CN117393182A - 用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 - Google Patents
用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117393182A CN117393182A CN202311611790.2A CN202311611790A CN117393182A CN 117393182 A CN117393182 A CN 117393182A CN 202311611790 A CN202311611790 A CN 202311611790A CN 117393182 A CN117393182 A CN 117393182A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- microwave
- polar
- adjusting
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 24
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 28
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
- G21B1/23—Optical systems, e.g. for irradiating targets, for heating plasma or for plasma diagnostics
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/05—Thermonuclear fusion reactors with magnetic or electric plasma confinement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法，涉及磁约束可控核聚变研究领域，设置有相互配合的极向调节组件、环向调节组件以及调节控制组件，可以实现极向调节与环向调节的配合，解决了现有技术中角度调节范围小、结构复杂以及缺乏实时性等问题；并且通过调节控制组件实现了自动匹配入射微波束的最优探测角度，减少人工手动调整和优化的工作量，提高了改变入射角度的效率；在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验过程中，能实时接收和处理诊断数据，根据实时情况进行波迹计算和角度调节，增强了对实验条件变化的响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及磁约束可控核聚变研究领域，具体涉及一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法。
背景技术
在磁约束可控核聚变研究领域，诊断技术对于获取等离子体的关键物理参数、深入理解等离子体的复杂行为，以及精确控制等离子体的状态具有至关重要的作用。微波诊断技术以其出色的适应性、高度的鲁棒性、非侵入性特征以及优秀的时空分辨能力，成为了核聚变研究中广泛采用的一种诊断手段。
在现有的微波诊断技术中，对等离子体湍流进行诊断，需要通过特定的步骤。首先，微波源产生特定频率的微波，然后通过一定的方式，将这些微波从大气环境引入装置内的真空环境。接着，这些入射微波束与等离子体产生相互作用。最后，再通过一定方式接收携带有等离子体信息的出射微波，并从中提取诸如密度涨落，旋转速度，湍流波数等关键信息。值得注意的是，微波束的发射和接收角度，以及它们与磁场的相对角度，都会对接收微波信号的质量产生影响。因此，控制调节微波束的发射和接收角度对等离子体湍流诊断具有重要意义。目前，微波束发射和接收角度的调节方法主要可分为以下三种：
第一种，固定式微波角锥天线法。此方法广泛应用于各磁约束聚变装置，其中微波角锥天线被安装在真空室内部，且靠近等离子体以直接发射微波束。然而，这种方法的主要限制在于微波束的发射和接收角度无法进行调节。
第二种，长臂式可调反射镜法。此方法在中国全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)和美国DIII-D装置中得到应用。在此配置中，反射镜被安装在一根穿过真空室的长臂末端。通过长臂内的连杆推动反射镜绕长臂上的固定转轴旋转，从而调节极向发射角度；同时，通过整体旋转长臂以倾斜反射镜，实现环向发射角度的调节。然而，此方法的缺点在于其结构复杂，且角度调节长臂需要穿越真空。
第三种，透镜式角度调节法。以英国兆安球形托卡马克升级装置(MAST-U)为例，在此配置下，装置窗口处放置一微波凸透镜，通过移动透镜位置，使入射微波偏离透镜中心，进而通过折射效应改变真空室内微波束的发射角度。此布置方式的缺点在于角度调节范围较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法，解决了现有技术中存在的问题，能够实现调节微波束的发射和接收角度。相较于现有技术，本方法具有结构紧凑、角度调节范围大、容易维护、灵活度高、成本低等优点。同时，本方法具有现有技术方法没有的特性，即能够根据磁约束聚变装置放电条件，自动计算匹配极向发射角度的最优环向角度，并实时调节。
