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量nw量級的等離子體自由電子回旋輻射信號進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微波診斷，已為國內(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)除了具有高時空分辨特點外，更具有二維大尺度成像特點，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)的平臺調(diào)試。其次，簡要介紹了384道ECEI系統(tǒng)2012年的運行情況。除開啟低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)(LHCD)的放電實驗外，ECEI系統(tǒng)正常運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)的運行存在兩個問題: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)動系統(tǒng)時，電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)受到嚴重干擾。為了保證電子回旋輻射成像系統(tǒng)的正常運行，我們制作中頻電源。搭建2.45GHz干擾源，平臺測試尋找敏感設(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。平臺測試結(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， ECEI系統(tǒng)有效屏蔽低雜波電磁干擾且穩(wěn)定運行。在2014年EAST放電實驗時，驗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)計新的屏蔽盒。減少組裝引起的電磁破泄漏，設(shè)計凹槽。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