2010年至2014年合肥光源进行了重大维修改造,光源品质和稳定性获得了提高。束流自然发射度降低到40nm*rad,流强大于300mA,满足了同步辐射应用面向未来科学发展的需求。储存环高频系统相应进行了全面升级。其中全固态发射机取代了真空四极管发射机,模拟低电平系统升级为数字低电平系统,高频系统附属的测量和控制系统也进行了软硬件的升级改进。本论文课题承担了合肥光源高频系统总体升级方案的调研和设计、核心部件的研制、离线测试、系统安装、在线测试以及高频系统带束流运行调试等任务。课题工作主要包括以下几个方面：通过调研世界上各大光源的高频系统及其核心设备如功率源和低电平控制系统的最新技术发展趋势,制定了合肥光源高频系统升级改造方案,以及固态发射机和数字低电平系统研制的技术路线。在固态发射机研制中,依据本次改造工程对高频功率的要求,并兼顾将来可能的升级,同时最大限度的提高功放模块的工作效率,设计了30kW/40kW两种工作模式,分别采用48个和64个650W功放模块,通过8*6和8*8的合成方式完成功率合成。构建了固态发射机高功率测试平台,测量了功放模块和合成器的特性。功放模块的增益为25±0.1dB,调整后的插入相移偏差小于±0.2。；合成器的驻波比小于1.02。进行了30kw/40kW两种工作模式下固态发射机的高功率测试,输出功率分别达到44kW和33kW。通过长时间高功率考验,验证了固态发射机的稳定性。测量了部分功放模块失效对固态发射机输出功率的影响,测量值接近理论计算值,证明了合成器和分配器的制作和装配取得了成功。研究了环形器损坏对固态发射机输出功率的影响。发现在某些特殊情况下,环形器的损坏有可能导致发射机输出功率·的大幅下降,并通过相关实验予以证实。构建了数字低电平离线测试平台,完成数字低电平系统技术参数的离线测量。数字的低电平系统最大增益为30dB,经过长时间测试,其幅度和相位控制稳定度分别小于±1%和±0.1。,满足设计要求。完成了高频附属测量和控制设备的升级及其控制程序的编制。采用Fluke2680数据采集系统完成对固态发射机功放模块的温度,电源模块的电流、电压,以及水冷板流量等参量的监测。在Labview环境下编写了高频系统控制程序,将信号源、数字低电平系统、快速连锁保护模块,Fluke2680数据采集器、EA417功率计的监测和控制集成到一起,并实现与EPICS系统的数据通讯和远程操作。完成了高频系统的安装调试以及带束流运行。固态发射机采用8*6合成方式,输出功率为30kW。研究并测量了低电平环路参数与束流稳定性的关系。通过对数字低电平系统参数的优化调整,高流强下高频场幅相稳定度分别达到了±1%和±0.1。,并实现了最高流强460mA的带束流稳定运行。对储存环高频噪声与束流的相互作用机制进行了研究。高频系统所存在的噪声会激励束流纵向振荡,降低束流的品质。对高频噪声的影响的研究历来为世界上各加速器实验室所重视,现已发展了一些较为有效的分析方法,如Pedersen模型和迭代方程等。束流受扰后的纵向振荡会改变它在高频腔中的建场,这种变化反过来又会影响束流运动,两者的关联较为复杂。现有的分析方法对此进行了一些近似处理,在低流强小扰动的情况下非常有效,但对于高流强大扰动的情况则会产生较大误差。本课题在原有理论的基础上,对此进行改进,依据谐振腔的瞬态冲击响应模型,对束流振荡所引起的高频腔瞬态场变化进行逐束团累积计算(不做近似处理),同时跟踪场的改变所造成的束流运动变化。编制了模拟计算程序,分析了束流在相位调制的高频场中的纵向运动,计算结果与相关实验测量数据较为吻合。例如,计算表明当相位调制频率在同步振荡频率附近时,束流同步振荡将被激发,这一结论与实验测量结果相一致。