大電力高周波加熱用アンテナと伝送系に関する研究

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1.ICRF加熱用アンテナ(1)有限要素法を用いてループアンテナの3次元解析を行い,アンテナ構造並びにプラズマパラメータを変えたときの特性変化を定量的に求めた. (2)給電系の特性インピーダンスに整合するループアンテナ(M形アンテナ)を提案し, Γ整合法とリアクタンス装荷を用いることにより, アンテナが小形であっても整合がとれることを, 理論及び実験により示した. また, 整合時の近傍電界分布を, ファラデーシールドの効果も含めて詳しく解析した. (3)給電系と整合するカットオフキャビティアンテナの高効率化を図るために, Ψ型の導線をキャビティ内に設け, その頂点部に給電して他の3点にリアクタンスを装荷した構造を提案した. すでに提案したアンテナと比較した結果, より高効率であることが格認された. (4)有限要素法による2次元解析結果に基づいて設計・試作したアンテナを筑波大学ガンマ10に装着して, 入力インピーダンスを測定した. その結果, 従来の半ターンループアンテナに比べて効率が1.6倍,入力抵抗が2〜3倍となることが格認された.2.LH周波数帯真空窓の解析 従来経験的に設計されてきた真空窓の特性を解析するプログラムほ開発し, 真空窓の構造と周波数帯域幅の関係などについて検討した.3.ECRH準光学的反射鏡アンテナ ジャイロトロン出力のミリ波を直線偏波ビームに変換するアンテナにおいて,近傍界領域にも適用できる鏡像波源を用いた設計法を提案し, (1)放物筒面反射鏡を用いたTEonモード用Vlasovー中島アンテナ(京大ヘリオトロンE並びに京大・理学部WTーIII用),(2)だ円筒反射鏡を用いたTEonモード用ビーム収束型アンテナ(WTーIII用),について解析し,実測値と良く一致することを確認した. (3)ホィスパリングギャラリーモード用反射鏡アンテナのビーム位相をより精密にそろえるために鏡面修正を行い, (1), (2)と同様の方法を使って, その放射特性を求めた.