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高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真

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强激光与粒子束 2010年第1期22卷 99-104页

作者：郝西伟张冠军黄文华秋实陈昌华方进勇西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安电子科技大学电子工程学院西安710071 西北核技术研究所西安710024

建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了... 详细信息

建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了二次电子倍增过程中电子在复合场下的运动轨迹、电子重新返回介质表面的撞击能量及返回时间等状态参数,获得了电子运动状态参数随电子出射角度和微波场参数的变化规律。研究发现:电子出射角度对其运动状态有显著影响,电子存在运动轨迹最大的某一出射角度,该角度下电子拥有最大的撞击能量;微波电场幅值的增加将使电子撞击能量增加,返回时间减小,微波电场相位的变化使电子的撞击能量和返回时间呈周期振荡,这从本质上解释了电子数量在二次电子倍增过程中以微波频率两倍周期振荡的原因;随着微波频率的增加电子将由简单的类抛物线运动转变为复杂的振荡运动。

关键词：高功率微波介质窗 2维仿真电子运动轨迹撞击能量返回时间

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高功率微波介质窗表面电子倍增二维粒子模拟

强激光与粒子束 2014年第6期26卷 51-54页

作者：范壮壮王洪广林舒李永东刘纯亮电子物理与器件教育部重点实验室(西安交通大学) 西安710049

基于第一性原理的粒子模拟方法,对高功率微波器件中介质窗表面电子实际形成和发展的变化情况进行了研究。使用VORPAL粒子模拟软件,建立一个简单的TEM波垂直入射介质窗表面的二维模型,采用Vaughan二次电子发射模型,利用蒙特卡罗碰撞方法... 详细信息

基于第一性原理的粒子模拟方法,对高功率微波器件中介质窗表面电子实际形成和发展的变化情况进行了研究。使用VORPAL粒子模拟软件,建立一个简单的TEM波垂直入射介质窗表面的二维模型,采用Vaughan二次电子发射模型,利用蒙特卡罗碰撞方法处理电子与背景气体之间的弹性碰撞、激发碰撞和电离碰撞,获得了介质窗表面电子倍增的图像。模拟结果表明,介质窗表面电子数量在一定的时间内达到饱和状态,其振荡频率是入射射频电场频率的两倍。改变初始发射种子电子的数量、入射射频电场的幅值以及背景气体的压强等关键性参数,可得到不同条件下介质窗表面电子数量的变化规律。

关键词：高功率微波介质窗电子倍增粒子模拟蒙特卡罗碰撞

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X波段高功率微波对介质窗材料的破坏现象

强激光与粒子束 2009年第1期21卷 97-102页

作者：郝西伟秋实侯青黄文华张冠军西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安电子科技大学电子工程学院西安710071 西北核技术研究所西安710024

在X波段微波源(频率9.4 GHz,功率1 GW)下,对4种典型介质窗材料(聚四氟乙烯、有机玻璃、低密度聚乙烯及高密度聚乙烯)在真空中进行了微波放电击穿实验,同时考虑了材料的不同表面处理工艺(表面刻槽和抛光)对其击穿特性的影响,对微波击穿... 详细信息

在X波段微波源(频率9.4 GHz,功率1 GW)下,对4种典型介质窗材料(聚四氟乙烯、有机玻璃、低密度聚乙烯及高密度聚乙烯)在真空中进行了微波放电击穿实验,同时考虑了材料的不同表面处理工艺(表面刻槽和抛光)对其击穿特性的影响,对微波击穿后样品的表面形貌进行了宏观和微观分析,实验观测到:介质表面出现了沿微波电场方向的明显树枝状破坏现象,且材料表面处理工艺对其击穿破坏程度有显著影响,认为树枝状破坏通道与施加的微波场有着密切的关系。通过观察透明有机玻璃内部的树枝状破坏,发现树枝既沿介质表面生长,同时也向介质内部发展。提出了微波作用下介质窗击穿破坏的物理模型,认为微波电场导致树枝状破坏沿电场方向发展,而微波磁场导致树枝状向介质内部发展,并进一步给出了树枝状破坏起始和发展的可能原因。

关键词：高功率微波介质窗沿面击穿微观形貌树枝状破坏

高功率微波介质窗表面矩形槽抑制二次电子倍增

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强激光与粒子束 2014年第6期26卷 271-275页

作者：宋佰鹏范壮壮苏国强穆海宝张冠军刘纯亮电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049 电子物理与器件教育部重点实验室(西安交通大学) 西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：高功率微波二次电子倍增介质窗沿面闪络矩形槽

