空间微波系统中微放电现象
微波部件的微放电效应简介及其仿真
在星载微波部件领域有一个比较特殊的问题——微放电效应，英文是multipactor，国内也有叫做二次电子倍增效应（某些粒子加速器里存在的电子云效应(electron cloud effect)，跟这个微放电效应比较类似）。
微放电效应的基本概念是：工作在真空条件下的微波部件，由于某种原因（比如宇宙中的各种辐射）导致部件内部出现了一些电子（称为初始电子），初始电子的数目通常并不大，一般不会引起什么负面效应，但是，由于洛伦兹力的存在，这些初始电子会在微波部件内部被加速，如果微波部件结构尺寸、微波场的频率和场强大小、微波部件内壁表面材料属性等因素碰巧“天时地利人和”的话，初始电子就会与微波场共振——初始电子被加速并轰击微波部件内壁，轰击过程产生了数量更多的新电子（这些新电子称为二次电子，大量初始电子轰击微波部件内壁会激发大量二次电子，将平均意义上单个初始电子激发出的二次电子数目称为二次电子发射系数），这些二次电子出来以后又被加速且再次轰击部件内壁，于是微波部件内部有了更多的电子，这一过程不断重复，最终出现电子的雪崩效应——微波部件内的电子数目急剧增加，当电子数目多到影响微波部件的正常工作时，就称其发生微放电了。
所以，微放电问题是星载微波部件设计验证过程中必须关注的重要问题。
电子轰击固体材料引发的二次电子发射问题，是一个比较古老而基础的物理问题，也是一个很宽泛的话题，只是多数场景和微波的关联不大，所以这里不赘述二次电子发射效应。
图1 初始电子在微波场作用下的倍增过程示意图图2 微放电敏感区域图：横坐标为微波部件工作频率与最窄间隙之乘积，纵坐标为阈值电压。
黑色线条之内的区域是可能发生放电的区域。
蓝线表示不同阶数的放电。
从前述微放电效应基本概念的论述中不难发现，处理微波部件的微放电问题已然超出了一般的微波设计范畴，而且微放电效应的测试通常也比较复杂（涉及到大功率仪器设备、真空环境的获得、初始电子的激励等），好在目前专业软件的发展比较给力，本文即意在简要介绍微放电效应的模拟方法。
常见的放电现象
常见的放电现象带电物体失去电荷的现象叫做放电。
常见的放电现象有以下⼏种:接地放电地球是良好的导体，由于它特别⼤，所以能够接受⼤量电荷⽽不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽⽔或向海洋中放⽔，并不能明显改变海平⾯的⾼度⼀样如果⽤导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。
(如果导体带正电，实际上是⾃由电⼦从⼤地流向导体。
这等效于正电荷从导体流向⼤地。
)⽣产中和⽣活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是⼀项有效措施。
尖端放电通常情况下空⽓是不导电的，但是如果电场特别强，空⽓分⼦中的正负电荷受到⽅向相反的强电场⼒，有可能被“撕”开，这个现象叫做空⽓的电离。
由于电离后的空⽓中有了可以⾃由移动的电荷，空⽓就可以导电了。
空⽓电离后产⽣的负电荷就是电⼦，失去电⼦的原⼦带正电，叫做正离⼦。
由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表⾯上，⽽且⼀般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空⽓中的电场特别强，使得空⽓中残存的少量离⼦加速运动。
这些⾼速运动的离⼦撞击空⽓分⼦，使更多的分⼦电离。
这时空⽓成为导体，于是产⽣了尖端放电现象。
尖端放电在技术上有重要意义。
⾼压输电导线和⾼压设备的⾦属元件，表⾯要很光滑，为的是避免因尖端放电⽽损失电能或造成事故。
⽕花放电当⾼压带电体与导体靠得很近时，强⼤的电场会使它们之间的空⽓瞬间电离，电荷通过电离的空⽓形成电流。
由于电流特别⼤，产⽣⼤量的热，使空⽓发声发光，产⽣电⽕花。
这种放电现象叫⽕花放电。
⽕花放电在⽣活中常会遇到。
⼲燥的冬天，⾝穿⽑⾐和化纤⾐服，长时间⾛路之后，由于摩擦，⾝体上会积累静电荷。
这时如果⼿指靠近⾦属物品，你会感到⼿上有针刺般的疼痛感。
这就是⽕花放电引起的。
如果事先拿⼀把钥匙，让钥匙的尖端靠近其他⾦属体，就会避免疼痛。
在光线较暗的地⽅试⼀试，在钥匙尖端靠近⾦属体的时候，不但会听到响声，还会看到⽕花。
宇航级高功率微波载荷微放电效应检测
电子质量2021年第04期(总第409期)作者简介院田伟(1983-)，男，工程师，硕士，主要研究方向为通用测试仪器测试。
宇航级高功率微波载荷微放电效应检测Detection of Multipactor for Aerospace High Power Microwave Component田伟,张国锋,雷卫平(中电科思仪科技股份有限公司,山东青岛266555)Tian Wei,Zhang Guo-feng,Lei Wei-ping (The Ceyear Technology Co,Ltd of CETC,Shandong Qingdao 266555)摘要：微放电效应是一种在真空电磁环境中发生的二次电子倍增谐振放电效应，是一种发生在空间轨道航天器微波载荷系统内部的特殊电磁效应问题。
近年来，针对宇航级高功率微波器部件载荷，进行微放电阈值检测越发重要。
该文依托公司研制的微放电效应检测系统，首先对微放电效应产生机理、发生条件及其危害进行介绍，描述开展微放电效应检测的现实应用背景；其次，着重介绍了前向/后向功率检测法，前向/后向功率调零检测法、谐波检测法、近载波互调产物检测法、近载波噪声检测法等目前国内外主要的检测方法。
随后，对检测系统组成进行了简要说明，同时对系统发展现状进行介绍；最后，结合航天器微波载荷技术发展趋势，介绍了微放电效应检测技术的后续发展情况。
关键词：微放电效应；前向/后向功率；调零技术中图分类号：V443文献标识码：A文章编号：1003-0107(2021)04-0100-03Abstract:Multipactor effect is a kind of secondary electron multiplier resonant discharge effect which occurs in vacuum electromagnetic environment.It is a special electromagnetic effect problem which occurs in the microwave loading system of space orbit spacecraft.In recent years,it is more and more important to detect the threshold of Multipactor for aerospace high power microwave components.In this paper,based on the detection system of Multipactor effect developed by the company,the mechanism,occurrence conditions and hazards of Multipactor effect are