我国加速器设备新突破：高性能WR1800波导定向耦合器自主研制成功

7月29日，高能同步辐射光源(HEPS)加速器部高频系统对自主研制的国产WR1800波导(Rectangular Waveguide，长边18英寸的矩形波导)定向耦合器进行了测试，所有测试结果均优于同型号的进口产品，研制取得成功。这标志着我国在加速器设备的自主研制方面又攻克了一道“卡脖子”难关，且定向耦合器的关键指标——方向性，在冷测和高功率测试下，结果均优于国外进口产品。

高性能WR1800波导定向耦合器方向性指标测量值达到48dB，优于进口同型号器件的32dB。在驻波全反射条件下的高功率测试中，经过超过6小时的连续波200千瓦拷机，其器件温升正常、运行稳定，功率波动为±1%，优于进口同型号器件±7%的功率波动值。此外，该耦合器还同步进行了4个自主研制的WR1800型E弯波导和一段WR1800直波导的高功率测试，测试结果显示这些国产波导器件均满足稳定运行的要求。

大尺寸波导定向耦合器是高频功率传输系统中的核心部件，主要功能是对波导传输的射频功率进行采样监测，为射频低电平控制系统和射频快速联锁保护系统提供高精度的射频采样监测信号，其中波导定向耦合器的“方向性”指标是影响高频系统总体监测和控制精度的关键技术参数之一。

此前，我国在大尺寸波导器件上基本依赖进口，国产的定向耦合器方向性仅20dB左右，无法满足高功率下对于高精度功率采样的要求。为了摆脱进口依赖并节约成本，HEPS高频系统于2019年启动了WR1800波导器件的自主研制。通过对结构的仿真迭代优化，科研人员完成了定向耦合器的设计，指导国内厂家完成了样件加工制造，随后在采用专用波导校准件进行精密校准的基础上，完成了定向耦合器的精确调试和标定，最后利用BEPCII停机检修的间隙，将新研制的国产定向耦合器安装到BEPCII高频西厅成功进行了驻波全反射条件下的高功率测试，项目组在研制过程中掌握了全部工艺流程以及参数调节和校准方法。

WR1800波导定向耦合器的成功研制，是加速器设备自主研发的又一重要进展，耦合器的自主研制成功将节省可观的经费，并具有很好的推广应用价值。