定常・大電カミリ波伝送システムの開発

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03044156
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 大久保 邦三 核融合科学研究所, 教授 (00023739)
• 研究分担者: 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 ; 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)
• キーワード: ミリ波 / 伝送系 / コルゲ-ト導波管 / モ-ド変換器 / 放射パタ-ン / 90度ベンド / FFTモ-ド検出器 / Kースペクトル

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、ドイツステュツトガルト大学プラズマ研究所との共同研究を行なった。
平成3年度よりコルゲ-ト導波管マイクロ波伝送系試験装置を用いて、周波数84GHzの小電カミリ波による伝送系の要素部品の開発と性能試験を進めた。これらの開発・試験には試験コルゲ-ト導波管の開口部からの放射ミリ波の垂直・水平成分に関して空間的2次元放射パタ-ンの測定を駆使している。ステュツトガルト大学の、グル-プとの共同開発で進めた本研究の基本的伝送要素部品のコルゲ-ト導波管TE_<11>/HE_<11>モ-ド変換器はモ-ド純度99%以上の値をもつことが判った。この変換器出力から大電力・定常用88.9mm直径のコルゲ-ト導波管へ変換するコルゲ-トテ-パ導波管を試作し、その性能を測定した結果、HE_<11>モ-ド純度98%以上、スプリアスEH_<12>モ-ド2%以下をもつ高性能であることが判明した。試作したコルゲ-ト90度マイタベンドも殆んど入力HE_<11>モ-ドの性能を変化させない高性能の要素部品であることも明かとなっている。この性能評価のために研究所にて開発中の放射パタ-ン測定に加えてKースペクトル分析の概念を導入したFFTモ-ド検出器を新しく開発した。その原理実証をオ-バ-サイズ矩形導波管と90度ベンドにより完了している。現在、この方法を上記の大電力・定常用のコルゲ-ト導波管への適用の準備をしている。

研究成果

• [文献書誌] 久保 伸: "電子サイクロトロン加熱におけるアンテナ・伝送系" プラズマ・核融合学会誌. 66. 581-613 (1991)
• [文献書誌] K.Ohkubo et al.: "Development of FFT Mode-conversion Detector" Proc.of 16th International Conf.on Infrared and Millimeter Waves. 546-547 (1991)
• [文献書誌] M.Sato et al.: "Half Megawatt 106GHz ECRH Syotem for Heliotron E" Proc.of 16th International Conf.on Infrared and Millimeter Waves. 621-622 (1991)
• [文献書誌] S.Kubo et al.: "R&D of the Quasi-Optical Transmission Components for ECH" Proc.of 16th International Conf.on Infrared and Millimeter Waves. 617-618 (1991)
• [文献書誌] T.Maekawa et.al.: "Equilibria of RF Tokamak Plasma During Current Start-up" Plasma Phys.Control.Fusion. 33. 1723-1733 (1991)
• [文献書誌] 大槻,白川,中島: "大電カミリ波ビ-ム集束アンテナの改良設計" 電子情報通信学会技術研究報告. MW91ー24. 17-22 (1991)