LHDにおけるマイクロ波イメージング計測法の開発

铲运机微波成像测量方法的研制

• 批准号: 03F00159
• 负责人: 長山 好夫
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00159/
• 关键词: LHD; 反射計; イメージング; マイクロ波; ネットワークアナライザ; プラズマ計測

本研究では、大開口アンテナを用いて、プラズマ磁気面のECE像および反射マイクロ波像を二次元的に結像させ、ミクロ不安定性と乱流の二次元構造を計測する開発研究の一環として、高効率・大口径アンテナの開発を行うことを目的とする。本年度は、アンテナの設置計画を立てた。LHDは複雑な3次元構造をしているため、実物大LHD模型にアンテナ模型を設置して、アンテナ配置を検討した。その結果3枚の鏡を用いる必要性が分かった。そこで光学設計コードZEMAXを駆使し、アンテナを構成する鏡の設計をした。また、既存のイメージングアンテナを用いて予備的な研究を行った。ベクトルネットワークアナライザに40-60GHzの発信-受信アンテナモジュールを取り付け、直径10mmのステンレス丸棒からのマイクロ波の反射を測定した。マイクロ波の波長は5mmで丸棒の半径程度であるにも関わらず、偏光方向が90度異なっても反射波のパワーはあまり変化しなかった。また広い範囲に散乱するにも関わらず、フォーカスが合った場合では受信波は送信波の0.8%にもなった。これは全方向に散乱した場合と比べ10高い値であり、イメージング反射計の高効率を示している。また、プラズマ中の乱流構造による散乱であっても、検出できる可能性を示している。

This study で は, large opening ア ン テ ナ を with い て, プ ラ ズ マ magnetic 気 surface の ECE like お よ び reflection マ イ ク ロ wavefront を secondary yuan に knot like さ せ, ミ ク ロ labile と turbulence の secondary yuan structure を measuring す 発 research の る one ring と し て, high working rate of large diameter ア ン テ ナ の open 発 を line う こ と を purpose と す る. For this year, the plans for を, ア, テナ and テナ are set at を and てた. LHD は complex 雑 な three yuan structure を し て い る た め, be the models of the LHD に ア ン テ を ナ model set し て, ア ン テ ナ configuration を beg し 検 た. Youdaoplaceholder0 そ result: three <s:1> lenses を use そ る necessity が points が った った. そ こ で optical design コ ー ド ZEMAX を 駆 し, ア ン テ ナ を constitute す る の lens design を し た. ま た, existing の イ メ ー ジ ン グ ア ン テ ナ を with い を line っ て in case of な research た. ベ ク ト ル ネ ッ ト ワ ー ク ア ナ ラ イ ザ に 40 to 60 GHZ の 発 letter - trusted ア ン テ ナ モ ジ ュ ー ル を り pay け, diameter 10 mm の ス テ ン レ ス pill rods か ら の マ イ ク ロ の reflex を determination し た. マ イ ク ロ wavelength は の radius of 5 mm で pill rods の degree で あ る に も masato わ ら ず, polarization direction が 90 degrees different な っ て も reflection wave の パ ワ ー は あ ま り variations change し な か っ た. ま た hiroo い van 囲 に scattered す る に も masato わ ら ず, フ ォ ー カ ス が close っ た occasions で は trusted wave は messenger wave の 0.8% に も な っ た. こ れ は omnidirectional に scattered し た occasions と higher than 10 べ い numerical で あ り, イ メ ー ジ ン グ reflectometer の を high working rate in し て い る. ま た, プ ラ ズ マ の turbulence structure in に よ る scattered で あ っ て も, 検 で き を る possibility in し て い る.