微波部件微放電特性與抑制的研究.pdf

1、如今隨著通信系統(tǒng)中器件高集成度、超帶寬服務(wù)、高頻段服務(wù)，微波器件向著小型化與高功率的方向發(fā)展。這使得系統(tǒng)內(nèi)及器件的電場密度急劇增高，器件內(nèi)的微放電現(xiàn)象所導(dǎo)致的故障越來越不容忽視。因此，研究微放電效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理、模擬微放電的產(chǎn)生以及如何有效的減小和抑制微放電效應(yīng)已經(jīng)成為當(dāng)前迫切解決的任務(wù)。
　　微放電效應(yīng)主要是由電子諧振引起的，致使二次發(fā)射電子數(shù)短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律增長的一種現(xiàn)象，也叫二次電子倍增效應(yīng)。然而微放電現(xiàn)象是相當(dāng)復(fù)雜的，因

2、為在電子數(shù)目較少時(shí)，空間電荷力常常被忽略，隨著電子數(shù)目的增多，空間電荷力增大。在微放電現(xiàn)象的仿真中，用大量的電子去正確預(yù)測空間電荷力的做法是不可行的，所以實(shí)現(xiàn)較為精確的仿真還需要采用無空間電荷的粒子仿真。
　　本文從微放電的成因出發(fā)，著重研究了微放電的產(chǎn)生機(jī)制與產(chǎn)生條件，以及抑制微放電的技術(shù)。本文應(yīng)用CST Particle studio作為仿真平臺(tái)，對(duì)微放電特性進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。研究的重點(diǎn)是從微放電的二次電子發(fā)射模型、大功率多

3、載波微放電和矩形波導(dǎo)的微放電的產(chǎn)生過程這三個(gè)方面進(jìn)行討論，并對(duì)如何抑制微放電效應(yīng)發(fā)生的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，詳細(xì)討論了角槽與周期矩形槽的縫隙矩形波導(dǎo)對(duì)微放電的抑制作用規(guī)律，提出具有較好功率傳輸特性與抑制微放電特性的新型縫隙矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，并通過建模仿真獲得驗(yàn)證。從仿真結(jié)果可以看出，本文的分析方法是合理的，新型結(jié)構(gòu)的縫隙波導(dǎo)對(duì)微放電有明顯的抑制效果。本文結(jié)合具體的器件結(jié)構(gòu)，分別建立了不同的角槽與周期矩形槽的模型，進(jìn)而為探索進(jìn)一步尋求減小