140GHz ECRH傳輸線關(guān)鍵器件研究.pdf

1、電子回旋共振加熱(ECRH,Electron Cyclotron Resonance Heating)是一種極具吸引力的輔助加熱方式,作為未來國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)堆(ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor)改變等離子體溫度、密度及電流剖面,控制等離子體磁流體(MHD,Magnetohydrodynamics)不穩(wěn)定性的首選方案,ECRH的實(shí)驗(yàn)研究是磁約束受控聚變研究的國

2、際前沿課題之一。致力于解決兆瓦級長脈沖毫米波高效率傳輸?shù)腅CRH傳輸線技術(shù)的研究也日趨活躍,而高功率毫米波功率以及極化特性的實(shí)時測量技術(shù)是其中的研究熱點(diǎn),開展相關(guān)研究可為電子回旋系統(tǒng)高效率運(yùn)行以及微波注入模式的優(yōu)化控制提供必備技術(shù)手段。
　　本文將以140GHz傳輸線關(guān)鍵器件研究為研究課題,重點(diǎn)研究基于小孔耦合的功率監(jiān)測彎頭設(shè)計(jì)以及基于矢量衍射理論的高功率極化器設(shè)計(jì),通過微波功率測量可以得到 ECRH系統(tǒng)傳輸效率和微波源輸入功率等

3、參數(shù),而為了控制微波的極化方向,需要對高功率極化器進(jìn)行研究。
　　本文的主要研究內(nèi)容分為三部分:
　　1.對ECRH傳輸線系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹,主要介紹傳輸線上換向波導(dǎo)彎頭、波紋波導(dǎo)等組成部分,對傳輸線損耗及高斯基模與11HE模的耦合效率進(jìn)行分析。
　　2.對目前高功率毫米波功率測量的幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,提出定向耦合器-毫米波功率計(jì)方式。簡要介紹小孔耦合理論,對應(yīng)用于140GHz ECRH傳輸線上的功率監(jiān)測彎頭進(jìn)行結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化,從理論分析和軟件模擬等方面進(jìn)行研究,最終確定雙孔耦合結(jié)構(gòu)的各個參數(shù),并對雙孔耦合結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行容差分析和彎頭組裝討論。
　　3.總結(jié)目前高功率極化器所采用的槽紋結(jié)構(gòu),提出采用余弦形槽紋結(jié)構(gòu)。結(jié)合矢量衍射理論,通過軟件編程對140GHz ECRH傳輸線上基于矢量衍射理論的高功率極化器進(jìn)行槽紋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化,確定可改變微波極化形式的圓極化器與線極化器結(jié)構(gòu)參數(shù),并分析槽紋形狀畸變對極化器極化性能的影響,對槽紋結(jié)構(gòu)參數(shù)