[发明专利]一种基于矩形弯波导微放电研究的方法

摘要

本发明公开了一种研究矩形弯波导微放电的方法。以WR‑75矩形弯波导为研究对象，利用了CST软件导出电磁场以及边界条件，该方法对二次电子出射能量、出射角度和相位经行随机处理，结合四阶龙格库塔和Vaughan模型模拟了电子运动和二次电子发射系数，结果与美国SLAC自行开发的3D粒子模拟软件Track3P结果一致。本发明方法较统计模型方法相比误差要小，较传统蒙特卡罗方法相比更简便，弥补了使用CST软件在进行微放电仿真时的不足，对完善次级电子倍增研究理论模型、实现微波系统长脉冲、高功率、高重频等目标有重要的理论和现实意义。

主权项

1.一种基于矩形波导微放电研究的方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：在CST微波工作室建立矩形弯波导模型，利用频域求解器求解电磁场并导出；/n步骤二：初始化宏粒子，其初始速度和位置分别服从麦克斯韦分布和随机分布；/n /n∫₀^∞f(W₀)dW₀＝1 (2)/n发射角度θ服从正弦分布，其概率密度函数W_0m为发射能量的峰值。/n步骤三：利用4阶Runge-kutta方法求解，Newton-Lorenz方程来更新电子的位置和速度，追踪粒子轨迹及根据末位置；/n步骤四：通过粒子轨迹及根据末位置是否超出边界来判断电子是否与波导壁发生碰撞，如果没发生碰撞则继续，如果发生碰撞，则记录宏粒子的碰撞能量和角度，若二次电子发射系数大于1表示可以发生微放电，进入下一个循环，并将上一个碰撞随机产生的出射能量和出射角度作为第二次循环中电子的初始条件。反之，若二次电子发射系数小于1则粒子湮灭，表示不能发生微放电；/n步骤五：判断是否所有的宏粒子都完成计算，如没完成返回步骤四，如完成则输出所需的数据。/n