[发明专利]一种射频波谐振加热天线

权利要求书

1.一种射频波谐振加热天线，其特征在于，包括：

天线的支撑箱体、法拉第屏蔽板、辐射电流条带和谐振单元，所述辐射电流条带放置于天线的支撑箱体和法拉第屏蔽板围成的腔体内部，等间距并列排布，底面端部与支撑箱体底部内表面固定连接；所述天线的谐振单元包括介质基板、周期性高阻抗表面结构和接地金属棒，所述谐振单元用于改善天线共振频率和电磁波功率谱，所述谐振单元位于天线腔体内部，介质基板紧贴于辐射电流条带背部，高阻抗表面结构嵌入介质基板中，且通过金属棒与支撑箱体背部内表面固定连接用以接地。

2.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：所述法拉第屏蔽板上端矩形金属横挡板和下端法拉第屏蔽条端部均通过螺栓与天线支撑箱体前侧固定连接，横挡板高度与前端等离子体吸收功率谱相匹配；法拉第屏蔽条的倾斜角度与磁约束核聚变装置中总磁场方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

所述介质基板紧贴辐射电流条带背面且与其固定连接，材料为碳化硅。

4.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

所述高阻抗表面结构嵌入介质基板中，与辐射电流条带间距为10-20mm，中间为介质基板。

5.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

所述的高阻抗表面结构HIS是一种周期性的金属表面结构，其周期尺寸小于电磁波波长的1/10，对应的天线运行频率为10-120MHz；当一束电磁波入射到此结构表面时，它的反射波相位随着频率的变化从π连续变为-π，其中必有一个频率所对应的反射相位为0，即存在同相位反射，将所述高阻抗表面结构HIS用做天线的反射面，入射电磁波将和反射电磁波同相位,电磁波在天线发射方向得到加强。

6.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

所述加热天线，馈入功率由发射源和应用的装置共同决定，范围在几十千瓦～几十兆瓦，应用于等离子体磁约束装置。

7.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

高阻抗表面结构阵列排布于辐射电流条带的背部，辐射电流条带与同轴线内导体的一端垂直连接，同轴线内导体的另一端穿过外导体。

8.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

法拉第屏蔽板与环向之间的夹角θ等同于磁约束核聚变装置中总磁场方向与环向之间的角度差。

9.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：

当辐射电流条带通电时，在介质基板中的高阻抗表面、接地金属棒和天线支撑箱体之间形成电路中调节谐振的感抗和容抗，从而对整个天线的辐射产生影响。