低杂波电流驱动是一种重要的非感应电流驱动手段,常用来维持托卡马克长脉冲稳态运行、调控等离子体电流分布等。天线用于把高功率的微波能量发射到等离子体中。天线的性能直接关系到波与等离子体的耦合、电流驱动效率和物理实验的各项参数。　　 本文在调研国内外低杂波天线的基础上,结合EAST托卡马克装置的几何参数限定和物理目标,以耦合理论为指导,采用相控多结波导阵结构,对4MW4.6GHz低杂波天线进行了设计和分析。　　 论文首先采用微波网络散射矩阵理论,研究了多结波导阵和有源无源交错式PAM天线阵的耦合问题,然后对4MW4.6GHz天线阵进行了详细的优化设计和计算。采用了3dB功分器和模式变换器作为极向功率分配元件并馈电,天线采用12×57的相控多结波导阵列,功率密度为1.74kW/cm2,并利用移相器将极向方向相位差补偿为零。为了得到较低的回波损耗和高功率传输的能力,利用电磁场分析软件对11种天线单元进行了优化计算与分析；为了提高天线对等离子体的耦合和驱动效率,采用多结波导耦合理论,对决定天线性能的几何参数进行了模拟计算和优化选择,如E面结长度和无源波导深度等。最后对天线的耦合特性进行了分析,计算了不同等离子体参数下天线的功率谱、反射系数和方向性等。　　 通过电磁仿真,结果表明所有天线单元的回波损耗在4.6GHz处小于-29dB,子波导问相位差为90°,在70MHz带宽内,驻波比小于1.12。耦合分析表明,当主波导相位在-180°到O°之间变化时,天线的n∥谱可以在1.72到2.29之间灵活地调节。天线端口的密度在2倍的截止密度以上时,就可以保持较好的耦合特性。以上结果证明了所设计的相控多结波导天线方案是合理的、可靠的。