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几种高功率微波介质窗材料的研究综述

材料导报 2009年第S1期23卷 329-331+346页

作者：王茜苏党帅焦晓静张得玺西北核技术研究所

高功率微波介质窗的击穿问题已成为高功率微波武器发展的一个技术瓶颈,选择适当的介质材料、提高窗的抗击穿能力是解决此问题的一条重要途径。总结了国内外主要研究机构使用的高功率微波介质窗材料类型及特性,对各自优缺点进行比较分析... 详细信息

高功率微波介质窗的击穿问题已成为高功率微波武器发展的一个技术瓶颈,选择适当的介质材料、提高窗的抗击穿能力是解决此问题的一条重要途径。总结了国内外主要研究机构使用的高功率微波介质窗材料类型及特性,对各自优缺点进行比较分析,并给出了分析结论。

关键词：高功率微波介质窗高分子材料陶瓷聚四氟乙烯

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几种高功率微波介质窗材料的研究综述

材料导报（纳米与新材料专辑） 2009年第2期23卷 329-331,346页

作者：王茜苏党帅焦晓静张得玺西北核技术研究所西安710024

关键词：高功率微波介质窗高分子材料陶瓷聚四氟乙烯

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二分之一波长介质窗的频率特性

真空电子技术 1986年第4期 32-34+18页

作者：潘桂魁南京电子管厂

本文利用四端网路的理论,推出了二分之一波长介质波导窗的驻波系数与波长的关系式。采用该公式计算结果与实测相符合。

关键词：波导波长频率特性频率响应驻波系数介质窗

高功率微波波导缝隙阵宽角扫描特性研究（英文）

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强激光与粒子束 2018年第3期30卷 31-36页

作者：廖勇孟凡宝徐刚谢平马弘舸中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室四川绵阳621900

波导间缝隙的互耦会严重降低高功率微波宽边纵缝波导缝隙阵的宽角扫描能力。设计了一L波段高功率宽边纵缝波导缝隙阵,在阵列波导间设计扼流槽结构抑制缝隙互耦。数值模拟结果表明,没有扼流槽结构的阵列波束扫描增益下降3dB的角度为24.7... 详细信息

波导间缝隙的互耦会严重降低高功率微波宽边纵缝波导缝隙阵的宽角扫描能力。设计了一L波段高功率宽边纵缝波导缝隙阵,在阵列波导间设计扼流槽结构抑制缝隙互耦。数值模拟结果表明,没有扼流槽结构的阵列波束扫描增益下降3dB的角度为24.7°,具有扼流结构的阵列扫描增益下降3dB的角度为33°。同时扼流结构还可以明显改善阵列的有源反射系数,有扼流结构的阵列有源VSWR≤3的带宽为6.6%,而没有扼流结构的阵列有源VSWR≤3的带宽为5.0%。数值模拟结果还表明,波束扫描时(扫描角35°),阵列功率容量可达到957 MW,比阵列无波束扫描时(1.008GW)稍低一点。

关键词：高功率微波波导缝隙阵宽角扫描扼流槽介质窗

加载电磁带隙结构的阶梯型微带天线设计及分析

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强激光与粒子束 2018年第4期30卷 60-65页

作者：郝建红曹占国范宗皓王晖郭超华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为了减弱大气摩擦引起的高温损伤,航空飞行器雷达天线一般都会加装天线罩或介质窗,将电磁带隙(EBG)结构的禁带特性和阶梯型微带天线的带宽及良好的匹配特性相结合,设计了一种含介质窗的EBG结构阶梯型微带天线,并计算分析了天线的辐射特... 详细信息

为了减弱大气摩擦引起的高温损伤,航空飞行器雷达天线一般都会加装天线罩或介质窗,将电磁带隙(EBG)结构的禁带特性和阶梯型微带天线的带宽及良好的匹配特性相结合,设计了一种含介质窗的EBG结构阶梯型微带天线,并计算分析了天线的辐射特性及介质窗对辐射特性的影响。结果表明:EBG结构产生的带隙能够制约天线表面波的传播,改善天线的带宽和增益性能,且当介质窗存在时,该结构亦可降低天线与介质窗间的互耦效应。这为含介质窗的EBG结构阶梯型微带天线的设计和应用提供了一定理论参考。

关键词：电磁带隙(EBG)结构阶梯型微带天线介质窗 HFSS仿真