等离子体微波反射面论文-蒋元俊

等离子体微波反射面论文-蒋元俊

导读:本文包含了等离子体微波反射面论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:等离子体,反射法,电子密度,碰撞频率

等离子体微波反射面论文文献综述

蒋元俊[1](2016)在《基于微波反射法的等离子体特性研究》一文中研究指出通常,等离子体可以等效为一种介质,而介质表现出的特性又由等效介电常数表征,等离子体的主要特性参量如电子密度和碰撞频率,可以用微波测量介质电参数的方法来研究等离子体特性。本文主要采用反射法分析等离子体特性参量。主要内容如下:1.分析了理想条件下平板型和圆柱型等离子体的反射特性,用几何光学法推导了自由空间中的平板型和圆柱型等离子体的反射系数关于电子密度和碰撞频率的表达式,以及平板型等离子体后加金属反射板情况下反射系数的表达式。仿真了不同大小的等离子体在不同频率、不同电子密度以及不同碰撞频率下的反射系数。仿真结果得到,等离子体厚度、入射波频率、碰撞频率一定的情况下,不同的电子密度对应相同的反射系数,即出现多值性问题。2.分析了非理想条件情况下等离子体的反射特性,基于场解法建立了激波管等离子体电磁模型,得到反射系数关于电子密度和碰撞频率的表达式;并用传输线理论建立等效电路模型,可以得到相同结果。本文采用路解法分析等离子体特性参量。3.针对场或者路的电磁模型求解等离子体特性参量时出现的多值问题,采用改进遗传算法,优化得到最优解。4.通过实验数据,最终计算出等离子体的电子密度和碰撞频率。本文使用点频式反射法计算等离子体特性参量,测得的等离子体电子密度范围为10~(10)~10~(12)e/cm~3,碰撞频率范围为10~9~10~(11)Hz,持续时间大约为几百微秒。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-04-01)

聂涛[2](2015)在《聚变等离子体微波反射成像系统数据处理算法研究》一文中研究指出微波反射成像诊断主要是在微波反射诊断和准光学成像理论基础之上发展起来的,主要用于测量等离子体一维、二维或叁维磁流体不稳定性以及电子密度扰动。此技术的基本原理是通过探测在等离子体中与电子密度密切相关的截止层来获得电子密度在截止层面上的空间分布信息。密度扰动的数据可以由从虚拟截止层反射回的反射波的相位扰动来得到。微波反射成像技术是诊断聚变等离子体的密度扰动的一项新的技术。但是,在微波反射成像信号处理方面尚未提出明确信号反演方法。本文针对微波反射成像数据处理方面做深入而系统的研究。本文首先简单地介绍了微波反射成像系统的发展历程和现状,然后阐述了微波反射成像系统的基本原理。介绍了微波反射成像诊断等离子体密度扰动的基本理论和多普勒效应基本原理,结合两者理论,推导出微波反射成像信号反演的算法,同时也推导出微波反射成像实验数据分析的算法。基于微波反射成像信号反演的算法和微波反射成像实验数据分析的算法,利用QT技术设计并开发出微波反射成像数据处理软件。此软件设计主要包括UI界面设计、数据采集、数据计算、数据显示、数据分析五大模块。最后,利用聚变等离子体微波反射成像系统的实验平台对微波反射成像数据处理软件进行测试,并对实验结果进行分析,验证了微波反射成像信号反演算法的正确性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2015-04-01)

