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Principe du modulateur de PHIL

Description et architecture

L’accélération des particules par champ Radio-Fréquence, utilise un tube amplificateur particulier, ou Klystron. Celui-ci, lorsqu’il est utilisé comme amplificateur, est alimenté par une source d’énergie -le modulateur-, et amplifie un signal d’un préamplificateur, celui-ci généralement à l’état solide.

Le schéma de principe est donné ici :

Le signal Vs est d’abord pré-amplifié à quelques centaines de Watts, P_in, puis injecté dans le klystron. La sortie du klystron amplificateur délivre alors une onde amplifiée P_out à des puissances allant jusqu’à 150MW pour les klystrons de puissance.

Il est donc nécessaire de fournir une Très Haute Tension pour alimenter la "pompe" de cet amplificateur. On peut le faire par une source continue -cas des klystrons à modulation d’anode- ou dans notre cas, par une impulsion de tension Vk, qui dure le temps de l’amplification du signal.

Physiquement, le modulateur se présente sous la forme suivante :

On y distingue deux blocs principaux :

- le bloc de gauche de la figure comporte le klystron-en rouge- et la partie Très haute Tension, logée dans une cuve à huile, supportant celui-ci . Dans la cuve, on trouve notamment un transformateur de puissance élévateur, qui permet de générer l’impulsion de tension THT Vk à partir d’une impulsion HT générée dans la cabine.

Cette dernière -le bloc de droite de la figure, contient les circuits de génération de l’impulsion au primaire du transformateur. Le principe de génération, dans le cas de PHIL, est l’accumulation d’énergie par la charge lente d’une capacité (Ligne à Retard) et sa restitution par décharge au primaire du transformateur élévateur.