微波部件微放电效应综述

介绍了微放电效应的基本机理和研究状况,讨论了微放电效应的危害性和防护措施,指出了微放电效应研究的重要意义,并对微放电效应在工程上的一些应用作了简单介绍。最后说明微放电效应的一些需要继续研究的方向。

一种航天器有效载荷新型高功率微波开关

为了抑制空间高功率器件中微放电击穿,本文提出了一种表面多孔结构。通过在器件表面构造该多孔结构,实现对二次发射电子的禁锢,从而减小器件表面二次电子发射系数,提高微放电阈值。通过模拟分析不同金属材料表面的二次电子发射特性,结合波方程和电子动力学理论建立电磁粒子模拟算法,实现不同微观表面微波器件的数值模拟。使用偏置电流法测量不同条件下金属的二次电子发射数据。模拟计算一定功率电平下典型微波开关微放电的物理图像。测量给出不同银表面处理下的二次电子发射特性,并且模拟给出微放电阈值。模拟结果与实验结果吻合良好,证明了表面多孔结构对微放电的有效抑制。

微波大功率组件微放电研究

结合微放电效应的产生机理,介绍了星载微波大功率组件的微放电防护设计,通过多种手段提高微波有源电路的微放电阈值电平。最终通过真空微放电试验,验证了微放电防护设计的有效性。在此基础上,给出了微波大功率组件的试验数据,该组件适用于集中式星载雷达固态发射机,输出峰值功率在500W以上,具有良好的真空环境适应性。

星载微波设备低气压放电及其防范

介绍了星载微波设备低气压放电和微放电的机理,以及两种放电试验的异同点。针对风云二号(FY-2)气象卫星微波旋转关节地面试验中发生的低气压放电,通过理论计算和模拟试验验证,确定其产生原因为多余物诱发放电。提出了设计、工艺控制和试验验证等防止低气压放电产生的措施。实践表明,低气压放电、微放电的机理和环境条件各异,两种试验不具互换性。

微放电效应预测研究

分析了几种类型结构方同轴线的特性,利用FDTD数值方法对方同轴线的微放电效应阈值电平进行预测计算,并给出了阈值曲线。结合实验数据说明了预测方法是有效的,该阈值曲线可以作为微放电效应部件设计参考曲线。

某星载雷达天线微放电特性的仿真分析与测试

随着航天电子技术的快速发展,星载雷达射频信道的功率越来越大,对雷达微波组件尤其是雷达天线提出了较高的防微放电要求。文中针对某星载雷达微带天线进行结构分析,介绍了天线内部二次电子发射效应与天线电场分布之间的关系。利用CST软件的粒子工作室对该天线的馈电层和辐射层分别进行了微放电阀值仿真和微放电粒子分布分析。在此基础上,搭建了辐射天线微放电试验平台,采用前后向功率调零检测法进行微放电试验,天线顺利通过峰值功率500 W的真空高低温微放电试验,验证了天线的真空环境适应性。

介质表面高功率微波击穿的数值模拟

研究了用于模拟高功率微波条件下介质表面击穿的静电PIC-MCC模型,并通过自行编写的数值模拟程序模拟了真空及不同气压条件下介质表面击穿过程中的次级电子倍增和气体电离等过程.模拟结果发现,在真空及低气压条件下,电子的主要来源是次级电子倍增,电子数量以两倍于入射场的频率振荡;在高气压情况下,电子的主要来源是气体电离.

基于MILO结构的一种单边multipactor模型分析

根据高功率微波源相互作用腔的物理结构特性,以磁绝缘传输线振荡器(MILO)为例,建立了一种单边二次电子倍增效应(mulitpactor)模型.采用概率统计和蒙特卡罗(MC)模拟方法,计算了敏感曲线和二次电子的时间演化规律,分析了射频场参数对二次电子倍增效应的影响,并提出了减小和抑制二次电子倍增效应的具体措施.