[发明专利]一种高功率微波极化参数的测量方法

说明书

本发明属于等离子体加热领域，具体为一种高功率微波极化参数的测量方法，将两个定向耦合器标定，用四个圆波导固定安装好三个传输线直角弯头，极化器安装于第一传输线弯头，两个定向耦合器安装于第二传输线直角弯头和第三传输线直角弯头，利用两个定向耦合器对微波经过极化器反射后的极化特性进行测量，对测量的数据与理论计算的数据进行对比，以此来检验极化器是否满足设计要求。该方法解决了极化器在高功率条件下测试的难题，为验证极化器的极化特性与理论计算结果是否相符提供了方法。该方法简单、可靠、易操作。

技术领域

本发明属于等离子体加热领域，具体涉及一种高功率微波极化特性的测量方法。

背景技术

在核聚变研究中，电子回旋共振加热在受控磁约束核聚变中是一种重要的加热和调控手段。极化器作为电子回旋共振加热系统中一个重要的部件，其主要作用是改变微波的极化特性，以实现波与等离子体的高效耦合。目前电子回旋共振加热系统中普遍采用极化器对微波(电子回旋波)实现任意极化来满足波与等离子体高效耦合所需要的极化波。

目前电子回旋共振加热系统单条传输线的微波功率达到了MW量级，而极化器是安装在传输线上工作的，极化器在正式投入系统使用之前，必须对其进行性能测试，以验证在高功率条件下极化器的极化特性与理论计算值是否相符，保证极化器安装于系统中能够高效、稳定的工作。由于微波功率高，目前没有方法可以直接对极化参数进行测量，但是在高功率条件下对微波极化特性进行测试又是必要的，因此需要一种能够在高功率条件下对微波极化特性测量的方法。为了解决上述问题，发明了一种高功率微波极化特性的测量方法，该测量方法能够在高功率条件下对极化器的极化特性进行测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种高功率微波极化参数的测量方法，针对高功率条件下测试电子回旋波能否实现理想的极化模式。

本发明的技术方案如下：

一种高功率微波极化参数的测量方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：对第一定向耦合器和第二定向耦合器进行初始标定；

步骤2：对微波极化参数测量系统进行安装

2.1)固定第一传输线直角弯头，使得第一传输线直角弯头的一个直角边与第一圆波导连接，另一个直角边与第二圆波导连接，第一圆波导的轴线与第二圆波导的轴线垂直相交于第一传输线直角弯头斜面的中心，第一传输线直角弯头的斜面朝右上，极化器安装在斜面上，入射波a经过第一圆波导传输到极化器上，经过反射之后微波方向改变，为竖直方向的微波b；

2.2)固定第二传输线直角弯头，使得第二传输线直角弯头的一个直角边与第二圆波导连接，另一个直角边与第三圆波导连接，第二圆波导的轴线与第三圆波导的轴线垂直相交于第二传输线直角弯头斜面的中心，第二传输线直角弯头的斜面朝右上，垂直耦合方向的第一定向耦合器安装在斜面上，微波b经过第二圆波导传输到第一定向耦合器上，经过反射之后微波方向改变，为水平方向的微波c；

2.3)固定第三传输线直角弯头，使得第三传输线直角弯头的一个直角边与第三圆波导连接，另一个直角边与第四圆波导连接，第三圆波导的轴线与第四圆波导的轴线垂直相交于第三传输线直角弯头斜面的中心，第三传输线直角弯头的斜面朝右下，水平耦合方向的第一定向耦合器安装在斜面上，微波c经过第三圆波导传输到第三传输线直角弯头上，经过反射之后微波方向改变，为竖直方向的微波d；

步骤3：测量极化器的特性

旋转极化器，记录下第一定向耦合器、第二定向耦合器的测量数据，当极化器从0度旋转到180度的时候，该组数据则测试完成；

还包括步骤4：对测量的数据与理论计算的数据进行对比，以此来检验极化器是否满足设计要求。

第一定向耦合器为竖直耦合方向。

第二定向耦合器为水平耦合方向。