|
|
|
题名
|
作者
|
年代
|
出处
|
被引量
|
| 1 | 释气对介质沿面闪络击穿影响的粒子模拟显示文摘为研究释气下的高功率微波介质沿面闪络击穿物理机制,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、次级电子发射、蒙特卡罗碰撞模型以及碰撞退吸附气体分子模型;其次,基于理论模型,编制了1D3V PIC-MCC程序,分别研究了弱退吸附、强退吸附以及释气分子运动速率对沿面闪络击穿的影响.研究结果表明:介质沿面闪络击穿本质是沉积功率的持续增加.弱退吸附下,次级电子倍增占优,随着退吸附系数的增加,碰撞电离效应对次级电子倍增有促进作用,主要表现为介质窗表面静电场、表面碰撞电子平均能量以及表面碰撞电子数目的增加,此处的表面碰撞电子主要是次级电子倍增形成的;释气分子运动速率高导致介质面附近气压下降,不利于次级电子与气体分子间碰撞电离过程形成.强退吸附下,气体碰撞电离效应占优,随着退吸附系数的增加,离子数增加速度表现为电离频率增加的指数增长形式,碰撞电离效应对次级电子倍增有抑制作用,主要表现为介质窗表面静电场为负、表面碰撞电子平均能量的降低,但是表面碰撞电子数目却得以增加,此处的表面碰撞电子主要是贴近介质面的气体碰撞电离形成的;释气分子运动速率高导致气体厚度增加,扩大了气体碰撞电离作用区域,有利于气体碰撞电离. | 董烨 董志伟 周前红 杨温渊 周海京 | 2014 | 物理学报2014，63，2： | 10 |
| 2 | 高功率微波等离子体放电研究进展显示文摘高功率微波(HPM)在科研、民用和国防领域具有广阔的应用前景.HPM具有瞬时高峰值功率达到数十亿瓦、脉宽从几十至数百纳秒的特点,随着HPM技术向高峰值功率、长脉冲和高重复频率发展,强电磁场击穿已成为限制HPM产生、传输及辐射系统功率容量的主要因素,是HPM技术进步面临的巨大技术挑战之一.本文综述了近20年来HPM输出窗真空及大气击穿、金属表面击穿等方面的国内外主要研究进展:击穿机理方面,国内外已对基本物理过程进行了定性描述,基本建立了二次电子倍增、表面气体释放及等离子体雪崩的动理学模型,但缺乏定量描述、实验数据支撑和等离子体能谱与密度的时空诊断.周期性表面、谐振磁场、表面氟化等物理和化学新方法已经成功运用到抑制击穿、提高功率容量的技术中,但离实用化还有差距. | 常超 | 2018 | 科学通报2018，63，14： | 6 |
| 3 | 高功率微波介质窗表面矩形槽抑制二次电子倍增显示文摘为深入研究高功率微波(HPM)作用下介质窗沿面击穿破坏的物理机制,探索提高闪络场强阈值的方法和途径,开展了介质窗表面矩形刻槽抑制电子倍增的理论与试验研究。首先根据动力学方程建立了介质窗表面电子倍增模型并分析了介质窗槽内电子运动轨迹,考虑了矩形槽结构对表面微波电场的影响,理论分析表明在闪络击穿的起始和发展阶段矩形槽可有效抑制电子倍增。在S波段(2.86 GHz,脉宽1μs)下开展了介质窗表面矩形刻槽的击穿破坏试验,试验结果发现表面矩形刻槽可大幅度提高微波传输功率,在槽深(1.0mm)一定时不同的刻槽宽度(0.5 mm和1.0 mm)对应的微波功率抑制范围不同。采用PIC-MC仿真模拟槽内倍增电子的时空演化,仿真结果很好地验证了试验现象。 | 宋佰鹏 范壮壮 苏国强 穆海宝 张冠军 刘纯亮 | 2014 | 强激光与粒子束2014，26，6： | 3 |
| 4 | 高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响显示文摘为研究高功率微波及材料特性参数对介质沿面闪络击穿过程的影响,采用自编的1D3VPIC-MCC程序,通过粒子模拟手段,得到了电子与离子数目、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、放电功率、表面沉积功率、激发电离损耗功率、电离频率等重要物理量。结果表明:电离频率随场强增加而增加,达到饱和后缓慢下降,强场诱发的二次电子数目更多导致本底沉积功率增高;电离频率随频率减小而增加,达到饱和后缓慢下降,频率太高会抑制次级电子倍增;因此,低频强场下击穿压力较大;反射引发表面电场下降及磁场增加效应,降低表面场强虽使表面击穿压力下降,但磁场的增加会导致二次电子倍增起振时间缩短,且会增加器件内部击穿风险;圆极化相对线极化诱导二次电子数目更多、本底沉积功率更高,击穿风险增加;短脉冲产生电子、离子总数少,平均能量低,沉积功率低,击穿风险低于长脉冲;脉冲上升时间的缩短和延长,只会提前或推后击穿时间,并不会改善击穿压力;材料二次电子发射率的增加会给击穿造成巨大压力,表面光滑度对击穿过程影响不大;电离频率和电子平均能量随释气压强增加均先增加后减小,低气压二次电子倍增占优,高气压碰撞电离占优。 | 董烨 董志伟 周前红 杨温渊 周海京 | 2013 | 强激光与粒子束2013，4，5： | 3 |
