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论文类型：会议论文

发表时间：2017-07-01

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关键字：高功率微波;等离子体产生;PIC/MC数值模拟

摘要：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、超级干扰机以及冲击雷达等方面有着重要的应用。针对高功率微波输出窗真空内等离子体的产生过程和微波场的演化行为,建立了二维PIC/MC模型并编写了代码,重点研究了微波在输出窗内产生等离子体的过程,尤其观察了介质窗的二次电子产生、等离子体对微波场的屏蔽及微波功率和气压对等离子体密度倍增过程的影响。研究结果表明,在放电初期等离子体成丝状的形式,随着放电的进行,电子轰击介质窗产生二次电子,在介质窗附近电子聚集,形成负偏压鞘层电场,加速Ar+离子轰击介质窗。放电过程中,电子密度随时间增加(前期震荡升高),平均电子温度先升高后在某一个值附近震荡,平均离子温度降低。稳定放电后电子集中在介质窗附近0.1 mm处,且介质窗附近Ar+密度较小但温度较高。电子能量分布函数结果表明垂直于介质窗方向入射的电子最多,随着偏离角度增大,粒子数减小且高能粒子相对减少。电场研究表明,垂直介质窗方向的电场在介质窗处有正向(背离介质窗)强场,然后急剧转变为负向最大值,后又缓慢上升为正向最大值。同时研究发现,电子密度的增长速度随着气压和射频频率的变化是非线性的,都存在一个最快增