本发明专利技术提出了一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，属于电磁场领域。解决了现有微波与等离子体的相互作用机理复杂且研究不充分的问题。它包括微波发生源、波导组件、石英管、真空电极、真空泵、微波信号接收器和直流电源，所述微波发生源、波导组件和微波信号接收器通过同轴线依次相连，所述波导组件的腔体两侧开设有孔洞，所述石英管通过孔洞插入波导组件的腔体中，所述石英管两端均分别设置有真空电极，所述真空电极上设置有空心阴极，所述石英管与真空泵相连，所述石英管两端的真空电极分别与直流电源的正负极相连。它主要用于等离子体与微波波导相互作用的测量。
【技术实现步骤摘要】
一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置
本专利技术属于电磁场领域，特别是涉及一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置。
技术介绍
等离子体是由带电粒子(正离子、负离子和电子)和各种中性粒子(原子、分子、自由基和活性基团)组合而成的多粒子系统，整体成电中性，又常被称为物质的第四态。一般获得等离子体的方式是通过对气体进行加热使分子分解为原子并发生电离。而另一种常用的获得等离子体的方式则是通过对气体施加一定的电压使其达到电离的目的。微波和等离子体之间存在非常复杂的相互作用。微波对等离子体会产生加热作用，而等离子体则会对微波产生反射和吸收的阻碍作用。由于当前的科技手段仍不完美，因此，等离子体对微波的反射和吸收问题依然需要继续研究完善。因此，急需一个研究二者相互作用并能够从中得到相关结果的测量装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的问题，提出一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，它包括微波发生源、波导组件、石英管、真空电极、真空泵、微波信号接收器和直流电源，所述微波发生源、波导组件和微波信号接收器通过同轴线依次相连，所述波导组件的腔体两侧开设有孔洞，所述石英管通过孔洞插入波导组件的腔体中，所述石英管两端均分别设置有真空电极，所述真空电极上设置有空心阴极，所述石英管与真空泵相连，所述石英管两端的真空电极分别与直流电源的正负极相连。更进一步的，所述波导组件整体呈矩形，内部由金属板分割成上下两个腔体。更进一步的，所述波导组件上下两个腔体两侧对称开设4个直径为25mm的孔洞，每个孔洞中均插入有石英管，所述石英管的外径为20mm，壁厚为2mm，长为300mm，所述石英管中的真空度为1Torr。更进一步的，相同侧的多个所述石英管并联。更进一步的，所述波导组件为DC～2GHz波导组件。更进一步的，所述直流电源提供0～1500V可调节电压。更进一步的，所述空心阴极为金属钼片，厚度为2mm，直径为20mm，长为20mm。更进一步的，所述真空电极为直径3mm、长52mm的铜棒。更进一步的，所述直流电源上串联有电流表，所述直流电源上并联有电压表。更进一步的，所述真空电极与直流电源之间串联有电阻。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了现有微波与等离子体的相互作用机理复杂且研究不充分的问题。本专利技术通过调节直流电源的电压采用辉光放电的方法在石英管内产生不同密度的等离子体，从而实现等离子体和微波在波导中进行耦合，达到研究微波与不同密度的等离子体之间的相互作用关系的目的。同时，采用可调节频率微波发生器作为微波源，研究不同频率微波与等离子体之间的相互作用关系，进一步扩大了微波与等离子体之间相互作用关系的研究范围。附图说明图1为本专利技术所述的一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置结构示意图；图2为本专利技术所述的波导组件结构示意图；图3为本专利技术所述的不同尺寸孔洞对波导组件传输特性影响的数值模拟结果图。1-微波发生源，2-同轴线，3-波导组件，4-石英管，5-真空电极，6-空心阴极，7-真空泵，8-微波信号接收器，9-电阻，10-直流电源，11-电流表，12-电压表。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。