王兆[3](2013)在《聚变等离子体微波反射成像系统准光光路研究》一文中研究指出受控核聚变是人类最终解决能源问题的重要途径,而托卡马克(Tokamak,环流磁约束聚变装置)是目前发展受控核聚变的一种主要装置。在过去的二十年中,受控核聚变研究取得了很大的进展。新发展的湍流和某些重要的等离子体参数(如安全因子等)分布诊断系统,如远红外激光散射、束发射光谱学、微波反射计、运动斯托克效应谱学等,起了关键作用,它们提供了许多可与理论和计算机模拟结果直接比较的诊断数据。然而,由于一些等离子体内部关键参数分布、芯部湍流的诊断手段的缺乏,使得我国在芯部等离子体湍流诊断的研究方面离国际水平有一定差距。等离子体湍流输运和总的约束性能密切相关,是理解等离子体物理的关键。在实验研究方面,随着电子元器件和探测技术的飞速发展,等离子体湍流诊断向高时空分辨率、二维或叁维方向发展,其中微波反射成像(Microwave ImagingReflectometry-MIR)是近年发展起来的直接观测等离子体湍流图像最先进的手段之一。微波反射成像系统是结合微波反射诊断技术以及准光学成像原理发展起来的。本论文首先简要介绍了准光学的基本理论以及高斯波束的传播特性,解释了微波反射诊断技术的概念、诊断方法;简述了光学成像的基本原理,对成像产生的各种像差做了细致的分析与讨论,并在这些理论的基础上讨论了微波反射成像系统的工作原理。准光学系统的引入是微波反射成像诊断系统与常规微波反射诊断系统的本质区别,准光学系统的设计关键在于高斯束束斑半径以及波前曲率的匹配,在相关理论基础上对微波反射成像系统准光光路进行设计,并采用仿真软件,建立模型;对不同透镜参数进行优化、进一步仿真,对系统做了初步设计。对初步的系统设计进行了仔细分析讨论,包括高斯束斑覆盖大小,波前曲率匹配,成像面像差等,结合实际装置情况,在原设计基础上进行优化,更加明确了微波反射成像系统设计时需求的各项参数,接着在仿真的基础上,对系统进行了实际加工与测试,在测试环节对出现的各种状况进行了仔细分析,采用补充测试的方法解决出现的相关疑难问题。该微波反射成像系统工作在8mm波段,使用了多个透镜以及分光镜,系统的作用是把截止面的信息反射到探测阵列天线上,通过测试证明该系统的有效性,具有3cm的空间分辨率,对工程实际应用具有实用意义。(本文来源于《电子科技大学》期刊2013-04-01)

张重阳[4](2012)在《微波反射计在磁约束等离子体中的应用》一文中研究指出本论文围绕着微波反射计的研究工作展开,微波反射计是一项等离子体诊断,它能够提供磁约束装置内等离子体密度剖面分布以及等离子体密度涨落,得益于其较高的时间空间分辨能力以及较少的窗口资源占用,它已经广泛的应用于各种类型的磁约束装置上。本文的主要工作包括:微波反射计方案设计,微波反射计的平台实验研究,微波反射计数据处理方法研究,最后介绍了微波反射计在托卡马克上的实验测量工作。通过这些研究工作,本论文给出了微波反射计系统的一些关键参数,包括测量目标,时间空间分辨,测量误差,测量范围等。本论文首先分析比较了叁种微波反射计设计方案,包括幅度调制反射计,频率调制造续波反射计,脉冲雷达反射计。在EAST上我们采用频率调制作为微波反射计的设计方案,由于采用了HTO固态源作为该反射计的微波源,该微波反射计的全波段扫描周期大大缩短(10微秒),在一个扫描周期内等离子体被’冻结’。为增加反射计的密度覆盖范围,该微波反射计采用了双极化测量,它的发射天线极化方向与托卡马克中磁场方向成四十五度夹角,可以同时发射寻常波极化与非寻常波极化的微波信号,在接收端采用一对接收天线分别接收两种极化信号。该反射计的微波发射频率覆盖33GHz~72GHz之间,与之对应的电子密度测量范围包括0~6.0×1019m.,这使得该反射计能够覆盖EAST托卡马克整个低场侧等离子体。本论文通过平台实验对影响微波反射计测量的几个因素做了实验分析,其中包括:微波源的频率输出特性,微波源的扫频速率,反射板与天线之间的距离与夹角,过模波导的色散效应。我们在平台实验中改变这些参数,进而观察这些参数对于微波反射信号幅度与频率的影响,最终通过平台实验来确定微波反射计的时间分辨与空间分辨,以及波导的色散效应,发射天线的有效角度。接下来我们根据平台实验得到的结果对微波反射计的硬件进行调整,对微波源做校准使得其输出频率随时间线性扫描,通过平台实验的定标来扣除波导色散对中频频率的影响,确定发射天线与等离子体截止层夹角的有效范围,调整延迟线长度使得中频频率处在最优的探测范围内。本论文根据频率调制反射计的特点在数据处理中采用了两种分析方法-时频分析方法与数字复解调方法。时频分析方法是对中频数据在不同的时间点上做频谱分析,得到随时间变化的中频频谱,然后根据中频频率计算得到时间延迟,再通过时间延迟得到相位随频率变化,最终根据寻常波以及非寻常波在等离子体中的色散关系分别得到两种模式对应的密度剖面。在频谱分析过程中由于寄生散射的干扰较多,因此可以采用一些能够剔除寄生散射的寻峰算法,包括:最佳路径法,突发模式法,自适应频谱法等。而数字复解调也就是CDM方法通过中频频谱移动以及数字滤波处理可以直接获得中频信号的相位延迟信息。这两种的适用范围不同,CDM适用于中频频谱分布在一个较窄频率范围内的情况,而时频分析方法可以在更广的范围内使用。在本论文的最后介绍了微波反射计的叁次实验情况,这叁次实验分别在EAST与J-TEXT上进行。在EAST首次实验中采用的是V波段非寻常波模式,也就是单一通道测量,得到了部分密度剖面的分布;在J-TEXT上采用了双极化测量,密度测量范围覆盖整个低场侧等离子体,得到了完整的密度剖面分布与左旋波模式下微波在内壁处的反射信号;在EAST第二次实验中微波反射计采用了双极化测量,因此能够覆盖整个EAST低场侧等离子体,同时为了降低反射计对窗口资源的占用我们将天线安装在真空室内部,在微波传输过程中采用了低损耗的过模波导,在真空室内部使用了角锥天线作为接收与发射天线。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2012-05-01)

