[发明专利]一种用于可以改变频率进行加热的离子回旋天线

说明书

一种用于可以改变频率进行加热的离子回旋天线，包括有馈口内导体、馈口外导体、可伸缩连接桥、外电流带连接板、内电流带连接板、滑动托板、电流带、接地板、天线外壳。馈口内导体与可伸缩连接桥连接，馈口外导体与天线外壳连接。可伸缩连接桥一端与外电流带连接板连接，另一端与内电流带连接板连接。外电流带连接板通过滑动托板与外面两个电流带连接，内电流带连接板通过滑动托板与里面两个电流带连接。四个电流带通过接地板与天线外壳连接。从馈口内导体激发的电流经可伸缩连接桥、内电流带连接板、外电流带连接板和滑动托板流传至电流带。电流带上的电流经接地板、天线外壳传至馈口外导体。通过改变可伸缩连接桥的长度，可以选择不同的天线最佳频率。

技术领域

本发明涉及离子回旋天线设计领域，是一种用于可以改变频率进行加热的离子回旋天线。

背景技术

离子回旋加热系统是磁约束核聚变装置托卡马克中最重要的辅助加热系统之一。离子回旋加热系统通过天线电流带上高频振荡的电流激发快磁声波(简称快波)，快波从位于等离子体边缘的天线传播到等离子体芯部，并在共振层将能量传递给等离子体。EAST托卡马克主要使用少数离子加热模式，少数离子共振层位置由R＝R₀q_iB₀/2πfm_i决定。其中，R₀是EAST大半径，B₀是磁轴处的磁场大小，q_i和m_i分别为少数离子的电荷数和质量，f为离子回旋天线的加热频率。通过选择适当的磁场大小和加热频率，才能使共振层位于等离子体芯部，将芯部快波能量吸收效率最大化。在不同的等离子体运行模式中，磁轴处磁场大小的变化会使少数离子共振层位置偏离芯部。此时，必须通过调节天线加热的频率使共振层重新回到芯部变得尤为重要。因此，发展适合多频率加热的天线变得尤为重要。这种天线的设计对实现EAST离子回旋加热功率的最大化以及对实现未来磁约束核聚变装置中灵活的离子回旋加热具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有天线的技术缺陷，提供一种用于可以改变频率进行加热的离子回旋天线。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于可以改变频率进行加热的离子回旋天线，包括有馈口内导体、馈口外导体、可伸缩连接桥、外电流带连接板、内电流带连接板、滑动托板、电流带、接地板、天线外壳。馈口内导体与可伸缩连接桥连接，馈口外导体与天线外壳连接。可伸缩连接桥一端与外电流带连接板连接，另一端与内电流带连接板连接。外电流带连接板通过滑动托板与外面两个电流带连接，内电流带连接板通过滑动托板与里面两个电流带连接。四个电流带通过接地板与天线外壳连接。从馈口内导体激发的电流经可伸缩连接桥、内电流带连接板、外电流带连接板和滑动托板流传至电流带。电流带上的电流经接地板、天线外壳传至馈口外导体。

所述的可伸缩连接桥可以自由改变长度。当连接桥改变其长度时，馈口的位置以及连接桥的中心位置不变。

进一步的，所述的滑动托板，可以在内外电流带上自由移动。当滑动托板移动时，连接桥长度作相应变化。

进一步的，所述的四个电流带的长度和宽度相同，电流带的一端天线外壳相连。天线外壳接地。

本发明的优点是：

1.它是目前唯一可以改变频率进行加热的离子回旋天线。

2.通过改变可伸缩连接桥的长度，可以灵活、快速地选择最佳频率。

3.使用最佳频率时，天线馈口反射系数低，功率耦合能力强。

附图说明

图1为天线结构图。

图2为可伸缩连接桥长度示意图。

图3(a)为天线单个电流带简化图，(b)为单个电流带的电路原理图。