HT-7U低杂波2000年工作汇报.ppt

HT 7U低杂波2000年工作汇报 HT 7U低杂波系统的总规模为3 5MW 1000秒 工程分两步实施 一期工程 计划于2004年建成2MW 2450MHz分系统二期工程 建立1 5MW3700MHZ分系统 HT 7U低杂波工程目前进展情况 一期工程 基础性工作及各子系统的研制工作已全面铺开 相关的R D进展顺利 二期工程 尚处于方案设计及调研阶段 2000年的工作内容 HT 7U低杂波系统布局规划2450MHz分系统天馈线的结构设计天馈线系统的先行试验2 8MW高压电源的研制低压电源研制相位监控系统研制测量及数据采集系统研制保护系统研制 HT 7U低杂波系统布局规划 速调管工作时对周围环境杂散磁场的要求是比较苛刻的 而且TH2103C速调管放大器装配时需要约5 6米高的空间 因此只能放置在8 1大厅内 要求两个528mm 970mm互成90o的托卡马克窗口 传输波导的安装需两条 宽 4000mm 深 2000mm的地沟 每套天线自重约7吨 对平台的要求 HT 7U低杂波系统布局规划 2450MHz分系统天馈线结构设计 天馈线结构示意图 2450MHz天馈线系统的先行试验 1 2MW试验天线的研制天线表面的烘烤试验大功率微波试验台的筹建天线单元测试方案大功率微波器件的研制HT 7U装置低杂波天线的理论计算 1 2MW试验天线的研制 基本要求 试验天线与HT 7U正式天线的结构一致 为了让试验天线能在HT 7上进行试验 其接口必须与HT 7原天线兼容 进展情况 现已完成计算 设计 加工也已基本落实 争取明年冬季能用新天线作实验 试验天线包括栅隔波导阵及其与波源连接的过渡变换波导阵 天线阵的冷却及烘烤系统 真空及抽气系统 抗轰击保护 导行机构和位置控制等 试验天线装配示意图 试验天线结构简述 试验天线采用多节波导阵型式 12只由俄罗斯ISTOK公司生产的KU 2 45型微波速调管放大器输出的微波功率分别馈送至12个固定相差的波导移相单元 波导移相单元之间的相位差通过数控移相器来调节 从而可以改变耦合谱峰值的位置以达到改变波功率的沉积分布的目的 这12个波导移相单元组成一个3 排 4 列 的多节相控波导阵天线 每排波导阵之间嵌入一层水冷板 栅隔波导阵及其与波源连接的过渡变换波导阵上都均匀地布置镍铬电阻丝 天线栅格波导阵端口四周拟采用石墨保护 整个天线将采用循环去离子水冷却 天线的机械结构将能够抵抗HT 7U装置运行过程中所施加的电磁力和热应力的作用 整个天线被放置在一个大的真空箱体之中 通过一只真空波纹管与托卡马克相连 真空箱体上接有一台真空机械泵和一台真空分子泵 真空箱体外面均匀缠绕电加热带 整个天线要求能承受300度以上的高温烘烤 真空箱体放置于一台机械导轨车上 由数控步进电机拖动 以实现快速精确的位置控制 试验天线的辐射谱 HT 7U试验天线立体结构 HT 7U试验天线GRILL结构 HT 7U试验天线弯波导阵 HT 7U试验天线弯头 阻抗匹配 HT 7U试验天线仿真结构 HT 7U试验天线仿真结构 HT 7U试验天线GRILL仿真 HT 7U试验天线GRILL法兰结构 HT 7U试验天线过度波导阵 天线表面的烘烤试验 高温烘烤能改善真空性能 提高天线通过波功率的能力 在HT 7装置冬季实验中 将HT 7天线用电阻丝高温长时间烘烤 取得了明显的效果 真空度明显提高 很快达到1 3 10 5Pa 以前最高达1 5 10 5Pa 放电时天线出气现象明显改善 很快进入实验状态 通波能力也有所提高 