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《南京信息工程大学》 2015年
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大功率铁氧体匹配支节研究

刘正阳  
【摘要】:在ICRF加热实验中,匹配系统主要作用是实现动态变化的天线阻抗匹配,使其获得最大的发射功率输出。传统的匹配系统主要有调配速度慢,匹配范围窄等缺点,为此我们考虑设计一种新型匹配系统——双支节铁氧体匹配系统。铁氧体支节是双支节匹配系统关键部件之一,而它的差分电长度指标对匹配系统的性能有较大的影响;同时,由于铁氧体支节工作时的峰值功率达到1.5MW,因此必须对铁氧体匹配支节的差分电长度和大功率问题进行研究。铁氧体匹配支节设计的主要工作在于:1、根据项目的应用条件和具体指标,铁氧体匹配支节选用带状线结构并制定支节的设计方案。方案主要包括,铁氧体射频电路和外磁路两部分的设计;2、分析铁氧体材料、饱和磁化强度、外加偏置磁场、支节长度和频率对差分电长度的影响,利用解析和Ansoft HFSS软件仿真优化的方式,实现在25MHz~70MHz工作频率范围内,差分电长度变化60cm的要求,同时确定外加偏置磁场的变化范围;3、利用理论分析和Ansoft Maxwell软件仿真,采用对称通电线圈的形式,产生均匀的磁场强度;4、计算匹配支节的最大功率容量,仿真分析带状线匹配支节的电场,得出支节能够承受峰值功率1.5MW。实验结果表明:由于频率范围较宽,很难实现在整个频率段都能达到差分电长度60cm要求,在25-50MHz完全满足要求,但在高频段实现有难度。大功率问题通过软件仿真的方式得以验证。结论为接下来的进一步改进方案,提供宝贵的实验数据和设计经验。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM277

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【参考文献】
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