多普勒反射计是一种具有高时间、波数分辨率的无损局域湍流诊断,能提供局域等离子体的极向旋转、湍流密度涨落谱与垂直速度涨落谱。本论文主要工作是在东方超环（EAST）-G窗口设计、搭建、调试、测试了一套包含前端光路、微波电子学系统、控制与采集系统的完整W波段（75-110GHz）5道多普勒反射计系统,并进行系统维护、实验数据处理以及物理分析。此外,利用己有的8道V波段（50-75GHz）微波多普勒系统在EAST装置上首次开展了增强约束运行模式（Ⅰ模,一种同时具有L模粒子约束特性和H模能量约束特性的等离子体运行模式）的物理研究。引言部分除介绍可控聚变研究现状外,还对本论文的研究对象多普勒反射计进行了详细的测量原理介绍,并对系统测量信号进行了详细的成分分析;另一方面还总结了多普勒反射计数据分析中可能用到的各种数据处理方法。论文中我们结合东方超环（EAST）实验需求、窗口实际情况在G窗口搭建了一套W波段（75-110GHz）多道多普勒反射计（DR,WDR）系统。文中详细介绍W波段多普勒反射计系统（WDR）与相干电子回旋辐射（CECE）诊断共用的前端光路系统的设计,分为真空室外与真空室内两部分分别设计,并对真空室内两种长距离微波传输方案做了详细的方案参数设计。结合光路准直的实际需求前端光学系统采用了波导伸入真空室内的微波传输方案,并通过旋转靠近等离子体的平面反射镜来调节微波发射角度。同时文中对光路设计中的两个难点部件聚焦反射镜与电介质板微波分束片（使DR与CECE集成到同一条光路中）进行了详细介绍。电子学系统设计中依据在实验室调试中得到的经验,创新地采用双边带调制器串联六倍频器的方案产生W波段连续多峰,并选定多道频率间隔400 MHz。全新的多道产生方案使得系统调试成为本项工作最大的困难点,文中详细介绍了实现该多道系统的调试测试过程,并根据最优功率分配和稳定性选用了上边带混频方案,实现了多道系统多峰频率6*f0+k*0.4 GHz,并测得系统有效工作频率范围为75-97.8 GHz。同时还通过射线追踪对多种参数条件下WDR系统径向覆盖能力进行计算。联合诊断控制与采集部分采用了美国国家仪器公司（NI）的控制、采集、存储套件。最后论文中提出了新的收发分离方案以改善噪声与频率扩展方案以增大系统频率覆盖。随后在论文中对该多道系统在EAST上观察到的密度涨落与温度涨落相干结构、撕裂模、H模本征测地声模等实验现象进行详细分析。文中详细介绍了WDR与CECE联合多场涨落测量中在密度扰动和电子温度扰动中发现的的以弱相干结构和在径向电场涨落和电子温度涨落相关中发现的一强相干结构。在撕裂模引起的芯部大磁岛观测中在反射计湍流谱上观察到清晰的双湍流峰以及磁岛附近湍流和剪切流不规则空间分布引起的多阶撕裂模谐频。文中还对磁岛内观察到的强湍流、边界强剪切流以及磁岛前后边界强不对称性进行了详细的介绍,研究发现磁岛内湍流可能与岛内杂质峰有关。在H模本征测地声模(GAM研究中,论文中详细描述了 H模GAM特性、存在区域、模结构、传播特性及双谱分析等方面的研究成果。同时文中还介绍了对H模GAM的统计研究成果。最后论文中还介绍了在东方超环（EAST）上完成的国内首次增强型约束模式（Ⅰ模）实验研究工作。文中首先介绍了 Ⅰ模在国外的观测和研究历史,并系统地总结了国外装置上Ⅰ模宏观特征、微观扰动和统计研究方面的研究成果。EAST上的首次Ⅰ模研究从Ⅰ模识别开始,我们创新性地利用从微观边界扰动出发并结合宏观参数特征确定的研究方法,首次确认了 EAST装置上Ⅰ模运行区的存在,并以此经验总结出EAST装置上一套Ⅰ模判断标准。Ⅰ模确认后文中对在Ⅰ模边界等离子体中观测到的两支Ⅰ模特征模低频振荡（LFO）和弱相干模（WCM）及测地声模（GAM）进行了详细的分析。特别地,分析低频振荡（LFO）时结合多诊断数据首次确定了其物理本质是局域边界温度振荡环（ETRO）,并会通过周期性的局域电子温度梯度变化周期性地激发出强电子方向湍流（可能是TEM）,并以此形成了 Ⅰ模边界观测到的Er井。研究发现该电子方向的强湍流会与弱相干模产生强烈的调制耦合,并共同作用产生了低频振荡频率的周期性径向向外粒子输运,以增强Ⅰ模边界粒子输运,使粒子约束维持在较低水平,并维持Ⅰ模的长期稳态运行。利用电子方向周期性的湍流激发引起的垂直旋转速度在电子和离子方向的大小不对称性首次在漂移波-带状流体系中解释了低频振荡的二次谐频形成机制。双谱分析表明低频振荡、弱相干模与背景湍流三者间存在着强相互作用,可能是能量由背景湍流转移至低频振荡和弱相干模导致的边界剪切最强区湍流减弱,增强了对Ⅰ模形成机制的系统性认识。论文中还对整理发现的Ⅰ模进行了加热方式、运行参数空间、Er井深度、功率阈值、能量约束特性等的初步统计研究,获得了初步的Ⅰ模运行的放电经验以指导主动可控Ⅰ模实验运行。