瞬时频率法及其在等离子体电漂移速度计算中的应用

来源 :第十五届全国等离子体科学技术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wdyyy
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  瞬时频率法(IFM)是一种基于时频变换的时频分析方法。当我们对一个信号进行频谱分析时,如果信号的频率有一定的展宽,要计算信号的瞬时频率就会比较复杂。瞬时频率法就足为了解决以上问题向发展出的一种时频分析方法,作为一种健壮可靠的数据处理手段,可以提供可信的瞬时频率。相干散射是一种广泛使用于测量等离子体密度涨落的诊断方法。其中二氧化碳(CO2)激光相干散射由于激光的高频特性,可以忽略等离子体对其的折射和吸收,测量高温等离子体芯部的高波数谱特征。当二氧化碳激光与等离子体发生小角散射时,散射光的相位调制中包含有密度涨落信息,因此町以用其测量等离子体密度涨落,对于托卡马克等离子体,在实验室坐标系下高波数的密度涨落是由电漂移的极向旋转引起的多普勒频移决定的。只要计算出密度涨落的瞬时频率,就可以得到等离子体电漂移速度。由于二氧化碳激光相干散射实验测得的数据信噪比较低,而且其瞬时频率具有一定的展宽,使用普通的数据处理方法,很难得到准确可靠的瞬时频率。本文使用模拟数据对瞬时频率算法进行了测试,通过测试后的算法用于处理HT-7托卡马克上采集的二氧化碳激光相十散射数据。成功地从密度涨落中计算出极向电漂移速度。在电漂移速度的频谱上出现峰值约为13kHz的相干模,并使用极向相距180度的两测量位置得到的电漂移速度做相关分析(如图1所示),最终获得相干模在极向上对称的模特征(m=0)。此相干模很有可能是芯部存在的测地声模(GAM)带状流。
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