Air Microwave Yield (AMY) Resp. naz. Valerio Verzi Sez. INFN coinvolte: Roma2 L’Aquila Lecce Confirm and measure the absolute microwave yield and its frequency.

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1 Air Microwave Yield (AMY) Resp. naz. Valerio Verzi Sez. INFN coinvolte: Roma2 L’Aquila Lecce Confirm and measure the absolute microwave yield and its frequency spectrum in the range between 1 and 25 GHz Report: 1st beam test @ BTF (LNF) and preliminary results

2 Sketch of AMY camera and used antennas Log Periodic - (1-25 GHz) Camera anecoica equipaggiata con antenne wide band e commerciali (ricezione satellitare). Horn - (2 - 20GHz) C-band

3 5.5 m 4 m AMY camera e- target Primo test beam @ BTF (21/11/2011 - 04/12/2011) AMY camera e- beam in Frascati (1st test beam) (1 or 2 Hz) (~10 9 ) (i.e. 30 microbunch) Contatti in corso con i responsabili BTF per ottenere : - Bunch 1ns - Aumentare la corrente (attualmente limitata da problemi con la sicurezza per la radioprotezione)

4 Primo test beam @ BTF (21/11/2011 - 04/12/2011) Trasporto e montaggio

5 Area BTF Antenne e-e- e-e- Posizioni antenne - 2 laterali + 1 top (@ 2.3 m dall’inizio della camera) - 2 angoli (all’inizio della camera) Primo test beam @ BTF (21/11/2011 - 04/12/2011) Sciamatore (bersaglio di interazione per sviluppo sciame)

6 Acquired signals (Oscilloscope LeCroy) RunId: 201112040620 Event Id: 43160 Ne ~ 1.6e9 signal from toroid Log Periodic Horn Low frequency background Low frequency background no background because of different band range

7 higher intensities RunId: 201112040458 higher intensities Stima del segnale e del rumore La stima del segnale e del rumore e il monitoraggio del segnale dal beam fatte evento per evento

8 Analisi spettrale RunId: 20111130233 ~ 2.86 GHz LINAC frequency Further Harmonics Low frequency background (in LogPeriodic antennas) both software and hardware filters studied MC simulation Frequency [Hz] a.u. MC shows that the peaks are related to the interference signal produced by the different micro-bunches

9 Low frequency background in Log Periodic antennas raw signal filtered signal FFT of the raw signal FFT of the filtered signal Hardware filters Mini Circuits VHP-26 3 - 7 GHz software filter: removing frequency below 1 or 2 GHz Mini Circuits VHF-1810 2.25 - 4 GHz RunId: 20111130233 RunId: 201111291355RunId: 201111291240

10 Data quality: background study (I) signalbackground signal background stima background/noise estimation: - usando il piedistallo del segnale Integrando su tutta la banda non ci sono problemi di background Picchi sottratti

11 antenna with absorber background Data quality: background study (II) stima background/noise: - antenna coperta dall’assorbitore

12 Data analysis: Signal polarization cross-polarized co-polarized Horn cross-polarized Horn co-polarized ~ 13 ns ~ 9 ns Antenna ortogonale alla direzione del beam e-e- e-e- co/cross ≈ 7 (16 dB in power) co/cross ≈ 7 (16 dB in power)

13 Data analysis: Signal polarization co/cross ≈ 25 (28 dB in power) co/cross ≈ 25 (28 dB in power) co-polarized cross polarized co- polarized L’antenna punta nella direzione del fascio cross polarized e-e- e-e- ~ a factor 20 larger signal in co-polarized

14 Scan over the beam intensity Potenza del segnale integrata su tutta la banda di ricezione dell’antenna in funzione dell’intensità del fascio. Log-PerHornLog-Per Lo scaling quadratico osservato sia in co che cross polarization

15 Runs with the Alumina target SCIAMATORE e-e- e-e- Acquisizione dei dati limitata per via dell’attivazione del materiale: necessita’ di un controllo remoto del target Horn - cross-pol RunId: 201112011325 20 cm 54 cm

16 Outlook - L’analisi dei dati raccolti nel primo test e’ ancora in corso (0.5 Tb di dati raccolti)  Sono state effettuate misure con antenne in diverse posizioni della camera e con differenti orientazioni del piano di polarizzazione  In generale i segnali cross-pol sono piu’ piccoli di quelli co-pol sopratutto nelle configurazioni favorevoli alla rivelazione della radiazione cherenkov  I dati sono di ottima qualita’ ma il test e’ stato fortemente limitato dai vincoli imposti dalla radioprotezione (limiti sulla corrente del fascio e sull’accesso alla sala sperimentale)  Nel prossimo test previsto a Maggio si realizzera’ un controllo remoto dello sciamatore e si installera’ un’ulteriore antenna wide band per coprire il piu’ grande numero possibile di configurazioni e quindi limitare le operazioni sulla camera  Verra’ inoltre fatto un upgrade della camera che permettera’ di velocizzare le operazioni di chiusura ed apertura nonche’ di raggiungere un maggiore livello di precisione negli allineamenti  Forse (dipende dal personale del LINAC) si riuscira’ ad ottenere i bunch di 1 ns (necessario per una migliore comprensione delle misure in tempo)

17 Problematicità emerse dal test beam Alta intensità accesso alla sala sperimentale consentito previo monitoraggio del livello di radioattività da parte dell’operatore di radioprotezione Sciamatore variazioni dello spessore di sciamatore posto di fronte alla camera quasi impossibili manualmente a causa dell’attivazione del materiale necessità di limitare il più possibile gli accessi alla sala sperimentale SCIAMATORE Schema del progetto di MOVIMENTAZIONE REMOTA dello SCIAMATORE

18 AMY@CSNV Problematicità emerse dal test beam Precisione meccanica per allineamento del piano di polarizzazione delle antenne. Ulteriore antenna per limitare accessi e posizionamenti Trasporto 2 test beam previsti nel 2012

19 backup

20 201111300233 Scan over the beam intensity