HF-Sieb

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HF-Sieb. Spezielle Hochfrequenz sperrende CONFLAT UHV-Dichtung aus SE-Kupfer zum Schutz der Cavity-Getterpumpen vor HF-Leistung
Schnitt durch eine Zelle der PETRA-7-Zeller-Cavity. Dargestellt ist die Aushalsung für den Getterpumpenanschluss mit L = 100 mm, D = 120 mm


Die Vakuum-Getterpumpen (Getter-Ionen-Pumpen, GIP) sind über eine 100 mm lange Aushalsung mit ca. 120 mm Durchmesser an die Zellen der 500-MHz 5- und 7-Zeller-Cavities angeschlossen.

Was schon bei typischen 10 bis 20 kW pro Cavity-Zelle zu unerwünschten Effekten in den Getterpumpen führen kann. Bei strahlinduzierten HOMs ...

Loch-Durchmesser: 8,8 mm Loch-Länge: 5 mm

  • Kritische Frequenz: 20 GHz
  • Dämpfung für 500 MHz: 18 dB
  • Dämpfung für 16,7 GHz: 10 dB
  • Dämpfung für 19,7 GHz: 3 dB

HF-Eigenschaften

mal überlegen, wie man die HF-Dämpfung des HF-Siebes messen kann

  1. Idee: Die Dämpfung bei 500 MHz könnte man messen, indem man eine Aluplatte mit dem Bohrbild des HF-Siebes zwischen zwei Hohlleiterflansche schraubt und dann die Transmission misst.
  2. Idee: Die Dämpfung bei 1000 und/oder 1300 MHz könnte man messen, indem man eine Aluplatte mit dem 1/2 Bohrbild des HF-Siebes zwischen zwei Hohlleiterflansche schraubt, dann die Transmission misst und das Messergebnis skaliert. Aber wie? Es ist doch nicht zu erwarten, dass halb so viele Löcher doppelt so viel Dämpfung machen, oder?
  3. Idee: Vorgehensweise wie unter Punkt 1. aber Loch für Loch bohren und zwischendurch jeweils die Transmission messen.

Vakuum-Eigenschaften

Ein Rezipient mit zwei GIP (Koppler-Test-Cavity) wurde zwei Mal hintereinander evakuiert. Bei der ersten Evakuierung waren beide GIP mit je einem HF-Sieb bestückt (rote Kurve). Bei der zweiten Evakuierung pumpte GIP_1 ohne HF-Sieb (blaue Kurve).

Das Verhältnis der mit GIP_1 gemessenen Drücke ohne/mit HF-Sieb beträgt ziemlich genau 3.

Das Verhältnis der Querschnittsfläche vom CF-150 Flansch zur Summenfläche der 101 Bohrungen mit 8,8 mm Durchmesser beträgt 2,88; ist somit im Rahmen der Messgenauigkeit identisch.


Wirkung HF-Sieb.png


Leitwerte

Pumpe:
Die Getter-Ionen-Pumpe (GIP) hat laut Hersteller eine Saugvermögen von

\( S_{Pumpe} = 150 \frac{l}{s} \)


Aushalsung:
Zur Berechnung des Leitwertes ist die Aushalsung eher als dicke Blende mit d = 12 cm und nicht als Rohr zu betrachten.

\( S_{Aushalsung} = 11,6 \frac{l}{s} \cdot \frac{A}{cm²} = 11,6 \cdot \frac{12^2 \cdot \pi}{4} = 1312 \frac{l}{s} \)


HF-Sieb:
Zur Berechnung des Leitwertes kann man das HF-Sieb als Parallelschaltung von 101 Blenden mit d = 0,88 cm betrachten.

\( S_{HF-Sieb} = 101 \cdot 11,6 \frac{l}{s} \cdot \frac{A}{cm²} = 101 \cdot 11,6 \cdot \frac{0,88^2 \cdot \pi}{4} = 61,4 \frac{l}{s} \)

Effektives Saugvermögen

\( \frac{1}{S_{eff}} = \frac{1}{S_{Pumpe}} + \frac{1}{S_{Aushalsung}} + \frac{1}{S_{HF-Sieb}} \)

Effektives Saugvermögen der Anordnung mit HF-Sieb:
\( \frac{1}{S_{eff}} = \frac{1}{150} + \frac{1}{1312} + \frac{1}{61,4} = \frac{1}{42,2} \)

Effektives Saugvermögen der Anordnung ohne HF-Sieb:
\( \frac{1}{S_{eff}} = \frac{1}{150} + \frac{1}{1312} = \frac{1}{134,6} \)

Verhältnis Effektives Saugvermögen "ohne HF-Sieb" zu "mit HF-Sieb":
\[ \frac{S_{ohne HF-Sieb}}{S_{mit HF-Sieb}} = \frac{134,6}{42,2} = 3,2 \]