Verhitting met vermogen in het bereik van de ion-cyclotronresonantiefrequentie (ICRF) is een van de belangrijkste verwarmingsmechanismen voor kernfusieplasma's. Om de effecten van de ICRF verhitting te bestuderen, zoals de efficiëntie van de vermogenskoppeling en convectief transport, moeten echter de lokale plasmadichtheidsprofielen worden gemeten. Twee nieuwe antennes met 3 geleiders werden ontworpen om de productie van verontreiniging door wolfraam door de ICRF verhitting te reduceren en werden geïnstalleerd op ASDEX-upgrade. Een van deze ICRF antennes bevat tien paar kleine microgolf hoornantennes met een piramidale vorm. In dit proefschrift werd een nieuwe meerkanaals X-mode microgolfreflectometrie diagnostiek ontwikkeld om deze ingebedde antennes te gebruiken en simultaan de elektronendichtheidsprofielen aan de rand te meten voor de onderste, middelste en bovenste regionen van het stralende oppervlak van de ICRF-antenne. Magnetronreflectometrie is een radartechniek die de round-tripvertraging van sonderingsgolven meet die worden teruggekaatst op specifieke cut-off lagen, afhankelijk van de sonderingsgolffrequentie, de plasmadichtheid en het lokale magnetische veld. Deze diagnose maakt gebruik van een coherente heterodyne kwadratuurdetectiearchitectuur en tast het plasma af in het bereik van 40-68 GHz om plasma-rand elektronendichtheden tot 2 × 1019 m-3 te meten, met magnetische velden tussen 1,85 T en 2,7 T, en een herhalingsinterval met een minimum van 25 μs. Dit werk beschrijft de implementatie en ingebruikname van de diagnostiek, inclusief de kalibratie van de microgolfhardware en de analyse van de reflectometriemetingen. We bestuderen de automatische initialisatie van de bovenste cut-off meting in de X-modus, de belangrijkste bron van fouten bij de reconstructie van het dichtheidsprofiel in de X-modus. Twee eerste benaderendingsalgoritmen voor de franjes werden ontwikkeld: één op basis van amplitude- en spectrale informatie en een andere met behulp van een neuraal netwerkmodel om de eerste randlocatie te herkennen uit de gegevens van de spectrogram. Kalman-filters worden gebruikt om de radiale meetonzekerheid tot minder dan 1 cm te verbeteren. Om de diagnostiek te valideren, vergeleken we de dichtheidsprofielmetingen met andere elektronendichtheidsdiagnostieken op ASDEX Upgrade en observeerden typische plasmaverschijnselen zoals de L-H-overgang en ELM-activiteit. De resultaten van het experimentele densiteitsprofiel werden gebruikt om simulaties van de inkoppeling van ICRF vermogen bij verschillende scenarios met gas puff te bevestigen en om het poloidaal convectief transport tijdens ICRF-operatie te observeren | |