HOMs Study in the 500 MHz BESSY Cavity...2019/05/17 · 13.06.2019 | TU Darmstadt | Fachbereich 18...
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13.06.2019 | TU Darmstadt | Fachbereich 18 | Institut für Teilchenbeschleunigung und Elektromagnetische Felder | M. Sc. Dmitry Bazyl | 1
HOMs Study in the 500 MHz BESSY Cavity
Dmitry Bazyl, Herbert De Gersem, Wolfgang F.O. Müller
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Outline
• 500 MHz cavity• Motivation• Waveguide and ferrite load• Longitudinal impedance• Transverse impedance• Eigenmodes• Conclusion
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500 MHz cavity
• 3D model: • Fundamental mode TM010:
CavityHOMs dampers
f = 502 MHz
1.6
7 m
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Motivation
• Calculated value of the longitudinal impedance did not match experimental data (only for TM110 mode @ 670 MHz)
*
*ESLS-RF Meeting September 2010 ELETTRA, Ernst Weihreter / HZB BESSY II
Eliminating the gap solved the problem
• Outdated data (2010)
• Available data is not sufficient
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Waveguide and ferrite load
NiZn ferrite
*
*Ferrite HOM Absorber for the RHIC ERL H. Hahn, et, al.
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less then 20 % of power is reflected
Waveguide and ferrite loadReflection coefficient
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Considered boundary conditions
CST - > realistic model with ferrite load (wake field simulation)
HFSS - > Perfectly Matched Loads (PML) (eigenmodesimulation)
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Full modelLongitudinal impedance (CST)
[
]
Fundamental mode
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Full modelEigenmodes (HFSS)
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Eigenmode simulation:f = 675 MHz
Q = 17
HOM extraction at 675 MHz
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Full modelLongitudinal impedance (CST)
[
]
Fundamental mode
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1.576 GHz longitudinal mode
Electric field map (HFSS): CST MWS:
f = 1.576 GHzQ = 650
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1.576 GHz longitudinal mode
• 1st waveguide cut plane • 2nd waveguide cut plane
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Full modelTransverse impedance (CST)
Q = 300
Q = 1500
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1.577 GHz transverse mode
Electric field map:
f = 1.577 GHzQ = 1500
Transverse kick? -> calculation of kick factor TBD
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Ways to improve HOMs damping for 500 MHz cavity
• Change position of waveguides
• Modify geometry ofthe cavity
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Conclusion
• Large scale non-symmetric model -> longcomputational time
• HFSS with PML boundary conditions -> max. 20modes per one run
• One longitudinal HOM with relatively high Q-factorand longitudinal impedance is observed at 1.576GHz
• Transverse modes with relatively high Q-valuesare present -> potentially increased RF losses inthe cavity
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Outlook
• Evaluation of an optimal position ofwaveguides
• Consider modification of the cavity shapewith aim to improve HOMs damping
• Calculation of eigenmodes at highimpedance regions
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Thank you for your attention!