firstly introduce,and the practical application background of Multipactor effect detection is described.Secondly,it focuses on the Forward/Reflected power detection method,Forward/Reflected power Nulling detection method,harmonic detection method,near carrier intermodulation product detection method,near carrier noise detection method and other main detection methods at home and abroad.Then,the composition of the detection system is briefly explained,and the development status of the system is introduced.Finally,with the development trend of spacecraft microwave loading technology,the follow-up development of micro-discharge effect detection technology is introduced.Key words:Multipactor effect;Forward/Reflected power;Nulling technology CLC number:V443Document code:AArticle ID ：1003-0107(2021)04-0100-030前言通常情况下，电子系统或设备的常规电磁兼容性问题越来越备受关注，谈及电磁兼容，微放电效应检测也是其环境测试的一个重要分支。
微波部件的微放电效应仿真演示
在上一篇《微波部件的微放电效应简介及其仿真》中已经对微放电效应的基本概念和仿真方法进行了简要介绍。
微放电效应限制了星载微波部件的功率容量，因此需要努力规避，或称为微放电效应的抑制。
上文已经提到微放电效应的形成需要满足几个主要的因素：微波部件内部的场强够大、真空度要足够（或者说电子平均自由行程较大）、腔壁二次电子发射系数大于1。
因此，微放电效应的抑制也基本上是从破坏这几个主要诱因出发。
想要较为深刻地理解微放电效应，绕不开二次电子发射的问题，因此下面简介下二次电子发射。
上次曾经提到，二次电子发射是引起微放电效应的主要原因。
实际上，电子入射固体材料后可能引起许多物理过程，比如下图所示的：背散射电子、特征X射线、二次电子、俄歇电子等。
入射电子能量、固体材料表层的元素组成、微观结构及表面形貌等因素共同决定了电子入射引起的物理效应。
在微放电效应中，入射电子的能量通常不会超过几keV，关注的对象一般限于二次电子和背散射电子。
在微放电效应的研究中，常常将二次电子和背散射电子统称为二次电子。
由于微放电效应是微波部件腔体内电子与微波场共振引起电子倍增的现象，因此从微放电效应的数值模拟角度来看，只需知道一定参数的入射电子会引起多少二次电子即可，并不关心入射电子与材料作用的微观过程。
衡量材料的二次电子发射特性的参数是二次电子发射系数（secondary electron emission coefficient），亦有人称为二次电子发射产额（secondary electron yield）。
为了更明确地表明包含了背散射电子成分，更为准确的表述是总二次电子发射产额（total secondary electron yield，简称TSEY）。
当材料属性不变时，TSEY由入射电子的入射角度（定义为入射矢量所在直线与材料表面法线的夹角，位于0~90°之间）和入射能量决定，其典型规律如下图所示：入射角度增加引起TSEY增加，入射能量增加则引起TSEY先增后减，亦即TSEY存在一个最大值。
微波放电zzp23页PPT
• 高频放电依据天线（电极）耦合方式不同，又分 为射频放电（包括电容耦合和感应耦合）和微波 放电（也称为电磁波耦合）。
• 电容耦合：利用静电场来加速电子（直接激发E 型放电）。
• 电感耦合：利用感应电场加速电子（感应激发H 型放电）。
• 电磁波耦合：利用电磁波产生等离子体（直接激 发E型放电） 。
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• 决定交流放电击穿电场、电流和带电粒子密度的 因素有：
（1）工作气体性质和压强、电子平均自由程、电 子与气体分子的碰撞频率
（2）放电容器的尺寸 （3）外加电场E的频率f和波长λ 外加电场的强度为：
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E型放电和H型放电
• E型放电中，通常基本的导电电流由位移电流和 传导电流共同组成，放电由高频电场激发，传 导电流并不闭合，放电比较弱。
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下图则是一种微波等离子体辅助CVD反应器，利用此反应器成 功地在非常低的基片温度（约100度）下沉积出质量很好的氧化 硅膜。稍加修改后，也可用于其他合成化学反应。
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微波等离子体的应用
• 1.微波等离子体快速制备光导纤维 • 2.微波等离子体做强功率激光的高效激发泵源 • 3.MPCVD制造太阳能电池薄膜 • 4.MPCVD制造Tc超导薄膜 • 5.微波等离子体刻蚀技术 • 6.MPCVD合成金刚石薄膜 • 7.低功率微波等离子体合成氨 • 8.低功率微波等离子体合成氮氧化物 • 9.微波等离子体合成与制备聚合物膜和无机膜
t 2
如果放电频率一定，则放电最大间隙为 f和d通常有下列关系
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微放电效应的研究进展及发展趋势
微放电效应的研究进展及发展趋势摘要：微放电效应是空间大功率微波部件的特殊效应之一，文章简要介绍了微放电效应的概念，重点阐述了微放电效应敏感区域的建立、数值模拟、多载波微放电和抑制方法四个方面的研究进展，最后指出了微放电未来发展的趋势。
关键词：微放电效应；研究进展；发展趋势引言：航天器载荷中大功率微波部件如输出多工器、滤波器、开关矩阵、天线馈源等极易产生微放电效应--旦发生将造成严重后果:噪声电平抬高输出功率下降;微波传输系统驻波比增大反射功率增加信道阻塞;微波部件表面损坏载荷寿命缩短;航天器载荷永久性失效。
近年来随着空间技术的发展微波部件工作的功率越来越大使得空间发生微放电的可能性大大增加国外对微放电的研究也日趋活跃。
一、微放电效应的概念微放电效应是发生在两个金属表面之间或者是单个介质表面上的一种真空谐振放电现象。
微放电通常是由部件中传输的射频电场所激发，在射频电场中被加速而获得能量的电子，撞击表面产生二次电子而形成。
发生的条件根据微放电类型而有所不同。
