The coupling characteristics of the fast wave excited by a phased four-loop antenna array are described. Fast waves in the lower hybrid frequency range have the potential of generating plasma current in hot and dense plasmas. Fast waves are excited at the plasma edge by an oscillating magnetic field parallel to the toroidal direction. The parallel wavenumber of the excited fast waves is determined by the relative phase of the RF current on each antenna. The loading resistance of the antenna increases with density, but at densities above 2 × 1019 m−3 it starts to decrease with density, because of the steepening of the density gradient. The loading resistance is strongly dependent on the antenna phasing. The maximum loading due to surface wave excitation is obtained at Δϕ = 0 and the minimum at Δϕ = π. Substantial absorption of the excited fast waves is observed at the plasma centre when the antenna phasing is Δϕ = π. The absorption efficiency rises with decreasing phase velocity of the excited waves. The experimental results obtained in the coupling experiment are consistent with theoretical predictions.
位相制御された4ループアンテナアレイによって励起される高速波の結合特性について述べる。下部混成周波数帯域における高速波は、高温高密度プラズマ中でプラズマ電流を生成する可能性を有する。高速波は、トロイダル方向に平行な振動磁場によってプラズマ端で励起される。励起された高速波の平行波数は、各アンテナ上のRF電流の相対位相によって決定される。アンテナの負荷抵抗は密度とともに増加するが、密度が2×10^19 m^-3を超えると、密度勾配の急峻化により密度とともに減少し始める。負荷抵抗はアンテナの位相に強く依存する。表面波励起による最大負荷はΔϕ=0で得られ、最小負荷はΔϕ=πで得られる。励起された高速波の顕著な吸収は、アンテナ位相がΔϕ=πの場合にプラズマ中心で観測される。吸収効率は、励起波の位相速度の低下とともに上昇する。結合実験で得られた実験結果は、理論的予測とよく一致する。