高功率微波大气击穿中电子温度与电子数密度依存关系分析

摘要

给出了描述高功率微波脉冲大气非线性传输及微波大气等离子体特征演化的方程组,并在以微波群速度运动的局域坐标系下完成程序编制.与文献结果比对表明,该程序可以正确地模拟高功率微波大气长程非线性传输及自产生大气等离子体的基本物理过程.文中模拟分析了在击穿建立的过程中,电子数密度增长与电子温度升高之间的关系.模拟结果表明,由于大气层中本底自由电子数密度较低,高功率微波脉冲到达时会迅速地将大气中现有的自由电子加热至平衡温度,与之相比导致电子数密度雪崩式增长的击穿过程要缓慢得多,而且随着击穿过程的开始电子温度会从平衡温度快速下降.