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瞬变等离子体微波诊断初步研究

闫二艳 杨浩 郑强林 鲍向阳 胡海鹰 何琥 刘忠

闫二艳, 杨浩, 郑强林, 等. 瞬变等离子体微波诊断初步研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 103207. doi: 10.11884/HPLPB201931.190175
引用本文: 闫二艳, 杨浩, 郑强林, 等. 瞬变等离子体微波诊断初步研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 103207. doi: 10.11884/HPLPB201931.190175
Yan Eryan, Yang Hao, Zheng Qianglin, et al. Preliminary study of microwave diagnostics for transient plasma[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 103207. doi: 10.11884/HPLPB201931.190175
Citation: Yan Eryan, Yang Hao, Zheng Qianglin, et al. Preliminary study of microwave diagnostics for transient plasma[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 103207. doi: 10.11884/HPLPB201931.190175

瞬变等离子体微波诊断初步研究

doi: 10.11884/HPLPB201931.190175
基金项目: 

高功率微波技术重点实验室基金项目 JCKYS2018212036

详细信息
    作者简介:

    闫二艳(1978—),女,副研究员,主要从事HPM等离子体相关技术研究; yaneryan_2002@163.com

  • 中图分类号: O536;O441.4;O451

Preliminary study of microwave diagnostics for transient plasma

  • 摘要: 采用微波诊断技术对气压300 Pa,S波段HPM条件下形成的低温、弱电离、非均匀和强碰撞大气等离子体特性参数开展了初步诊断研究。获取了9~15 GHz连续波穿过HPM等离子体区域的透射波形,并对波形进行了归一化处理;通过不同频率微波的透射特性,假设等离子体电子数密度分布呈Epstein分布,分析了可能的电子数密度最大值。该研究成果的获取为HPM大气等离子体在隐身、阻断信息链等方面的应用提供了重要的技术支撑。
  • 图  1  实验设备

    Figure  1.  Experimental facilities

    图  2  微波聚焦系统仿真结果

    Figure  2.  Simulation results of microwave focusing system

    图  3  等离子体区域及斑图

    Figure  3.  Discharge spots and patterns

    图  4  实验测量的不同频率透射波形(CW)

    Figure  4.  Experimentally measured transmission waveforms(CW)

    图  5  压强300 Pa,脉宽τ=1 μs,fr=100 Hz放电区域结果

    Figure  5.  Discharge spot. p=300 Pa, τ=1 μs and fr=100 Hz

    图  6  连续波通过路径的电场强度空间分布

    Figure  6.  Normalized distribution of electric field

    图  7  电场强度空间分布模拟仿真与实验测试结果比对

    Figure  7.  Comparison of experimental results and simulation results

    图  8  χm=0, σ=0.031 6的高斯分布

    Figure  8.  Gaussian distribution with χm=0, σ=0.031 6

    图  9  实验参数条件下的等离子体透射系数理论估算

    Figure  9.  Theoretical estimation of plasma transmission coefficient under experimental parameters

  • [1] Woo W, DeGroot J S. Microwave absorption and plasma heating due to microwave breakdown in the atmosphere[J]. Phys Fluids, 1984, 27: 475. doi: 10.1063/1.864645
    [2] Vidmar R J. On the use of atmospheric pressure plasmas as electromagnetic reflectors and absorbers[J]. IEEE Trans Plasma Sci, 1990, 18: 733-741. doi: 10.1109/27.57528
    [3] Jordan U, Anderson D, Bäckström M. Microwave breakdown in slots[J]. IEEE Trans Plasma Science, 2004, 32(6): 2250-2262. doi: 10.1109/TPS.2004.838594
    [4] Gould L, Roberts L W. Breakdown of air at microwave frequencies[J]. Journal of Applied Physics, 1956, 27(10): 1162-1170. doi: 10.1063/1.1722222
    [5] Rose D J, Brown S C. Microwave gas discharge breakdown in air, nitrogen, and oxygen[J]. Journal of Applied Physics, 1957, 28(5): 561-563. doi: 10.1063/1.1722803
    [6] MacDonald A D. Microwave breakdown in gases[M]. New York: Wiley, 1966.
    [7] Tetenbaum S J, MacDonald A D, Bandel H W. Pulsed microwave breakdown of air from 1 to 1000 Torr[J]. Journal of Applied Physics, 1971, 42: 5871. doi: 10.1063/1.1660032
    [8] Epstein P S. Reflection of waves in an inhomogeneous absorbing medium[J]. Proc Nar Acad Sci, 1930, 16: 627-637. doi: 10.1073/pnas.16.10.627
    [9] 莫少奇. 基于微波透射系统的等离子体特性研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2016.

    Mo Shaoqi. Research on the properties of plasma based on microwave transmit system. Chengdou: School of Electronic Engineering, 2016
    [10] 程立, 时家明, 汪家春, 等. 单层柱状等离子体阵列对微波透射衰减影响的实验研究[J]. 真空科学与技术学报, 2014, 34(2): 183-185. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZKKX201402017.htm

    Cheng Li, Shi Jiaming, Wang Jiachun, et al. Influence of one layer cylindrical plasma array on microwave transmission attenuation. Chinese Journal of Vacuum Science and Technology, 2014, 34(2): 183-185 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZKKX201402017.htm
    [11] 刘洋, 时家明, 汪家春, 等. 柱状放电等离子体阵列对2~18 GHz TM波透射衰减影响的实验研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2017, 37(1): 113-117. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJBY201701020.htm

    Liu Yang, Shi Jiaming, Wang Jiachun, et al. Influence of cylindrical discharge plasma array on transmission attenuation of 2~18 GHz TM electromagnetic wave. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2017, 37(1): 113-117 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJBY201701020.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-21
  • 修回日期:  2019-06-18
  • 刊出日期:  2019-10-15

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