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高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟
被引量：
9
1
作者
董烨
周前红
+3 位作者
董志伟
杨温渊
周海京
孙会芳
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期950-958,共9页
针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制;其次,基于理论模型,编制了1D3VPIC-MCC程序,分...
针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制;其次,基于理论模型,编制了1D3VPIC-MCC程序,分别针对真空二次电子倍增、高气压体电离击穿和低气压面电离击穿过程,运用该程序仔细研究了电子和离子随时间演化关系、电子运动轨迹、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、碰撞电子平均能量、碰撞电子数目随时间演化关系、电子能量分布函数、平均二次电子发射率以及能量转换关系。研究结果表明:真空二次电子倍增引发的介质表面沉积功率只能达到入射微波功率1%左右的水平,不足以击穿;气体碰撞电离主导的高气压体电离击穿,是由低能电子(eV量级)数目指数增长到一定程度导致的,形成位置远离介质表面,形成时间为μs量级;低气压下的介质沿面闪络击穿,是在二次电子倍增和气体碰撞电离共同作用下,由于数目持续增长的高能电子(keV量级)碰撞介质沿面导致沉积功率激增而引发的,形成位置贴近介质沿面,形成时间在ns量级。
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关键词
高功率微波
介质沿面闪络击穿
二次电子倍增
蒙特卡罗碰撞
粒子模拟
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职称材料
高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响
被引量：
3
2
作者
董烨
董志伟
+2 位作者
周前红
杨温渊
周海京
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期1215-1220,共6页
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...
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。
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关键词
高功率微波
介质沿面闪络击穿
二次电子倍增
蒙特卡罗碰撞
粒子模拟
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职称材料
题名
高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟
被引量：
9
1
作者
董烨
周前红
董志伟
杨温渊
周海京
孙会芳
机构
北京应用物理与计算数学研究所
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期950-958,共9页
基金
中国工程物理研究院科学技术发展基金项目(2012B0402064
2009B0402046)
+1 种基金
国家高技术发展计划项目
国家自然科学基金项目(11105018)
文摘
针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制;其次,基于理论模型,编制了1D3VPIC-MCC程序,分别针对真空二次电子倍增、高气压体电离击穿和低气压面电离击穿过程,运用该程序仔细研究了电子和离子随时间演化关系、电子运动轨迹、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、碰撞电子平均能量、碰撞电子数目随时间演化关系、电子能量分布函数、平均二次电子发射率以及能量转换关系。研究结果表明:真空二次电子倍增引发的介质表面沉积功率只能达到入射微波功率1%左右的水平,不足以击穿;气体碰撞电离主导的高气压体电离击穿,是由低能电子(eV量级)数目指数增长到一定程度导致的,形成位置远离介质表面,形成时间为μs量级;低气压下的介质沿面闪络击穿,是在二次电子倍增和气体碰撞电离共同作用下,由于数目持续增长的高能电子(keV量级)碰撞介质沿面导致沉积功率激增而引发的,形成位置贴近介质沿面,形成时间在ns量级。
关键词
高功率微波
介质沿面闪络击穿
二次电子倍增
蒙特卡罗碰撞
粒子模拟
Keywords
high power microwave
flashover and breakdown on dielectric surface
multipactor discharge
Monte Carlo collision
P!C simulation
分类号
O461 [理学—电子物理学]
O462 [理学—电子物理学]
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职称材料
题名
高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响
被引量：
3
2
作者
董烨
董志伟
周前红
杨温渊
周海京
机构
北京应用物理与计算数学研究所
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期1215-1220,共6页
基金
中国工程物理研究院科学技术发展基金项目(2012B0402064
2009B0402046)
+1 种基金
国家高技术发展计划项目
国家自然科学基金项目(11105018)
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。
关键词
高功率微波
介质沿面闪络击穿
二次电子倍增
蒙特卡罗碰撞
粒子模拟
Keywords
high power microwave
flashover and breakdown on dielectric surface
multipactor
Monte Carlo collision
PIC simulation
分类号
O461 [理学—电子物理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟
董烨
周前红
董志伟
杨温渊
周海京
孙会芳
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
9
在线阅读
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职称材料
2
高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响
董烨
董志伟
周前红
杨温渊
周海京
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
3
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职称材料
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