
4.3.1 横向不稳定性
4.3.2 阻抗壁效应引起的不稳定性
4.3.3 头尾不稳定性
4.3.4 纵向不稳定性——Robinson不稳定性
4.3.5 束腔不稳定性——高频腔高次模不稳定性
4.3.6 多束团不稳定性
4.3.7 束团伸长效应
4.3.8 离子不稳定性
4.3.9 快离子不稳定性
4.4 不稳定振荡模式概论
4.4.1 纵向振荡模式
4.4.2 横向振荡模式
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
4.5.1 辐射阻尼
4.5.2 朗道阻尼
4.5.3 常用的克服不稳定性措施
参考文献
第5章 束流位置测量与相关理论基础
5.1 信号探测基本原理
5.1.1 感应场
5.1.2 信号接收
5.2 束流位置探测原理
5.2.1 钮扣电极BPM
5.2.2 条带电极
5.2.3 条带电极作为pickup
5.2.4 条带电极作为kicker
5.2.5 HLS所使用的kicker的覆盖因子计算
5.2.6 HLS所使用的条带的耦合阻抗计算
5.2.7 两种BPM特性的比较
5.3 束流位置测量信号与处理
5.3.1 束流位置信号的要求
5.3.2 束流位置信号处理的要求
5.3.3 束流位置信号的处理方法
5.4 束流位置探测器在HLS的应用
参考文献
第6章 HLS钮扣型束流位置探测器
6.1 钮扣型探测电极的定标
6.1.1 定标装置
6.1.2 定标中的数据处理
6.1.3 最小二乘法逼近
6.2 以边界元素法验证模拟定标
6.2.1 边界元素法理论简介
6.2.2 灵敏度的计算
参考文献
第7章 闭轨测量系统的研制与应用
7.1 HLS闭轨测量系统研制的进展
7.2 升级的闭轨测量系统结构与信号处理
7.2.1 COD测量系统硬件和软件结构
7.2.2 BPMModule
7.3 数据获取系统和数据的分析
7.3.1 数据获取系统
7.3.2 升级后的BPM系统测量精度和分辨率
7.4 BPM系统的应用
7.4.1 色散函数的测量
7.4.2 BBA方法测量四极磁铁磁中心的位置
7.4.3 全环闭轨校正
参考文献
第8章 数据处理方法
8.1 离散时间信号的处理
8.1.1 采样信号的频谱
8.1.2 采样定理
8.1.3 数字信号处理中截断的影响——泄漏
8.2 信号加窗
8.2.1 信号加窗意义
8.2.2 窗函数特性
8.2.3 几个应用中的窗函数
8.3 Time测量
8.3.1 工作点测量意义
8.3.2 工作点估算方法的探讨
8.4 其他数据处理方法
8.4.1 基于数字锁相检测阻尼时问
8.4.2 小波方法在束测信号处理中的应用
参考文献
第9章 HLS逐圈测量系统的研制与应用
9.1 TBT测量系统的研制
9.1.1 TBT测量系统参数选定
9.1.2 电子学线路及各部分的功能
9.2 逐圈测量系统定标
9.2.1 系统定标计算
9.2.2 探测电极灵敏度
9.2.3 BPM电子学增益定标
9.2.4 系统的在线定标
9.3 逐圈测量系统应用
9.3.1 逐圈位置测量
9.3.2 二期工程总调新注入系统的检测
9.3.3 低频窄带反馈系统的初步尝试
9.3.4 HLS若干物理参数的测量和不稳定性分析研究
参考文献
第10章 逐束团测量系统研制与应用
10.1 逐束团测量系统研制的必要性和意义
10.1.1 研制的必要性
10.1.2 BxB测量的意义
10.2 国内外发展状况
10.3 HLs逐束团测量系统的研制
10.3.1 系统带宽的确定
10.3.2 测量系统的组成
10.3.3 关键器件性能的介绍
10.4 相关物理量测量与分析
10.4.1 HLS储存环Twiss函数
10.4.2 激励束流设备和线路
10.4.3 激励门电路的研制
10.4.4 逐束团测量系统的应用
10.5 逐束团流强测量系统
10.5.1 新的检波方案的应用
10.5.2 测量系统准确性验证
10.5.3 在线定标结果
10.5.4 逐束团纵向振荡测量系统
10.5.5 纵向振荡对横向测量影响分析
参考文献
第11章 横向模拟反馈系统研制与应用
11.1 反馈原理
11.1.1 反馈系统理论
11.1.2 反馈系统工作原理
11.1.3 反馈系统类型和要求
11.2 HLS横向宽带反馈系统设计思想
11.2.1 系统的主要参数
11.2.2 pickup选择
11.3 模拟横向反馈系统样机的研制
11.3.1 总体设计框图
11.3.2 各组成部分
11.4 逐束团测量和横向反馈系统的调试
11.4.1 测量系统的调试
11.4.2 模拟反馈样机的调试
11.5 希尔伯特变换相空间重建方法
11.5.1 希尔伯特变换相空间重建理论
11.5.2 希尔伯特变换在相空间重建中的应用原理
11.5.3 希尔伯特变换数据处理方法在HI。S上的应用
11.6 横向反馈系统的改进
11.6.1 线路改进
11.6.2 基于EPICS的系统控制软件
11.6.3 系统调试与数据分析
参考文献
第12章 数字横向反馈系统研制与应用
12.1 数字反馈基本原理
12.2 数字反馈技术的核心元素及其发展过程
12.2.1 DSP阵列作为处理单元的数字反馈系统
12.2.2 FPGA芯片作为处理单元的数字反馈系统
12.3 数字信号处理理论
12.3.1 离散时间线性非时变系统
12.3.2 单位取样响应和卷积
12.3.3 离散时间信号和系统频域分析
12.3.4 离散傅里叶变换
12.4 数字滤波器设计
12.4.1 IIR滤波器
12.4.2 FIR滤波器
12.4.3 数字滤波器的系数量化误差
12.5 数字反馈的FIR滤波器算法实现
12.5.1 频域法设计滤波器
12.5.2 时域最小二乘法设计滤波器
12.5.3 选择FIR滤波器设计
12.5.4 数字横向逐束团反馈方法与实现
12.6 HLS数字横向逐束团反馈系统
12.6.1 HLS数字横向反馈系统的构成
12.6.2 数字反馈处理器的FPGA程序修改
12.6.3 滤波器设计与优化
12.6.4 增益放大器
12.6.5 时钟系统
12.6.6 数字反馈系统集成与控制
12.7 反馈系统的调试与分析
12.7.1 频率响应的测试
12.7.2 单束团时序试验
12.7.3 200MeV反馈系统相位调试
12.7.4 800MeV反馈系统相位调试
12.8 800MeV运行状态下的反馈效果检测
12.8.1 抑制800MeV运行时的横向不稳定性边带
12.8.2 降低六极磁铁电流试验
12.8.3 阻尼时间测量
12.9 横向振荡模式分析
12.10 提高注入流强
12.10.1 抑制注入边带
12.10.2 抑制注人残余振荡
12.10.3 替代八极磁铁提高注入流强
参考文献