对金属表面之间的微放电，其发生条件是:电子平均自由程必须大于两个金属表面之间的间隙距离，并两个表面之间的电子平均渡越时间必然是射频电场半周期的奇数倍。
而对于在介质单表面上发生的微放电，其表面电荷产生的直流电场必须能够使电子加速返回到介质表面，从而能够产生二次电子。
影响微放电效应发生的因素很多，但主要由以下几个方面造成，分别是介质、表面情况、通风情况以及表面材料[1]。
二、微放电效应的危害其一，使谐振类设备失谐，导致所传输的微波信号失调。
其二，导致金属内部气体的逸出，产生更严重的气体放电。
其三，产生靠近载波频率的窄带噪声。
其四，部件表面会被微放电效应产生的电子侵蚀，造成部件性能下降或系统的总体功能失效。
其五，微放电效应是高功率部件中重要的非线性因素，是引起部件无源互调现象的原因之一。
三、微放电效应研究进展（一）微放电敏感区域的建立Hatch和Williams创立的经典微放电理论与早期的微放电实验结果相吻合，是研究微放电的基础。
间微波部件的多载波微放电理论及方法
间微波部件的多载波微放电理论及方法摘要：本文将会介绍空间微波部件的多载波微放电理论和方法，提出多载波微放电在空间微波部件的试验研究方法，为理解多载波微放电的理论和方法，人们还需要进行大量的研究探讨，以期人们能够更好地利用该技术。
关键词：空间微波部件；多载波；微放电；理论；方法1 引言针对微波部件的微放电（Micro放电）问题，提出一种基于多载波耦合的微放电检测方法。
首先，通过考虑空间微波部件中的多种干扰源（如脉冲信号源、高频交变电场等）之间的耦合作用，构建了微放电多载波耦合模型；其次，分析多载波耦合的机理，并基于该机理和仿真计算得到了不同干扰源参数下多载波耦合模型下的空间微波部件微放电特征；最后，利用试验方法对微放电多载波耦合模型和仿真计算结果进行了验证。
经过相关研究表明：基于多载波耦合的微放电检测方法能够实现微放电的高效检测，具有较高的检测灵敏度和较好的稳定性。
2 空间微波部件的多载波微放电理论空间微波部件的多载波微放电多载波耦合理论是通过电子从发射端到接收端，通过多载波耦合作用，从发射出去后又回到发射端。
同时，在这个过程中，不同的载波频率之间还会相互影响。
多载波微放电的多载波耦合机理主要是：在多载波微放电发生时，电子会在发射端和接收端同时获得能量，此时能量就会相互叠加，从而导致在多载波耦合过程中产生相互的影响。
2.1 多载波微放电模型电子在发射过程中，由于受电场作用，能量逐渐减小，最后变为自由电子。
由于自由电子不受电场的作用，故不会受到电场的束缚，所以当自由电子从发射端到达接收端时，就会产生一次电离和二次电离。
同时，自由电子又会再次受到电场的作用从发射端返回到发射机中。
在这个过程中，能量在发射和接收两个方向上的不断积累，最终导致了多载波微放电的发生。
电子从发射端到接收端时，能量主要来源于发射端的电子碰撞电离；在多载波耦合的过程中能量不断积累直到最后一次电离完成时，多载波微放电就会发生。
因此，电子从发射端到接收端的多载波耦合过程，电子在发射端获得能量后，便会产生一次电离和二次电离；当能量积累到一定程度时，便会产生一次电离和二次电离并伴随着电子返回发射端。
Vaughan模型二次电子能谱对空间微波部件微放电效应的影响分析
2021年第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀空间电子技术SPACE ELECTRONIC TECHNOLOGYVaughan模型二次电子能谱对空间微波部件微放电效应的影响分析①张㊀娜,崔万照,王㊀瑞,白春江(中国空间技术研究院西安分院,空间微波技术重点实验室,西安㊀710000)㊀㊀摘㊀要:航天领域的微放电效应是严重影响星载微波部件性能和安全的瓶颈问题之一㊂以空间微波部件微放电阈值仿真中广泛使用的Vaughan模型为研究对象,以平行平板传输线和同轴传输线两种典型微波结构为例,研究了Vaughan模型的二次电子能量分布对微放电阈值的影响规律,在二次电子产额相同时,符合伽马概率密度分布的二次电子能谱参量T增大时,由于较高能量的二次电子比例增加,导致了微放电阈值的降低㊂关键词:微放电;Vaughan模型;二次电子能谱;伽马分布中图分类号:V443+.4㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1674-7135(2021)02-0023-04D O I:10.3969/j.issn.1674-7135.2021.02.004The influence of the secondary electron spectrum of thevaughan model on the multipactor effect ofspace microwave componentsZHANG Na,CUI Wanzhao,WANG Rui,BAI Chunjiang(National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave,China Academy of Space Technology(Xi'an),Xi'an㊀710000,China)Abstract:The multipactor effect in the aerospace field is one of the bottlenecks that seriously affect the performance and safety of spaceborne microwave components.Because of thhe Vaughan model widely used in the simulation of multipac-tor threshold of space microwave components,the effect of the secondary electron spectrum of the Vaughan model on the multipactor threshold is studied,with the two typical microwave structures of parallel plate transmission line and coaxial transmission line as examples.When the secondary electron yield is the same,as the secondary electron energy spectrum parameter T corresponding to the gamma probability density distribution increases,the ratio of higher energy secondary elec-trons increasing,resulting in a decrease in the multipactor threshold.Key words:multipactor;vaughan model;secondary electron spectrum;gamma