In the framework of the ion cyclotron resonance heating (ICRH) antenna development for ITER, a design based on an external matching concept has been proposed [1]. We present in this work a series of electromagnetic simulations of this design performed with the commercial code CST Microwave Studio [2]. On the one hand, we explore how various geometrical modifications of some parts of the antenna (the straps and the four-port junction) can practically double the RF power coupled to the plasma. This optimization is supported by transmission line analysis. On the other hand, we treat the important question of the opportunity to tilt the straps in the toroidal direction to follow the plasma curvature as close as possible. We show that a configuration with two toroidal segments is sufficient and that further segmentation is not necessary. This work also underlines significant progress in the realism of ICRH antenna modelling and the importance of considering realistic load shaping in the models.
ITER用イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）アンテナの開発において、外部整合概念に基づく設計が提案されている[1]。本稿では、商用コードCST Microwave Studio [2]を用いて実施した、この設計の一連の電磁シミュレーションについて報告する。一方では、アンテナの一部の構成要素（ストラップおよび4ポート接合部）の様々な幾何学的修正が、プラズマに結合されるRF出力を実質的に2倍にできる方法を検討する。この最適化は伝送線路解析によって裏付けられている。他方では、プラズマの曲率に可能な限り追従するためのストラップのトロイダル方向への傾斜の可能性という重要な問題を扱う。2つのトロイダルセグメントからなる構成で十分であり、それ以上の分割は不要であることを示す。また、本稿はICRHアンテナモデリングの現実性における顕著な進展と、モデルにおける現実的な負荷形状の考慮の重要性を強調するものである。