| 研究分担者 |
花田 和明 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30222219)
図子 秀樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20127096)
長山 好夫 九州大学, 核融合科学研究所・大型ヘリカル研究部, 教授 (10126138)
北條 仁士 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 助教授 (30116660)
大山 直幸 日本原子力研究開発機構, 先進プラズマ研究開発ユニット, 研究員 (80354596)
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| 研究概要 |
1. ミリ波計測システ要素技術の開発と評価
1)周波数70〜76GHzのイメージングアレイの設計・製作を行った。デバイスは,パッチアンテナとアンテナ中心に接着したミキサ,信号増幅のためのHBTアンプから構成され,一枚の基板に組み込まれている。アンテナ特性を評価した結果,高利得かつ軸対称な受信パターンが実現していることを確認した。
2)ヘテロダイン受信システムの集積化設計・製作とその評価を行った。周波数2-6GHzの中間周波数回路は広帯域アンプ、帯域通過フィルタ、検波器より構成され、マイクロストリップ線路を用いて製作した。電磁界シミュレータによる設計,基板加工装置による加工作業,実測による試験を行い,改良設計および評価を重ねた結果,シミュレーションと良く一致する性能の回路を製作することができた。
3)九州日立マクセル(株)が保有する超精密加工技術を利用した準光学ノッチフィルタの製作を進めた。種々のパターンおよび金属膜厚さのフィルタを製作し,周波数特性などの評価を行った。周波数140GHzに対しては,金属膜厚さ25μmのフィルタがリジェクション度,角度依存性とも良好な特性を示し,実機実験に適していることを確認した。
2. ミリ波イメージング装置の開発と適用
1)上記要素技術を組み合わせた電子サイクロトロン放射(ECE)イメージングシステムをJT-60U装置に適用し,予備実験を開始した。システムの強磁場および放射化の影響についての知見が得られることが期待される。
2)ECEイメージングシステムをLHD装置に適用し測定を行った結果,電子温度に比例した信号成分を多チャンネルシステムで得ることに成功した。本ECEイメージングはマイクロ波イメージング反射計に併設しており,同時測定が可能という特長を有している。
3. マイクロ波イメージング反射計の計算機シミュレーション
1)イメージング反射計適用のため,i)光軸のアラインメント,ii)集光光学系の開口面について検討し,アラインメントの必要条件,プラズマ揺動を再構成するために必要な開口面の大きさを評価した。
2)プラズマ中の乱流波動に対してイメージング反射計を適用した結果、波動の波数広がりΔK/K【less than or equal】0.3では光軸からずれた検出器もスペクトルを良く反映するのでイメージシグ反射計として機能するが,ΔK/K【greater than or equal】0.6になると中心の検出器だけが揺らぎの情報を反映することが判った。
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