distribution0㊀引言航天领域的微放电效应是空间微波部件性能退化或失效的一种重要机制[1-2],其一旦发生将导致谐振类设备失谐㊁噪声电平抬高㊁输出功率下降,甚至引发低气压放电,损坏微波部件表面,进而缩短微波部件寿命甚至造成微波部件永久性失效,最终影32①收稿日期:2020-09-28;修回日期:2021-04-07㊂基金项目:国家自然科学基金(编号:61901361,61971342)作者简介:张娜(1984 ),博士/高级工程师㊂主要研究方向为空间微波特殊效应及二次电子发射㊂E-mail:zhangna_xjtu@通讯作者:崔万照(1975 ),博士/研究员㊂主要研究方向为空间微波技术㊂E-mail:cuiwanzhao@响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效[3]㊂当微放电发生时,空间微波部件,包括多工器㊁滤波器㊁开关㊁环形器㊁天线馈源等,在真空环境下自由电子经过微波场的加速轰击部件表面,引发材料表面的二次电子发射,这些发射的二次电子在反向微波场的加速下再次轰击部件表面,该过程循环往复,当满足一定条件后,电子将会出现几何级增加,从而形成二次电子倍增过程㊂该过程中,描述二次电子发射过程的特性参量 二次电子产额(Secondary Electron Yield,SEY)㊁二次电子能谱(Secondary Electron Spec-trum,SES)和出射角分布分别决定了微放电形成过程中微波部件内运动的电子数目㊁电子从部件表面出射的初速度以及电子出射时的初始方向㊂研究表明二次电子发射特性参量对微放电效应有重要影响[4]㊂Vaughan模型[5]和Furman模型[6]通常被用于描述微放电形成过程及阈值预测中的SEY,Rice[7]比较了这两种模型在预测微波部件微放电阈值方面的一致性,仿真结果表明采用Furman模型的敏感区域范围比Vaughan模型更大,通过改进低能段的Vaughan模型能够得到与Furman模型一致的敏感区域㊂Buyanova[8]研究了最大SEY对微放电饱和阶段的影响,指出了随着最大SEY增大,倍增过程会从双边放电过渡到单边放电㊂Seviour[9]通过假定本征和背散射电子的比例,发现背散射电子会增大微放电敏感区域的范围,Semenov等[10]假定出射二次电子速度符合Maxwell分布,指出了在SEY 很大时,初速度分布的增大将导致敏感区域的重叠㊂Mostajeran[11]采用解析的方法考虑了电子出射相位对微放电敏感区域的影响,给出了双平板结构的稳定相位并指出了相位离散将导致敏感区域的增大㊂Fil等[12]人计算了矩形结构和平行平板传输线微放电阈值对SEY各能量段的敏感性误差㊂在空间微波部件微放电仿真中,特别是CST㊁FEST3D㊁SPARK3D[13]等仿真软件中,微放电模拟的二次电子发射过程由Vaughan模型或Furman模型描述,Furman模型共包括了41个参数待用户调整,其中SES模型就有22个参数㊂Vaughan模型由于其精简的数学形式[14],在实际仿真中受到广泛应用㊂本文研究了Vaughan模型中二次电子能谱参量对微放电阈值的影响,并对影响规律进行了进一步分析,研究结果对于空间微波部件微放电阈值精确分析具有指导意义㊂1㊀Vaughan二次电子发射模型Vaughan模型中,SEY计算公式为:δ(θ)δmax(θ)=(εe1-ε)0.56㊀㊀εɤ1(εe1-ε)0.25㊀㊀1<εɤ3.61.125ε0.35㊀㊀ε>3.6ìîíïïïï(1)其中,ε=E p-EtE max(θ)-E tδmax(θ)=δmax(0)1+k sθ22π()E max(θ)=E max(0)1+k sθ22π()㊀㊀公式中,E p为入射电子能量,θ为入射电子角度,δmax为SEY最大值,E max为δmax对应的电子能量,E t为截止能量,k s为表面光滑度因子㊂二次电子出射能量的概率密度分布,即二次电子能谱SES,它基本符合伽马概率密度函数分布f(E s)=E sT2㊃γ(2,E p T)e E s T(2)㊀㊀其中,E s为二次电子的出射能量,T为材料表面的温度(eV),γ(s,x)表示不完全伽马函数㊂图1给出了入射电子为100eV时,出射二次电子的概率密度函数的曲线,图中横坐标表示了出射电子的能量,纵坐标表示了二次电子相应出射能量的概率㊂从图1中可以看出,T恰好为SES的最可几能量,即出射电子概率最大的能量㊂当T增大时,最可几能量向更高的能量段移动,较低能量的电子出射概率降低,而较高能量的电子出射概率增大,当电子能量大于一定值时,该能量下的电子出射概率基本为0㊂0.100.080.060.040.020.00T=7.5=4T=10TEp=100 eV020*********Es/eV图1㊀不同γ函数的二次电子能谱Fig.1㊀Secondary electrons spectrum withdifferentγfunctions42空间电子技术2021年第2期2㊀二次电子能谱参量对微放电阈值的影响在讨论二次电子能谱对微放电阈值的影响时,首先需要保证SEY 保持不变,本文中微放电阈值仿真时二次电子发射模型的参量为:正入射时E max =165eV㊁δmax =2.22㊁k s =1㊁E t =16eV㊂本文中的微放电阈值均是采用了多粒子-多碰撞的蒙特卡罗微放电阈值计算方法[15]所得㊂下面对不同伽马概率密度函数分布的二次电子能谱的微放电阈值进行研究㊂图2给出了平行平板传输线中二次电子能谱的伽马函数参量T 对微放电阈值的影响㊂仿真时,平行平板传输线的间隙d =1mm,传输频率f 分别为1GHz 和3GHz㊂从图中可以看出,随着二次电子能谱参量T 的增大,微放电阈值减小㊂当f =1GHz 时,T 从1eV 增大到10eV,微放电阈值从48.8V 下降到34.8V,而f =3GHz 时,T 从1eV 增大到10eV,微放电阈值从315V 下降到170V,相比于1GHz,微放电阈值减小的速度越快㊂246810T /eVf =1 Ghz =3 GHzf V t h /V图2㊀γ函数参量对平板传输线微放电阈值的影响Fig.2㊀The Influence of γfunction parameters on themultipactor threshold of parallel plate transmission line同样,图3给出了同轴传输线结构二次电子能量参量对微放电阈值的影响㊂仿真所选用的同轴传输线内径a =1.54mm㊁外径b =3.55mm,微放电发生的间隙d =2.01mm,分别计算频率为1GHz㊁3GHz 的微放电阈值㊂与平行平板传输线仿真结果类似,随着二次电子能谱参量T 的增大,微放电阈值减小㊂为了解释二次电子能谱参量T 对微放电阈值的影响规律,以f =1GHz㊁d =1mm 的平行平板传输线进行微放电阈值仿真,仿真电压选用T =10eV 时的微放电阈值电压34.8V㊂统计了50个周期内的所有出射电子能量E emit 和碰撞电子能量E pact 的电子数目N s ,并对各种情况的能量分别进行归一化,如图4所示,(d N s /d E emit )/(d N s /d E emit )max 表示归一化的出射电子数目,(d N s /d E pact )/(d N s /d E pact )max 表示归一化的碰撞电子数目㊂246810T /eVf =1 Ghz =3 