等离子体所领先的高功率微波测试系统

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日前,中科院合肥物质科学研究院等离子体所依靠自主创新,经过近两年的努力,成功研制了具有国际先进水平的稳态高功率微波测试系统,其频率为4.6GHz,平均功率为250KW,并圆满完成了测试实验。

实验结果表明,等离子体所自主研制的该套稳态高功率微波测试系统,其测试功率达到了稳态的250KW(平均功率密度为14.78KW/cm2),这在C频段(4-8GHz)内达到了世界先进水平。美国麻省理工学院的同类系统最高参数为250KW,但其脉冲长度仅为5秒;国内同类系统的平均功率仅几十千瓦。

其测试功能比国外的同类系统更加先进,它不仅可以测试速调管,还可以测试各种驻波情况下(包括满功率全反射条件下)的高功率微波器件,而国外同类系统只能测试处于匹配条件下的微波器件。参与测试实验的美、德专家组成员对该测试系统给予了高度评价,称其非常优秀(Excellent)。此外,国外的该类成套系统价格非常昂贵,如美国新大陆公司4.6GHz单套测试系统的报价近四千万元,而等离子体所自主研制的测试系统造价远低于其报价。

稳态高功率微波测试系统是开展托卡马克低杂波电流驱动实验研究的必要平台,但在国际上只被美、欧、俄、日等发达国家的速调管制造商和少数研究机构所拥有,且其相关技术均保密。等离子体所依靠自主创新成功研制出该系统,使得我国稳态高功率微波测试系统的研制及测试达到国际先进水平。同时,该系统成为国际高功率微波器件测试的平台,为等离子体所进一步广泛深入地参与国际合作奠定了坚实的基础。实验成功后,德国AFT(Advanced Ferrite Technology 德国先进铁氧体科技公司)公司专家Arnold当场表达了进一步与等离子体所开展合作的意愿。

更重要的是,该系统的成功研制为EAST国家大科学工程(二期)辅助加热项目子系统——4.6GHz/4MW低杂波系统的建设积累了经验。并且,该套系统的工作频率为4.6GHz,这与国际热核聚变实验堆(ITER)计划的低杂波系统频率5GHz非常接近,因此,该系统的成功研制将为ITER低杂波系统的研制提供重要的技术和人才储备。

成功研制该套系统的低杂波课题组是一支由十几位中青年科技人员组成的团队,包括三名研究员、三名副研究员及九名中初级科研人员和两名高级工,团队中有12位35岁以下的青年人才。该系统的研制让课题组成员得到了进一步的磨练和提高。美国CPI(Communications & Power Industries美国通讯电力工业公司)公司总工程师Steve对该团队能力称赞不已,并与课题组探讨团队的人才培养机制。

该团队同时承担着高功率测试系统研制及实验、4.6GHz/4MW低杂波系统研制、2.45GHz低杂波系统升级、EAST及HT-7实验等多项繁重科研任务,为保证每一项科研任务都优质完成,课题组成员克服人手不足等多方面困难,坚持奉献精神,为科研事业付出了艰辛的努力。

4.6GHz 250KW 测试系统

250KW满功率稳态运行

实验人员现场讨论

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