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、高頻段服務，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)內及器件的電場密度急劇增高，器件內的微放電現(xiàn)象所導致的故障越來越不容忽視。因此，研究微放電效應產(chǎn)生的機理、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已經(jīng)成為當前迫切解決的任務。
　　微放電效應主要是由電子諧振引起的，致使二次發(fā)射電子數(shù)短時間內呈現(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。然而微放電現(xiàn)象是相當復雜的，因

2、為在電子數(shù)目較少時，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測空間電荷力的做法是不可行的，所以實現(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)生機制與產(chǎn)生條件，以及抑制微放電的技術。本文應用CST Particle studio作為仿真平臺，對微放電特性進行了仿真實驗研究。研究的重點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的微放電的產(chǎn)生過程這三個方面進行討論，并對如何抑制微放電效應發(fā)生的波導結構進行了設計。最后，詳細討論了角槽與周期矩形槽的縫隙矩形波導對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結構，并通過建模仿真獲得驗證。從仿真結果可以看出，本文的分析方法是合理的，新型結構的縫隙波導對微放電有明顯的抑制效果。本文結合具體的器件結構，分別建立了不同的角槽與周期矩形槽的模型，進而為探索進一步尋求減小