双驱动射频离子源匹配网络优化设计与实验研究

　　作者：

　　杨璞琼，李玉倩，蒋彩超，潘俊军，刘波，陈世勇，谢元来

　　抽象

　　随着磁约束聚变实验装置中对中性束注入器输出光束强度和脉冲时间的要求不断提高，亟需开展大功率大面积射频离子源的研究。设计阻抗匹配网络，将射频电源的最大功率传递到线圈，耦合到等离子体上，以实现大面积、高密度、均匀的等离子体放电。在前人对单驱动器射频离子源研究的基础上，对双驱动器射频离子源的阻抗匹配网络进行了优化分析。计算了匹配网络的关键参数，并优化了匹配电路的拓扑结构。在实验中，使用频率调谐来调谐匹配网络。在双驱动下，具有 140 kW 的高功率和 1000 s 长脉冲的稳定且可重复的等离子体放电，功率为 25 kW。随后，基于稳定的等离子体放电，研究了两个驱动器之间的功率分布均匀性问题，实验结果表明，匹配网络的优化设计合理可行，上下驱动器的射频功率分布基本均匀，为即将到来的CRAFT NNBI项目中的负离子束提取奠定了基础。

　　关键词： 中性束注入系统， 双驱动射频离子源， 阻抗匹配， 射频功率传输系统， 等离子体