초록 ▼

마이크로파 반사 영상장치(MIR)는 핵융합용 플라즈마의 전자밀도의 변화를 2-D 혹은 3-D로서 측정할 수 있게 해주는 첨단 진단 장치이다. 입사되는 전자파는 광학적 렌즈를 통해 원하는 플라즈마의 차단면 (critical 플라즈마 밀도)에 초점이 되도록 입사되고, 플라즈마로부터 반사된 전자파는 다시 렌즈에 의해 집적되어 검파부에 초점이 맞추어진다. 따라서 검파부의 검파기 배열에 의해 플라즈마 반사면에서의 전자밀도에 대한 정보가 얻어지게 된다. 이때, 검파기를 수직 방향으로 1차원으로 배열하게 되면, 플라즈마의 전자밀도의 poloid

마이크로파 반사 영상장치(MIR)는 핵융합용 플라즈마의 전자밀도의 변화를 2-D 혹은 3-D로서 측정할 수 있게 해주는 첨단 진단 장치이다. 입사되는 전자파는 광학적 렌즈를 통해 원하는 플라즈마의 차단면 (critical 플라즈마 밀도)에 초점이 되도록 입사되고, 플라즈마로부터 반사된 전자파는 다시 렌즈에 의해 집적되어 검파부에 초점이 맞추어진다. 따라서 검파부의 검파기 배열에 의해 플라즈마 반사면에서의 전자밀도에 대한 정보가 얻어지게 된다. 이때, 검파기를 수직 방향으로 1차원으로 배열하게 되면, 플라즈마의 전자밀도의 poloidal 방향의 정보를 얻어, poloidal 파수를 얻을 수 있게 된다. 입사하는 전자파의 주파수를 변화하거나 다중의 주파수 신호를 사용하면, 플라즈마의 반사면의 반경 위치가 달라지므로, 반경에 따른 플라즈마 전자밀도 변동에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있게 된다.
본 연구의 1차년도에는 Q-대역(40~50 GHz)의 튜닝 가능한 2중 주파수 발생기를 개발하였고, 2차년도에는 이중주파수를 사용하는 W-대역의 MIR 시스템을 위한 수신단의 IF부 전자회로부를 설계, 제작하였다. 세부적으로, 듀플렉서, tracking PLL 회로, 주파수 합성기, 혼합기를 포함하는 MIR용 정밀 IQ 검파 회로를 개발하였다. 또한 3차년도에는 2차년도의 연구에 이어 KSTAR의 측정에 사용될 W-대역 이중주파수용 16채널 수신단 모듈을 설계, 제작하였다. 또한, 현재 Postech에 의해 KSTAR에서 설치되어 운용중인 ECEI 시스템의 IF 주파수 범위를 2배 확장함으로써 측정 반경영역을 약 2배로 늘일 수 있는 IF 신호처리부를 국내 기술로서 개발하였다.

Abstract ▼

(1) Development of two-tone frequency-tunable Q-band (40~50 GHz) signal source
- Tunable phase loOP locked oscillator
- Active frequency multiplier
- Q-band power amplifier
- Q-band two-tone frequency source module
- Development of ultra-wideband transition and application compon

(1) Development of two-tone frequency-tunable Q-band (40~50 GHz) signal source
- Tunable phase loOP locked oscillator
- Active frequency multiplier
- Q-band power amplifier
- Q-band two-tone frequency source module
- Development of ultra-wideband transition and application components
(2) Development of receiver boards of the W-band two-tone MIR system - Development of duplexers
- Development of tracking PLL circuits
- Development of phase loOP locked oscillator for frequency down conversion
- Modules of two-tone frequency MIR system
(3) A 16-channel receiver module for the W-band two-tone MIR system and an improved receiver board for ECEI
- Development of 16-channel high resolution IQ detector circuits
- Development of improved ECEI electronics circuit boards to double the frequency bandwidth of the IF circuits for the ECEI system

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 1. 연구개발의 목적 ... 13
• 2. 연구개발의 필요성 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 1. K STA R를 위한 마이크로파 반사 영상장치 시스템 ... 16
• 2. M IR 시스템의 구조 ... 20
• 3. W -대역 2중 주파수 M IR용 정밀 IQ 검파 회로개발 ... 39
• 4. W -대역 2중 주파수 M IR용 정밀 IQ 검파 회로 16 채널 모듈 개발 및 ECEI 측정을 위한 전자회로부 모듈 개발 ... 53
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 64
• 제 5 장 참고문헌 ... 67