Proceedings of the 25th Linear Accelerator Meeting in Japan (July 12-14, 2000, Himeji, Japan)[12P-37]

THE MASTER OSCILLATOR OF THE KEKB INJECTOR
LINAC
Y.Yano, S.AizawaA) and S.Anami
High Energy Accelerator Resarch Organization (KEK)
1-1 Oho, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-0801 JAPANA)

Nihon Koshuha CO.,LTD.
1119, Nakeyama-cho, Midori-ku, Yokohama, 226-0011 JAPAN
Abstract
The RF frequency of the KEKB rings have to completely synchronize with beam bunch timing injectedfrom the linac. A reference signal source with the low phase jitters and the high stability, which generates
five frequencies is required.We are monitoring these phases used in the linac.

ＫＥＫＢ入射器のマスターオシレーター
１．はじめにKEKの電子陽電子入射器はPF, AR, KEKBに電子及び陽電子を供給する線形加速器である。
[1] LinacのRFシステムの全体図を図1に示す。
[2] 電 子 銃 で 発 生 し た 電 子 ビ ー ム は 、114.2MHz、571.2MHzで動作する2台のサブハーモニックバンチャーでバンチされ、2856MHzの加速管に導かれ加速される。そのためLinacの運転には精密に同期したこれら3つの周波数のRFが必要となる。さらにKEKBリングのRF信号である508.9MHz、入射の同期をとるた め
10.385MHzも必要である。ここではビーム加速の基本となるこれらのRFを発生するマスターオシレーターの現状と今後の改善方針について報告する。

メインドライブシステム
SG571 MHz

2856MHzE/O

FMD-30MR

Optical Lines

E/O

10 MHzSUB-BOOSTER 2508 MHz

O/E
571 MHz114 MHz

Trigger
SystemDriver30m
60kW
Klystron

15m

100m
100m

SUB DRIVE LINE

Coaxial Lines
20m

5m

40m

SB-A

5m

30m

SB-B

80m
SB-C

SB-1

IΦA

1 kW
Amp.
System

1 kW
Amp.
System

SB-4

SB-5

50MW
Klystron
SLED10kW
AMP.
e-

114
571
MHz MHz
Electron Gun SHB1 SHB2

SB-3

TargetBuncher
Sector A
Prebuncher ACC Guide

Sector B

Sector C

Sector 1e+e-

図１．RFシステム全体図

−237−

ACC
Sector 2

Sector 3

Sector 4

Sector 5

２．マスターオシレーター
マスターオシレーターは基本となる周波数を発生する低ノイズ型シンセサイザー（アジレント・テクノロジー社製 HP8662A）とその周波数を元に必要な周波数を作り出す周波数逓倍／分周器（ソニー・テクトロニクス社製造のFMD-30）によって構成されている。図２にFMD-30のブロック図を示す。

1.77ps@571.2MHz(114.2MHz trigger)
1.82ps@2856MHz(114.2MHz trigger)
0.999ps@2856MHz(571.2MHz trigger)

571.2 MHz
for
SHB-2

571.2 MHzCounter
1/55

Phase
Detector

VCXO

10.385 MHz

114.2 MHzCounter
1/11

114.2 MHz
for
SHB-1

10.385 MHz
forRing Trriger

Phase
Detector

508.9 MHzfor
Ring RF

VCXO
508.9 MHzCounter
1/20
143 MHzCounter
1/42856 MHz
Phase
Detector

図３．2856MHz (571.2MHz trigger)

Counter
1/49

YTO

2856 MHz
forSub-Boosters

図２．周波数逓倍／分周器（FMD-30）
図３に571.2MHzをトリガとして観測した
2856MHzを示す。以下に各周波数におけるジッタの半値幅を示す。
2.57ps@508.9MHz(10.385MHz trigger)
6.08ps@114.2MHz(10.385MHz trigger)
2.52ps@571.2MHz(10.385MHz trigger)
2.46ps@2856MHz(10.385MHz trigger)

マスターオシレーターで発生した信号を各機器に伝送するために必要なアンプ、電気／光変換器（E/O）などは恒温槽内に設置され28 ℃±0.3℃で温度管理されておりこれら全体をメインドライブシステムと呼んでいる。図４にメインドライブシステムのブロック図を示す。
このシステムには各周波数間の位相を監視す
る位 相監 視 装置 が 組み 込ま れ てお り 、
114.2MHz、571.2MHz、2856MHzの位相関係を記録している。

メインドライブシステム
MasterOscillator
571.2 MHz

恒温槽１恒温槽２

温度
恒温槽１
温度
恒温槽２

Trigger(HP 8662A)

FMD-30

KEKB
ペンレコーダー571 MHz114 MHz

Trigger
KEKB

10 .8MHz

KEKB

508 MHzKEKB

LPF

114MHz
VS
571MHzLPF

571MHz
VS
2856MHz

ミキサー
ミキサー

移相器
A,B,C,1 sector

2856MHz
移相器
E/O
FMD-30（予備器）

E/O

図４．メインドライブシステム

2,3,4,5 sector(Optical Lines)

３．位相監視
ビームの性質を決める大きな要因はRFの電力と位 相で ある。 特に ３つの 周波 数（114.2MHz、571.2MHz、2856MHz）の間の位相関係は長期間一定であることが要求されている。それは３つの周波数の発生を構成する機器がトラブルを起し予備品に交換する必要が生じた場合でも、すみやかに位相関係を運転前の状態に戻すことが求められている。現在のシステ
ムで長期間における位相変動は114.2MHz 対
571.2MHzで±0.1 度（@571.2MHz ） 以 下 、
571.2MHz 対 2856MHzで±0.2度（@2856MHz）
以下となっている。恒温槽の温度を1℃変化させた場合の位相変動は114.2MHz 対S 571.2MHz
で 0.2 度 （ @571.2MHz ） 、 571.2MHz 対
2856MHzで0.3度（@2856MHz）程度である。
但し、この温度変化による変動が落ち着くまでの時間は約2時間である。図５に変動の様子を示す。
5度@2856MHz
571.2MHz
VS2856MHz
3.3度@571MHz
114.2MHzVS
571.2MHz

1hour

恒温槽2
恒温槽110℃

図５．恒温槽の温度変化と位相変化

更に571.2MHzと2856MHzの位相を調整するために設置しているトロンボーン式の移相器を動かした場合、調整後３時間程度は２〜３度の位相変動が観測される。これはトロンボーンの摺動部分が馴染むまでこの程度の時間がかかっているのではないかと思われる。又、KEKBリ
ングにビームを入射する上で重要な508.9MHz対 2856MHzの位相に関してはどのような形でモニターしていくか現在検討中である。
４．まとめ
現在のシステムで各種発生周波数の安定性は充分であると思われる。但し、それはこのシステムを構成する全ての機器が正常に動いている場合である。今後、システムを二重化し相互に監視することで、より信頼性の高いシステムを構築する予定である。
参考文献(1) 放射光入射器増強計画ーKEKBに向けて
KEK-Report 95-18, 1996.
(2) LOW-POWER RF SYSTEM FOR KEKBINJECTOR LINAC. APAC-98