腔体滤波器功率容量快速仿真与测试
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腔体滤波器功率容量分析和应用腔体滤波器功率容量分析和应用1气体击穿现象任何气体都由原子和分子组成,它们都是中性粒子。
而且,由于宇宙射线电离或其他现象(例如光电效应),气体里面都会存在少量的电子和带电粒子(离子①)。
由于电场作用,气体中的电子和带电粒子会沿电场方向加速运动,与路径上的中性粒子或容器边沿发生碰撞。
其中电子碰撞起主要作用。
离子越重,加速越慢,则碰撞机会越少,因此碰撞中远不及电子赋予的能量。
1.1粒子碰撞根据空气动力学经典理论(布朗运动:分子永不停息地做无规则的运动。
),气体中的电子、原子、分子、离子可以视为随机状态下小范围自由运动的刚性小球,且这些球之间有相互碰撞。
呈现出碰撞的类型有两种:弹性碰撞和非弹性碰撞。
1)在弹性碰撞中,电子或离子从原子中弹出,只和原子交换能量,而不改变原子的状态。
转移给靶原子的能量不能激发靶原子内的电子时,所转移的能量就使靶原子作为整体而反冲。
2)非弹性碰撞中,电子的能量足够高,它们消耗自身的能量改变原子内部的状态。
碰撞后被激发的原子通常会很快回到它的基态能级,原子得到的能量会被辐射出来。
如果电场足够高,一些电子在碰撞中就会从原子电离出其他电子,产生二次电子和正离子。
1.2扩散在气体媒质中,粒子浓度或速度的梯度会导致沿梯度降低方向产生粒子流,这个粒子流称为扩散。
在电离气体中,电子被原子和分子沿外加电场的方向散射,散射的电子被气体容器表面吸收。
这些电子的损失被认为是扩散作用的结果。
虽然扩散的主要因素是电子的自由扩散,但扩散速率取决于电子浓度、场梯度、电子产生率、几何特征、尺寸及容器的表面条件等。
此外,扩散速率还依赖于电子和离子的相互作用。
1.3吸附效应电子可能被吸附在气体的中性粒子上。
一旦被吸附,被吸附的电子在离子化过程中不会再发挥任何作用,这是因为中性粒子的重量是电子的2000倍以上。
因此,中性粒子的速度比自由电子慢得多,它与失去的电子等价。
必须注意,这里失去的电子和扩散过程中的不一样,扩散过程的电子运动是场作用的结果。