本发明通过下述技术方案实现：
一方面，本发明提供一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，包括：信号控制组件、极向调节组件、环向调节组件、调节控制组件以及信号作用组件；
所述信号控制组件用于接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号发射至极向调节组件中；
所述极向调节组件用于接收信号控制组件所传输的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现极向角度调节，根据调节之后的极向角度，将所述微波信号进行一次反射，从而改变微波信号到环向调节组件的极向角度；
所述环向调节组件用于接收来自极向调节组件调节极向角度之后的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现环向角度调节，根据调节之后的环向角度，将接收的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度；
所述调节控制组件用于控制极向调节组件进行极向角度调节以及控制环向调节组件进行环向角度控制；
所述信号作用组件用于接收经过极向调节组件以及调节控制组件调节过角度的微波信号，其为磁约束聚变装置中微波信号作用的载体；
其中，极向角度与环向角度相互垂直。
在一种可能的实施方式中，所述信号控制组件设置为微波天线，所述微波天线接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号以微波束的形式发射至极向调节组件中；
在一种可能的实施方式中，所述极向调节组件包括椭球反射镜、底座、极向角度调节器以及支架；
所述环向调节组件固定于支架的一端，所述椭球反射镜固定于支架的另一端，且支架的另一端与极向角度调节器固定，所述极向角度调节器旋转设置于底座上；
所述极向角度调节器接收来自调节控制组件的控制，带动环向调节组件绕水平轴进行极向角度调节，以实现极向角度调节；所述椭球反射镜将接收的微波信号进行一次反射，从而实现微波信号的聚焦反射。
在一种可能的实施方式中，所述环向调节组件包括平面反射镜以及环向角度调节器，所述平面反射镜设置于环向角度调节器的执行端上，所述环向角度调节器接收来自调节控制组件的控制，以实现环向调节，带动平面反射镜绕竖直轴进行环向角度调节；所述环向角度调节器将接收到的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度。
在一种可能的实施方式中，所述调节控制组件设置为控制器。
在一种可能的实施方式中，所述信号作用组件设置为磁约束聚变装置中的等离子体；
所述信号作用组件接收调节过角度的微波信号，产生反射以及散射作用，产生反馈微波信息，且所述反馈微波信号原路返回至信号控制组件。
另一方面，本发明提供一种基于一方面所述的微波准光学系统的微波对准方法，包括：
获取最优角度与试验参数之间的映射表；
接收实验人员通过人机交互输入的目标试验参数，并以该目标试验参数为基础，在映射表中进行查找，获取目标试验参数所对应的目标最优角度；所述目标最优角度包括极向调节组件对应的极向角度以及环向调节组件对应的环向角度；
根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节，从而实现微波对准。
在一种可能的实施方式中，获取最优角度与试验参数之间的映射表，包括：
在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验前，所述调节控制组件根据预设的磁场参数、等离子体电流以及密度参数，通过三维波迹模拟，获取不同极向角度与不同环向角度组合下对应频率的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数；
将模拟时不同极向角度与不同环向角度的组合作为最优角度，将模拟得到的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数作为最优角度对应的试验参数；
根据最优角度以及最优角度对应的试验参数，建立最优角度与试验参数之间的映射表。
在一种可能的实施方式中，根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节之后，还包括：修正入射角度。
在一种可能的实施方式中，修正入射角度，包括：
在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验中，所述调节控制组件实时接收磁场、等离子体电流和密度数据，并根据磁场、等离子体电流和密度数据，实时获取波迹参数；
获取目标最优角度所对应的波迹参数，并根据实时获取的波迹参数以及目标最优角度所对应的波迹参数，确定角度调节偏移量；
根据所述角度调节偏移量，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以修正入射角度。
