Cerdanyola del Vallès, 5 de diciembre 2018. Los sistemas de radiofrecuencia (RF) de cualquier acelerador se encargan de dar energía a las partículas para devolverles aquella que han perdido debido a la emisión de radiación de sincrotrón. En ALBA, el sistema RF del anillo propulsor está formado por un único transmisor que incrementa la energía de los electrones de 100MeV a 3GeV. En el anillo de almacenamiento, el sistema RF está compuesto por 12 transmisores distribuidos entre 6 plantas y mantienen la energía de los electrones a 3GeV.
Hasta hace muy poco, todos los amplificadores RF de alta potencia de ALBA eran tubos de salida inductiva (IOT). Estos amplificadores son tubos de vacío con pistolas de electrones donde se aplican altas tensiones (hasta 40kV) y se convierten en potencia RF. Las principales ventajas de esta tecnología son su coste, la eficiencia y los altos niveles de potencia. En el anillo de almacenamiento hay 12 IOT que proporcionan una redundancia suficiente para conseguir los altos niveles de fiabilidad requeridos por los usuarios de ALBA. No obstante, los requisitos de potencia RF del anillo propulsor son muy menores en comparación con el anillo de almacenamiento y solo se necesita un transmisor. Con tal de proporcionar redundancia y fiabilidad adicionales al sistema RF del propulsor, el amplificador IOT fue reemplazado por un amplificador de potencia de estado sólido que se compone de 96 transistores de potencia RF distribuidos en 12 módulos. Este equipo ha sido diseñado y creado por la empresa BTesa. El esquema de combinación de estos módulos y transistores permite operar incluso si fallan hasta un 15% de los componentes. También funcionan a baja tensión (50V), hecho que elimina completamente los problemas de descarga asociados al alto voltaje de los tubos de vacío. Finalmente, los módulos se han diseñado para permitir la substitución denominada "hot swap", que significa que el módulo puede ser reemplazado aunque el transmisor esté funcionando a pleno rendimiento.
A la izquierda, el viejo IOT y los HVPS del sistema RF del propulsor. A la derecha, el nuevo SSPA del RF del propulsor.
Instalación y Funcionamiento
El 16 de agosto, se inició el proceso de instalación del nuevo transmisor y, después de tres días de trabajo, el amplificador ya trabajaba a pleno rendimiento, con una onda continua de 50 kW. La operación con las líneas de luz comenzó el 5 de setiembre y el nuevo transmisor ha estado funcionando sin problemas desde entonces. En la siguiente tabla se muestran las características principales del transmisor y las medidas realizadas durante las pruebas:
| Parámetro | |
|---|---|
| Frecuencia | 500MHz |
| Potencia Máxima CW (onda continua) | 48kW (1.1dB compresión) |
| Rango dinámico | > 30dB |
| Eficiencia a la potencia de salida 48kW | 60% |
| Ganancia | 78dB |
| Ancho de banda | > 2MHz |
| Variación de fase en todo rango dinámico | 10º |
| Contenido harmónico | > 40dBc en 2º, 3º y 4º harmónico |
| Desconexión de un módulo a máxima potencia | OK |
Todos los departamentos y divisiones del Sincrotrón ALBA han participado en este proyecto, empezando por Administración que preparó la licitación adjudicada a BTesa el 2015 para el diseño y la construcción de este transmisor. El departamento de Ingeniería y Logística analizaron los requisitos estructurales del nuevo equipo, retiraron el IOT i sus HVPS (suministradores de alta tensión) el pasado julio y participaron en la instalación del nuevo transmisor. La división de Informática actualizó el sistema de control para hacerlo compatible con este nuevo sistema y el grupo de RF juntamente con toda la división de Aceleradores coordinó todas estas tareas.
Este proyecto está cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea.
