11、等离子体限幅器、共形阵列及机载电子设备研究

等离子体限幅器、共形阵列及机载电子设备研究

等离子体限幅器的快速响应特性

在高功率微波抑制中，等离子体的形成时间至关重要。当初始电子密度处于(10^6 m^{-3})至(10^{15} m^{-3})之间时，等离子体形成时间随初始电子密度的增加而减少。在电磁波辐射的初始阶段，初始电子积累能量，直至达到原子的电离能，此时原子发生雪崩效应，气体中的电子密度迅速增加，从而形成等离子体。初始电子密度虽不影响雪崩效应的发生，但会影响其最小发生时间。

为了缩短等离子体的形成时间，可以从以下几个方面入手：
- 改变气体压力 ：模拟结果显示，氩气的最佳压力约为8 Torr。
- 调整初始电子密度 ：当波导内壁涂覆放射性电子源时，初始电子密度可达到(10^{13} m^{-3})。
- 增强局部电场强度 ：采用放电电极来实现这一目的。其谐振间隙结构由放电电极和电感膜组成，谐振间隙与谐振窗口的距离为波导波长的四分之一。当发生微波放电时，短路表面首先在第二个谐振间隙形成，进而在谐振窗口最终形成稳定放电。

等离子体限幅器的电子密度与时间的关系如下表所示：
|时间 (ns)|电子密度情况|
| ---- | ---- |
|0.1|放电电极处的局部电场很强，其产生的电子密度远高于其他位置|
|0.5|前放电电极的等离子体频率大于入射电磁波的频率，反射电磁波，后放电电极的电子密度降低|
|0.5 - 10|前放电电极形成短路表面，使谐振窗口处的电压最大，增加了谐振窗口处的电子密度，高密度区域向入射电磁波方向移动，最终