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高功率微波输出窗内侧击穿动力学的PIC/MCC模拟研究 被引量：4
1
作者 左春彦 高飞 +1 位作者 戴忠玲 王友年 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期332-342,共11页
高功率微波在受控热核聚变加热、微波高梯度加速器、高功率雷达、定向能武器、超级干扰机及冲击雷达等方面有着重要的应用.本文针对高功率微波输出窗内侧氩气放电击穿过程,建立了二次电子倍增和气体电离的一维空间分布、三维速度分布(1D... 高功率微波在受控热核聚变加热、微波高梯度加速器、高功率雷达、定向能武器、超级干扰机及冲击雷达等方面有着重要的应用.本文针对高功率微波输出窗内侧氩气放电击穿过程,建立了二次电子倍增和气体电离的一维空间分布、三维速度分布(1D3V)模型,并开发了相应的PIC/MC程序代码.研究了气压、微波频率、微波振幅对放电击穿的影响.结果表明:在真空情况下,介质窗放电击穿只存在二次电子倍增过程;在低气压和稍高气压时,二次电子倍增和气体电离共存;在极高气压时,气体电离占主导.给出了不同气压下电子、离子的密度和静电场的空间分布.此外还观察到,在500 mTorr时,随着微波振幅或微波频率的变化,气体电离出现的时刻和电离产生的等离子体峰值位置有较大差异,尤其是当微波频率(GHz)在数值上是微波振幅(MV/m)的2倍时,气体电离出现的较早. 展开更多
关键词 高功率微波 粒子模拟 蒙特卡罗碰撞 次级电子倍增
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横磁模下介质表面二次电子倍增的抑制 被引量：2
2
作者 李爽 常超 +4 位作者 王建国 刘彦升 朱梦 郭乐田 谢佳玲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期380-387,共8页
在介质加载加速器结构(DLA)内,提出采用刻槽结构结合外加磁场的方法用于在电磁场横磁(TM)模式下抑制介质表面的电子倍增.通过理论分析和数值模拟,比较了刻槽结构和纵向磁场对斜面上电子碰撞能量和渡越时间的影响,得到了在介质表面同时... 在介质加载加速器结构(DLA)内,提出采用刻槽结构结合外加磁场的方法用于在电磁场横磁(TM)模式下抑制介质表面的电子倍增.通过理论分析和数值模拟,比较了刻槽结构和纵向磁场对斜面上电子碰撞能量和渡越时间的影响,得到了在介质表面同时存在法向RF电场及切向RF电场时,采用刻槽结构并施加一定的纵向磁场强度,可有效抑制二次电子倍增的发展,提高介质面的击穿阈值. 展开更多
关键词 介质加载加速器 横磁模 二次电子倍增 击穿
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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 被引量：1
3
作者 舒盼盼 赵朋程 王瑞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期259-269,共11页
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... 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. 展开更多
关键词 高功率微波 次级电子倍增 电磁粒子模型
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