高功率微波作用下O-离子解吸附产生种子电子过程

摘要：

种子电子是高功率微波大气击穿的根源,研究高功率微波大气击穿时,一般假设背景大气中存在种子电子,此假设在低层大气环境中会给模拟结果带来较大误差.本文建立了高功率微波强电场作用下O-离子解吸附碰撞过程物理模型,基于传统的空碰撞模型,提出了改进的蒙特卡罗仿真方法,编写了三维仿真程序,对高功率微波作用下O-离子的解吸附过程进行了仿真,分析了O-离子平均能量随时间的变化过程以及O-离子与空气分子的碰撞过程,得到了不同压强、场强、频率和击穿体积条件下种子电子平均产生时间.理论与仿真结果表明,随着频率增大,种子电子平均产生时间变大;随着击穿体积、场强以及压强增大,种子电子平均产生时间变小.最后,考虑O-离子与空气分子解吸附碰撞提供种子电子条件下,给出了大气击穿时间理论与实验对比结果,发现高功率微波频率较低时,该种子电子产生机理可以解释实验结果,而高功率微波频率较高时,该机理下种子电子平均产生时间过长而与实验数据不符.

关键词：高功率微波、大气击穿、种子电子、蒙特卡罗

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资助基金：国家自然科学基金批准号:61201056,61271104资助的课题.Project supported by the National Natural Science Foundation of China Grant Nos.61201056,61271104.

在线出版日期：2016-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：182-188