本发明提供的一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法，设置有相互配合的极向调节组件、环向调节组件以及调节控制组件，可以实现极向调节与环向调节的配合，解决了现有技术中角度调节范围小、结构复杂以及缺乏实时性等问题；并且通过调节控制组件实现了自动匹配入射微波束的最优探测角度，减少人工手动调整和优化的工作量，提高了改变入射角度的效率；在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验过程中，能实时接收和处理诊断数据，根据实时情况进行波迹计算和角度调节，增强了对实验条件变化的响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统的示例图。
图3为本发明实施例提供的一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统中部分组件的连接关系示意图。
图4为本发明实施例提供的一种基于一方面所述的微波准光学系统的微波对准方法的流程示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
其中，1-微波天线、2-椭球反射镜、3-平面反射镜、4-底座、5-极向角度调节器、6-支架、7-环向角度调节器、8-聚变装置中的等离子体、9-控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，包括：信号控制组件、极向调节组件、环向调节组件、调节控制组件以及信号作用组件。
所述信号控制组件用于接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号发射至极向调节组件中。
所述极向调节组件用于接收信号控制组件所传输的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现极向角度调节，根据调节之后的极向角度，将所述微波信号进行一次反射，从而改变微波信号到环向调节组件的极向角度。
所述环向调节组件用于接收来自极向调节组件调节极向角度之后的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现环向角度调节，根据调节之后的环向角度，将接收的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度。
所述调节控制组件用于控制极向调节组件进行极向角度调节以及控制环向调节组件进行环向角度控制。
所述信号作用组件用于接收经过极向调节组件以及调节控制组件调节过角度的微波信号，其为磁约束聚变装置中微波信号作用的载体。
其中，极向角度与环向角度相互垂直。
如图2和图3共同所示，所述信号控制组件设置为微波天线1，所述微波天线1接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号以微波束的形式发射至极向调节组件中。
在一种可能的实施方式中，所述极向调节组件包括椭球反射镜2、底座4、极向角度调节器5以及支架6；所述环向调节组件固定于支架6的一端，所述椭球反射镜2固定于支架6的另一端，且支架6的另一端与极向角度调节器5固定，所述极向角度调节器5旋转设置于底座4上；所述极向角度调节器5接收来自调节控制组件的控制，带动环向调节组件绕水平轴进行极向角度调节，以实现极向角度调节；所述椭球反射镜2将接收的微波信号进行一次反射，从而实现微波信号的聚焦反射。
可选的，极向角度调节器5由一个表面带刻度、内部带齿轮的圆环和驱动电机构成。圆环卡在椭球反射镜2的圆形基座上，可以绕轴转动。所述极向角度调节器5接收来自调节控制组件的控制，带动支架6、环向角度调节器7和平面反射镜3转动，以实现极向角度调节。
在一种可能的实施方式中，所述环向调节组件包括平面反射镜3以及环向角度调节器7，所述平面反射镜3设置于环向角度调节器7的执行端上，所述环向角度调节器7接收来自调节控制组件的控制，带动平面反射镜3绕环向角度调节器7的旋转轴进行环向角度调节，以实现环向调节；所述环向角度调节器7将接收到的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度。环向角度调节器7的转轴与平面反射镜3的某条直径重合或者平行，从而使环向角度调节器7转动时，带动平面反射镜3调节环向角度。
可选的，环向角度调节器7由刻度盘、连接杆和驱动电机组成。环向角度调节器7安装与支架6上，连接杆夹持平面反射镜7，带动其绕连接杆转动。所述环向角度调节器7接收来自调节控制组件的控制，以实现环向调节，带动平面反射镜3绕旋转轴进行环向角度调节；所述环向角度调节器7将接收到的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号接收组件的环向角度。
在一种可能的实施方式中，所述调节控制组件设置为控制器9。控制器9可以设置为上位机、电脑或者其他的数据处理装置，以方便实现数据分析以及控制效果。
在一种可能的实施方式中，所述信号作用组件设置为磁约束聚变装置中的等离子体8。所述信号作用组件接收调节过角度的微波信号，产生反射以及散射作用，产生反馈微波信息，且所述反馈微波信号原路返回至信号控制组件。
可选的，还可以设置底座4以及支架6，该支架6固定设置于底座4上，且椭球反射镜2、平面反射镜3、极向角度调节器5以及环向角度调节器7均设置于支架6上，从而可以通过底座4进行调节部分的安装。
