A dual-frequency microwave imaging reflectometry system was commissioned to measure both coherent and turbulent electron density fluctuations in KSTAR plasmas. Imaging of the density fluctuations is achieved with an array of 16 vertically aligned detectors and two X-mode probe beam frequencies (tunable over 78–92 GHz between plasma discharges). The system provides the capability of fluctuation measurements with poloidal wavenumbers (kθ) up to ∼3 cm−1 at the maximum sampling rate of 2 MHz. Following extensive laboratory tests, the system was further tested with known coherent density fluctuations during the precursor oscillation of the m/n = 1/1 internal kink mode. The phase information of the reflected beam was compared with the precursor oscillation of the electron temperature measured by an electron cyclotron emission (ECE) radiometer. Density fluctuation levels (δne/ne) at two radial positions separated by the inversion radius (inside and outside) were comparable to temperature fluctuation levels (δTe/Te) from ECE signals. Subsequently, two correlation analysis methods were applied to turbulent fluctuation measurements in a neutral beam heated L-mode plasma to determine the mean poloidal rotation velocities of density fluctuations at two radial positions. The measured mean poloidal velocities were ∼8.4 km s−1 at r/a ∼ 0.6 and ∼5 km s−1 at r/a ∼ 0.7 in the clockwise direction, which differed by 1–2 km s−1 with the projected poloidal velocities from the toroidal rotation velocity measured by charge exchange recombination spectroscopy.
二重周波数マイクロ波イメージング反射計システムを構築し、KSTAMプラズマにおけるコヒーレントおよび乱流電子密度揺動の両方を測定した。密度揺動のイメージングは、16個の垂直配列検出器と2つのXモードプローブ周波数（プラズマ放電間で78～92GHzの範囲で同調可能）を用いて達成される。本システムは、最大サンプリングレート2MHzにおいて、極方向波数（kθ）が最大約3cm⁻¹までの揺動測定を可能にする。広範な実験室試験の後、m/n＝1/1内部キンクモードの前駆振動中に既知のコヒーレント密度揺動を用いてシステムのさらなる試験を行った。反射ビームの位相情報は、電子サイクロトロン放射（ECE）放射計によって測定された電子温度の前駆振動と比較された。反転半径によって分離された2つの半径位置における密度揺動レベル（δne/ne）は、ECE信号からの温度揺動レベル（δTe/Te）に匹敵するものであった。その後、中性粒子ビーム加熱Lモードプラズマにおける乱流揺動測定に2つの相関解析手法を適用し、2つの半径位置における密度揺動の平均極方向回転速度を決定した。測定された平均極方向速度は、r/a≃0.6で約8.4km/s、r/a≃0.7で約5km/sであり、時計回り方向であった。これらの値は、電荷交換再結合分光法により測定されたトロイダル回転速度から射影された極方向速度と1～2km/sの差があった。