介質(zhì)諧振器法等離子體檢測技術(shù)研究.pdf

1、等離子體檢測技術(shù)是等離子體學(xué)科很重要的組成部分。隨著近幾年等離子體應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，在預(yù)言等離子體行為方面對等離子體檢測技術(shù)提出了新的要求，為了滿足不同應(yīng)用環(huán)境，一些新的檢測方法和計算方法應(yīng)運而生。等離子體檢測是指等離子體的各種特征參數(shù)進行測定，這些參數(shù)包括電子濃度、電子溫度、等離子體諧振頻率等。目前，從檢測方式考慮等離子體檢測方法可以分接觸式檢測方法和非接觸式檢測方法。本課題源于國內(nèi)某研究所的一個橫向項目，該項目對測試系統(tǒng)提出了體積

2、小、質(zhì)量輕、實時性、可靠性、準(zhǔn)確性等要求。為此，本文提出了利用介質(zhì)諧振器法對等離子體進行檢測，并對其展開技術(shù)研究。
　　介質(zhì)諧振器是一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低的測試系統(tǒng)。利用介質(zhì)諧振器法檢測等離子體是一種非接觸式檢測方法，因此它不會對原有的體系產(chǎn)生干擾，減少了檢測設(shè)備帶來的系統(tǒng)誤差。
　　本文首先對等離子體的基本物理知識，以及等離子體與電磁波之間的相互作用關(guān)系進行了深入研究和分析。討論了等離子體在不同入射電磁波作用下所表現(xiàn)

3、的不同特性，為介質(zhì)諧振器檢測模型的設(shè)計提供思路。
　　其次，根據(jù)介質(zhì)諧振器理論，建立了等離子體檢測模型。本文提出了一種分層測試模型，該模型通過開波導(dǎo)法對不同區(qū)域的電磁場進行嚴(yán)格的場分析，建立求解特征方程，利用諧振頻率與等離子體濃度之間的關(guān)系求出電子濃度。根據(jù)理論驗證，這種分層測試模型的理論計算誤差大約為4.2×10-6，能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體濃度的準(zhǔn)確測試。
　　然后，本文研制了工作在C波段的介質(zhì)諧振器，其最遠(yuǎn)工作距離大約在10m