An analytical and numerical study for a slab geometry model of the coupling of a current sheet antenna to a tokamak plasma is presented. The antenna is of finite poloidal and toroidal dimensions and screened from the plasma by a sheath of anisotropic conductivity that shorts out just the toroidal component of the RF field. The excitation of only the fast component of the waves in the ion-cyclotron range of frequencies (ICRF) is considered. The plasma in the coupling region is described by its cold dielectric tensor with density and magnetic field inhomogeneities. The inclusion of the finite poloidal extent of the antenna introduces important behaviour in the plasma impedance; the calculated radiation resistance is enhanced over that obtained by ignoring the poloidal variations. The coupling is better for gradual density gradients near the antenna, and the radiation resistance is dependent on the frequency of the antenna current. A set of appropriately phased poloidal antennas couple more power into the plasma than a single antenna of the same dimensions would. The power delivered into the plasma is reasonably well focused. All this is illustrated with numerical results using parameters for a large tokamak.
スラブ幾何モデルにおける電流シートアンテナとトカマクプラズマとの結合に関する解析的および数値的研究を提示する。アンテナは有限のポロイダルおよびトロイダル寸法を有し、RF場のトロイダル成分のみを短絡する異方性導電率を持つシースによってプラズマから遮蔽されている。イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）における波の高速成分のみの励起を考慮する。結合領域におけるプラズマは、密度および磁場の不均一性を伴う冷たい誘電テンソルによって記述される。アンテナの有限ポロイダル寸法を含めることは、プラズマインピーダンスにおいて重要な挙動をもたらし、計算された放射抵抗は、ポロイダル変動を無視した場合に得られる値よりも増大する。密度勾配が緩やかな場合、アンテナ近傍での結合はより良好であり、放射抵抗はアンテナ電流の周波数に依存する。適切な位相を持つポロイダルアンテナの集合は、同じ寸法の単一アンテナよりも多くの電力をプラズマへ結合する。プラズマへ送達される電力は合理的に良好な集束を示す。これらすべては、大型トカマクのパラメータを用いた数値結果によって実証される。