其中，所述微波天线1用于发射和接收特定频率范围，特定指向的微波束。
所述椭球反射镜2用于对微波天线1发射的入射微波束进行聚焦，并将聚焦后的微波束反射90度至平面反射镜。微波天线1发射的入射微波束通过椭球反射镜的一个焦点，并被椭球反射面收集并反射，最终被聚焦到椭球反射镜的另一个焦点上，实现微波的聚焦。
所述平面反射镜3用于将所述椭球反射镜2会聚后的微波束反射进磁约束聚变装置中。平面反射镜3接收来自椭球反射镜2的微波束，然后将反射的微波束重定向到需要的角度。最终微波聚焦位置和椭球反射镜2的第二焦点相对于平面反射镜呈对称分布。
极向角度调节器5用于调节前述平面镜反射3进入磁约束聚变装置的微波极向角度。在微波诊断技术的应用中，对于特定频率、特定极化方向的入射微波，极向角度决定了微波在等离子体中的传播路径。通过调节极向发射角度，可以改变微波与等离子体相互交互的位置，进而调整扰动波数的测量范围。
环向角度调节器7用于调节前述平面镜反射3进入磁约束聚变装置的微波的环向角度。通过调节环向发射角度，可以优化微波传播方向，从而补偿等离子体环效应导致的平行磁力线方向上波数的增加。环向角度和极向角度匹配后，能够增大散射信号返回原光路的微波份额，从而最大限度的提升系统信噪比。
反射镜支架6用于承载所述平面反射镜3，并将其与所述极向角度调节器和环向角度调节器连接起来。
底座4用于将整个准光学系统稳固的安装在磁约束聚变装置上。
控制器9用于精确控制极向角度调节器和环向角度调节器，使入射微波束的极向角度和环向角度得以精确匹配。该控制系统与中央控制系统通讯，结合磁位形反演、密度剖面和微波波迹计算，确认最优的微波发射角度，极向角度调节器和环向角度调节器相连接，并能够根据放电情况发送出相应的角度调节指令。
本实施例所示的微波准光学系统的示例，拥有结构紧凑、角度调节范围大、维护简便、灵活度高且成本低的优点。与现有的微波束发射和接收角度调节方法相比，克服了角度调节范围小、结构复杂以及缺乏实时性等问题。本发明有望提高等离子体湍流测量的信号质量、可靠性和准确性。
实施例2
如图4所示，本发明提供一种基于实施例1所述的微波准光学系统的微波对准方法，包括：
S1、获取最优角度与试验参数之间的映射表。
S2、接收实验人员通过人机交互输入的目标试验参数，并以该目标试验参数为基础，在映射表中进行查找，获取目标试验参数所对应的目标最优角度。所述目标最优角度包括极向调节组件对应的极向角度以及环向调节组件对应的环向角度。
S3、根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节，从而可以自动地调整入射微波束的角度，以达到最优的探测效果。同时，这种方法也可以在实验过程中实时调整探测角度，以应对磁场和等离子体电流的实时变化。
本实施例提供微波对准方法，能够自动匹配入射微波束的最优探测角度，减少人工手动调整和优化的工作量，提高了改变入射角度的效率。在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验过程中，该方案能实时接收和处理诊断数据，根据实时情况进行波迹计算和角度调节，增强了对实验条件变化的响应速度。所有的预设量、中间计算数据，以及最终的发射角度都被逐一记录并储存，允许对发射角度的改变进行监控和复查。这种设计大大提高了角度调节的可靠性，降低了由于人为错误或系统失误导致的风险，从而确保了整个实验过程的稳定和可靠。
在一种可能的实施方式中，获取最优角度与试验参数之间的映射表，包括：
在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验前，所述调节控制组件根据预设的磁场参数、等离子体电流以及密度参数，通过三维波迹模拟，获取不同极向角度与不同环向角度组合下对应频率的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数(包括垂直磁力线方向和平行磁力线方向)。
实验中，可以同时发射多个频率的微波束进行测量，例如从34GHz-48Ghz，间隔2Ghz，共计8个频点的微波。需要确定每个频率成分的微波波束分别对应的波迹、散射位置、测量的湍流波数。因此，采用三维波迹模拟，以实验预设的磁场参数、等离子体电流以及密度参数作为输入条件，对不同频率下多个极向角度与环向角度组合进行扫描计算，确定波迹、散射位置、测量的湍流波数。
将模拟时不同极向角度与不同环向角度的组合作为最优角度，将模拟得到的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数作为最优角度对应的试验参数。
根据最优角度以及最优角度对应的试验参数，建立最优角度与试验参数之间的映射表。
在一种可能的实施方式中，根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节之后，还包括：修正入射角度。
在一种可能的实施方式中，修正入射角度，包括：在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验中，控制系统实时接收磁场，等离子体电流和密度等诊断数据，实时进行波迹计算。计算在预设最优探测角度附近角度组合的散射位置、测量波数，然后与设定的目标值进行比较，确定角度调节偏移量。最后，计算出对应的控制指令，发送至极向角度调节器和环向角度调节器，以修正入射角度。
