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。高功率微波波形的上升沿通常在 5 ns 到 10 ns 之间，为了有效抑制高功率微波，等离子体的形成时间必须足够短。

当初始电子密度处于 10⁶ m⁻³ 至 10¹⁵ m⁻³ 之间时，等离子体形成时间会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，此时原子会发生雪崩效应，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，但会影响其最短时间。

我们可以通过改变气体压力、初始电子密度和局部电场强度来缩短等离子体的形成时间。模拟结果显示，氩气的最佳压力约为 8 托。当波导内壁涂覆放射性电子源时，初始电子密度可达到 10¹³ m⁻³。使用放电电极能增加局部电场强度，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。

以下是等离子体限幅器的相关特性总结：
|参数|详情|
| ---- | ---- |
|初始电子密度范围|10⁶ m⁻³ - 10¹⁵ m⁻³|
|氩气最佳压力|约 8 托|
|涂覆放射性电子源后的初始电子密度|10¹³ m⁻³|
|谐振间隙与谐振窗口距离|波导波长的四分之一|

模拟结果表明，在 0.1 ns 时，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。随着微波照射时间延长，在 0.5 ns 时，前放电电极的等离子体频率大于入射电磁波频率，反射电磁波，后放电电极处的电子密度降低。在 0.5 ns - 10 ns 期间，前放电电极形成