用于 EAST 上低杂波平行波数测量的磁探针设计与测试

针对EAST上2.45GHz低杂波，完成了低杂波平行波数测量磁探针的设计、仿真与测试。利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 5.2对磁探针尺寸进行仿真优化，确定了单匝环、矩形缝以及陶瓷片厚度等影响磁探针耦合性能的关键尺寸。测试结果表明，该磁探针对2.45GHz低杂波有良好的耦合性能和鉴别波极化的能力，与仿真结果一致。研究结果为EAST装置上低杂波平行波数测量诊断系统的建立提供重要的参考依据，从而为进一步开展高密度低杂波电流驱动实验研究提供必要的实验数据。     

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详细介绍了HT-7装置低杂波前级系统的组成、低杂波系统的采集和功率模式控制。实验中通过前级PIN开关控制不同的低杂波输出模式,满足了HT-7装置相应实验对低杂波的要求。     

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.     

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设计了EAST 4.6GHz低杂波器件的一系列主动水冷冷却结构,阐述了直波导、波导弯头、天线单元的水冷结构设计,并使用有限元模拟软件ANSYS计算了这些部件的发热和对流冷却,计算并展示了部件上的温度分布二环结构变形。通过计算,优化直波导单面水冷结构为双面水冷。计算结果表明,立弯波导弯头的水冷结构明显好于侧弯弯头。原天线单元前端温度分布集中,热应力很大,不符合实验要求。优化后的天线单元前端的温升和热变形可以达到LHCD实验要求。     

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针对LHCD系统的微波器件测试,建立了一套高功率(100kW级、连续波)的微波测试系统。介绍了这一高功率微波系统的组成以及相关的测量手段。对俄罗斯生产的速调管进行了测试,给出了测试结果。