王新波 张小宁 李韵 崔万照 张洪太李永东 王洪广 翟永贵 刘纯亮

1)(西安交通大学,电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049)

2)(西安空间无线电技术研究所,空间微波技术重点实验室,西安 710100)

1 引 言

微放电又称二次电子倍增效应(multipactor)[1,2],是指真空中的电子在大功率射频场的加速下撞击微波部件内部表面,形成二次电子倍增并最终引发电子雪崩击穿的物理现象.微放电在空间大功率微波部件中极易发生,能够导致部件表面出气、损伤和传输特性的恶化,影响航天器的在轨安全工作,严重时可导致航天器的失效[3,4].

为了有效地避免微放电的发生,人们对于单频正弦信号激励下的单载波微放电开展了广泛和深入的研究[5−8],给出了能够用于分析平行平板结构中微放电发生阈值的敏感曲线[8],制定了指导微波部件抗微放电设计和试验的相关标准[9].随着卫星射频功率和通道数量的持续增加,宽带星载系统中的多载波微放电问题变得非常突出,近年来已经成为制约空间大功率微波部件研制的一个难题[10−14].

在多载波微放电研究初期,人们仍然沿用单载波微放电的分析方法,建议使用“20次电子渡越时间”(20 gap crossings)规则作为抑制多载波微放电的设计依据[9].根据这个规则,在一个多载波信号包络周期内,如果信号功率超过单载波微放电阈值的时间能够使得电子在微波部件内表面之间渡越超过20次,即可认为具有在单个包络周期内发生微放电(即“周……