国之重器出版工程 空间技术与科学研究丛书 航天器微波部件微放电分析及其应用
作者：崔万照等 著
出版时间：2019年版
丛编项：国之重器出版工程
内容简介
本书结合中国空间技术研究院西安分院数十年来在大功率微放电效应研究领域工程实践的经验和成果，重点介绍了微放电数值模拟相关概念、理论、方法和*新技术等内容，具备理论性和工程性；较为全面地介绍了我国微放电数值模拟研究技术方面取得的突出进展；同时针对航天器大功率典型微波部件介绍了微放电三维数值模拟方法，具备指导性和启发性，并具有相应的技术深度。本书主要面对大功率微波技术领域工程人员，亦可作为相关领域研究人员参考资料，或者高等院校航天相关专业研究生的教学参考书。
目录
第 1章 绪论 001
1．1 概述 002
1．2 航天器微放电研究背景 007
1．3 航天器微放电数值模拟研究历史 008
1．4 国内相关研究机构及研究进展 015
1．5 小结 016
参考文献 017
第 2章 微放电中的二次电子发射基本理论与测量方法 021
2．1 概述 022
2．2 二次电子发射的基础理论 023
2．3 二次电子发射的模拟计算方法 029
2．3．1 理论公式 029
2．3．2 Monte Carlo模拟 044
2．4 二次电子发射特性的测量 048
2．4．1 金属材料的二次电子发射系数测量 048
2．4．2 介质和半导体材料的二次电子发射系数测量 050
2．4．3 二次电子能谱测量 052
2．5 影响二次电子发射特性的因素 055
2．5．1 表面吸附和污染物对二次电子发射系数的影响 055
2．5．2 表面形貌对二次电子发射系数的影响 058
2．6 常见金属材料的二次电子发射特性 061
2．7 小结 064
参考文献 064
第3章 电磁波时域有限差分方法 069
3．1 概述 070
3．2 FDTD发展与应用 071
3．3 Maxwell方程组及微分差分格式 073
3．4 空间离散与时间离散格式 075
3．5 FDTD三维公式 078
3．5．1 直角坐标中FDTD三维公式 078
3．5．2 柱坐标中FDTD三维公式 080
3．5．3 球坐标中FDTD三维公式 082
3．5．4 简化的FDTD三维公式 084
3．6 网格划分技术 085
3．7 边界条件 086
3．7．1 常规场边界条件 086
3．7．2 激励源边界条件 089
3．7．3 电磁波吸收边界条件 093
3．8 稳定性条件 095
3．9 小结 096
参考文献 096
第4章 粒子模拟方法 103
4．1 概述 104
4．2 粒子模拟方法发展与应用 105
4．3 粒子模拟方法流程 107
4．4 粒子模型及运动方程 109
4．4．1 宏粒子模型 109
4．4．2 粒子运动方程 109
4．5 粒子与场互作用算法 110
4．5．1 场对粒子的影响 110
4．5．2 粒子对场的影响 112
4．6 粒子边界条件 115
4．6．1 常规粒子边界条件 115
4．6．2 粒子发射边界条件 116
4．7 小结 125
参考文献 125
第5章 航天器大功率微波部件微放电电磁粒子仿真方法 133
5．1 概述 134
5．2 微放电电磁粒子仿真算法流程简介 135
5．3 基于非均匀网格的微放电电磁粒子联合仿真算法 137
5．4 微放电仿真边界条件 138
5．4．1 导体边界 139
5．4．2 开放边界 139
5．4．3 对称边界 140
5．4．4 周期性边界 140
5．5 二次电子发射对微放电仿真的影响 140
5．5．1 二次电子发射Furman模型基础理论 140
5．5．2 二次电子发射数值模型基础理论 142
5．5．3 SEY的三种主要组成部分 143
5．5．4 微放电仿真二次电子发射计算步骤 149
5．6 多载波微放电仿真 150
5．7 矩形波导微放电仿真与分析 153
5．8 阻抗变换器微放电仿真与分析 155
5．8．1 几何建模 155
5．8．2 网格剖分 156
5．8．3 计算结果 157
5．9 脊波导滤波器微放电仿真与分析 162
5．9．1 几何建模 162
5．9．2 网格剖分 163
5．9．3 计算结果 164
5．10 微波开关微放电仿真与分析 167
5．11 小结 170
参考文献 170
第6章 电磁粒子仿真方法在行波管收集极模拟中的应用 175
6．1 概述 176
6．2 行波管工作原理 177
6．3 行波管收集极的工作原理 178
6．4 收集极的数值模拟算法 181
6．4．1 算法的基本原理 181
6．4．2 收集极中的二次电子 183
6．5 收集极模拟实例 184
6．5．1 收集极效率 184
6．5．2 模拟实例 186
6．6 小结 189
参考文献 189
索引 191