程芝峰[5](2010)在《等离子体微波反射面的设计与研究》一文中研究指出等离子体反射面天线是等离子体天线技术中一种新的应用方向,它能以简便的方式实现波束的快速扫描。由等离子体反射面天线构成的雷达系统,是一种多功能、高性能的新型电扫描雷达系统。等离子体微波反射面是等离子体反射面天线技术的基础,它决定了反射面天线的性能参数及工作模式。本文从等离子体片的基本参数和微波在等离子体片中传播的特性这两个角度出发,对等离子体微波反射面的性能特点进行了较为全面的研究。主要工作及成果有:(1)对等离子体微波反射面的实现方法进行了研究,完成了包括介质真空腔体、亥姆霍兹线圈、大尺度线形空心阴极放电电极、真空过渡连接器件、放电电路、测试电路等等离子体放电系统主体部件的设计;完成了等离子体源的基本方案;完成了用于产生等离子体微波反射面的磁约束线形空心阴极放电演示系统的组装调试,使其能稳定地生成大尺度均匀高密度的等离子体片,为等离子体微波反射面的研究提供了实验平台。(2)完成了适用于等离子体微波反射面演示系统等离子体特征参数诊断的静电探针研制,利用其进行了等离子体参数的测量,并以实验数据对磁约束线形空心阴极放电的相关机制进行了研究。通过微波与光谱手段对等离子体特征参数进行诊断与分析,验证了静电探针测量结果的可靠性。(3)采用分层计算法对电磁波在等离子体中的一般性传播特点进行分析研究,给出了不同的参数条件下电磁波在无限大等离子体片中所发生的反射、透射及相位的变化特征。(4)分别采用实验手段和时域有限差分(FDTD)仿真手段对天线发射的微波波束在等离子体微波反射面上的反射性能进行了测试与研究,研究表明等离子体片的密度、厚度及偏转角度对波束反射有明显的影响,得到了等离子体微波反射面在一定频段条件下的理想工作参数。(5)结合等离子体微波反射面的反射特性,给出了等离子体反射面天线系统的性能参数特点;对等离子体反射面天线原理样机的辐射方向图进行了初步的测试,为等离了体反射面天线的可行性提供了实验依据。(本文来源于《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》期刊2010-05-04)

程芝峰,徐跃民,梁超,丁亮,鉴福升[6](2010)在《大面积等离子体片微波反射特性研究》一文中研究指出分别通过实验测试与FDTD仿真得到了5.8 GHz标准抛物面天线发射出的微波经大面积等离子体片反射后的方向图;利用FDTD方法对不同入射角度的等离子体片反射特性进行了分析。研究表明:FDTD方法可以准确描述等离子体片的反射性能;等离子体的密度足够高时,它的反射性能与金属相似;微波入射角越大则对等离子体的密度要求越低。(本文来源于《电波科学学报》期刊2010年02期)

程芝峰,徐跃民,梁超,丁亮,鉴福升[7](2009)在《大面积等离子体片微波反射特性研究》一文中研究指出分别通过实验测试与FDTD仿真得到了标准抛物面天线发射出的微波经大面积等离子体片反射后的方向图,将测试结果与仿真所得的结果进行了对比分析。此外,还采用FDTD仿真分析了等离子体片进行多角度扫描时的反射特性。(本文来源于《2009年全国天线年会论文集(下)》期刊2009-10-13)

