A general variational principle for an ICRF antenna radiating into a slab plasma is presented. The model is three-dimensional and includes the effect of connections to a transmission line. It also assumes an extent of absorption in the plasma that is sufficient to suppress eigenmodes. The variational principle gives the self-consistent currents flowing in the antenna, the fields excited inside the plasma and the antenna impedance at the generator terminals. Numerical computations are made for a TFR and a JET antenna. A study of power coupling shows that the optimum operating frequency lies near the plasma-modified resonance. The fields excited inside the plasma are found to disperse far more in the toroidal than in the poloidal direction. Also, at frequencies far from resonance, the large currents in the connections excite fields of considerably larger spatial extent than at resonance.
ICRFアンテナからスラブプラズマ中へ放射する場合の一般的な変分原理を提示する。このモデルは三次元であり、伝送線路への接続の影響を含む。また、固有モードを抑制するのに十分なプラズマ中の吸収の程度を仮定する。この変分原理により、アンテナに流れる自己無撞着な電流、プラズマ中で励起される電磁界、および発電機端子におけるアンテナインピーダンスが得られる。TFRおよびJETアンテナについて数値計算を行う。電力結合の研究により、最適動作周波数はプラズマ修正共鳴の近傍にあることが示される。プラズマ中で励起される電磁界は、ポロイダル方向よりもトロイダル方向にかなり広く分散することが見出される。また、共鳴から離れた周波数では、接続部の大電流が共鳴時よりもかなり大きな空間的広がりを持つ電磁界を励起することが示される。