The intrinsic poor loading of Ion Cyclotron (IC) plasma-facing antennas makes the use of Tuning and Matching Systems (TMSs) a necessity. The antenna plus TMS is a resonant system; in the TMS and access lines high voltages (tens of kV) must be accounted for in the unavoidable unmatched part of the feeding lines. In this work, we propose and test an innovative type of IC launcher; it is based on achieving resonance of the self-standing antenna, i.e. without the TMS. A mechanical full-metal tuning mechanism is described and demonstrated to allow wide-band operation. A systematic analysis of possible antenna topologies has led to identifying a structure that can allow good impedance matching along with compliance with maximum electric field constraints. Most of the design is carried out using a simplified plasma and a commercial analysis tool and then validated with a realistic plasma using TOPICA code.
イオンサイクロトロン(IC)プラズマ対向アンテナの本質的に低い負荷は、同調・整合システム(TMS)の使用を必須にする。アンテナとTMSは共振システムであり、TMSおよびアクセスラインでは、給電線路の避けられない不整合部分において高電圧(数十kV)を考慮に入れなければならない。本稿では、革新的なタイプのICランチャーを提案し試験する。これは、TMSなしで、すなわち自立アンテナの共振を達成することに基づいている。広帯域動作を可能にする機械式オールメタル同調機構を説明し、実証する。可能なアンテナトポロジーの系統的解析により、最大電界制約への適合とともに良好なインピーダンス整合を可能にする構造を特定することに至った。設計の大部分は、簡略化されたプラズマと市販の解析ツールを用いて行われ、その後、TOPICAコードを用いた現実的なプラズマによって検証される。