| 研究分担者 |
A. G. A. VER オランダ, FOMプラズマ物理研究所, 研究員
V. ECKMANN ドイツ, アックスプランクプラズマ物理研究所, 研究員
G. TONON フランス, カダラシュ原子力研究所, 主任研究員
J. PRETTEREB ドイツ, ステュットガルト大学・プラズマ研究所, 研究員
H. KUMRIC ドイツ, ステュットガルト大学・プラズマ研究所, 研究員
GUNTHER A. M ドイツ, ステュットガルト大学・プラズマ研究所, 主任研究員
PAUL G. SCHI ドイツ, ステュットガルト大学・プラズマ研究所, 研究員
WALTER KASPA ドイツ, ステュットガルト大学・プラズマ研究所, 研究員
前川 孝 京都大学, 理学部, 助手 (20127137)
中島 将光 京都大学, 工学部, 助教授 (60025939)
久保 伸 核融合科学研究所, 助手 (80170025)
細川 稔 核融合科学研究所, 助教授 (50115630)
佐藤 元泰 核融合科学研究所, 助教授 (60115855)
PRETTEREBNER J Institut fur Palsmaforschung Universitat der Stuttgart
KUMRIC H Institut fur Plasmaforschung Universitat der Stuttgart
MULLER Gunther A Institut fur Plasmaforschung Universitat der Stuttgart
SCHULLER Paul G Institut fur Plasmaforschung Universitat der Stuttgart
KASPAREK Walter Institut fur Plasmaforschung Universitat der Stuttgart
TONON G. Center Etude de Cadarach
VERHOEVEN A.G.A. FOM Institut voor Plasmafysica Rijnhuizen
ECKMANN V. Maxplanck Institut fur Plasmaphysik
ECKMAN V. マックスプランクプラズマ物理研究所(ドイツ), 研究員
TRAN M.Q. ローザンヌ工科大学, プラズマ物理研究所(スイス), 主任研究員
MIILLER Gunt ステュツトガルト大学, プラズマ研究所(ドイツ), 主任研究員
SCHIILLER Pa ステュツトガルト大学, プラズマ研究所(ドイツ), 研究員
KASPAREK Wal ステュツトガルト大学, プラズマ研究所(ドイツ), 研究員
|
|---|
| 研究概要 |
本研究の目的は未踏技術であるメガワット級定常ミリ波伝送系システムを開発することである。目的とする高性能伝送系要素部品の開発を効果的に推進するため,国際協力の長所を生かして,ドイツステュットガルト大学プラズマ科学研究所との共同研究を行った。
-ルーフトップ型偏光器- 平成3年度に引き続いて試作した伝送系要素部品であるルーフトップ型偏光器の性能を実験的,理論的に調べた。実験結果は期待した如く,偏光器の回転角の2倍の角度で入射したミリ波のHE_<11>モードEH_<12>モードが2%程度含まれているがルーフトップ型偏光器を構成する3枚のミラーを通過する間にミラーの外に出て出力導波管には到達しないため,出力ミリ波のモードの純度が向上する。しかし,不要モードの損失の結果,0.7dbの挿入損失が生じた。この結果はFFTによる放射パターン解析コードを使って計算した結果と良く一致する。
-スプリット導波管- 大電力ミリ波発生源であるジャイロトロンに内臓するスプリット導波管のスプリット間隔,導波管直径を関数としてジャイロトロンからの放射モードTE_<15.2>モードの受信導波管でのモード純度の解析を行った。ここでは新しく開発した電磁界直交性の原理と前年度開発した電磁界放射パターン解析法を併用して,受信導波管でのモード純度の解析を進めた。スプリット導波管直径101.6mm,周波数84GHzの場合,スプリット間隔22mmでは8%が導波管外に,導波管内へはTE_<15.1>,TE_<15,3>,など不要モードとして残りが伝播する。透過TE_<15,2>モードはスプリット間隔と1.85%/mmとほぼ比例的に7cmまで減少する。各種の直径と受信導波管について電力透過率を計算した結果から放射導波管と同一直径が透過率の最適化をもたらすことが明らかとなった。
-DCブレイク- スプリット導波管系を構成することによりDCブレイクが製作できる。導波管直径88.9mmのコルゲート導波管から放射されたHE_<11>モードはギャップ間距離2.5cmのとき99.8%が透過することが平面波展開法で計算できる。解析計算結果式と比較するとき,ほとんど良い一致を示す。受信導波管が電界方向に沿って軸ずれをしているとき,混合モードとその宿退モードが励起される。この場合はスプリアスモードの含有率は0.5%であり,98.6%のHE_<11>モードが伝播する。電界に対して45度の軸ずれはx=y=2mmの軸ずれで全スプリアス量は0.4%である。これらの結果から軸合わせは注意深く調整する必要は少ないと考えられる。
-位相補正マイタベンド- 平面ミラー上での位相補正を加えた曲面ミラーを使用すると90度マイターベンドは高性能化し,有効に電力をモード変換を減らして伝送できる。試作のマイタベンドに対しては平面ミラーの周辺で38度,即ち0.377mmの寸法補正がいることを示した。
-壁変形モード変換器- 大電力ジャイロトロン内臓型TE_<22.2>モードからガウスビームへのモード変換器を設計した。設計手段として新しい壁変形量を使って約100個程度の独立なモードに対しての微分方程式を解くことによって導波管の任意の断面での電磁界パターンを求めた結果,入射面では軸対称で分布していた電磁界が2重らせん変形の導入により出力端で,ある一点に局在するパターンとなった。現在,出力の取り出し方を研究中である。
-矩形コルゲート導波管- プラズマ加熱用のアンテナやジャイロトロン窓に使用する楕円ガウスビームの発生のため矩形コルゲート導波管の解析を進めた。分散式,電磁界パターン,導波管減衰量は実用上満足出くる結果である。円形コルゲート導波管との結合が計算され98%以上の結合度が求まった。現在,楕円化のためのテーパ形状の検討がなされている。
|
