2003 Fiscal Year Annual Research Report

高密度プラズマ揺動分布測定のためのミリ波イメージング反射計の開発

Research Project

Project/Area Number	13480130
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	服部邦彦東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	水野皓司東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30005326) 安藤晃東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90182998) 犬竹正明東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738) 間瀬淳九州大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (00023325)
Keywords	ミリ波反射計 / イメージング / フェルミアンテナ / プラズマ計測 / 準光学
Research Abstract	ミリ波イメージング反射計を開発するために、マイクロ波帯で反射計を構築し、原理実証実験を行った。まず、昨年度に引き続き受信アンテナの改良を行った。東北大学で開発されたコルゲート付フェルミアンテナを12GHz帯で使用するように再設計を行い作製した。テーパースロット開口部をフェルミ関数形状に修正し、アンテナ長を伸ばした結果、アンテナビーム半値角がE平面で32°、H平面で37°と対称性の良いパターシが実現できた。さらに、アンテナ線路と給電線の寸法を変えることにより、8-15GHz帯において電圧定在波比を2以下に実現できた。このアンテナを用いて、プラズマを模擬した金属円筒を用いて、2素子の受信アンテナでの反射計を用い測定を行った。金属円筒表面には、密度揺動を模擬した段差をつくり円筒を回転させた。その結果、反射計によって測定された変位量は、実際の段差と良く一致した。また、2素子間の時間遅れは、スネルの法則を満たす点で反射が起こり、実測値と計算値が良く一致した。この2素子のフェルミアンテナを受信アンテナとし、HITOPプラズマに適用しプラズマ回転速度を求めた。その結果、静電マッハプローブで測定した回転速度と、反射計で求められたプラズマ回転速度の結果が良い一致を示した。この結果は、プラズマ計測用ミリ波イメージング反射計としてフェルミアンテナが有用であることを示すものであり、本研究成果より多チャンネル素子を用いたイメージング測定を実現することが可能となった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] K.Hattori: "Development of Microwave Imaging Reflectometer with Tapered Slot Antenna Array"Proc.of 2003 IEEE International Conference on Plasma Science,(ICOPS2003, Jeju, Korea). 7PA31. 479-479 (2003)
[Publications] H.Tobari: "Evaluation of Electromagnetic Force and Magnetic Laval Nozzle Acceleration in an Applied-Field MPD Thruster"Bulletin of the Americal Physical Society,(DPP2003, 45th, Albuquerque). RP1-151. 328-329 (2003)
[Publications] H.Park: "Recent Advancements in Microwave Imaging Plasma Diagnostics"Rev.Sci.Instrum. 74・10. 4239-4262 (2003)
[Publications] K.Watabe: "Millimeter-Wave Active Imaging Using Neural Networks for Signal Processing"IEEE Trans.Microwave Theory Tech.. 51・5. 1512-1516 (2003)
[Publications] M.Inutake: "Production of a supersonic Plasma Flow through a Laval Magnetic Nozzle"Proc.of 26th Int.Conf.on Phenomena in Ionized Gases(2003, Greifswald). 1. 127-128 (2003)
[Publications] I.Maxim: "Microwave Imaging Reflectometry of Corrugated Metal Targets"J.Plasma Fusion Res.. 80・2. 85-86 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

高密度プラズマ揺動分布測定のためのミリ波イメージング反射計の開発

Principal Investigator

服部 邦彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)

Research Products

[Publications] K.Hattori: "Development of Microwave Imaging Reflectometer with Tapered Slot Antenna Array"Proc.of 2003 IEEE International Conference on Plasma Science,(ICOPS2003, Jeju, Korea). 7PA31. 479-479 (2003)

[Publications] H.Tobari: "Evaluation of Electromagnetic Force and Magnetic Laval Nozzle Acceleration in an Applied-Field MPD Thruster"Bulletin of the Americal Physical Society,(DPP2003, 45th, Albuquerque). RP1-151. 328-329 (2003)

[Publications] H.Park: "Recent Advancements in Microwave Imaging Plasma Diagnostics"Rev.Sci.Instrum. 74・10. 4239-4262 (2003)

[Publications] K.Watabe: "Millimeter-Wave Active Imaging Using Neural Networks for Signal Processing"IEEE Trans.Microwave Theory Tech.. 51・5. 1512-1516 (2003)

[Publications] M.Inutake: "Production of a supersonic Plasma Flow through a Laval Magnetic Nozzle"Proc.of 26th Int.Conf.on Phenomena in Ionized Gases(2003, Greifswald). 1. 127-128 (2003)

[Publications] I.Maxim: "Microwave Imaging Reflectometry of Corrugated Metal Targets"J.Plasma Fusion Res.. 80・2. 85-86 (2004)

服部邦彦東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)