HT-7UHT-7U低杂波低杂波20002000年工作年工作汇报汇报HT-7UHT-7U低杂波工程目前进展情况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20002000年的工作内容年的工作内容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-7UHT-7U低杂波系统布局规划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56米高的空间，因此只能放置在8-1大厅内。要求两个528mm970mm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-7UHT-7U低杂波系统布局规划低杂波系统布局规划2450MHz2450MHz分系统天馈线结构设计分系统天馈线结构设计天馈线结构示意图天馈线结构示意图2450MHz2450MHz天馈线系统的先行试验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 1.2MW 试验天线的研制试验天线的研制基本要求基本要求：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。试验天线的组织结构试验天线的组织结构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装配示意图试验天线结构简述试验天线结构简述 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。试验天线的辐射谱试验天线的辐射谱HT-7UHT-7U试验天线立体结构试验天线立体结构HT-7UHT-7U试验天线试验天线GRILLGRILL结构结构HT-7UHT-7U试验天线弯波导阵试验天线弯波导阵HT-7UHT-7U试验天线弯头、阻抗匹配试验天线弯头、阻抗匹配HT-7UHT-7U试验天线仿真结构试验天线仿真结构HT-7UHT-7U试验天线仿真结构试验天线仿真结构HT-7UHT-7U试验天线试验天线GRILLGRILL仿真仿真HT-7UHT-7U试验天线试验天线GRILLGRILL法兰结构法兰结构HT-7UHT-7U试验天线过度波导阵试验天线过度波导阵天线表面的烘烤试验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1.310-5Pa( 以前最高达1.510-5Pa)，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天线表面的烘烤试验大功率微波试验台的筹建大功率微波试验台的筹建天线单元测试方案天线单元测试方案大功率微波器件的研制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。2.8MW2.8MW高压电源的研制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。电源主回路技术设计和购置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。7/19/2024电源控制系统技术设计和购置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%。7/19/2024电源拟安装场地布局方案电源拟安装场地布局方案注：由于场地面积有限，安装分两层注：由于场地面积有限，安装分两层7/19/2024低压电源研制低压电源研制(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:0360；输入信号：2mw,动态范围10dB；鉴相延时：20S；接口方式待定；工作温度范围：-20C 60C；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电原理框图模拟鉴相仪的工作原理模拟鉴相仪的工作原理12路2.45GHz10MHz的微波信号和2.43GHz10MHz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03.6V的鉴相输出。保护系统研制保护系统研制保护系统工作原理保护系统工作原理 HT-7U 2.45GHZ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，从而提高了系统的可靠性。20012001年工作计划年工作计划完成完成1 1兆瓦波系统的连续直流高压电源的研制兆瓦波系统的连续直流高压电源的研制, ,并用于实验并用于实验; ;完成新型低杂波天线的加工和调试完成新型低杂波天线的加工和调试, ,并用于并用于HT-HT-7 7实验实验; ;完成高功率微波测试台的建立完成高功率微波测试台的建立, ,并用于速调管并用于速调管的锻炼和高功率微波器件的性能测试工作的锻炼和高功率微波器件的性能测试工作; ;开始新的多道实时监相器的加工和调试工作开始新的多道实时监相器的加工和调试工作; ;完成低压电源、保护系统、系统总控系统的完成低压电源、保护系统、系统总控系统的 R&DR&D的工作。的工作。结束结束