j-text上相关电子回旋辐射测量仪的研制

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1、分类号学号M201271354学校代码10487密级硕士学位论文J-TEXT上相关电子回旋辐射测量仪的研制学位申请人：肖钰学科专业：电气工程指导教师：杨州军副教授答辩日期：2015.5.21AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheDesignofaCorrelationElectronCyclotronEmissionSystemonJ-TEXTCandidate:XiaoYuMajor:ElectricalEngineeringS

2、upervisor:AssocProfessorYangZhoujunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使

3、用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要反常输运是影响等离子体约束性能的一个关键因素，一般认为反常输运是由于湍流引起的，具体表现为等离子体的各种涨落现象，如电场涨落、磁场涨落、密度涨落、温度涨落以及它们之间的相互关系。这些涨

4、落信息的测量对于反常输运的研究至关重要。在过去的25年里，各大聚变装置都致力于研制相关电子回旋辐射测量仪(CECE)测量这种低幅值、高频率的温度涨落现象。为了研究反常输运，J-TEXT也致力于研究温度涨落的特性。本文将介绍J-TEXT上相关电子回旋辐射测量仪(CECE)的研制。CECE的测量原理是基于热噪声与温度涨落的区别，热噪声是白噪声，其相关长度为0，而温度涨落的相关长度在1cm左右，CECE采用相关分析的方式，选取两道频率上相隔很近但不重叠的信号，对其进行互相关分析，去除热噪声，提取出真实的温度涨落信号。本文介绍了CECE的系统设计与搭建过程。J-TEXT上的CECE与

5、电子回旋辐射测量仪(ECE)共用了光路传输系统和RF，辐射信号进入CECE时首先经过一个低噪声的功率放大器，经过放大之后的辐射信号经过一个四路功分器分为四路相同的信号，分别经过窄带滤波器，四道信号中两道的窄带滤波器为定频窄带滤波器，中心频率分别为8GHz和8.2GHz，其3dB带宽均为100MHz，另外两道的窄带滤波器为YIG滤波器，它具有电压可调的中心频率，其可调范围为6-18GHz，3dB带宽在100-230MHz之间，YIG滤波器的控制是依靠一个控制器电路。经过滤波之后的信号再经过检波、放大和2MHz采集，进而变成数字信号用以数据处理。根据计算分析CECE的极向分辨率为

6、k≤1.5rad/cm，径向分辨率为kr≤12rad/cm。本文介绍了CECE系统搭建完成之后进行的初步实验。我们对比了CECE与ECE测得的温度信号，发现两者测量结果十分吻合，由此证明CECE可以正常的测试温度信号。同时我们利用一个2-18GHz的热噪声源作为CECE的输入，选取两个包含YIG滤波器的通道，改变两个YIG滤波器的中心频率，计算两道信号之间的相关系数，实验证明，当两道信号的中心频率间隔大于200MHz时相关系数极低，由此证I华中科技大学硕士学位论文明CECE进行互相关分析去除热噪声影响的可行性。最后我们测试了温度涨落信号的相关函数和互谱密度，发现在等离子体

7、没有产生的时候，相关函数和互谱密度显示辐射测试噪声为热噪声；而等离子体产生之后，相关函数和互谱密度均具有较大值，证明确实存在高频率的温度涨落信号。关键词：托卡马克等离子体湍流温度涨落相关电子回旋辐射热噪声YIG滤波器II华中科技大学硕士学位论文AbstractAnomaloustransportisakeyissuetoaffecttheconfinementpropertiesofplasma.Itisgenerallybelievedthattheanomaloustransportiscaused