Components for transmission of very high power mm-waves (200 kW at 28, 70 and 140 GHz) in overmoded circular waveguides
Description
Optimized overmoded circular waveguide components of transmission lines developed for high-power (200 kW) millimeter wave applications at 28, 70 and 140 GHz, as e.g. electron cyclotron resonance heating (ECRH) of plasmas for thermonuclear fusion research with gyrotrons, are described. Axisymmetric, narrow, pencil-like beams with well-defined polarization (HE11 hybrid mode) are used at open-ended corrugated waveguide antennas. The HE11 mode is generated from TEsub(On) gyrotron modes by the two multi-step mode conversion processes: (1) TEsub(On)->TE01->TE11->HE11 or (2) TEsub(On)->TE01->TM11->HE11. This paper reports computer-aided analyses and measurements on mode transducer systems of the first type at 28 and 70 GHz and of the second type at 140 GHz. In all cases the overall efficiency of the complete mode conversion sequence in the desired mode is approximately (92-95)%. The mode purity in the transmission lines is conserved by using corrugated gradual waveguide bends with optimized curvature distribution and diameter tapers with non-linear contours. Highly efficient corrugated-wall mode selective filters decouple the different waveguide sections. Mode content and reflected power are determined by a novel device (k-spectrometer). Absolute power calibration is done with newly developed calorimetric loads using an organic absorbing fluid. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Optimierte ueberdimensionierte Rundhohlleiterkomponenten fuer die Anwendung von Hochleistungs-mm-Wellen (200 kW) bei 28, 70 und 140 GHz, wie z.B. bei der Elektron-Zyklotron-Resonanz-Heizung (ECRH) von Kernfusionsplasmen mit Gyrotrons, werden beschrieben. Die mm-Wellen werden eng gebuendelt und linear polarisiert von einer korrugierten Antenne abgestrahlt (HE11 Hybridmode). Die HE11 Mode wird aus den TEsub(On) Gyrotron Moden ueber folgende Wellentypsequenzen erzeugt: (1) TEsub(On)->TE01->TE11->HE11 oder (2) TEsub(On)->TE01->TM11->HE11. Diese Arbeit berichtet ueber computer-gestuetzte Analysen und Messungen an Konversionssystemen der 1. Art bei 28 und 70 GHz und der 2. Art bei 140 GHz. Der Gesamtwirkungsgrad der verschiedenen Konversionssequenzen in der gewuenschten Mode ist ungefaehr (92-95)%. Sanfte, korrugierte Hohlleiterboegen mit optimaler Kruemmungsverteilung und Querschnittsuebergaenge mit nichtlinearer Kontur erhalten die Modenreinheit in den Uebertragungsleitungen. Hocheffiziente modenselektive Filter (korrugiert) entkoppeln die verschiedenen Hohlleiterabschnitte. Modenanteile und reflektierte Leistung werden mit einem neuartigen Messgeraet (k-Spektrometer) bestimmt. Die absolute Leistungsmessung erfolgt mit speziellen Kalorimetern (organische Absorberfluessigkeit). (orig.)
Files
Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 18 p.
- Report number
- IPF--86-2
Conference
- Title
- Microwave technology and optoelectronics (MIOP '86).
- Acronym
- Technical fair and conference on ultrahigh frequency technology
- Dates
- 10-12 Jun 1986.
- Place
- Wiesbaden (Germany, F.R.).
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 17063881
- Subject category
- S70: PLASMA PHYSICS AND FUSION TECHNOLOGY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- CALORIMETERS; ECR HEATING; GHZ RANGE 01-100; GHZ RANGE 100-1000; MICROWAVE AMPLIFIERS; POWER TRANSMISSION; WAVEGUIDES
- Descriptors DEC
- AMPLIFIERS; ELECTRONIC EQUIPMENT; EQUIPMENT; FREQUENCY RANGE; GHZ RANGE; HEATING; HIGH-FREQUENCY HEATING; MEASURING INSTRUMENTS; MICROWAVE EQUIPMENT; PLASMA HEATING