离子回旋加热（ICRH）天线阻抗匹配网络的优化研究

发布时间：2021-04-13 11:52

　　离子回旋加热是托卡马克装置上最重要的辅助加热方式之一,ICRF波与等离子体相互作用时,天线输入阻抗和等离子体耦合阻抗随等离子体参数的变化而变化,这些变化会导致天线输入阻抗不再与RF传输线系统相匹配,射频波的功率很快沿传输线从天线反射,为了将ICRF波能量有效地传播到天线并耦合到等离子体中,天线系统必须具有能实现快速阻抗匹配的优点,所以阻抗匹配网络的研究对目前开展磁约束受控核聚变实验研究及将来实现托卡马克聚变堆高性能稳态运行具有重要意义。本文首先采用传输线理论,分析了三支节液态调配器结合频率反馈装置时离子回旋共振加热天线系统的阻抗匹配过程,并数值模拟了频率调制前后天线负载与反射系数的变化关系。模拟结果表明,三支节液态调配器结合频率调制,能更好地降低天线传输系统的反射系数,使发射机的功率更有效地传播到天线。然后分析了共轭T型阻抗匹配网络离子回旋共振加热时的阻抗匹配过程。并在阻抗匹配条件下,得到了共轭T型阻抗匹配网络的优化调配参数,验证了在其它计算参数相同的条件下,共轭T型阻抗匹配网络的优化调配参数可以使天线系统获得好的匹配状态。 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 离子回旋加热的共振机理
        1.1.2 离子回旋加热天线系统阻抗匹配的重要性
    1.2 国内外研究进展
    1.3 本文的主要内容
第2章 离子回旋加热天线阻抗匹配原理
    2.1 微波技术基础
        2.1.1 传输线的基本理论
        2.1.2 微波网络参量
        2.1.3 二端网络的简单连接
    2.2 天线系统的阻抗匹配方法
    2.3 本章小结
第3章 频率反馈调节对ICRH天线系统阻抗匹配效果的影响
    3.1 液态支节调配器的阻抗匹配分析
        3.1.1 液态支节调配器
        3.1.2 三支节液态调配器阻抗匹配过程分析
    3.2 频率反馈调节原理
    3.3 频率反馈调节对三支节液态调配器阻抗匹配效果的影响
        3.3.1 结果分析
    3.4 本章小结
第4章 ICRH天线系统共轭T型网络的阻抗匹配过程
    4.1 共轭T型电路物理推导
    4.2 结果分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
硕士期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]ICRH带状双天线的间距对等离子体耦合特性的影响[J]. 杜丹,龚学余,曹锦佳,王振华,郑平卫,杨文超.  计算物理. 2012(03)
[3]EAST-ICRH发射机宽频阻抗匹配网络的研究及实现[J]. 赵洪亮,毛玉周,陈根.  核电子学与探测技术. 2010(02)
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[5]离子回旋共振加热天线阻抗测量系统设计[J]. 曾现祥,赵燕平,刘大明.  计算机测量与控制. 2006(06)
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[7]EAST离子回旋系统液态相移器的理论设计[J]. 王鹏,赵燕平,毛玉周,秦成明,潘亚平,T.Watavi,R.Kumazawa,T.Mutoh,T.Seki.  原子能科学技术. 2005(01)
[8]Design of a New Type of Stub Tuner in ICRF Experiment[J]. 秦成明,赵燕平,毛玉周,丁家义,王鹏,潘亚平,李国超.  Plasma Science & Technology. 2003(03)



本文编号：3135245