介質(zhì)諧振器法等離子體檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、等離子體檢測(cè)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(duì)等離子體檢測(cè)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(cè)方法和計(jì)算方法應(yīng)運(yùn)而生。等離子體檢測(cè)是指等離子體的各種特征參數(shù)進(jìn)行測(cè)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(cè)方式考慮等離子體檢測(cè)方法可以分接觸式檢測(cè)方法和非接觸式檢測(cè)方法。本課題源于國(guó)內(nèi)某研究所的一個(gè)橫向項(xiàng)目，該項(xiàng)目對(duì)測(cè)試系統(tǒng)提出了體積

2、小、質(zhì)量輕、實(shí)時(shí)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(duì)等離子體進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其展開(kāi)技術(shù)研究。
　　介質(zhì)諧振器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低的測(cè)試系統(tǒng)。利用介質(zhì)諧振器法檢測(cè)等離子體是一種非接觸式檢測(cè)方法，因此它不會(huì)對(duì)原有的體系產(chǎn)生干擾，減少了檢測(cè)設(shè)備帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。
　　本文首先對(duì)等離子體的基本物理知識(shí)，以及等離子體與電磁波之間的相互作用關(guān)系進(jìn)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(cè)模型的設(shè)計(jì)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(cè)模型。本文提出了一種分層測(cè)試模型，該模型通過(guò)開(kāi)波導(dǎo)法對(duì)不同區(qū)域的電磁場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格的場(chǎng)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(yàn)證，這種分層測(cè)試模型的理論計(jì)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(cè)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