GHzf P t h /W图3㊀γ函数参量对同轴传输线微放电阈值的影响Fig.3㊀The Influence of γfunction parameters on themultipactor threshold of coaxial transmission line(a)电子出射能量分布(a)Emission energy distribution of electrons(b)电子碰撞能量分布(b)Collision energy distribution of electrons图4㊀采用不同二次电子能谱的电子出射和碰撞能量分布Fig.4㊀The emitted and collision energy distributionswith different secondary electron spectrum从图4(a)中可以看出,出射电子概率最大的能量基本为二次电子能谱的最可几能量位置,这是因为二次电子能谱符合伽马概率密度函数分布,无论522021年第2期张娜,等:Vaughan 模型二次电子能谱对空间微波部件微放电效应的影响分析碰撞到微波部件表面的入射电子能量取何值,出射电子能量的最大概率位置均为T值㊂同时,T=10eV的电子出射能量能谱显著展宽,即具有较高能量的电子数目占比增多,这与图1所示二次电子能谱分布一致㊂此外,能谱参量T=10eV的出射电子的最大能量明显高于能谱参量T=4eV的状态㊂这些出射电子经过电磁场的加速后,碰撞到对面极板上,碰撞能量的归一化分布如图4(b)所示,这些碰撞电子在28eV能量附近都形成了极大值,而能谱参量T=10eV的出射电子中较高能量的电子占比更多且最大碰撞能量更高,因而,到达对面极板的碰撞电子中较高能量电子的占比仍然是能谱参量T =10eV的较多㊂仿真时由于均选择了Vaughan银材料的SEY模型,当E1=29.6eV时,SEY=1㊂能谱参量T=10eV的碰撞电子比例在E1两侧基本达到了一半,因而该电压是能谱参量T=10eV的微放电阈值电压,而能谱参量T=4eV的碰撞电子比例中,低于E1的电子占了较大比例,这些低能量的电子SEY<1,出射电子的个数不断减小,该电压下电子的倍增过程会逐渐熄灭,因此,要想达到放电状态就需要更高的电压,因而能谱参量T=4eV的微放电阈值电压比T=10eV的相对更高㊂3 结论本文分析了Vaughan模型中二次电子能谱参量对微放电阈值的影响关系,当符合伽马概率密度函数的二次电子能谱参量T增加时,较高能量的出射二次电子比例增加,在电磁场的加速下,到达微波部件表面的碰撞二次电子能量增加,导致可引起电子倍增的入射电子比例增加,因而微放电阈值降低㊂二次电子发射特性与空间微波部件的微放电阈值息息相关,准确的二次电子能谱参数选取是精确评估微放电阈值的基础㊂后续可根据二次电子发射特性测量结果建立典型材料不同表面状态与二次电子能谱参量T的对应关系㊂参考文献:[1]㊀崔万照,李韵,张洪太,等.航天器微波部件微放电分析及其应用[M].北京:北京理工大学出版社,2019. [2]㊀GONZÁLEZ-IGLESIAS D,PÉREZ A M,MONERRIS O,etal.Recent advances of the multipactor RF breakdown inRF satellite microwave passive devices.Proceedings of theProgress in Electromagnetic Research Symposium[C]//Shanghai China,2016:8-11.[3]㊀王新波,白鹤,李韵,等.星载微波部件介质微放电理论研究现状及发展趋势[J].空间电子技术,2019,16(6):1-9.[4]㊀张恒,崔万照.二次电子发射能谱研究进展[J].空间电子技术,2016,13(3):7-15.[5]㊀VAUGHAN J R M.A new formula for secondary emissionyield[J].IEEE Trans.on Electron Devices,1989,36(9):1963-1967.[6]㊀FURMAN M A,PIVI M T E.Probabilistic model for thesimulation of secondary electron emission[J].Phys.Rev.Spec.TOP-AC,2002,5(12):124-404.[7]㊀RICE S A,VERBONCOEUR J P.A comparison of mul-tipactor predictions using two popular secondary electronmodels[J].IEEE Trans.Plasma Sci.,2014,42(6):1484-1487.[8]㊀BUYANOVA M,SEMENOV V E,ANDERSON D,et al.Influence of secondary emission yield on the saturationproperties of multipactor discharges between two parallelmetal plates[J].Phys.Plasmas,2010,17(4):043-504.[9]㊀SEVIOUR R.The role of elastic and inelastic electron re-flection in multipactor discharges[J].IEEE Trans.Elec-tron Devices,2005,52(8):1927-1930. [10]㊀SEMENOV V E,RAKOVA E I,ANDERSON D,et al.Effect of emission velocity spread of secondary electronsin two-sided multipactor[J].Phys.Plasmas,2005,12(5):101-113.[11]㊀MOSTAJERAN M.The velocity deviations of secondaryelectrons and the main condition of phase stability intwo-sided multipactors[J].Phys.Plasmas,2015,22(11):115.[12]㊀FIL N,BELHAJ M,HILLAIRET J,et al.Multipactorthreshold sensitivity to total electron emission yield insmall gap waveguide structure and TEEY models accura-cy[J].Phys.Plasmas,2017,23(12):7. [13]㊀SUGAL T,SHAW Z,DICKENS J,et al.Analysis of mul-tipactor in a rectangular waveguide using Spark3D soft-ware[J].Phys.Plasmas,2020,27(11):108-112. [14]㊀游检卫,张剑锋,李韵,等.Vaughan二次电子发射模型的深入研究与拓展[J].强激光与粒子束,2013,25(11):3035-3039.[15]㊀张娜.表面形貌和气体吸附对金属二次电子发射特性的影响研究[D].西安:西安交通大学,2019:89-93.62空间电子技术2021年第2期。