1、用放电预设参数计算出第一次调节的角度值(θ0,φ0)＝g(ne,B,Ip,f,ρ,k)，后续调节在此基础上微调；2、放电实验开始，实时获取放电参数，计算最优角度值(最优角度值-当前实时的角度值＝角度调节偏移量)。其中，ne,B,Ip,f,ρ,k分别为密度、磁场、电流、频率、拟测量位置、拟测量波数。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，包括：信号控制组件、极向调节组件、环向调节组件、调节控制组件以及信号作用组件；
所述信号控制组件用于接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号发射至极向调节组件中；
所述极向调节组件用于接收信号控制组件所传输的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现极向角度调节，根据调节之后的极向角度，将所述微波信号进行一次反射，从而改变微波信号到环向调节组件的极向角度；
所述环向调节组件用于接收来自极向调节组件调节极向角度之后的微波信号，并接收来自调节控制组件的控制，以实现环向角度调节，根据调节之后的环向角度，将接收的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度；
所述调节控制组件用于控制极向调节组件进行极向角度调节以及控制环向调节组件进行环向角度控制；
所述信号作用组件用于接收经过极向调节组件以及调节控制组件调节过角度的微波信号，其为磁约束聚变装置中微波信号作用的载体；
其中，极向角度与环向角度相互垂直。
2.根据权利要求1所述的用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，所述信号控制组件设置为微波天线(1)，所述微波天线(1)接收微波源输出的微波信号，并将所述微波信号以微波束的形式发射至极向调节组件中。
3.根据权利要求2所述的用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，所述极向调节组件包括椭球反射镜(2)、底座(4)、极向角度调节器(5)以及支架(6)；
所述环向调节组件固定于支架(6)的一端，所述椭球反射镜(2)固定于支架(6)的另一端，且支架(6)的另一端与极向角度调节器(5)固定，所述极向角度调节器(5)旋转设置于底座(4)上；
所述极向角度调节器(5)接收来自调节控制组件的控制，带动环向调节组件绕水平轴进行极向角度调节，以实现极向角度调节；所述椭球反射镜(2)将接收的微波信号进行一次反射，从而实现微波信号的聚焦反射。
4.根据权利要求3所述的用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，所述环向调节组件包括平面反射镜(3)以及环向角度调节器(7)，所述平面反射镜(3)设置于环向角度调节器(7)的执行端上，所述环向角度调节器(7)接收来自调节控制组件的控制，带动平面反射镜(3)绕环向角度调节器(7)的旋转轴进行环向角度调节，以实现环向调节；所述环向角度调节器(7)将接收到的微波信号进行二次反射，从而改变微波信号到信号作用组件的环向角度。
5.根据权利要求4所述的用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，所述调节控制组件设置为控制器。
6.根据权利要求4所述的用于磁约束聚变装置的微波准光学系统，其特征在于，所述信号作用组件设置为磁约束聚变装置中的等离子体；
所述信号作用组件接收调节过角度的微波信号，产生反射以及散射作用，产生反馈微波信息，且所述反馈微波信号原路返回至信号控制组件。
7.一种基于权利要求1-6任一所述的微波准光学系统的微波对准方法，其特征在于，包括：
获取最优角度与试验参数之间的映射表；
接收实验人员通过人机交互输入的目标试验参数，并以该目标试验参数为基础，在映射表中进行查找，获取目标试验参数所对应的目标最优角度；所述目标最优角度包括极向调节组件对应的极向角度以及环向调节组件对应的环向角度；
根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节，从而实现微波对准。
8.根据权利要求7所述的微波对准方法，其特征在于，获取最优角度与试验参数之间的映射表，包括：
在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验前，所述调节控制组件根据预设的磁场参数、等离子体电流以及密度参数，通过三维波迹模拟，获取不同极向角度与不同环向角度组合下对应频率的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数；
将模拟时不同极向角度与不同环向角度的组合作为最优角度，将模拟得到的探测微波束的波迹、散射位置以及探测微波束在测量位置附近的波数作为最优角度对应的试验参数；
根据最优角度以及最优角度对应的试验参数，建立最优角度与试验参数之间的映射表。
9.根据权利要求7所述的微波对准方法，其特征在于，根据目标最优角度，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以实现微波信号到信号作用组件的入射角度调节之后，还包括：修正入射角度。
