The perturbation of the lower hybrid wave (LH) power spectrum by fluctuations of the plasma in the vicinity of the antenna is investigated by solving the full wave equation in a slab geometry using COMSOL Multiphysics®. The numerical model whose generality allows to study the effect of various types of fluctuations, including those with short characteristic wavelengths is validated against a coupling code in quiescent regimes. When electron density fluctuations along the toroidal direction are incorporated in the dielectric tensor over a thin perturbed layer in front of the grill, the power spectrum may be strongly modified from the antenna mouth to the plasma separatrix as the LH wave propagates. The diffraction effect by density fluctuations leads to the appearance of multiple satellite lobes with randomly varying positions and the averaged perturbation is found to be maximum for the Fourier components of the fluctuating spectrum in the vicinity of the launched LH wavelength. This highlights that fast toroidal inhomogeneities with short characteristics length scales in front of the grill may change significantly the initial LH power spectrum used in coupled ray-tracing and Fokker–Planck calculations.
低混成波（LH）のパワースペクトルに対する、アンテナ近傍のプラズマ密度揺動の影響を、COMSOL Multiphysics®を用いたスラブ幾何学における完全波動方程式の解法により調査した。本数値モデルは、短い特性波長を持つものを含む様々な種類の揺動の影響を研究できる汎用性を有し、無摂動状態における結合コードとの比較により検証された。トロイダル方向の電子密度揺動を、グリル前面の薄い摂動層における誘電テンソルに組み込んだ場合、LH波の伝播に伴い、アンテナ口からセパラトリックスに至るまでパワースペクトルが強く変調され得ることが示された。密度揺動による回折効果は、ランダムに変動する位置を持つ複数のサテライトローブの出現を引き起こし、平均摂動は、入射LH波長に近いフーリエ成分を持つ揺動スペクトルに対して最大となることが見出された。この結果は、グリル前面における短い特性長スケールを持つ高速トロイダル非一様性が、結合された光線追跡およびフォッカー・プランク計算で用いられる初期LHパワースペクトルを著しく変化させ得ることを示している。