宇宙微波背景的再电离峰
宇宙微波背景的再电离峰宇宙微波背景辐射是宇宙早期大爆炸后残留下来的辐射，被广泛认为是研究宇宙起源和演化的重要线索之一。
然而，最新的研究表明，在宇宙演化的某个时期，宇宙微波背景发生了再电离峰的现象。
本文将对宇宙微波背景的再电离峰进行探究，揭示其背后的科学原理。
首先，我们需要了解什么是宇宙微波背景辐射。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后形成的辐射，其形成时间约为宇宙诞生后的380,000年。
在宇宙大爆炸后的早期阶段，宇宙非常炽热，由于宇宙膨胀冷却，温度逐渐下降。
当宇宙膨胀到一定程度时，温度降至宇宙微波背景辐射的形成温度，宇宙中的电子和光子开始结合形成氢原子，宇宙此时进入中性氢时期。
在此之后，宇宙继续膨胀冷却，直到某一时刻，大量的恒星和星系形成，宇宙中的辐射陆续被恒星和星系吸收，原本均匀分布的辐射开始出现弱光点。
这些弱光点即为宇宙微波背景辐射的来源。
然而，近年来的观测结果显示，在宇宙微波背景辐射中存在着一个再电离峰，这引发了科学界的广泛关注。
再电离峰是指在宇宙中性氢时期结束后，由于大量的恒星、星系和宇宙射线的影响，宇宙再次发生了电离现象。
再电离峰的存在表明了一种新的宇宙演化阶段，揭示了宇宙中星系形成和演化的重要信息。
那么，再电离峰的发生机制是什么呢？科学家认为，再电离峰的形成与恒星和活跃星系的紫外辐射有着密切的关联。
恒星和活跃星系能够释放出大量的紫外辐射，这些辐射能够离去中性氢原子的电子，使其再次电离。
在宇宙再电离峰发生时，当电子与氢原子碰撞后被剥离，就形成了新的再电离峰辐射。
观测数据表明，宇宙微波背景的再电离峰发生时间为宇宙诞生后的约10亿年，对应于红移值约为6至15。
红移是衡量远离我们的天体距离的指标，红移值越大，表示天体距离我们越远。
再电离峰的发生时间与红移值的关系表明，再电离峰的发生时间与宇宙早期星系的形成和演化密切相关。
再电离峰的研究对于我们理解宇宙的演化过程具有重要意义。
它能够揭示宇宙中星系的形成和演化时期，帮助我们了解宇宙星系形成的机制和宇宙结构的形成过程。
星用大功率微波铁氧体器件微放电效应及抑制
1 引言
近几年，随着航天工业的高速发展，微波大功 率器件在航天领域的应用越来越广泛。现在，星用 大功率铁氧体微波器件如波导隔离器，其峰值功率 已经达到了 kW 量级以上，伴随着功率量级的不断增 高，首当其冲要解决的一个重要问题就是大功率铁 氧体器件在真空环境下的微放电效应。微放电效应 大大影响了大功率铁氧体微波器件的宇航应用可靠 性，是一个亟待解决的关键技术难题。
·51·
星用大功率微波铁氧体器件微放电效应及抑制
贺 卿 1，张 全 1，代 梅 2
（1. 西安空间无线电技术研究所，陕西西安 710000； 2. 西南应用磁学研究所，四川绵阳 621000）
摘 要：介绍了微放电效应的产生机理和条件，以及大功率铁氧体器件微放电效应研究现状。重点介绍了星用
大功率铁氧体器件微放电效应的抑制措施，包括设计、材料、工艺及生产控制，以期为相关器件微放电抑制提供指
本文旨在结合微放电效应的机理，介绍国内星 用大功率铁氧体器件微放电效应研究现状，提出星 用大功率铁氧体器件的设计、工艺、材料及生产控 制对微放电效应的抑制，为提高星用大功率铁氧体 微波器件的可靠性提供参考。
2 微放电效应机理
微放电效应是发生在两个金属表面之间或者是
单个介质表面上的一种真空谐振放电现象。它是由
即发生了微放电效应。具体过程如图 1 所示。
电子运动方程如下：
m
d2x dt 2
eE
sin(t
)
(1)
收稿日期：2019-02-19 修回日期：2019-03-31 通讯作者：贺 卿 E-mail: heqing719@
星载大功率复杂微波部件微放电效应数值模拟
星载大功率复杂微波部件微放电效应数值模拟李韵;崔万照;张洪太;殷新社;王洪广;张剑锋;贺永宁【摘要】With the development of high power and miniaturization in satellite payload, accurate simulation and threshold analysis for multipactor incomplex component becomes bottleneck problem. Based on the particle-in-cell technology and the secondary electron emission theory,a three-dimensional simulation method for multipactor was presented.The numerical algorithm was self-consistent since the interaction between electromagnetic fields and particles was properly modeled.The generation of multipactor is visualized,so that a deep insight into the physical mechanisms of this effect was gained. In order to validate the method, multipaction in the impedance transformer was studied.By analyzing the evolution of the electron numbers obtained by our method,multipactor thresholds of these components were estimated and the most sensitive positions where multipactor occurs were visualized.The results show good agreement with the experimental results and the simulation error is less than 1.2 dB.%随着航天器有效载荷技术向高功率、小型化持续发展,复杂结构微波部件微放电数值模拟与阈值分析成为影响微放电分析的基础瓶颈问题.基于电磁时域有限差分计算方法与粒子模拟技术,结合二次电子发射模拟,提出了微放电电磁粒子联合仿真方法,数值模型中考虑了真实电子间的库仑力以及电子运动产生的电荷和电流变化对电磁场的影响,解决了复杂结构微波部件微放电三维数值模拟技术难题.实现了在统一的三维空间网格与时间步进行电磁场值演变计算、电子运动状态变化推进计算与二次电子产额与能量分布计算,基于得到的二次电子数目随时间变化趋势实现了微放电阈值预判,通过微放电电子随时间演化获得了微放电过程具体物理图像及放电位置,并与实际器件微放电实验进行了对比验证.