产生等离子体的方法及其特点

heyjack · 发表于 2012-12-21 15:11:41

产生等离子体主要有热致电离、气体放电、放射性同位素、激光照射、高功率微波激励等方法。而目前在机载条件下常用的方法主要是气体放电法和涂抹放射性同位素两种方法（二者均产生非均衡冷等离子体），其中常用的气体放电法分为以下几种：
  （1）大气压下的介质阻挡放电和辉光放电:
  大气压下利用介质阻挡放电和辉光放电来产生等离子体，无需真空装置，因此系统结构简单，已在许多技术领域广泛应用。利用介质阻挡放电产生等离子体，可以在局部获得1014/cm3左右的电子密度,但是由于介质阻挡放电实际上是丝状流光放电，在两电极间放电丝是随机分布的，这样等离子体是极不稳定的；同时，在两电极间加的是高交变电压，在一个周期内的一个放电电流脉冲只维持几微秒的时间，其占空比很小，在电流脉冲过后，等离子体扩散很快，以致于在大部分时间内，雷达波并未被等离子体所吸收。所以，利用介质阻挡放电来产生用于隐身的等离子体受到极大的限制。国内测试了在梳状电极间施加交流高压所产生的介质阻挡放电等离子体对微波的衰减情况，采用不锈钢电极，并用薄玻璃管套封，电极间距离为1.5cm，当电压在3－5kV，100－10kHz范围内变化时，利用网络分析仪在2－18GHz内扫描，几乎无法测出等离子体对微波的衰减。在一定条件下，流光放电可以转化，得到大气压辉光放电。近年来，国内外均对此等离子体的特性进行了大量研究。研究表明，虽然该等离子体均匀性较差、厚度较薄口，但当放电电压和频率适当时，所产生的等离子体对微波具有一定的衰减作用。由于大气辉光等离子体可通过覆盖在目标上的梳状平行电极来产生，入射微波可直接进入等离子体并与之发生作用，如果能改善其均匀性，提高其厚度，并能从理论上找到最佳电压和频率，将有助于加速其在隐身上的应用。
  （2）直流辉光放电：
  直流辉光放电是一种研究得比较透彻、理论比较完善的技术，是指采用直流或脉冲直流高压，使气体发生正常或异常辉光放电，但通常利用其正常辉光区。需要指出的是，放电多是在封闭腔中产生的，必须有真空容器和抽真空的相应装置，真空腔应采用透微波的材料，如玻璃。利用直流辉光放电装置产生等离子体，其电子密度、温度等参数基本能满足要求，但是在通常的应用场合下，这些装置产生的等离子体体积均较小，如经典直流放电管的直径通常只有1～2cm 左右，两电极间距离也只有几厘米，远远不能满足隐身要求。根据气体放电的相似性原理，如果增大电极的面积和间距，而放电电压不变，则会相应地降低等离子体的密度；同时，由于放电是在低压(通常≤ 100Pa)下发生的，其等离子体碰撞频率约为108Hz量级，远小于雷达波频率，因而碰撞衰减较小。如果在经典的辉光放电装置幸胪饧哟懦?通常采用磁镜结构)，形成气体的潘宁放电，则一方面可以在增大其体积的同时增大电子密度和碰撞频率，同时还引入了电子和离子对微波的回旋共振吸收，从而有利于增大等离子体对电磁波的吸收。但是，与高气压下等离子体的宽波段碰撞吸收不同，该吸收的带宽较窄，并受碰撞频率的影响
  （4）强电离气体放电：
  近年来，国内有人提出将高气压强电离气体放电方式产生的非平衡等离子体用于隐身，并展开了相应的研究，认为利用强电离气体放电方法产生非平衡等离子体的实用型等离子体发生器，可望解决当前等离子体隐身技术普遍存在的一些主要问题。但这一研究还处于初步阶段，理论模型尚需要完善，工程实验也需要进一步深入下去。
  在兵器特定部位(如强散射区)涂一层放射性核素是另一种产生等离子体的常用方法，其涂层辐射剂量应确保它的α射线电离空气所产生的等离子体包层具有足够的电子密度和厚度，以确保对雷达波有最强的吸收。与气体放电法相比，涂抹放射性同位素这种方法比较昂贵，而且维护困难。

paperplane · 发表于 2013-6-10 01:54:53

赚点分不容易啊

dota123 · 发表于 2014-1-21 07:29:15

哈哈我支持你

kaiser_cn · 发表于 2015-2-8 23:34:52

哈哈，看的人多，回的人少

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