天线表面的烘烤试验 大功率微波试验台的筹建 天线单元测试方案 大功率微波器件的研制 功分器 隔离器 陶瓷窗等现已完成设计 预计明年可在大功率试验台上开展工作 低杂波天线的理论计算 已完成圆截面模型程序设计 应力分析的程序也在不断完善中 2 8MW高压电源的研制 实施方案已通过专家论证 外购设备采取招标方式选取厂家 现大部分设备已按合同要求到货 安装场地有待最后确定 2020 3 24 电源主回路技术设计和购置 2000年3月完成电源总体设计 2000年3月 6月垂询专家意见和建议 2000年3月 6月确定电源主回路的各设备的技术参数和要求并通过专家论证 2000年3月 12月各设备调研 订货购置 2000年11月 12月 90 主要设备到货并按严格技术合同验收 2020 3 24 电源控制系统技术设计和购置 2000年3月 6月确定电源控制系统的技术方案 2000年6月 9月调研电源控制系统的软硬件设备 2000年9月 12月购置电源控制系统的硬件核心设备并着手控制软件的设计与编程 2000年11月 12月电源控制系统硬件核心设备90 到货 控制软件完成50 电源拟安装场地布局方案注 由于场地面积有限 安装分两层 2020 3 24 低压电源研制 一 完成2 45G和3 7G低杂波系统低压电源方案设计和工程设计 具体包括 微波发射机速调管磁场恒流电源设计 速调管灯丝恒压电源设计 速调管高压钛泵电源设计 发射机前模块功率级电源设计 二 完成速调管磁场恒流电源中 高频脉冲调宽恒流控制 新技术的台面模拟试验 三 完成速调管内部打火过流 其中包括速调管阴极过流和管体过流 快速检测和保护系统的设计 相位监控系统研制 鉴相仪技术指标模拟鉴相仪的组成模拟鉴相仪的工作原理模拟鉴相仪电原理框图 鉴相仪技术指标 输入微波频率2 45GHz 被测信号11路 基准信号1路 整机测量精度 2 测相范围 0 360 输入信号 2mw 动态范围 10dB 鉴相延时 20 S 接口方式待定 工作温度范围 20 C 60 C 工作方式 连续工作至少三个月 模拟鉴相仪的组成 模拟鉴相仪由直流电源 12路第一混频滤波器 12路第二混频滤波器 1 12功分器 12路隔离器 第一本振信号源 第二本振信号源 11路鉴相器 检波放大器 锁相控制器等 模拟鉴相仪电原理框图 模拟鉴相仪的工作原理 12路2 45GHz 10MHz的微波信号和2 43GHz 10MHz第一本振信号经过第一混频器混频后产生20MHz的中频信号 滤波后和17 22MHz的第二本振信号经过第二混频器混频后产生278KHz的鉴相信号 滤波后其中的一路基准信号和其他的11路被测信号进行比较鉴相得到0 3 6V的鉴相输出 保护系统研制 保护系统工作原理 HT 7U2 45GHZ低杂波是由20只速调管放大器组成的一个十分复杂的系统 控制和保护装置是保障其正常运转的关键部分之一 射频保护系统的功能是 在故障态发生后 于50微秒内切断微波振荡器的供给 并在50毫秒内关断负高压电源 射频保护系统由100路打火保护 40路大反射保护和20路低激励功率保护组成 该系统能正常工作的前提是上述160路保护信号同时正常 可见系统设计的可靠性是相当重要的 加之HT 7U周围的电磁环境较差 低杂波负高压电源和射频系统共地 所以抗干扰设计也是非常棘手的 本系统的设计特点是 在结构上采取多环节屏蔽措施 全系统单点接地技术 在电路设计上 采用大电流和时序逻辑控制的方法来增强抗干扰性能 同时还配置了实时快速检测电路 用于监测整个射频保护系统的工作状态 从而提