结果表明,所提出的三维电磁粒子数值模拟方法可对大功率微波部件微放电效应的物理过程与具体放电位置进行三维描述,预测的阈值与微放电实验测量值吻合良好,误差小于1.2 dB,验证了该方法的有效性与准确性,对于深入研究微放电效应微观物理机制、提高大功率微波部件微放电设计与分析水平具有重要意义.【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】8页(P73-80)【关键词】空间;大功率;微放电;数值模拟;无源器件【作者】李韵;崔万照;张洪太;殷新社;王洪广;张剑锋;贺永宁【作者单位】西安交通大学电子信息工程学院,西安 710049;中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室,西安 710100;中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室,西安 710100;中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室,西安 710100;中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室,西安 710100;西安交通大学电子信息工程学院,西安 710049;东南大学毫米波国家重点实验室,南京 210096;西安交通大学电子信息工程学院,西安 710049【正文语种】中文【中图分类】V419+.2随着航天器有效载荷技术的发展，系统工作功率越来越大，使得空间发生微放电的可能性大大增加，微放电效应成为影响空间大功率微波部件可靠性的基础性关键问题[1-5]，国内外针对大功率微波部件进行的微放电研究也日趋活跃，主要研究机构有欧洲航天局(ESA)、瑞士Chalmers理工大学、西班牙Valencia大学、俄罗斯科学院应用物理所(IAP)、通用物理所(IGP)和美国Michigan大学。
微放电检测方法的总结与分析详细教程
微放电检测方法的总结与分析详细教程微放电检测方法的总结与分析详细教程微放电是在真空条件下，发生在微波器件内部的射频击穿现象。
近年来，随着空间技术的发展，微波部件工作的功率越来越大，使得空间发生微放电的可能性大大增加。
工作在大功率状态下的微波器件，当功率、射频和器件内部结构尺寸满足一定关系时发生微放电效应，这种现象的产生又取决于真空压力、加工工艺、表面处理、材料、污染等因素。
微放电一旦产生将造成严重后果，导致微波传输系统驻波比增大，反射功率增加，噪声电平抬高，致使系统不能正常工作。
高电平微放电可以引起击穿，射频功率全反射，部件永久性破坏，通信信道丧失工作能力。
基于微放电发生会产生严重影响，而且微放电产生机理复杂，至今还没有完全掌握；同时，实际中制作工艺与工艺缺陷，以及存放过程中可能会污染等方面原因，会导致实际的微放电阈值比设计的低；因此，必须对制造好的器件以及待使用的器件进行微放电测试。
1 微放电现象及检测原理微放电效应是由器件表面二次电子发射引起的，由图1可以看到，会产生雪崩现象，这种效应是谐振性的，因为电子渡越时间必定是射频场周期一半的奇数倍。
这种谐振效应又依赖于射频场、器件结构缝隙和表面次级电子发射特性等因素。
因此，在真空情况下，当电子的平均自由程大于器件结构缝隙尺寸；微波器件内缝隙尺寸和谐波频率使得电子渡越时间为射频场周期一半的奇数倍；表面二次电子发射系数大于1；则电子在强微放电场加速下产生电子二次倍增，即微放电现象。
表面二次电子发射特性又与材料、表面处理、污染、温度、电子撞击板时的速度和缝隙电压等因素有关。
微放电的产生强烈地依赖于器件表面电子二次发射特性，尽管在产品鉴定时器件满足微放电设计容限的要求，但对新加工出的正样产品仍需要进行微放电效应测试。
由于产品加工过程中未预计到的污染、表面材料状况、粘结剂和润滑剂的存在；锐利边缘场强的增加等因素都会使产品微放电效应阈值下降，因而必须对飞行器件本身或飞行样品进行测试，并留有功率余量（一般设计为3~6 dB）。
微波 热点 电荷聚集
微波热点电荷聚集微波热点电荷聚集是一种非常神奇的现象，许多人对这种现象感到十分好奇。
所以，今天我要写一篇关于“微波热点电荷聚集”的文档，来详细介绍这种现象。
首先，我们需要了解一下微波热点的概念。
微波热点是指在微波炉内部，由于微波的能量浓缩在某一区域，导致该区域瞬间升温的现象。
这种升温现象会将食物加热得更快、更均匀。
接下来，我们来看看电荷聚集。
电荷聚集是指在某一点上，由于周围的电荷分布不均，导致该点电荷密度增大的现象。
电荷聚集的现象是非常普遍的，在我们生活的方方面面都存在着。
由于微波炉内部是一个封闭的空间，而微波炉内部的微波会与空气分子或食物等物体发生互动，形成电荷聚集的现象。
当微波能量浓缩在某一区域时，该区域的电荷密度也会随之增大。
那么，为什么电荷会聚集在微波热点的区域呢？这是因为微波所携带的电磁波会将物质内部的电子激发出来，这些电子会跟随着微波的能量运动，形成类似于电荷激发的现象。
在微波热点区域，由于微波能量浓缩，电子也会被激发得更多，从而导致电荷密度更高。
除此之外，微波热点还会对食物产生较强的辐射作用，进一步影响食物内部的电子结构。
这也就是为什么有些人认为微波炉会对食物产生负面影响的原因之一。
不过，需要注意的是，虽然微波热点所产生的电荷聚集现象是普遍存在的，但并不一定是对人体健康有害的。
大多数微波炉都有严格的安全标准，科学的使用微波炉来加热食物，不会对人体产生任何负面影响。
综上所述，微波热点电荷聚集是由于微波的能量浓缩导致的电磁现象。
虽然这种现象有时对人体健康存在负面的影响，但在正常的食用过程中，科学的使用微波炉仍然是一种非常方便、快捷的加热食物的方法。
微波加热原理及特点
微波加热原理及特点 It was last revised on January 2, 2021微波是一种能量（不是热量）形式，电磁波的一种，在介质中可以转化为热量。
材料对微波的反应可以分为四种情况：（1）穿透微波（2）反射微波（3）吸收微波（4）部分吸收微波介质从电结构上分为无极和有极分子电介质。
通常它们无规则排列，如把它们置于交变的电场中，这些介质的极性分子取向会随电场极性的变化而变化，叫极化。
外电场越强，极化作用越强，外电场极性变化越快，极化越快，分子的热运动和相邻分子间的摩擦作用也越剧烈。
从而可实现电磁能向热能的转换。
由极性分子所组成的物质，能较好地吸收微波，水是吸收微波最好的介质，所以凡含水的物质必定吸收微波。
另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚氟乙烯、聚丙烯等塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波，这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做微波密封材料。
对于导电的金属材料，电波不能透入内部而被反射，金属材料不能吸收微波。
微波加热原理:通常，能加工领域中所处理的材料大多是介质材料，而介质材料由极性分子和非极性分子组成，都能不同程度地吸收微波。
介质材料与微波电磁场相互耦合，会形成各种功率耗散从而达到能量转化的目的。
能量转化的方式有许多种，如离子传导、偶极子转动、界面极化、磁滞、压电现象、电致伸缩、核磁共振、铁磁共振等，其中离子传导和偶极子转动是微波加热的主要原理。
