为了抑制空间高功率器件中微放电击穿,本文提出了一种表面多孔结构。通过在器件表面构造该多孔结构,实现对二次发射电子的禁锢,从而减小器件表面二次电子发射系数,提高微放电阈值。通过模拟分析不同金属材料表面的二次电子发射特性,结合波方程和电子动力学理论建立电磁粒子模拟算法,实现不同微观表面微波器件的数值模拟。使用偏置电流法测量不同条件下金属的二次电子发射数据。模拟计算一定功率电平下典型微波开关微放电的物理图像。测量给出不同银表面处理下的二次电子发射特性,并且模拟给出微放电阈值。模拟结果与实验结果吻合良好,证明了表面多孔结构对微放电的有效抑制。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name测试原理框图图1超高真空SEY测量系统结构。图2给出不同处理条件下银表面的扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope，SEM)图像和SEY曲线，不同处理条件下银表面的典型SEY参数如表1所示。经过表面腐蚀处理后型高功率微波开关-电动数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动钢管滚圆机滚弧机，镀银表面的最大二次电子发射系数得到了有效降低，降低20%以上。与此同时，第一能量点E1增加，使得SEY大于1所需的入射能量更大，同样有利于微放电阈值的(a)镀银表面构造多孔微结构(b)光滑镀银(c)SEY测试结果图2金属银样片SEM图片与SEY测试结果提高。表1不同表面状态金属银样片SEY参数表面处理方法δmax0Emax0E1光滑镀银2．1728529．76镀银表面构造多孔微结构1．7038035．362模拟结果和实验验证图3为微波开关的三维模型，激励频率为1．25GHz，工作主要模式为横电磁模(TransverseElectro-magneticMode，TEM)。模型被离散为六面体网格，每个波长至少包含30个网格。若图中所示的网格平面为XOY平面，电磁波在开关中波导－同轴转换节中的传播方向为Z向。(a)微波开关三维模型(b)微波开关三维模型及其输入输出图3微波开关三维模型采用微放电仿真与分析平台，MSAT)［8-10］，对开关进行微放电分析。设置开关的腔体材料为铝合金镀银，表面微观结构及其二次电子发射特性如图2(a)所示。开关的簧片材料设置为银表面或者银表面构造多孔结构，表面多孔结构微观形貌及其二次电子发射特性如图2(b)和(c)所示。在模拟过程中，由电磁力推动粒子运动。根据自洽算法，在每个时间步长，电磁场分布和粒子运动方程被更新。当粒子冲击金属壁，金属材料的二次发射特性使用Vaughan模型［6］进行描述，主要参数见表1。在一定的输入功率下，若电子与微波型高功率微波开关-电动数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name