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Indexed by:Journal Papers

Date of Publication:2018-01-01

Journal:物理学报

Volume:67

Issue:22

Page Number:267-278

ISSN No.:1000-3290

Key Words:高功率微波;粒子模拟;蒙特卡罗碰撞;次级电子倍增

Abstract: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.