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2007 Fiscal Year Final Research Report Summary

Research and development on the technologies for transport and application of “Giga-watts-class short-pulse microwave"

Research Project

Project/Area Number 17540466
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Plasma science
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

ANDO Ritoku  Kanazawa University, Graduate School of Natural Science and Technology, Associate Professor (80212679)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KAMADA Keiichi  Kanazawa University, Graduate School of Natural Science and Technology, Professor (90143875)
Project Period (FY) 2005 – 2007
KeywordsHigh Power Microwave / plasma / superradiance / Vlasov antenna / quasi-optical antenna / BWO / Backward wave oscillator / radar diagnostic
Research Abstract

New type of high power microwave sources, HPM, are recently proposed by Russian theorist and developed by us. This type of HPM is characterized by a strong sharp pulse. The oscillator of HPM is operated in superradiative regime, “SR" In the SR regime, energy flows from electron beam to HPM in one direction, and is not reversed. The HPM has strong electric field, though the total joule per one pulse is low. The peak power of HPM is a few Mega-watts to a few Giga-watts, which is about thousands times larger than the constant wave type oscillators. It can induce breakdown in the gas in free space, and produces plasma. The application is not only for radar (radio detection and ranging), for example, diagnostic in large and high temperature plasma. HPM will realize other unique methods to basic plasma science. It can be applied to plasma production in free space, study on non-linear phenomena, ablation on dielectric surface, etc. In this research, we studied the generation that includes SR, and the transport for these applications.
Backward wave oscillator, BWO, is one of the most powerful microwave source for Giga-watts. Powerful BWO is already developed for HPM of 5 GHz by us. This time, the power became much higher. BWO for higher frequency, 10 GHz, is newly developed to achieve higher power density in free space.
A quasi-optical antenna, called “Vlasov antenna", is studied intensively in this research. It makes possible launching HPM from waveguides to free space. Several antenna designs are tested and its conversion efficiency is investigated at the wavelength 6 cm, i. e. 5 GHz. The wavelength is not short compared to the diameter of wave guide. The conversion efficiency can be improved by increasing the diameter of the final waveguide. It changes from 15% to 75% in the experiment.

  • Research Products

    (30 results)

All 2008 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results) Presentation (26 results)

  • [Journal Article] Conversion of 5GHz high power microwave to Gaussian beam with quasi optical antenna2008

    • Author(s)
      Tomoaki Kurihara, Masatoshi Ohbayashi, Ritoku Ando
    • Journal Title

      NIFS-PROC-72

      Pages: 52-59

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 大強度短パルスマイクロ波ビームの発生と応用に向けた研究2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Journal Title

      JAXA宇宙関連プラズマ研究会2006配付資料 ISSN 1349-113X

      Pages: 35-43

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Conversion of 5GHz high power microwave to Gaussian beam with qua si optical antenna.2007

    • Author(s)
      Tomoaki Kurihara
    • Journal Title

      NIFS共同研究研究会「パルスパワーを用いて形成される高エネルギー密度プラズマ物理の最前線」配付資料 ISSN 0915-6348

      Pages: 52-59

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 準光学アンテナを用いた5GHz大強度マイクロ波のガウスビームへの変換の試み2006

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Journal Title

      電気学会「パルスパワー研究会」配付資料 PPT-06-15

      Pages: 77-82

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] GW級短パルスマイクロ波源の応用に向けた新たな伝搬路の提案2008

    • Author(s)
      岩野 翔
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 1OGHz大強度マイクロ波発振のための後進波管の開発2008

    • Author(s)
      松浦 智史
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 応用研究に向けた準光学アンテナによる5 GHzマイクロ波のモード変換2008

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 5 GHzマイクロ波の直線偏光へのモード変換と変換効率2008

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      NIFSパルスパワー研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2008-03-07
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 新型管を用いた5Ghz超放射2008

    • Author(s)
      相澤 公佑
    • Organizer
      NIFSパルスパワー研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2008-03-07
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 1OGHz大強度マイクロ波発振管の開発2008

    • Author(s)
      大林 雅俊
    • Organizer
      NIFSパルスパワー研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2008-03-07
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 変換効率向上に向けた準光学アンテナの改良および評価2007

    • Author(s)
      岩野 翔
    • Organizer
      物理学会北陸支部
    • Place of Presentation
      富山県立大学
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 1OGHz大強度発振管の設計とシミュレーション2007

    • Author(s)
      大林 雅俊
    • Organizer
      物理学会北陸支部・
    • Place of Presentation
      富山県立大学
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] プラズマ生成のための大強度短パルスマイクロ波の伝搬条件2007

    • Author(s)
      松浦 智史
    • Organizer
      物理学会北陸支部
    • Place of Presentation
      富山県立大学
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ギガワット級・短パルス・マイクロ波の生成と応用について2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      プラズマ核融合学会第24年会
    • Place of Presentation
      兵庫県姫路市
    • Year and Date
      2007-11-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 1OGHzの大強度マイクロ波発振に向けた発振管の開発2007

    • Author(s)
      大林 雅俊
    • Organizer
      物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナの5GHzマイクロ波での使用と変換効率向上2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ブラソフアンテナの長波長帯での利用と変換損失について2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      NIFS共同研究研究会「ミリ波・サブミリ波応用技術に関する調査研究」
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2007-08-07
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 大口径後進波管による超放射2007

    • Author(s)
      相澤 公佑
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2007-03-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナを用いた5GHz大強度マイクロ波のガウスビームへの変換2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2007-03-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ギガワット級の大強度短パルスマイクロ波の応用について2007

    • Author(s)
      安藤 利得
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2007-03-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナを用いた5GHz大強度マイクロ波のガウスビームへの変換2007

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      パルスパワー研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2007-03-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 大強度短パルスマイクロ波ビームの発生と応用に向けた研究2006

    • Author(s)
      安藤 利得
    • Organizer
      JAXA宇宙関連プラズマ研究会2006
    • Place of Presentation
      宇宙科学研究本部
    • Year and Date
      2006-12-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ギガワット級の大強度短パルスマイクロ波をつかってできる物理現象2006

    • Author(s)
      安藤 利得
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2006-12-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 大強度短パルスマイクロ波によるプラズマ生成の試み2006

    • Author(s)
      大林 雅俊
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2006-12-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 新型発振管を用いた電磁波出力向上の試み2006

    • Author(s)
      相澤 公佑
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2006-12-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] プラズマ生成に向けた大強度短パルスマイクロ波の集光2006

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2006-09-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 大強度短パルスマイクロ波を使ったプラズマ生成とアブレーションに向けた基礎実験2006

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      第6回核融合エネルギー連合講演会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2006-06-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナを利用した大強度マイクロ波の直線偏光ビームへの変換2006

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      日本物理学会第61回年次大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2006-03-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナを用いた5GHz大強度マイクロ波のガウスビームへの変換の試み2006

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      電気学会パルスパワー研究会
    • Place of Presentation
      石川県輪島市
    • Year and Date
      2006-02-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 準光学アンテナを用いた大強度マイクロ波の直線偏光への変換2005

    • Author(s)
      栗原 智章
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部講演会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2005-12-03
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2010-06-09  

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