EAST上電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)的屏蔽優(yōu)化研究.pdf

1、電子回旋輻射成像診斷是基于測(cè)量nw量級(jí)的等離子體自由電子回旋輻射信號(hào)進(jìn)而提供托卡馬克電子溫度及其漲落的極向剖面分布的先進(jìn)微波診斷，已為國(guó)內(nèi)外主要的托卡馬克裝置所采用。EAST托卡馬克裝置上也建立了一套384道（極向24道、徑向16道）的外差混頻式的電子回旋輻射成像診斷。該套ECEI系統(tǒng)除了具有高時(shí)空分辨特點(diǎn)外，更具有二維大尺度成像特點(diǎn)，能夠完全覆蓋Q=1面，其徑向覆蓋范圍是其它ECEI系統(tǒng)的兩倍。同時(shí)EAST還裝備諸多的輔助加熱系統(tǒng)，如

2、4MW離子回旋加熱、4MW低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和中性束注入系統(tǒng)。
　　首先，本論文介紹EAST全超導(dǎo)托卡馬克上384通道電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)，依次介紹384道ECEI系統(tǒng)的前端準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的性能、天線陣列及一次混頻系統(tǒng)和中頻電子學(xué)系統(tǒng)，緊接著具體介紹中頻電子學(xué)系統(tǒng)的平臺(tái)調(diào)試。其次，簡(jiǎn)要介紹了384道ECEI系統(tǒng)2012年的運(yùn)行情況。除開啟低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(LHCD)的放電實(shí)驗(yàn)外，ECEI系統(tǒng)正常運(yùn)行并取得了許多有意義的數(shù)據(jù)，利用

3、384道ECEI可以觀察的鋸齒行為并判斷反轉(zhuǎn)面。但系統(tǒng)的運(yùn)行存在兩個(gè)問題:中頻電源工作不穩(wěn)和系統(tǒng)受到低雜波系統(tǒng)影響。在開啟低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)受到嚴(yán)重干擾。為了保證電子回旋輻射成像系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們制作中頻電源。搭建2.45GHz干擾源，平臺(tái)測(cè)試尋找敏感設(shè)備為天線陣列及其供電電源。調(diào)研金屬網(wǎng)對(duì)電磁干擾的屏蔽現(xiàn)狀，選擇銅網(wǎng)作為屏蔽材料，最終確定使用銅網(wǎng)制作屏蔽罩。結(jié)合ECEI系統(tǒng)的現(xiàn)狀，絕緣處理隔離開信號(hào)地和屏

4、蔽層。天線陣列和電子學(xué)系統(tǒng)同為懸浮地，新設(shè)計(jì)銅網(wǎng)屏蔽罩、屏蔽柜和兩者之間的銅網(wǎng)組成完整的屏蔽層。平臺(tái)測(cè)試結(jié)果表明，使用銅網(wǎng)制作屏蔽罩，其屏蔽效能約為40dB。通過制作電源和系統(tǒng)的屏蔽優(yōu)化升級(jí)， ECEI系統(tǒng)有效屏蔽低雜波電磁干擾且穩(wěn)定運(yùn)行。在2014年EAST放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，驗(yàn)證該屏蔽方案的可行性。最后，為了提高系統(tǒng)屏蔽性能的“魯棒性”，設(shè)計(jì)新的屏蔽盒。減少組裝引起的電磁破泄漏，設(shè)計(jì)凹槽。使用通風(fēng)波導(dǎo)窗解決通風(fēng)與電磁屏蔽的矛盾。為了防止縫隙