AbstractThe present design for the ITER electron cyclotron wave launcher is based on individual circular corrugated waveguides running up to the vacuum vessel. At each waveguide end near to the plasma, a pair of movable mitre bends provides steering of the beam between 0° and 40°. An alternative to this concept could be corrugated square or rectangular waveguides. These waveguides show imaging characteristics, which can be used for remote scanning of the beam, thus avoiding movable parts near to the plasma. To obtain a safe data base for the realisation of this concept, theoretical and experimental studies were carried out. The calculations show that a scanning range of more than ±10° is possible with negligible loss into side lobes. Furthermore, concepts to improve the scanning range can be derived from the calculations. Measurements of amplitude and phase distribution in the output plane of the waveguide and in the far-field show very good agreement with theory for a beam polarisation perpendicular to the scanning direction. For beams polarised parallel to the scanning direction, where the propagation in the waveguide is determined mainly by the grooved walls, a reduced beam quality is measured, which can be attributed to imperfect machining of the grooves. The results show also, that the imaging characteristics are in principle maintained after the introduction of a pair of mitre bends with the bending plane perpendicular to the scanning plane. Finally, the application to ITER is discussed and concepts to improve the scanning range are given.
本設計におけるITER用電子サイクロトロン波ランチャーは、真空容器まで延びる個別のコルゲート円形導波管に基づいている。各導波管のプラズマ近傍端部では、一対の可動マイターベンドにより、ビームを0°から90°の範囲でステアリングすることができる。この概念の代替案として、コルゲート方形導波管または矩形導波管が考えられる。これらの導波管は結像特性を示し、プラズマ近傍の可動部品を回避しながら、ビームの遠隔ステアリングに利用することができる。この概念の実現に向けた安全なデータベースを得るために、理論的および実験的研究が実施された。計算結果によれば、サイドローブへの損失を無視できるレベルに抑えつつ、±10°以上のステアリング範囲が可能であることが示されている。さらに、計算からはステアリング範囲を改善するための概念も導出できる。導波管の出力面における振幅分布と位相分布、および遠方界におけるそれらの測定結果は、ビームの偏波がステアリング方向に対して垂直である場合、理論と非常に良く一致することを示している。ビームの偏波がステアリング方向に対して平行である場合、導波管内の伝播は主に溝付き壁によって決定されるが、測定されるビーム品質は低下し、これは溝の加工不完全性に起因するものと考えられる。また、結果は、曲げ面がステアリング面に対して垂直となるように一対のマイターベンドを導入した後でも、結像特性が原則として維持されることを示している。最後に、ITERへの適用について考察し、ステアリング範囲を改善するための概念を示す。