氧负离子解吸附过程HPM大气击穿弛豫时间分析

基于全局模型,引入氧负离子解吸附过程,完善了重复频率高功率微波脉冲弛豫模型,理论研究了重复频率高功率微波脉冲大气击穿弛豫过程,数值模拟了不同附着频率、解吸附频率以及初始电子浓度条件下,弛豫过程电子浓度随时间的变化规律。结果表明:弛豫过程电子浓度变化分为快衰减和慢衰减两个阶段;发现氧负离子的引入明显延缓了弛豫过程后期电子的衰减;解吸附频率与附着频率对弛豫过程有着相反的影响,解吸附频率越高,慢衰减阶段的电子浓度越高,快衰减阶段电子浓度变化不明显;附着频率越高,快衰减阶段电子浓度变化越剧烈,慢衰减阶段的电子浓度越低;初始电子浓度越大,慢衰减阶段电子浓度变化越剧烈。

长脉冲GW级HPM大气击穿时间分析

结合电子流体方程与Maxwell方程组,对单脉冲高功率微波(HPM)大气击穿过程进行仿真,采用时域有限差分方法(FDTD)并结合HPM自生等离子体的特征参数,仿真了不同压强和场强下单脉冲HPM自生等离子体的参量变化,分析了HPM频率为6.4 GHz时,不同场强、压强下的大气击穿时间,并开展了大气击穿实验加以验证。理论分析与实验结果表明,实验与理论分析结果一致,压强与场强的变化对大气击穿时间均有显著影响,原因在于场强和压强对大气击穿种子电子浓度的变化起决定性作用,进而影响大气击穿时间。场强为k V/cm量级时,大气击穿时间在10 ns量级,在相同的场强下,随着压强的增大,击穿时间会先减小再增加。相同的大气压强条件下,场强越高,大气击穿时间越短。