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HT-7上用于低杂波电流驱动的相控波导阵天线采用的是标准波导,长和宽都是有限值。在考虑了天线上下排波导之间可能存在的极向相位差以及电磁干扰时,通过数值模拟的方法,分别得到了低杂波在环向方向的平行功率谱和在极向方向的极向功率谱。由于极向波矢的存在,低杂波进入等离子体的入射方向会发生改变。最后在不同极向相位差下对低杂波进入等离子体的入射方向进行了简要的计算和讨论。     

Design of a TE10-TE30 Rectangular Mode Converter for 4.6GHz LHCD Launcher in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak

A compact rectangular TE10-TE30 mode converter is developed for the lower hybrid current drive （LHCD） launcher on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak （EAST） at 4.6 GHz. The converter with periodic width perturbation aims to divide the microwave power into three sub-waveguides in the poloidal direction. We present the design and numerical calculation of the mode converter. Calculations are performed on the ripple wall converter by codes based on numerical solving the coupled-mode differential equations and on the simulation of the High Frequency Structure Simulator （HFSS） package. The resulting conversion efficiency from TE10 mode to TE30 mode exceeds 95% within the bandwidth from 4.56 GHz to 4.64 GHz, and the return loss of the oversized transducer can be considerably decreased to 0.068% by means of a capacitive button embedded in the E-plane of the waveguide.     

Simulation on effect of poloidal power spectrum on lower hybrid wave propagation

The coupling of lower hybrid wave to the plasma is a crucial issue for efficient current drive in tokamaks. This paper establishes a new coupling model which assumes the antenna to be a curved face and the plasma to be a cylinder. Power spectrum considering the coupling between wave-guides in both poloidal and toroidal direction is simply estimated and discussed. The effect of the poloidal wave vector on wave propagation, power deposition and driven current is also investigated with the help of lower hybrid current drive code. Results show that the poloidal wave vector affects the ray tracing, and also has effect on power deposition and driven current. The effect of the poloidal wave vector on power deposition and driven current profile depends on plasma parameters. Preliminary studies suggest that it seems possible to control the current profile by adjusting the poloidal phase difference between the waveguide in poloidal direction.     

射频等离子体光源高效固态功率源的设计

针对射频等离子体光源(LEP)开发了一种较高抗负载失配能力的高效驱动功率源。采用三次谐波开 路和偶次谐波短路,并利用集总参数和分布参数相结合的拓扑结构,实现了谐波控制的高效 F 类功率放大器;利 用单片机控制固态源的工作频率,使其与光源谐振频率的变化一致,减小功放输出的驻波比,提高长期可靠性。 对高效固态功率源进行连续波满功率测试和等离子体光源的匹配性测试。结果表明,末级 F 类功放在 435~445MHz 频段内输出功率大于 200W,漏极效率 80.7%以上,功率源在等离子体光源工作频段内整体效率为 77.5%;与等离 子体光源谐振器的联合热测试中,系统光效为 86.21m·W⁻¹。     

分子印迹复合膜对降糖药的拉曼光谱快速检测

基于分子印迹技术的特异性识别特点, 以假模板盐酸胍和4-(2-氨乙基)苯磺酰胺制备了2种分子印迹复合膜, 用其对保健品中的二甲双胍、 苯乙双胍和格列本脲进行吸附后, 采用拉曼光谱法实现了保健品中降糖药的富集与快速检测. 考察了膜制备过程中纳米银的加入对拉曼光谱的增强作用, 以及吸附样品浓度等的影响. 实验结果表明, 盐酸胍分子印迹复合膜吸附5 mg/mL以上的二甲双胍或苯乙双胍后具有明显的拉曼响应, 4-(2-氨乙基)苯磺酰胺印迹膜吸附10 mg/mL格列本脲后具有明显的拉曼响应. 所建立的分子印迹复合膜结合拉曼光谱检测方法可用于多种实际样品的检测.     

低杂波多结波导阵天线耦合特性的数值分析

通过数值模拟研究了低杂波多结波导阵天线的耦合特性。采用线型耦合理论,用艾黎函数计算了等离子体阻抗,推导出常规波导阵对等离子体的散射矩阵,并利用它和天线自身的散射矩阵研究了HT-7装置低杂波多结波导阵天线的耦合特性;计算了其平均功率反射系数、方向性系数和功率谱与等离子体边缘密度和主波导相位差等参数的关系。结果表明,与常规波导阵相比,由于多结波导阵天线存在自匹配特性,其天线功率反射系数小,且对相位不敏感。但由于存在多余副瓣,驱动效率较低。     

EAST低杂波天线耦合特性研究

采用数值模拟方法研究了EAST低杂波天线的耦合特性。基于二维线性耦合理论,计算了天线功率反射系数和方向性系数与等离子体参数的关系,分析了无源波导对天线耦合性能的影响,并给出了不同参数下天线的功率谱。结果表明,无源波导使天线的方向性略有下降,但减小了天线的功率反射系数,这有利于天线与等离子体的耦合。     

交指型腔体滤波器设计

为抑制EAST装置现场的电磁信号对低杂波系统运行的干扰,设计了一个交指型腔体滤波器,其中心频率为2.45GHz,带宽为0.245GHz。介绍了交指型腔体滤波器的设计思路和方法,利用高频电磁仿真软件HFSS仿真提高了设计效率和精度。     

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采用数值模拟方法研究了EAST低杂波天线的耦合特性。基于二维线性耦合理论,计算了天线功率反射系数和方向性系数与等离子体参数的关系,分析了无源波导对天线耦合性能的影响,并给出了不同参数下天线的功率谱。结果表明,无源波导使天线的方向性略有下降,但减小了天线的功率反射系数,这有利于天线与等离子体的耦合。     

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通过数值模拟研究了低杂波多结波导阵天线的耦合特性。采用线型耦合理论,用艾黎函数计算了等离子体阻抗,推导出常规波导阵对等离子体的散射矩阵,并利用它和天线自身的散射矩阵研究了HT-7装置低杂波多结波导阵天线的耦合特性;计算了其平均功率反射系数、方向性系数和功率谱与等离子体边缘密度和主波导相位差等参数的关系。结果表明,与常规波导阵相比,由于多结波导阵天线存在自匹配特性,其天线功率反射系数小,且对相位不敏感。但由于存在多余副瓣,驱动效率较低。