The spatial structure and temporal evolution of coherent MHD modes in fusion plasma devices have been so far inferred from the experimental signals by using spectral techniques. Considering the data as a collection of n-dimensional discrete time series xi(t) permits one to introduce in this context a signal processing method based on the singular value decomposition (SVD) of a rectangular matrix. This paper shows that, whereas the SVD is equivalent to the discrete Fourier transform in the case of travelling sinusoidal waves, in more realistic cases it is a clear improvement on the spectral methods, since it disentangles the poloidal structure without a priori knowledge. Various applications of SVD, first on artificial signals and then on magnetic and SXR signals detected in the JET Tokamak in several plasma regimes, are shown with the purpose of illustrating the power and limits of the method.
核融合プラズマ装置におけるコヒーレントMHDモードの空間構造と時間的発展は、これまで実験信号からスペクトル手法を用いて推定されてきた。データをn次元の離散時系列xi(t)の集合とみなすことにより、この文脈において矩形行列の特異値分解(SVD)に基づく信号処理手法を導入することが可能となる。本論文では、SVDが進行波状の正弦波の場合には離散フーリエ変換と等価である一方、より現実的な場合には、事前知識なしにポロイダル構造を分離できることから、スペクトル手法に対する明確な改善であることを示す。SVDの様々な応用を、まず人工信号に対して、次にJETトカマクの複数のプラズマ領域で検出された磁気信号およびSXR信号に対して示し、その手法の有効性と限界を明らかにすることを目的とする。