Doppler backscattering (DBS) is already established as a powerful diagnostic; its extension to 2D enables imaging of turbulence characteristics from an extended region of the cut-off surface. The Synthetic Aperture Microwave Imaging (SAMI) diagnostic has conducted proof-of-principle 2D DBS experiments of MAST edge plasma. SAMI actively probes the plasma edge using a wide (±40° vertical and horizontal) and tuneable (10–34.5 GHz) beam. The Doppler backscattered signal is digitised in vector form using an array of eight Vivaldi PCB antennas. This allows the receiving array to be focused in any direction within the field of view simultaneously to an angular range of 6–24° FWHM at 10–34.5 GHz. This capability is unique to SAMI and is a novel way of conducting DBS experiments. In this paper the feasibility of conducting 2D DBS experiments is explored. Initial observations of phenomena previously measured by conventional DBS experiments are presented; such as momentum injection from neutral beams and an abrupt change in power and turbulence velocity coinciding with the onset of H-mode. In addition, being able to carry out 2D DBS imaging allows a measurement of magnetic pitch angle to be made; preliminary results are presented. Capabilities gained through steering a beam using a phased array and the limitations of this technique are discussed.
ドップラー後方散乱（DBS）は、すでに強力な診断法として確立されている。その2次元化への拡張により、遮断表面の広い領域からの乱流特性のイメージングが可能になる。合成開口マイクロ波イメージング（SAMI）診断装置は、MAST周辺プラズマにおいて原理実証的な2D DBS実験を実施してきた。SAMIは、広い角度（±40°の垂直・水平方向）で、かつ周波数可変（10〜34 GHz）のビームを用いてプラズマ周辺部を能動的に探査する。ドップラー後方散乱信号は、8個のVivaldi PCBアンテナアレイを用いてベクトル形式でデジタル化される。これにより、受信アレイは視野内の任意の方向に同時に焦点を合わせることができ、10〜34 GHzにおいて6〜24°のFWHMの角度範囲を達成する。この能力はSAMIに固有のものであり、DBS実験を行う新規な方法である。本論文では、2D DBS実験の実現可能性を検討する。従来のDBS実験で測定されてきた現象、例えば中性粒子ビームによる運動量注入や、Hモード遷移に伴うパワーと乱流速度の急激な変化などに関する初期観測結果が示される。さらに、2D DBSイメージングを実施できることにより、磁気ピッチ角の測定が可能となる。予備的な結果が提示される。フェーズドアレイを用いたビームステアリングによって得られる能力と、この手法の限界について議論する。