吴莹,陈建平,倪晓武,楚然[8](2008)在《激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究》一文中研究指出用频谱分析仪测量了微波被激光等离子体反射的频率,得到反射波的频率与入射波的频率明显不同,研究了在等离子体膨胀和熄灭两种情况下激光功率密度与入射波频率对反射波频移的影响并分析了产生频移的原因。结果表明:在等离子体膨胀和熄灭过程中,微波反射信号频移的最大值随激光功率密度的增加而增加;随入射微波频率的增加而减小。(本文来源于《2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集》期刊2008-11-01)

吴莹,陈建平,倪晓武,楚然[9](2008)在《激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究》一文中研究指出用频谱分析仪测量了微波被激光等离子体反射的频率,得到反射波的频率与入射波的频率明显不同,研究了在等离子体膨胀和熄灭两种情况下激光功率密度与入射波频率对反射波频移的影响并分析了产生频移的原因。结果表明:在等离子体膨胀和熄灭过程中,微波反射信号频移的最大值随激光功率密度的增加而增加;随入射微波频率的增加而减小。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2008年S3期)

马平,曾学军,马晓宇,白智勇,黄训铭[10](2006)在《非均匀等离子体包覆平板模型微波反射功率测量与分析》一文中研究指出介绍了等离子体隐身技术的原理性试验。在大气环境中利用已有的微型固体火箭发动机作为等离子体发生器进行试验,控制发动机喷流流场中的电子密度分布,采用微波反射仪测量金属平板在有无以及不同电子密度喷流包覆情况下的微波反射功率。试验结果表明,峰值电子密度为1011 e/cm3的非均匀等离子体对9.5GHz的微波具有明显的吸收作用,并且试验结果和数值计算结果吻合较好。通过试验,验证了等离子体隐身的特性,为下一步开展等离子体隐身研究打下基础。(本文来源于《微波学报》期刊2006年05期)

等离子体微波反射面论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

微波反射成像诊断主要是在微波反射诊断和准光学成像理论基础之上发展起来的,主要用于测量等离子体一维、二维或叁维磁流体不稳定性以及电子密度扰动。此技术的基本原理是通过探测在等离子体中与电子密度密切相关的截止层来获得电子密度在截止层面上的空间分布信息。密度扰动的数据可以由从虚拟截止层反射回的反射波的相位扰动来得到。微波反射成像技术是诊断聚变等离子体的密度扰动的一项新的技术。但是,在微波反射成像信号处理方面尚未提出明确信号反演方法。本文针对微波反射成像数据处理方面做深入而系统的研究。本文首先简单地介绍了微波反射成像系统的发展历程和现状,然后阐述了微波反射成像系统的基本原理。介绍了微波反射成像诊断等离子体密度扰动的基本理论和多普勒效应基本原理,结合两者理论,推导出微波反射成像信号反演的算法,同时也推导出微波反射成像实验数据分析的算法。基于微波反射成像信号反演的算法和微波反射成像实验数据分析的算法,利用QT技术设计并开发出微波反射成像数据处理软件。此软件设计主要包括UI界面设计、数据采集、数据计算、数据显示、数据分析五大模块。最后,利用聚变等离子体微波反射成像系统的实验平台对微波反射成像数据处理软件进行测试,并对实验结果进行分析,验证了微波反射成像信号反演算法的正确性。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

等离子体微波反射面论文参考文献

[1].蒋元俊.基于微波反射法的等离子体特性研究[D].电子科技大学.2016

[2].聂涛.聚变等离子体微波反射成像系统数据处理算法研究[D].电子科技大学.2015

[3].王兆.聚变等离子体微波反射成像系统准光光路研究[D].电子科技大学.2013

[4].张重阳.微波反射计在磁约束等离子体中的应用[D].中国科学技术大学.2012

[5].程芝峰.等离子体微波反射面的设计与研究[D].中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心).2010

[6].程芝峰,徐跃民,梁超,丁亮,鉴福升.大面积等离子体片微波反射特性研究[J].电波科学学报.2010

[7].程芝峰,徐跃民,梁超,丁亮,鉴福升.大面积等离子体片微波反射特性研究[C].2009年全国天线年会论文集(下).2009

[8].吴莹,陈建平,倪晓武,楚然.激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究[C].2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集.2008

[9].吴莹,陈建平,倪晓武,楚然.激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究[J].红外与激光工程.2008

[10].马平,曾学军,马晓宇,白智勇,黄训铭.非均匀等离子体包覆平板模型微波反射功率测量与分析[J].微波学报.2006

标签:;  ;  ;  ;  

等离子体微波反射面论文-蒋元俊
下载Doc文档

猜你喜欢