| 5 | 真空强电磁场环境下铝的二次电子倍增规律显示文摘针对卫星表面受强电磁环境的影响导致的充放电问题,采用1D3V的粒子网格(PIC)方法对卫星表面铝材料在空间强电磁环境作用下的二次电子倍增作用规律进行研究。结果表明:星表铝材料在不同微波幅值、不同频率下的二次电子倍增效应存在“最易”倍增区间;二次电子倍增规律表现为在特定频率下,铝的二次电子倍增随着微波电场幅值的增大先增强后降低,表现出最佳倍增区间的效应;在特定幅值下,铝的二次电子倍增效应也会先增强后降低,但是整体表现出低频时倍增强,高频时抑制倍增的效应。 | 商圣飞 杨晓宁 杨勇 毕研强 武南开 于澜涛 | 2023 | 北京航空航天大学学报2023，49，7： | 1 |
| 6 | 110 GHz微波输出窗内表面次级电子倍增特性的电磁粒子模拟显示文摘在输出窗内表面上,次级电子倍增是限制高功率微波功率容量的主要因素之一,因而开展相关研究具有重要的意义.在微波频率为110 GHz下,本文通过一维空间分布和三维速度分布的电磁粒子模型对次级电子倍增过程及其引起的损失功率进行了数值模拟.重点研究了介质表面处的微波电场和介质材料种类对损失功率的影响.模拟结果表明,在次级电子倍增达到稳态之后,尽管电子数密度高于临界的截止数密度,但是微波电场没有发生明显的改变.这是因为在很高的静电场下,电子主要聚集在介质表面附近若干微米的区域,远小于相应的趋肤深度.倍增稳态时的电子数密度随着微波电场升高而增加,然而损失功率与表面处的微波功率之比增加得较为缓慢.在倍增达到稳态之后,由于蓝宝石表面附近的电子数密度最高,石英晶体表面附近的次之,熔融石英表面附近的数密度最低,所以相应的损失功率依次减小.为验证模型的准确性,将倍增阈值的模拟值与实验数据进行了对比,并讨论了两者之间的差异. | 舒盼盼 赵朋程 王瑞 | 2023 | 物理学报2023，72，9： | 0 |
| 7 | 均压环在高功率微波辐射天线窗中的应用显示文摘为提高高功率微波(HPM)辐射天线的功率容量,设计了带均压环的HPM微波辐射天线窗。均压环嵌入介质窗表面后介质窗表面电场分布发生改变,电子运动轨迹也随之发生改变,改变电子运动轨迹能有效抑制二次电子倍增造成的介质窗击穿。当均压环与辐射场电场垂直时,CST模拟表明,均压环的加入基本不影响天线的辐射性能。将其应用于返波管振荡器(BWO)实验中(输出微波为TM_(01)模),结果表明:在束压3 MV、束流10kA、效率30%时,普通天线窗输出脉宽为45ns,而加入均压环的天线窗输出脉宽100ns。 | 李志春 杜国宏 李正红 | 2016 | 强激光与粒子束2016，28，7： | 0 |
| 8 | 电磁辐照金属铝膜材料释气效应研究显示文摘为研究空间环境中通用航天器表面覆盖的热控层电磁辐照效应,采用粒子模拟(PIC)和蒙特卡罗(MC)模拟相结合方法,建立了真空环境下电磁辐照航天器热控材料模型,模拟了场致电子发射、次级电子倍增、释气雪崩电离的全过程,并讨论了释气密度对热防护材料表面产生释气电离现象的影响。通过对比不同释气密度下该过程产生的电子和离子情况,获得热防护材料表面释气产生雪崩电离的阈值。模拟结果表明,当铝膜表面气体密度较小时,由于材料表面释气碰撞电离概率偏低而不会发生雪崩电离;只有当释气密度超过阈值时,材料表面释气碰撞电离过程加强,材料表面发生雪崩电离生成等离子体,等离子体吸收电磁波能量,其离子和电子总能量提升,可能对金属铝膜材料造成损伤。 | 李尧 范杰清 张芳 谭群 郝建红 董志伟 赵强 | 2021 | 强激光与粒子束2021，33，12： | 0 |
| 9 | 均压环在高功率微波辐射天线窗中的应用研究显示文摘针对HPM(High Power Microwave)辐射天线面临的功率容量(即辐射窗在真空侧的击穿)问题,论文借鉴脉冲功率系统中提高绝缘介质耐压强度的措施,利用微波辐射场中,当细导线同电场垂直时不影响天线辐射场的特点,在辐射窗中引入了均匀环。结合BWO(Backward-wave Oscillator)器件输出微波特点(输出微波模式为TM01模),将均压环安放在含刻槽介质面窗口,均压环与电场方向垂直,设计了基于均压环的新型HPM辐射天线窗,结合CST软件仿真可知,这种天线窗并不影响天线的辐射。将其应用于BWO实验,实验表明:在束压1 MV,束流10 kA,效率30%时,同普通天线窗相比较,得到器件脉宽从40 ns变为60 ns的稳定微波输出。 | 李志春 杜国宏 李正红 | 2016 | 微波学报2016，32，2： | 0 |
您所在的机构暂未开通此部分的功能，请联系管理员