[發明專利]一種行波天線等離子體源

有效

• 申請號: 202110551062.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113301702B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李清;朱光輝;孫玄
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種行波天線等離子體源，其特征在于：由六個環形天線構成，放在真空室外；前端的第一個天線接射頻源作為電源饋入端，中間四個天線短路作為耦合端，末端天線接50Ω假負載作為吸收端；

所述行波天線等離子體源實現過程：

(1)采用穩恒注氣的方式將實驗裝置中注入氬氣，磁場電源觸發，產生勻強磁場，通過信號發生器向射頻源發出觸發指令，射頻源觸發；

(2)行波天線的第一個天線饋入電流，通過電感耦合方式將電流耦合到第二的天線，直到將能量耦合到最后一個天線，剩余能量被假負載吸收，在向下一級天線的耦合過程中同時將能量耦合到氬氣使其電離；

(3)天線電流譜的形式為：

其中，n為天線個數，Δφ為兩天線相位差，對于行波天線是射頻頻率和天線間距的函數，I_p為第n+1的天線電流值，k_z為螺旋波平行波數，d_A兩天線間距，r_A為天線半徑，w_A為天線寬度；

天線是以發射m＝0的螺旋波的方式在等離子體中傳播，色散關系為：

其中，表示k垂直于磁場的分量，ω為射頻源頻率，μ₀為真空磁導率，e為電子電荷量，Ne為等離子體密度，B₀為背景磁場大小；

等離子體參數通過背景磁場以及天線發射的k_z調節，k_z通過天線寬度、間距、半徑、射頻頻率調節。

2.根據權利要求1所述的行波天線等離子體源，其特征在于：所述每個天線之間的互感系數為20％。

3.根據權利要求1所述的行波天線等離子體源，其特征在于：通過改變天線間距產生不同平行波數功率譜，對等離子體密度、溫度參數調節；每個天線間距為2-5cm。