This paper documents the complete analysis and optimization of the ITER ion cyclotron range of frequency (ICRF) launcher using the TOPICA code, carried out in the frame of EFDA design activities.The possibility to simulate the detailed geometry of an ICRF antenna in front of a realistic plasma description and to obtain the antenna input parameters and the radiated near electric field distribution is of paramount importance to evaluate and predict the overall system performances.Upon starting from a reference geometry, we pursued a detailed electrical optimization of the IC launcher and we came out with a final geometry showing a remarkable increase in terms of power coupled to plasma. The optimization procedure involved the modification of different parts of the antenna, such as the horizontal septa, the coaxial cables, the coax-to-feeder transitions, the feeders, the strap and the grounding.Eventually, the optimized geometry has been the object of a comprehensive analysis, varying the working frequency, the plasma conditions and the poloidal and toroidal phasings between the feeding cables. The performances of the antenna have been appreciated not only in terms of input parameters or power coupled to plasma, but also by means of power spectra and with the evaluation of the RF potentials.
本論文は、EFDA設計活動の枠組みで実施された、TOPICAコードを用いたITERイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）ランチャーの完全な解析と最適化を文書化したものである。現実的なプラズマ記述の前方にあるICRFアンテナの詳細な幾何形状をシミュレーションし、アンテナ入力パラメータと放射近傍電界分布を得る可能性は、システム全体の性能を評価・予測する上で極めて重要である。参照幾何形状から出発して、ICランチャーの詳細な電気的最適化を追求し、プラズマへの結合電力の点で顕著な増加を示す最終幾何形状に到達した。最適化手順には、水平セプタム、同軸ケーブル、同軸-給電部遷移部、給電部、ストラップ、および接地など、アンテナの異なる部分の変更が含まれていた。最終的に、最適化された幾何形状は、動作周波数、プラズマ条件、および給電ケーブル間のポロイダルおよびトロイダル位相を変化させた包括的な解析の対象となった。アンテナの性能は、入力パラメータやプラズマへの結合電力だけでなく、パワースペクトルやRFポテンシャルの評価によっても評価された。