一种射频波谐振加热天线制造技术

本发明专利技术公开了一种低射频波谐振加热天线，包括天线的支撑箱体、法拉第屏蔽板、辐射电流条带和谐振单元，所述辐射电流条带放置于天线的支撑箱体和法拉第屏蔽板围成的腔体内部，等间距并列排布，底面端部与支撑箱体底部内表面固定连接；所述天线的谐振单元包括介质基板、周期性高阻抗表面结构和接地金属棒，所述谐振单元用于改善天线共振频率和电磁波功率谱，所述谐振单元位于天线腔体内部，介质基板紧贴于辐射电流条带背部，高阻抗表面结构嵌入介质基板中，且通过金属棒与支撑箱体背部内表面固定连接用以接地。该天线利用电路谐振降低了磁约束核聚变装置中离子回旋加热系统的端口能量反射，提高天线辐射功率与等离子体负载的耦合程度。

【技术实现步骤摘要】
一种射频波谐振加热天线
本专利技术涉及用于磁约束核聚变装置中磁约束等离子体射频波加热领域，具体是一种低反射、高耦合射频波谐振加热天线。
技术介绍
离子回旋加热(ICRF)是磁约束核聚变装置中等离子体加热的重要方式，其系统产生的射频波可对等离子体中的离子进行直接有效的加热。国内外各大型磁约束核聚变装置均配备有离子回旋加热系统，但离子回旋加热ICRF天线端口反射过大、辐射耦合效率低下的问题十分突出。我国磁约束托卡马克EAST装置ICRF天线在没有额外阻抗匹配系统支持的情况下失配严重，天线端口回波损耗很大且由于天线前端等离子体密度较低，天线的功率耦合不高。为了实现射频波功率在天线处的正向递送并且有效地与等离子体进行能量耦合，不仅要保证离子回旋加热ICRF天线端口具有较小的回波损耗，还要使天线的功率谱与等离子体吸收谱匹配。
技术实现思路
为了解决现有设备中出现的端口回波损耗大且功率耦合低的问题，本专利技术通过利用多电流条带之间的互耦效应，同时添加高阻抗表面结构和介质基板，提供一种射频波谐振加热天线，具有低反射、高耦合的特点，在有限的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频波谐振加热天线，其特征在于，包括：/n天线的支撑箱体、法拉第屏蔽板、辐射电流条带和谐振单元，所述辐射电流条带放置于天线的支撑箱体和法拉第屏蔽板围成的腔体内部，等间距并列排布，底面端部与支撑箱体底部内表面固定连接；所述天线的谐振单元包括介质基板、周期性高阻抗表面结构和接地金属棒，所述谐振单元用于改善天线共振频率和电磁波功率谱，所述谐振单元位于天线腔体内部，介质基板紧贴于辐射电流条带背部，高阻抗表面结构嵌入介质基板中，且通过金属棒与支撑箱体背部内表面固定连接用以接地。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频波谐振加热天线，其特征在于，包括：
天线的支撑箱体、法拉第屏蔽板、辐射电流条带和谐振单元，所述辐射电流条带放置于天线的支撑箱体和法拉第屏蔽板围成的腔体内部，等间距并列排布，底面端部与支撑箱体底部内表面固定连接；所述天线的谐振单元包括介质基板、周期性高阻抗表面结构和接地金属棒，所述谐振单元用于改善天线共振频率和电磁波功率谱，所述谐振单元位于天线腔体内部，介质基板紧贴于辐射电流条带背部，高阻抗表面结构嵌入介质基板中，且通过金属棒与支撑箱体背部内表面固定连接用以接地。


2.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：
所述法拉第屏蔽板上端矩形金属横挡板和下端法拉第屏蔽条端部均通过螺栓与天线支撑箱体前侧固定连接，横挡板高度与前端等离子体吸收功率谱相匹配；法拉第屏蔽条的倾斜角度与磁约束核聚变装置中总磁场方向一致。


3.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：
所述介质基板径向厚度与极向高度根据具体情况改变加工设计时的尺寸，根据辐射电流条带结构尺寸和发射机频率调整，环向长度即辐射电流条带并列排布方向与辐射电流条带环向总跨长度相当，紧贴辐射辐射电流条带背面且与其固定连接，材料为碳化硅。


4.根据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：
所述高阻抗表面结构嵌入介质基板中，与辐射电流条带间距为10-20mm，中间为介质基板，辐射电流条带背部同样具有介质基板，背面通过矩形金属棒与天线支撑箱体背部内表面固定连接。


5.据权利要求1所述的一种射频波谐振加热天线，其特征在于：
所述的高阻抗表...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云涛，李家豪，杨庆喜，余超，宋伟，陈仕林，徐皓，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34