直流网格阳极放电氦气等离子体中的微波传输

发布时间：2021-09-28 11:50

　　等离子体作为物质存在的第四态,其组成上的特殊性使其具有许多方面的应用,因此吸引着越来越多的研究者研究。等离子体中的带电粒子处于自由状态,极易受到外电、磁场的影响。源于等离子体中带电粒子的这种特性,引起了研究者们对于研究等离子体对电磁波的传输影响的热情,并将之应用于航天、航空、国防及基础研究等诸多领域。而设计实验,在实验室产生大面积等离子体,并开展电磁波在等离子体中传输的实验研究,可以进一步探究等离子体对电磁波的传输影响,具有重要的应用价值和学术意义。本文中,首先设计了一种新型网格放电装置,并对其放电特性进行了实验研究。等离子体发生装置采用细柱状阴极阵列,利用氦气作为电离气体,配合网格阳极形成阳极外一定厚度的等离子体层。并测量了击穿电压、气体压强、电极间距等对放电特性的影响,获得了不同条件下的帕邢曲线和伏安特性曲线。通过对比实验,发现新型网格电极结构和普通金属板电极结构之间的帕邢曲线是不一致的,并获得了装置最优放电方案。在此基础上,搭建了微波传输实验系统,对直流网格阳极氦气放电产生的等离子体的微波传输特性进行了实验研究。利用高频喇叭天线连接矢量网络分析仪测量回波的相位参数,与无等离子体时... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直流网格阳极等离子体装置示意图(上为正视面，下为俯视面)

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文9式中，A和B为通过实验确定的与气体种类有关的系数;γ是二次电离系数。可以说，帕邢曲线是汤森德理论的实验验证，汤森德方程是帕邢法则的理论描述。2.3.2帕邢曲线测量实验中，除了电极结构和以往的一些实验不同，其变量的控制和以前还是一样。实验中的变量主要有电压、压强和电极间距。另外为了更好地得到有效的结论，此次做了2组对照实验。第一组对照实验是不锈钢金属阳极板和纯铁阴极组成的电极结构对照不锈钢网格结构阳极和纯铁阴极组成的电极结构；另一组对照实验是不锈钢金属阳极板和反刷式阴极组成的电极结构对照不锈钢网格结构阳极和反刷式阴极组成的电极结构。图2-2中的Paschen曲线是不锈钢阳极板和阴极板之间的击穿电压随压强的变化，从图2-2中可以发现，在同一电极间隙下，随着压强的增大，击穿电压随着压强的增大先减小后增大。当压强与间隙乘积一定较小或较大时，击穿电压均随着电极间隙的增大而增大。同时击穿电压的最低点也随着电极间隙的增大而发生右移。通过分析图2-3、图2-4和图2-5可以发现，将阳极板更换为网格或将阴极板更换为反刷式电极结论均不发生改变。图2-2不锈钢阳极板和阴极板之间的Paschen曲线变化

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文10图2-3网格阳极和阴极板之间的Paschen曲线变化图2-4不锈钢阳极板和反刷式之间的Paschen曲线变化图2-5网格阳极和反刷式电极之间的Paschen曲线变化

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3411843