摘要：为准确有效地预测微波器件的微放电阈值,提出了一种可以同时考虑同轴结构微放电过程中单边与双边碰撞的统计理论稳态模型.考虑到同轴结构中场分布的非均匀性以及二次电子的出射随机性,采用微扰法近似推导电子轨迹表达式,并基于电子出射速度与渡越时间之间的隐式关联性,构建用于计算同轴结构内、外导体处电子渡越时间概率分布的联合概率密度函数.通过电子出射相位分布的稳态假设,推导用于描述同轴结构中微放电倍增过程的稳态积分方程组,并提出一种通用的联立迭代求解方法.采用稳态模型分别计算银、铜、铝与阿洛丁等工程常用镀膜材料的同轴传输线微放电敏感区域,并分析了同轴传输线径比对微放电阈值的影响.与欧空局的微放电实验结果对比表明,稳态模型能够准确有效地计算同轴传输线的微放电阈值,同时发现平行平板与同轴结构微放电的敏感曲线之间存在显著差异.研究提供了一种精确有效的同轴传输线微放电阈值分析方法,并为实际工程中"免微放电"微波器件的设计与优化提供参考与依据.

摘要：星载微波部件的微放电效应是导致航天器谐振类设备失谐、噪声电平抬高、输出功率下降,甚至影响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效的瓶颈问题之一。在设计阶段对星载微波部件微放电效应进行精准的评估是减少地面反复试验,避免延误研制周期的重要手段。为了进一步改善现有蒙特卡洛方法的计算准确度问题,文中提出了一种精度更高的计算星载微波部件微放电阈值的蒙特卡罗方法,该方法对参与微放电过程的初始电子进行了动态调整,采用四阶龙格-库塔法推进微波部件中电子的运动轨迹,基于Furman模型描述电子与微波表面相互作用的二次电子发射过程,按照碰撞电子产生的实际二次电子个数及对应能量参与碰撞时刻后的微放电过程,该多粒子-多碰撞过程更加客观、准确地表征了微放电效应发生的物理过程。以平板传输线和同轴传输线为例,文中所提出的方法相对于已有的蒙特卡罗方法计算精度显著提升,同时计算效率优于商用CST的粒子模拟结果。

摘要：采用特殊设计的双水电极介质阻挡放电装置,利用光学方法原位、无干扰地测量了大气压空气介质阻挡放电中微放电的单脉冲特性和周期特性,实验上首次发现在介质阻挡放电斑图模式中,微放电在驱动电压的正负半周的放电时刻并不是固定的,相邻两次放电的时间间隔是长短交替的。根据壁电荷对微放电通道相邻两次放电的不同作用,分析了相邻两次放电时刻的联系,很好地解释了相应的实验现象。

摘要：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1.2dB,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。

摘要：为了对星载螺旋天线的微放电效应进行分析和研究,文章以典型星载双绕背射螺旋天线为例,首先采用HFSS软件对该天线进行微放电设计及阈值仿真分析,从设计上保证天线满足卫星微波系统50 W的功率容量要求;随后用前后向功率调零检测法对天线进行功率耐受和微放电试验,验证天线的功率耐受能力;为了研究天线放电现象及放电对天线性能的影响,对天线进行加大功率的拉偏功率耐受试验,当输入功率增大到连续波200 W时,天线在30 min内发生1次微放电效应,但不会对卫星在轨应用造成明显影响。

摘要：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。

摘要：论述了低气压放电与微放电的产生机理。以要求在低气压和真空环境下能正常工作的某星载微波固态功率放大器为例,详细介绍了在设计和生产中对低气压放电和微放电所采取的预防措施,重点从放气孔设计、多余物和污染物的控制、结构件设计和表面处理等方面进行了详细论述。对C波段20 W固态功率放大器进行了低气压实验和真空实验,并进行了性能测试。结果表明,产品在实验过程中其幅频特性、频谱和电流与常压状态相同,无异常情况。该产品在卫星实际环境中工作正常,也证实了星载微波固态功率放大器在设计和生产中采取措施的有效性和必要性。

摘要：设计了一种微波信号输出端转换结构,可以达到在300 W以下功率工作时不发生微放电效应,并且工作频率在X波段时微波信号传输损耗低于0.4dB。讨论了密封工艺、拼板结构、表面处理工艺等工艺方法。这些工艺方法通过降低局部电场强度及材料表面二次电子发射系数以预防微放电效应。将这些工艺方法应用在一款输出功率120W的X波段星载微波固态大功率组件中,经试验结果表明,该组件在热真空条件下未发生微放电效应。

摘要：分析了影响微放电效应阈值电平的几种因素。对微放电效应部件设计的一般步骤和方法进行了论述 ,给出了具体的设计实例 。

摘要：以屏蔽带状线微波腔为例,介绍微放电的原理和产生条件。结合宇航用微波(开关)继电器的特点,就微放电设计方法进行了浅析,并介绍了欧洲航天局对微波器件的清洁与防护措施。