[发明专利]一种确定空间微波部件给定相位多载波微放电阈值的方法

说明书

技术领域

本发明属于微波领域，涉及一种确定空间微波部件给定相位多载波微放电阈值的方法。 

背景技术

目前大多数卫星都工作在多载波模式，通信卫星收发系统双工器的滤波器是信号传输的公共通道，并且处于高谐振状态，存在多载波信号激励下微放电的分析与设计问题。 

多载波微放电分析不同于单载波情形最重要的区别在于，激励信号的幅度并不是恒定的，是随着初始相位的不同随时间快速变化的。空间微波部件中电子数目并非随时间单调变化，二次电子累积曲线易出现较大的抖动，严重干扰了微放电阈值的定量分析。 

目前进行多载波微放电设计的主要依据是P20理论，即采用传输信号的等效电压作为单载波信号进行部件设计，并采取单频信号进行实验验证。国内外的研究表明，基于P20理论存在严重的部件过设计问题，实验验证也只是验证单载波设计是否合理。随着星上幅度的进一步提高，以及在固定平台上提高载荷比重的进一步需求，对多载波微波部件微放电分析与小型化设计提出了更高要求。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可以准确确定空间微波部件给定相位多载波微放电阈值的方法。 

本发明的技术解决方案是：一种确定空间微波部件给定相位多载波微放电阈值的方法，步骤如下： 

(1)针对待分析微波部件，采用给定相位不同幅度的多载波合成信号作为 激励信号进行粒子模拟或者近似计算，获得不同激励信号作用下待分析微波部件在ts时间内的二次电子累积曲线N(t_i)，0≤t_i≤t_s，t_i＝i*Δt，i为非负整数，Δt为记录电子数目的时间间隔，N(t_i)的最大数目为N_max；所述的多载波合成信号采用表达式描述，其中m为多载波的载波数，a为载波的幅度，ω_j为第j路载波的角频率，为第j路载波的初始相位，j＝1、2、3......m，t为时间变量，t≤t_s；a的取值为a_ii＝V₀+h*ii，ii＝1，2...p，V₀为基准幅度值，h为步长；t_s的取值为(t_s)_jj＝2*T+ε*T*(jj-1)，jj＝1，2...q，T为相邻载波频率间隔最小值的倒数，ε为时间步长因子； 

(2)对步骤(1)中获取的二次电子累积曲线进行处理，分别获得载波幅度为a_ii且仿真时间为(t_s)_jj对应的二次电子互补累积概率曲线；二次电子互补累积概率曲线的获取方法为： 

(2.1)统计不同电子数目出现的概率P1(n)，其中NUM(n)为二次电子数目n出现的次数，n∈[0，N_max]； 

(2.2)计算n及其比n小的电子数目的累积概率，获得电子累积分布函数P2(n)，P2(n)=Σk=0nP1(k);]]>

(2.3)求取电子互补累积分布函数P(n)，P(n)＝1-P2(n)，利用P(n)并将横坐标和纵坐标均改为对数坐标显示，得到二次电子互补累积概率曲线； 

(3)对载波幅度为a_ii且仿真时间为(t_s)₁的二次电子互补累积概率曲线进行分析，ii＝1，2...p，寻找x∈(1，2...p)，满足当ii≤x时二次电子互补累积概率曲线重合或者间距变化较小，当ii＞x时二次电子互补累积概率曲线间距开始明显增大；