微波加热是依靠物料吸收微波能并将其转换成热能，从而使物料本身整体同时升温的加热方式。
常用的微波频率有915MHz和2450MHz。
由于具有高频特性，微波电磁场以数十亿次/秒的惊人速度进行周期性变化，物料中的极性分子（典型的如水分子、蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物等）吸收了微波能以后，它们在微波电磁场的作用下呈有序性排列，改变了其原有的随机分布的取向。
在高频电磁场的作用下，这些极性分子亦以同样的速度随交变电磁场的变化而做电场极性运动，就会引起分子的运动和转动，致使分子间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，并以热的形式在物料内表现出来，从而导致物料在短时间内温度迅速升高、加热或熟化。
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Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅｉｗ ｈ ｉ ｏｙｏ ｍｕｔ ａ ｔ ｈ ｏ ． ｎ ｏ ｃｏｓ ｗ ｉｈａ ｅ ｔ ｌ－ ｓ ｒ ｃ ｈｓ ａ ｅ ｖｅ ｓｔｅｈｓ ｒ ｆ ｌｐ ｃｏ ｅｒ Ａ ｄｓｍｅｆ ｔｒ， ｈｃ ｃ ｔ ｒ ｔ ｉ ｒｔ ｙ ａ ｆ ｍｕ ｉ
文章编号 ： １０－２２ （０２ ０．０ １ ５ ００７０ ．２０ ） ５００ ． ０
中图分类号 ：Ｎ ３ Ｔ １６
文献标识码 ： Ａ
空 间微 波 系统 中微 放 电现 象
曹桂 明 王积勤
（ 军工程 大 学导 弹学 院 ， 空 陕西三 原 ７ ３ ０ ） １８０
文 摘 对微放电理论的研究历史进行了回顾。分析了微放电的发生条件和机理 ， 讨论
了影 响 微 放 电效 应 的 各 种 因素 。 出 了各 种 增 高 微 放 电 阈 值 电 平 的 有 效 措 施 ， 防 止 微 放 电 效 提 以 应 发 生 ， 护 系统 正 常 工作 。 给 出 了设 计 微 放 电 部 件 的 一 般 步 骤 ， 对 设 计 中 需 要 注 意 的 问 题 保 并
收 稿 日期 ： ２０ ．０２ ０２１－０ 基 金 项 目 ： 国 防科 技 重 点 实 验 室 基 金 项 目（０Ｓ３ １ １Ｊ３０ ） ０ Ｊ６ ． ．．Ｂ ２ １。
作者简介 ： 曹桂 明（ ７ 一） 男 ， 场与微 波技术专业博士研究生 ， １ ３ ， 电磁 ９ 主要从事空 间大功率无源器件 问题研究 。 维普资讯 ・Fra bibliotek２・
宇航 计测 技术
２０ ０ ２钲
质表 面 的微放 电， 表 面混 合 电荷产 生 的直流 电场 必须 能够 使 电子加 速返 回到介质 表 面 ， 其 从 而能够 产 生 二次 电子 ＿ 。 Ｊ 微 放 电现 象最 早是 在 １２ ９４年 由 Ｇ ｔｎ 察 到 的 ， 直 到 十 多 年 以后 ， 由 Ｆ ｒｓ ｏ ｈ ｕ ｏｓ观 ｔ 但 才 ａｎｗ ｒ ｔ 辨 别 出来 ， 将之 命 名为 “ 并 微放 电” 。在 ２ 纪 ４ ０世 ０年代 ， ｉ 和 ｖｎＥ ｇｌ 实验 的方 法 得 出 Ｇｌ ｌ ａ ｎｅ 用 了微放 电 的灵敏 度 曲线 。在 ５ 代 ， ａｃ ０年 Ｈｔ ｈ和 Ｗｉｉ ｓ 该 实验 进 行 了合 理 的解 释 ， 立 了 ｌａ 对 ｌｍ 创
（ ）对 不 同结 构 、 同材 料 的微 放 电特性 分 析 ； ３ 不
（ ）真空条 件 的要求 以及计算 机模 拟计 算 。 ４ 在空 间真 空 高功率 环境 下 ， 放 电的危 害 主要 表现 为 以下 几个 方 面＿ ： 微 ２ Ｊ （ ）导致 谐振 类设 备失 谐 ， １ 使微波 信 号失调 ； （ ）导致 金属 内部 气体 的逸 出 ， 生更 严重 的气 体放 电 ； ２ 产 （ ）对设 备表 面 产生慢 性 电蚀 ， ３ 导致 设备 失效 ；
ｎ ｎｓ ｉ ｖ ｎ ． ｄ ｓ ｍｅ ｐｏ ｌｍｓ ａ ｏ ｔ ｅ ｉｎ ｎ ｒ ｉ ｕ ｓ ｄ． ｅｔ ｓ ｅ Ａ ｎ ｏ ｒｂｅ ｂ ｕ ｓ ｉ ａ ｅ ｄｓ ｓｅ ｄ ｇ ｇ ｃ
Ｓ ｂｅｔｅｍｓ ｕ ｊｃ ｒ ｔ
Ｍ ｌ ａｔ ｕｐ ｏ ｉ ｆ ｃｒ
Ｔｒ ｈｌ ａｉｈｑｅｅ ｈ ｓｏ Ｒｄ －ｅｕｎｙ ｅ ｄ ｏ＇
进 行 了论 述 。
主题 词 微放电
＋ 阈值 射频
Ｍ ｕ ｔｐ ｃ ｏ ｎ ｍ ｉ ｒ ｗａ ｅ ｓ ｓｅ ｎ ｓ ａ ｅ ｌｉ ａ ｔ ｒ ｉ ｃ ｏ ｖ ｙ ｔ ｍ ｉ ｐ ｃ
Ｃ Ｏ Ｇｕｍｉｇ Ｗ Ａ ｉｉ Ａ ｉ ｎ ＮＧ Ｊｑｎ （ Ｍｉｉ ｓｔｅＡ Ｅ Ｓ ａｒ Ｓｎｕｎ７３０ ） ｓｌ Ｉ ｔｕ Ｆ Ｕ，ｈｎ ａｙａ １８０ ｓｅ ｎｉ ｔ ｄ
经 典 的微放 电理论 。
近些年 来 ， 随着 空 间 电子 技术 的 飞速 发展 ， 间 电子 部 件 的工 作 功 率 越来 越 高 ， 得 空 空 使 间微 波部 件放 电 的可能 性大 大增 加 。为 了找到 合适 的措 施 ， 有效 地抑 制微 放 电现象 ， 国际 上 对微 放 电的 研究 日趋 活跃 ， 且研 究 的 内容 主要 集 中在 以下 四个方 面 ： （ ）两金 属 导体 表面 间 的微放 电 ； ｉ （ ）介 质表 面上 的微 放 电 ； ２
维普资讯
２０ ０２年 １ ０月
字航 计测 技术
Ｊｕｎ ｌｏ ｓｒｎ ｕｉ Ｍｅｒｌ ｙａ ｄ Ｍｅ ｓｒｍｅ ｔ ｏｒ ａ ｆ ｔ ａ ｔ ｔ ｏ ｎ ａｕｅ ｎ Ａ ｏ ｃ ｏｇ
第 ２ ２卷
第 ５期
ＯＣ ， ０ ２ Ｔ． ２ ０ Ｖ １２ Ｎ ． ｏ ． ２， ｏ ５
ｐ ｃｏ ，ｒ ｉ ｕ ｓ ｄ．ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｖ ｉ ｃ ｕｒ ｇｍｕ ｉａ ｔｒ ｐ ｔｃｉ ｅｓ ｓｅ ｗ ｒｉ ｒ ｅ ， ｍｅｅ ｅ － ａ ｔｒ ａｅ ｄ ｓ ｓ ｅ Ｉ ｒ ｅ ａ ｏｄｏ ｃ ｒ ｎ ｈ ｐ ｃｏ ， ｒ ｅ ｔ ｔ ｙ ｔｍ ｏｋ ｎ ｏ ｒ ｓ ｆ ｃ ｃ ｏ ｉ ｏ ｇ ｎ ｈ ｇ ｄ ｏ
１ 引 言
微 放 电效 应是 发生 在两 个金 属表 面之 间或 者是 单个 介质 表 面上 的一种 谐振 真 空放 电现 象 。它 是 由射频 电场激发 的 ， 通常 在空 间微 波 系 统 中发 生 。发 生 的 条件 根 据 微 放 电类 型 而 有所 不 同。对 两个 金属 表 面之 间的微 放 电 ， 其条 件是 ： 电子 自由程 必 须大 于两个 表 面之 间 的 间 隙距 离 ， 并且 两个 表 面之 间 的电子平 均转 移 时 间 必然 是 射 频 电场 半 周 期 的 奇数 倍 。对 介
ｉ ａ ｕ ｅ ｏ ｍｐｏ ｉｇ ｔ ｅ ｈ ｌ Ｉ ｆ ｅ ｍｅｓ ｒ ｓｆｒｉ ｒｖｎ ｒ ｓ ｏｄ ａ ｅ ｖ ｈ ｅ ． ａｔ ａ ｇ ｎ ｒ ｌ ｔｐ ｏ ｅ ｉｎｎ ｎ ｍｕｆ ａ ｔｒ ｓｃ ｍｐ － ｎ Ａｔ ｓ ， ｅ ｅ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ｏ ｌ ｐ ｃｏ ’ ｏ ｏ ｌ ｓ ｆ ｇ ｉ