LLRF controls in SuperKEKB Phase-1 commissioning
First beam commissioning of SuperKEKB (Phase-1), which is an asymmetry double ring collider of 7-GeV electron and 4-GeV positron beams, which had started from February, has been successfully accomplished at the end of June 2016, and the desired beam current for Phase-1 was achieved in both rings. This paper summarize the operation results related to low level RF (LLRF) control issues during the Phase-1 commissioning, including the system tuning, the coupled bunch instability and the bunch gap transient effect. RF system of SuperKEKB consists of about thirty klystron stations in both rings. Newly developed LLRF control systems were applied to the nine stations among the thirty for Phase-1. The RF reference signal distribution system has been also upgraded for SuperKEKB. These new systems worked well without serious problem and they contributed to smooth progress of the commissioning. The old existing systems, which had been used in the KEKB operation, were still reused for the most stations, and they also worked as soundly as performed in the KEKB operation.
SuperKEKB 高周波基準信号分配システム RF REFERENCE DISTRIBUTION SYSTEM FOR SUPERKEKB
High stability and accuracy in accelerating field control are very significant for the SuperKEKB, because highercurrent and lower-emittance beam are required to upgrade the luminosity to 40-times higher than the KEKB. A new RF reference distribution system was designed for the SuperKEKB. In this system the reference signal will be distributed by means of “Star” configuration into the RF control sections and transferred optically by using the phase-stabilized optical fiber. Furthermore phase-lock control function will be implemented to compensate the temperature drift of each transfer line. For this phase stabilization, a new optical delay control system for multi-divided transfer lines was developed originally by applying the direct IQ sampling method, and the its performance was evaluated and the required stability of ±0.1 degrees was obtained. 1. はじめに SuperKEKB は、KEKB 加速器のルミノシティを更 に 40 倍にするプロジェクトである。この高いルミ ノシティを実現するため、更なる低エミッタンス ビームが要求され、また蓄積ビーム電流も 2 倍とな る。このように大強度かつ高品質ビームを目指す加 速にとって高周波(加速電場)の精度、安定性は最 も重要な要素の1つである。そのため新たに高精度 なデジタル低電力高周波(Low Level RF : LLRF)制 御システムの開発を行っている。その LLRF 制御 の”基”になる信号(加速空洞の相互の位相関係)も 同様に「変わらない」ことが重要であるので、RF 位相基準信号分配システムについても新規システム を導入し、更なる高安定性を目指す。 本発表では、SuperKEKB 用にデザインされた高周 波基準信号分配システムを紹介し、新たに考案され たデジタル光遅延制御システムの評価結果について 報告する。 RF 基準信号は、加速高周波だけでなくビーム診 断等にも用いられ、その名の通りすべての基準であ る常に絶対的な信頼性が期待される。従ってビーム 運転が順調に進むためにも基準信号の高い安定性 (再現性)が鍵となる。 要求される加速電界(508.9MHz)の安定性(pkpk)は、振幅、位相それぞれ±1%、±1度以内とさ れている。各 LLRF 制御システムの安定性がそれぞ れ±0.3%、±0.3度(温度特性を含めた pk-pk)なの で(その他で±0.3 度の変動として)、RF 基準信号 の位相安定性も±0.3 度以内が許容範囲であり、年 間通して±0.1 度(pk-pk)の安定性を目標とする。 ちなみに LLRF 制御システム のフィードバック (FB)制御では振幅、位相それぞれ rms で 0.02%、 0.02度以内の安定性を実現している。 2. 基本デザイン SuperKEKB における RF 基準信号の伝送経路を図 1に示す。図2に光送受信(光遅延制御)システム のブロック図を示す。中央コントロール棟から、メ インリング(MR)の 3 つの直線部(各直線部 2 ヶ 所の加速セクション:D4, D5, D7, D8, D10, D11) および衝突点(筑波実験棟 IP)の計 7 ヶ所へ伝送す る。さらにダンピングリング(DR)に必要で合計 Figure 1: Transmission paths for the RF reference. ____________________________________________ # tetsuya.kobayashi@kek.jp Proceedings of the 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (August 3-5, 2013, Nagoya, Japan)
Design Progress and Construction Status of SuperKEKB
The upgrade of KEKB to SuperKEKB is going on. The construction started in FY2010, and the beam commissioning is scheduled in FY2014. This paper describes recent design progress and construction status of the SuperKEKB main rings and the positron damping ring.