[发明专利]TOKMAK低混杂波天线辐射端面几何形状优化方法

摘要

本发明公开了一种TOKMAK低混杂波天线辐射端面几何形状优化方法，通过实验运行记录，获得物理实验期间低混杂波天线沿TOKMAK装置半径方向的位移范围，确定天线辐射端面中心到装置中心的平衡距离r0，代入计算公式，得到考虑装置大环曲率半径和纵场波纹度影响的天线辐射端面环向切口几何形状，对于天线辐射端面极向切口几何形状，参照以往方法，设计完成新的低混杂波天线辐射端面几何形状。本发明能够在保证并改善波与等离子体耦合的前提下，减轻和避免高温等离子体对天线的烧蚀，更好的发挥低混杂波对TOKMAK物理实验的积极作用，同时也在很大程度上节约了因为修复、更换受损天线而耗费的大量科研资源。

主权项

一种TOKMAK低混杂波天线辐射端面几何形状优化方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、多次做低混杂波天线运行实验并记下实验记录，获得实验期间低混杂波天线沿TOKMAK装置半径方向的位移范围，确定天线辐射端面中心到TOKMAK装置中心的平衡距离r0；（2）、结合天线辐射端面中心到TOKMAK装置中心的平衡距离r0和低混杂波天线水平方向尺寸L计算得出天线辐射端面左、右两侧所占用环向角度Φ1、Φ2，通过公式 radius ( φ ) = r 0 + ( r 0 · cos ( 11.25 - φ 360 · 2 · π ) - r 0 · cos ( φ 1 360 · 2 · π ) ) 计算得出仅考虑大环曲率半径因素影响的天线辐射端面环向切口几何形状radius(Φ) ，其中，Φ为沿装置大环方向的角度；（3）、TOKMAK装置纵场线圈的数量是有限的，使得沿大环方向的磁力线在两个相邻的纵场线圈之间发生畸变，确定磁力线在两个相邻的纵场线圈之间发生沿半径方向的偏移量Dr0；（4）、通过公式 ripple ( φ ) = r 0 - Dr 0 2 · cos ( n · φ 360 · 2 · π ) 计算得出仅考虑装置纵场波纹度因素影响的天线辐射端面环向切口几何形状ripple(Φ)，其中，n是EAST装置纵场线圈的数量；（5）、通过公式 profile ( φ ) = r 0 - Dr 0 2 · cos ( n · φ 360 · 2 · π ) + ( r 0 · cos ( 11.25 - φ 360 · 2 · π ) - r 0 · cos ( φ 1 360 · 2 · π ) ) 计算得出综合考虑装置大环曲率半径和纵场波纹度共同影响下的天线辐射端面环向切口所需形状profile(Φ)；（6）、确定天线极向切口形状。