参见图1-3说明本实施方式，一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，它包括微波发生源1、波导组件3、石英管4、真空电极5、真空泵7、微波信号接收器8和直流电源10，所述微波发生源1、波导组件3和微波信号接收器8通过同轴线2依次相连，所述波导组件3的腔体两侧开设有孔洞，所述石英管4通过孔洞插入波导组件3的腔体中，所述石英管4两端均分别设置有真空电极5，所述真空电极5上设置有空心阴极6，所述石英管4与真空泵7相连，所述石英管4两端的真空电极5分别与直流电源10的正负极相连。本实施例微波发生源1输出目标频率微波，通过同轴线2传输到波导组件3中，微波在波导组件3的矩形腔体中与等离子体发生相互作用后，微波继续波导组件3的另一端输出，通过同轴线2传输到微波信号接收器8中。最终，微波信号接收器8将接收到的微波信号转换成电信号输出显示出来。本实施例所述波导组件3整体呈矩形，内部由金属板分割成上下两个腔体，目的是在不影响微波的传输特性的前提下，增强微波的传输信号。波导组件3上下两个腔体两侧对称开设4个孔洞，每个孔洞中均插入有石英管4。孔洞直径为25mm时，不影响波导组件3的微波传输特性。石英管4与真空泵7外接，使石英管4内真空度控制在适合辉光放电等离子体产生的条件范围内，石英管4中的真空度为1Torr。石英管4外径为20mm，壁厚为2mm，长为300mm。真空电极5为直径3mm、长52mm的铜棒，四周用密封胶密封。空心阴极6为金属钼片，厚度为2mm，直径为20mm，长为20mm，目的是使其在波导组件3腔体外电离产生等离子体，达到减少对波导组件3腔体内部微波传输产生的干扰。相同侧的多个石英管4并联，真空电极5以并联的方式接入直流电源10的正负极。波导组件3为DC～2GHz波导组件。直流电源10提供0～1500V可调节电压。为了直观的观测电源的输出电流情况，在直流电源10上串联有电流表11，为了直观的观测电源的输出电压情况，在直流电源10上并联有电压表12。为了保护实验装置的安全性，真空电极5与直流电源10之间串联有电阻9。以上对本专利技术所提供的一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，其特征在于：它包括微波发生源(1)、波导组件(3)、石英管(4)、真空电极(5)、真空泵(7)、微波信号接收器(8)和直流电源(10)，所述微波发生源(1)、波导组件(3)和微波信号接收器(8)通过同轴线(2)依次相连，所述波导组件(3)的腔体两侧开设有孔洞，所述石英管(4)通过孔洞插入波导组件(3)的腔体中，所述石英管(4)两端均分别设置有真空电极(5)，所述真空电极(5)上设置有空心阴极(6)，所述石英管(4)与真空泵(7)相连，所述石英管(4)两端的真空电极(5)分别与直流电源(10)的正负极相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，其特征在于：它包括微波发生源(1)、波导组件(3)、石英管(4)、真空电极(5)、真空泵(7)、微波信号接收器(8)和直流电源(10)，所述微波发生源(1)、波导组件(3)和微波信号接收器(8)通过同轴线(2)依次相连，所述波导组件(3)的腔体两侧开设有孔洞，所述石英管(4)通过孔洞插入波导组件(3)的腔体中，所述石英管(4)两端均分别设置有真空电极(5)，所述真空电极(5)上设置有空心阴极(6)，所述石英管(4)与真空泵(7)相连，所述石英管(4)两端的真空电极(5)分别与直流电源(10)的正负极相连。
2.根据权利要求1所述的一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，其特征在于：所述波导组件(3)整体呈矩形，内部由金属板分割成上下两个腔体。
3.根据权利要求2所述的一种辉光放电等离子体与微波波导相互作用的测量装置，其特征在于：所述波导组件(3)上下两个腔体两侧对称开设4个直径为25mm的孔洞，每个孔洞中均插入有石英管(4)，所述石英管(4)的外径为20mm，壁厚为2mm，长为300mm，所述石英管(4)中的真空度为1Torr。
4.根据权利要求3所述的一种辉光放电...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁承勋，周晨，李辉，姚静锋，周忠祥，吴健，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。