[发明专利]一种通过UV光源加载电子的微放电试验方法及系统

说明书

本发明提出的一种通过UV光源加载电子的微放电试验方法，(1)将UV光源及试验件同时置于真空设备中，产生大量自由电子，并调整UV光源的光圈及电压，使UV激光能量大于40μW；(2)通过计算或测量，得到光纤作用在试验件表面所产生的电子数量，如果电子数在100μs内大于100个，则微放电发生的自由电子条件满足要求；(3)关闭UV光源，真空设备启动，使UV光源处于真空环境；(4)开启UV光源电源，对试验件加载功率信号，将调零信号调整为小于－60dBm，如果调零信号始终小于－60dBm，测试结束，关闭UV光源电源。本发明在试验前和试验后均需要关闭光源的电源，和放射源相比，减少了对人体的危害，操作安全。

技术领域

本发明属于微放电领域，具体涉及一种通过UV光源加载电子的微放电试验方法及系统。

背景技术

微放电效应是发生在两个金属表面之间或者是单个介质表面上的一种谐振真空放电现象。它是由射频电场激发的，通常是真空条件下在微波系统中发生。当空间设备中发生微放电效应时，通常会损害系统设备，造成系统不能正常工作。随着空间有效载荷功率需求不断加大，微放电已经成为决定卫星正常工作的重要因素。因此，必须建立有效的地面微放电检测试验工作。

在空间环境中，由于磁性圈、太阳耀斑、宇宙射线粒子辐射等原因存在大量的粒子(包括电子)，并穿透微波部件的内壁，在部件内部形成能够诱发微放电的种子电子。为了在地面有效评估微波部件的微放电风险，在微放电试验中必须在微波部件内部产生种子电子。欧空局的微放电设计与试验标准中明确规定，在微放电试验中必须加载足够多的种子电子(adequate electron seeding)，并验证种子电子加载的有效性。

在地面的真空微放电试验中，如果不合理加载种子电子，即使满足发生微放电的条件，也可能无法激发微放电，导致测试阈值较真实阈值偏高，使得产品存在潜在放电风险。因此，种子电子的合理加载对于微放电试验验证有效性至关重要。

地面微放电检测试验中自由电子产生的方法通常有下列几种：(1)放射源：

如锶Sr90源、铯Cs137等；(2)冷阴极电子发射源：如钨丝尖场致电子发射源；(3)紫外光源：UV光照射金属通过光电效应产生自由电子。

放射源类电子源产生方式其优点虽然很明显，但是成本高，维护复杂，具有辐射性，对人体有害，并存在半衰期，使用寿命时间有限，异地外场试验不便。

欧洲ESA大功率研究中心研发出使用UV光源作为激发电子源的方式。但是用于微放电试验的方法只是提到了置入法，但并未充分考虑对器件电磁场的影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术的不足，通过旁侧法和反射法，在放电中施加足够的电子，用来激发放电，消除光纤对器件电磁场的影响。

本发明的技术解决方案是：

一种通过UV光源加载电子的微放电试验方法，具体步骤如下：

(1)将UV光源及试验件同时置于真空设备中，使用旁侧法时，将UV光源中的光纤对准试验件上排气孔周围1cm以内的区域；使用反射法时，在距离排气孔小于5cm处放置一个和试验件相同材质和镀层的反射板，将光纤对准反射板，两种方法均产生大量自由电子，并调整UV光源的光圈及电压，使UV激光能量大于40μW；

(2)通过计算或测量，得到光纤作用在试验件表面所产生的电子数量，如果电子数在100μs内大于100个，则微放电发生的自由电子条件满足要求，进入步骤(3)；

(3)关闭UV光源，真空设备启动，使UV光源处于真空环境，真空环境优于6.65*10^-3Pa，真空环境保持一定时间后，准备开展微放电试验；