高功率微波脉冲大气击穿的特性

摘要

该文对高功率微波脉冲大气击穿的特性进行了研究.研究高功率微波脉冲大气传输最主要也是必须研究的问题就是大气击穿,该文从击穿原理谈起,描述产生击穿的物理过程并对击穿的临界条件进行分析,推导出大气击穿阀值.该文主要介绍了高功率微波大气传输的基本理论、大气击穿的理论分析、影响击穿的重要参量及与实验结果的比较.大气击穿与脉冲微波源的频率、脉宽、初始场强、大气压强等参量密切相关.为描述高功率微波脉冲大气击穿时的传播情况,该文根据波印亭定理的导出方程、电子密度的速率方程以及电离率的半经验公式,建立了击穿的理论模型;接着,为清楚给出描述击穿的重要参量,该文从大气击穿阀值、逃逸时间、幂时间和脉冲尾蚀及最大传输能量等几个方面进行具体讨论和算法模拟,得到这几个参量与压强、频率、脉宽等的变化关系.同时由关系曲线总结大气击穿的规律特性.最后,将该文理论分析得到的结果与已有的实验结果进行比较,通过比较可以看出理论值与实验值十分接近,说明该文采用的方法是切实可行的,验证了理论分析的正确性.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1高功率微波武器简介

1.2研究高功率微波大气击穿的目的和意义

1.3国内外进展情况

1.4本论文做的工作

第二章简述HPM大气传输基本理论

2.1大气组分与大气参数

2.1.1大气结构与组分

2.1.2大气参数

2.2 HPM在自由空间的传输

2.3空气折射现象

2.4大气分子的微波吸收

2.4.1氧吸收

2.4.2水汽吸收

2.4.3大气综合吸收

2.5大气沉降物及微粒对微波传播的影响

2.5.1雨衰减

2.5.2云、冰、雪引起的衰减

2.5.3沙暴和尘暴引起的衰减

2.5.4散射效应

2.5.5交叉极化

2.6大气波导现象

第三章高功率微波大气击穿理论分析

3.1高功率微波击穿物理过程描述

3.2二次电子在气体中的平均离化自由程与E/p的关系

3.3电子与空气分子相互作用参数

3.4击穿曲线

3.4.1 HPM脉冲的击穿

3.4.2初步结论

第四章大气击穿的重要参量

4.1理论模型

4.1.1基本理论模型

4.1.2模型方程的坐标转换

4.1.3理论模模型的讨论

4.2大气击穿阀值

4.3逃逸时间

4.4幂时间和脉冲尾蚀

4.5HPM脉冲最大传输能量

4.6小结

第五章实验结果比较

结束语

参考文献

作者在读期间的研究成果

致谢