AbstractThe ASDEX Upgrade broadband microwave reflectometry system uses frequency modulation of a continuous wave (FM-CW). With a monostatic antenna configuration optimised for eliminating spurious reflections, the system can probe the high and low field sides of the plasma (using both O- and X-modes) covering the density range from 0.3 to 6.76×1019 m−3. A combination of solid state fast tuneable microwave sources (Hyperabrupt Tuned Oscillators, HTO) with active and passive doublers are used. During the recent shutdown period several improvements were made. A new W band (75–110 GHz) channel was installed at the low field side to extend the density range to 15×1019 m−3. A broadband heterodyne detection was designed to improve detection, which is required due to high losses and low power available for this band. A similar detection scheme was implemented to all existing V band channels. Both systems can perform a full band sweep in 10 μs. Also a new Q (35–50 GHz) band O-mode channel with fixed frequency was installed for on-line fast monitoring the L–H transition based on the reduction of the plasma density fluctuations. The control system was upgraded with five new control boards for fixed frequency operation of the reflectometer. The new control software enables the operation in three different modes: broadband, fixed frequency and a mixed mode. A new dedicated data acquisition system came into operation to replace the existing CAMAC/VME configuration, enabling high sampling rate (1 GSPS). Advanced digital signal processing techniques were developed to obtain density profiles. With these new improvements the system is capable of measuring 720 electron density profiles per discharge in the range 0.3 to 15×1019 m−3, each in 20 μs with a separation of ≈40 μs.
ASDEXアップグレードの広帯域マイクロ波反射測定システムは、連続波（FM-CW）の周波数変調を用いている。不要反射を除去するために最適化されたモノスタティックアンテナ構成により、このシステムはプラズマの高磁場側と低磁場側の両方を（OモードとXモードの両方を使用して）探査でき、0.3から6.76×10¹⁹ m⁻³の密度範囲をカバーする。高速掃引可能な固体マイクロ波源（ハイパーバラクトン同調発振器、HTO）と能動・受動周波数逓倍器の組み合わせが使用されている。最近の停止期間中にいくつかの改良が行われた。低磁場側に新しいWバンド（75–110 GHz）チャンネルが設置され、密度範囲を15×10¹⁹ m⁻³まで拡張した。このバンドで利用可能な電力が低く損失が大きいため、検出を改善するために広帯域ヘテロダイン検出が設計された。同様の検出方式が既存のすべてのVバンドチャンネルにも実装された。両システムとも10 μsで全帯域掃引を実行できる。また、プラズマ密度揺動の低減に基づくL-H遷移のオンライン高速監視のために、固定周波数の新しいQバンド（35–50 GHz）Oモードチャンネルも設置された。反射計の固定周波数動作のために、5枚の新しい制御ボードを備えた制御システムがアップグレードされた。新しい制御ソフトウェアにより、広帯域、固定周波数、および混合モードの3つの異なるモードでの動作が可能になった。既存のCAMAC/VME構成を置き換える専用の新しいデータ収集システムが導入され、高いサンプリングレート（1 GSPS）を実現した。密度プロファイルを取得するために、高度なデジタル信号処理技術が開発された。これらの新しい改良により、このシステムは1回の放電あたり720個の電子密度プロファイルを、0.3から15×10¹⁹ m⁻³の範囲で、各プロファイル20 μs、約40 μsの間隔で測定することが可能である。