10.根据权利要求9所述的微波对准方法，其特征在于，修正入射角度，包括：
在磁约束聚变装置进行等离子体放电实验中，所述调节控制组件实时接收磁场、等离子体电流和密度数据，并根据磁场、等离子体电流和密度数据，实时获取波迹参数；
获取目标最优角度所对应的波迹参数，并根据实时获取的波迹参数以及目标最优角度所对应的波迹参数，确定角度调节偏移量；
根据所述角度调节偏移量，分别对极向调节组件以及环向调节组件进行调节，以修正入射角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311611790.2A CN117393182A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311611790.2A CN117393182A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117393182A true CN117393182A (zh) | 2024-01-12 |
Family
ID=89437506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311611790.2A Pending CN117393182A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117393182A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117637192A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 陕西星环聚能科技有限公司 | 核聚变反应系统及方法 |
-
2023
- 2023-11-27 CN CN202311611790.2A patent/CN117393182A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117637192A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 陕西星环聚能科技有限公司 | 核聚变反应系统及方法 |
| CN117637192B (zh) * | 2024-01-26 | 2024-05-28 | 陕西星环聚能科技有限公司 | 核聚变反应系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017215569A1 (zh) | 光学扫描传感器 | |
| CN117393182A (zh) | 用于磁约束聚变装置的微波准光学系统及微波对准方法 | |
| CN109142890B (zh) | 太赫兹漏波天线测量系统 | |
| CN104849770B (zh) | 一种基于被动太赫兹安检成像系统的成像方法 | |
| JP2005502860A (ja) | 電磁波測定装置 | |
| CN110133620A (zh) | 多线激光雷达 | |
| US2452349A (en) | Directive radio antenna | |
| CN109520425B (zh) | 一种精跟踪误差测试装置及测试方法 | |
| CN111654335B (zh) | 一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法 | |
| US5485158A (en) | Linear near field test facility and process | |
| EP1589678B1 (en) | Optical antenna | |
| CN113466869B (zh) | 一种基于激光致声的水下目标探测方法 | |
| CN110954755A (zh) | 天线辐射场型自动量测系统 | |
| CN106771667B (zh) | 基于相心旋转的微波测量方法及测量系统 | |
| CN110554257B (zh) | 一种天线罩瞄准误差搜零系统及搜零法 | |
| CN109194402B (zh) | 空间光通信的相干跟踪及视轴误差补偿系统 | |
| TW202018310A (zh) | 用於量測天線的自動化系統 | |
| JP2000201019A (ja) | アンテナ測定・調整装置 | |
| JP2010237069A (ja) | レーダ反射断面積計測装置 | |
| CN113030913A (zh) | 一种基于二维振镜的激光雷达装置及系统 | |
| CN216954725U (zh) | 反射式连续旋转雷达扫描装置及物料三维形态测量系统 | |
| EP0680664B1 (en) | Radar apparatus | |
| CN212321830U (zh) | 一种远距离探测的激光雷达 | |
| CN106895796A (zh) | 一种精密轮廓扫描测量系统 | |
| CN212321846U (zh) | 一种激光雷达 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |