2018 Fiscal Year Annual Research Report
Visualization of millimeter-wave power profiles in a corrugated waveguide and improvemtnt of transmission efficiency basing on the mode-analyses of transmitted waves
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16K06940
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
下妻 隆 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80270487)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 伝搬モード分析 / コルゲート導波管 / ペルチェ素子 / 大電力ミリ波 / ジャイロトロン / マイターベンド / 核融合 / プラズマ加熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、コルゲート導波管内で伝送されるミリ波の強度分布を、ペルチェ素子アレイを用いて測定し、伝搬電磁波のモード成分分析を可能にするミリ波パワー分布モニターとそのモード分析法を研究することが目的である。
熱処理能力が高く小型のペルチェ素子を用いたミリ波パワー分布モニターの設計と製作を進めた。本素子は、1素子当たり約10Wの熱処理が可能で、これによってジャイロトロンで0.5MW級で定常ミリ波パワーの伝送にも適用可能 なミリ波パワー分布モニターシステムの構築を進めた。本ペルチェ素子は、サイズ8mm×12mmと、これまで使用してきた10.3mm×10.3mmのものよりも小型でありながら、熱処理能力が約3.5倍あるものである。口径88.9mmのコルゲート導波管のマイターベンドミラー部に設置した時、従来と同じ52素子を配列させることができた。通電と冷却能力試験を進めた。
新しい素子を用いた素子配列によるモード分析の可能性を検討した。特に新ペルチェ素子の2次元アレイより構成されるミリ波パワー分布モニターの信号解析法について、得られた電圧信号よりコルゲート導波管内伝搬モード成分を分析するためのソフトウエアの改良を行った。これらのミリ波パワー分布モニターを複数台、ある距離をを隔てて伝送路に設置したとき、その設置間隔がモード分析結果に与える影響を詳しく調べた。テストとして、最低次モードのLP01モードに、LP11モードをある強度比率と、異なる位相で混合して合成した分布を作り、2箇所に設置したミリ波パワー分布モニターの信号を用いて、正確なモード分析が可能かを検討した。その結果、2つのモードのビート波長の半整数倍付近では、正確な分析ができなくなることが判明した。本内容については、プラズマ・核融合学会において発表を行った。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Analysis Technique of Millimeter-Wave Propagating Modes in an Oversized Corrugated Waveguide Using Developed Beam Profile Monitors2018
Author(s)
T. Shimozuma, S. Kobayashi, S. Ito, Y. Ito, K. Okada, Y. Yoshimura, H. Igami, H. Takahashi, T. Tsujimura, Y. Mizuno, S. Kubo
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 13
Pages: 3405036-1-4
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effect of Electron Cyclotron Current Drive on the Ion Temperature in the Plasma Core Region of the Large Helical Device2018
Author(s)
Y. Yoshimura, A. Ejiri, R. Seki, R. Sakamoto, K. Nagaoka, T. Shimozuma, H. Igami, H. Takahashi, T. I. Tsujimura, F. Warmer, K. Yanagihara, Y. Goto, K. Ida, M. Yoshinuma, T. Kobayashi, S. Kubo, M. Osakabe, T. Morisaki and the LHD Experiment Group
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 13
Pages: 140212-1-4
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] LHDにおける入射EC波の偏波のリアルタイム制御2018
Author(s)
T. Tsujimura, Y. Mizuno, T. Tokuzawa, Y. Ito, S. Kubo, T. Shimozuma, Y. Yoshimura, H. Igami, H. Takahashi, A. Ejiri, the LHD Experiment Group
Organizer
第12回 核融合エネルギー連合講演
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[Presentation] Recent progress of the applications of ECRH/ECCD and the supportive technologies in the LHD2018
Author(s)
H. Igami, S. Kubo, T. Shimozuma, Y. Yoshimura, H. Takahashi, T. I. Tsujimura, S. Kobayashi, Y. Mizuno, H. Takubo, K. Tanaka, M. Yokoyama, R. Seki, I. Yamada, R. Yasuhara, H. Tsuchiya, K. Ida, M. Yoshinuma, T. Kobayashi, S. Ohdachi, M. Osakabe, T. Morisaki
Organizer
20th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
Int'l Joint Research
