大量的实验和理论证明，离子回旋共振加热是托卡马克装置上主要的辅助加热手段之一。但随着托卡马克装置的不断加大，对离子回旋波耦合到等离子体中的能量的要求不断增大，所以，如何提高离子回旋波与等离子体耦合效率的优化方案仍然是本领域研究的重点和前沿。由于天线结构、天线与等离子体的间距、等离子体分布等参数对电磁波的激发、传播有着重要的影响，所以为了尽可能地减少射频波能量的损失，提高天线与等离子体的耦合效率，我们有必要对离子回旋共振加热的机理进行深入研究。本文采用等离子体平板模型和三维天线模型，并假设在等离子体中传播的快磁声波能量全部被吸收，采用冷等离子体介电张量描述等离子体的电磁特性，以及用格林函数法求解真空区的麦克斯韦方程和用变步长四阶龙格库塔方法求解等离子体中的快磁声波方程数值模拟离子回旋波与等离子体的耦合过程，得到天线耦合功率分别随中心区等离子体密度、抛物线区边缘密度、刮削层边缘密度、天线阵极向上相位差及环向上相位差的关系。模拟结果表明：在其他实验参数一定的条件下，增大中心区等离子体密度或刮削层密度，以及减小抛物线区或指数衰减区的密度梯度均可使离子回旋波更好地与等离子体耦合，并且获得能提高离子回旋共振加热效果的天线阵极向上的相位差和环向上的相位差。当天线阵环向上的相位差为π时，离子回旋加热效果最好。