[发明专利]一种低混杂波电流驱动系统高反射主动回避装置及方法

说明书

本发明属于等离子体加热领域，具体涉及一种低混杂波电流驱动系统高反射主动回避装置及方法，装置包括由定向耦合器、对数检波器、电压比较器和低通滤波器串联而成若干滤波通道，低通滤波器与或门连接，或门的两个输出端分别依次连接两个计数器、保护信号发射光纤和RS触发器、与门、PIN微波开关；定向耦合器对数检波器实时测量反射微波功率，当微波反射功率超过阀值后，或门输出一个综合反射信号，RS触发器锁存该信号，输出低电平有效的封锁信号，OPEN与封锁信号通过与门，控制执行器件PIN微波开关。解决了托卡马克放电过程中，低杂波系统因等离子体磁流体不稳定性而关闭的问题,可大幅提升低杂波系统投入托卡马克物理实验效率和注入功率。

技术领域

本发明属于等离子体加热领域，具体涉及一种低混杂波电流驱动系统中的主动回避装置及方法。

背景技术

在磁约束受控聚变研究中，低混杂波电流驱动是等离子体电流驱动和维持的主要方法之一，从脉冲放电到稳态运行的发展过程中，低混杂波技术始终扮演着重要角色，在等离子体加热、位形控制、改善约束等方面也发挥着重要作用。在中国环流器二号A(HL-2A)装置上配备有2MW低混杂波电流驱动系统。

低杂波在等离子中的吸收机制与其它射频波不同，波的阻尼过程没有磁共振，只有动力共振。具有高相速度的射频波发射到等离子体，沿磁场方向通过共振作用即朗道阻尼加速快电子，在电子速度分布函数上建立起各向异性的高能尾部。大量理论和实验证明，在现有的各种射频波电流驱动中，低杂波驱动效率最高，特别适于产生长脉冲、中等比压值的先进托卡马克所需要的电流分布，是一种获得等离子体电流全驱的重要方法。未来聚变堆需要稳定、高效的离轴电流驱动系统来维持燃烧等离子体连续运行数月，中间不能出现故障和长期维护，因此选择低杂波电流作为驱动技术非常必要。

但是在托卡马克等离子体放电过程中，磁流体不稳定性、等离子体位移、边界局域模的爆发等多种物理过程都能够引起等离子体边界密度急剧变化，进而影响低杂波与等离子体耦合，常出现高反射。为了防止高功率反射波破坏低杂波系统，必须及时关闭微波输出。低杂波系统关闭后，等离子体因失去加热，参数急剧下降，失去物理实验意义。一般只能等到下一次放电，再重新开展物理实验，这大幅降低了托卡马克物理实验效率。为了解决这个问题，提升低杂波物理实验效率，本发明发展了一种低混杂波电流驱动系统高反射主动回避装置。

发明内容

本发明的目的是针对托卡马克装置中的低杂波系统因高反射而关闭的问题，提供一种低混杂波电流驱动系统高反射主动回避装置及方法，大幅提升低杂波系统在托卡马克装置上的物理实验效率。

本发明的技术方案如下：

一种低混杂波电流驱动系统高反射主动回避装置：

包括由定向耦合器、对数检波器、电压比较器和低通滤波器串联而成滤波通道，将微控制器的输出端与所述的电压比较器的比较端连接；所述的定向耦合器接收天线入口处的微波取样，对数检波器把微波取样并转换为电压信号；电压比较器把电压信号与微控制器发送的阈值信号进行比较，得到数字逻辑信号，所述的低通滤波器对数字逻辑信号进行低通滤波；

所述的阈值信号为微控制器输出的模拟量，其发送到电压比较器；

所述的低通滤波器输出端与或门输入端连接，或门的两个输出端分别依次连接计数器A、计数器B、保护信号发射光纤和RS触发器、与门、PIN微波开关；所述的计数器的一个输出端连接到RS触发器的复位端；所述的与门同时接收系统OPEN信号，所述的微控制器与通信光纤、计数器A、计数器B分别相连；