一种时频场结合的非互易媒质微放电阈值预测方法技术

本发明专利技术公开了一种时域频域结合的非互易媒质微放电阈值预测方法，其创新点是将时域方法和频域方法相结合，其中，为了解决时域算法中不能准确地求解非互易媒质电场和磁场的问题，本发明专利技术使用了有限元法在频域中对场的大小和分布进行求解；为了解决频域算法中，计算粒子推进方法效率低下的问题，本发明专利技术将求解频域场与时域算法相结合，进一步提高运算的效率。此外，本发明专利技术还利用粒子运动技术、二次电子发射模型和粒子—电磁边界条件对非互易媒质的微放电阈值进行快速计算和预测。特别地，本发明专利技术在进行计算微放电阈值的同时，也可以得到等效宏粒子运动的预测轨迹，从而可以实现对等效宏粒子的分布、宏粒子的电量进行预测。

A prediction method of microdischarge threshold in nonreciprocal media based on time-frequency field

【技术实现步骤摘要】
一种时频场结合的非互易媒质微放电阈值预测方法
本专利技术属于电磁场与微波领域，特别涉及一种时域频域结合的非互易媒质微波器件的微放电阈值预测方法。
技术介绍
随着微波器件逐渐向着大功率、小型化的方向发展，适用于高频率、高功率的微波器件逐渐地引起了广泛的关注。这些器件在航天器的发展中展示了很高的潜力和良好的应用前景。航天器位于不同高度的工作轨道，其所处的宇宙天然辐射环境中具有大量的携带一定数量电子的带电粒子。随着航天器的不断发展，所需的微波器件的功率逐渐增大。在这之中，许多微波器件中的强电磁场会推动带电粒子发生运动，产生二次电子发射现象。在这之中，有一种可能会使得二次电子与电磁场的相位变化同步，存在很高的微放电风险。由此可见，微放电现象主要出现在航天系统中，一旦发生微放电现象，就会发生一系列连锁反应，导致器件发生永久性的损坏。尤其是对于在轨的航天器而言，微放电效应引起的灾难是突发性的，是不可逆的故障，这种现象的出现会使得器件无法被修复，严重的情况下会产生无法估量的损失。微放电效应是在真空环境下由于二次电子发射与倍增引发的射频击穿现象。微放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时频场结合的非互易媒质微放电阈值预测方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：使用HFSS软件对非互易媒质微波器件进行建模和仿真；/nS2：对HFSS仿真后的场进行导出；/nS3：使用网格共形方法对步骤S2中导出的场进行共形和插值；/nS4：创建宏粒子激励源；/nS5：利用粒子推进PIC运算对步骤S4中创建的宏粒子激励源进行推进；/nS6：判断宏粒子激励源到达边界情况，并结合二次电子发射模型进行电子的仿真和分析，得到微放电阈值和微放电曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种时频场结合的非互易媒质微放电阈值预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：使用HFSS软件对非互易媒质微波器件进行建模和仿真；
S2：对HFSS仿真后的场进行导出；
S3：使用网格共形方法对步骤S2中导出的场进行共形和插值；
S4：创建宏粒子激励源；
S5：利用粒子推进PIC运算对步骤S4中创建的宏粒子激励源进行推进；
S6：判断宏粒子激励源到达边界情况，并结合二次电子发射模型进行电子的仿真和分析，得到微放电阈值和微放电曲线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中导出的场包括对应时间、场的网格位置信息和场的强度信息。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中所创建的宏粒子激励源能够进行二次电子发射，并且其电子的电量大于其二次电子的发射阈值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5具体包括如下过程：
在第一时刻t，导入第一时刻的场，进行粒子推进，通过式(1)对宏粒子激励源的受力F进行运算
F＝Eq(1)
其中，E是宏粒子激励源的电场强度；q是宏粒子激励源的带...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢拥军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11