Пробой газов в сверхсильных СВЧ-полях

• Автор: Игнатьев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

§ I. Пробой газов в относительно слабых СВЧ полях ... 4.-5”

§ 2. Работы о пробое газов в еверхсильннх СВЧ полях.. & S

§ 3. Выводы к гл.1 и постановка задачи

ГЛАВА 2. ПОСТОЯННАЯ РАЗВИТИЯ ЛАВИНЫ ИОНИЗАЦИИ ГАЗОВ В

СВЕРХСИЛЬНЫХ СВЧ ПОЛЯХ

$ I. Температура электронов в поле при пробое газов в

поле сверхсильной СВЧ волны

§ 2. Пробой газа низкого давления

§ 3. Пробой газа высокого давления

§ 4. Влияние магнитной составляющей поля на пробой газа

высокого давления
§ 5. Выводы
ГЛАВА 3. ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРИ ПРОБОЕ ГАЗОВ
В СВЕРХСИЛЬНЫХ СВЧ ПОЛЯХ
§ I. Явный вид функции распределения
§ 2. Потоки ускоренных электронов
§ 3. Устойчивость безэлектродного разряда в поле
сверхсильной электромагнитной волны
§ 4. Пробой тонкого слоя
§ 5
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ПЛАЗМЫ ПРИ ПРОБОЕ В СВЕРХСИЛЬНЫХ ПОЛЯХ.. 4
§ I. Динамика развития пробоя в поле сходящегося
СВЧ пучка
§ 2. Разлет плазмы в сверхсильных СВЧ полях
§ 3. О возможности экспериментального определения

постоянной развития лавины ионизации
§ 4. Выводы
ОБЩИЕ ВЬШОДЫ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
ЛИТЕРАТУРА

Впервые с проблемой СВЧ-пробоя газов исследователи столкнулись в середине-конце сороковых годов, когда начала бурно развиваться новая область радиоэлектроники- радиолокация. Первые локаторы появились еще до второй мировой войны. Они работали на больших длинах волн, имели малую выходную мощность и, как следствие этого, небольшой радиус действия и низкую точность обнаружения. Такие параметры не могли удовлетворить возросшие требования, поэтому после войны развитие радиолокации пошло сразу по нескольким взаимосвязанным направлениям: уменьшение длины волны, увеличение мощности излучения, сужение диаграммы направленности. Пока мощности излучения были малы, а применяемые длины волн-велики, распространение излучения через волноводные тракты систем не вызывало никаких проблем, кроме чисто радиотехнических, хорошо известных еще с двадцатых годов. Однако по мере развития техники перед инженерами-конструкторами встала новая физико-техническая задача: передача мощных потоков дециметрового и сантиметрового диапазонов через волноводные системы и излучающие антенны. Новизна этой задачи заключалась в следующем. Было замечено, что при определенных соотношениях между длиной волны, длительностью импульса излучения и напряженностью поля в волноводных системах происходит явление пробоя наполняющего газа (воздуха/, что приводит к "запиранию" системы для данной длины волны, поглощению излучения внутри системы, и как следствие этого, резкому ограничению излучаемой мощности и даже выходу из строя всей радиоэлектронной установки. Таким образом, успешное разрешение технической проблемы радиолокации уже на первых этапах оказалось тесно связанным с решением чисто физической проблемы: исследованием взаимодейст-
-.5~с>
С £ - и2 - і(х)СІ-Кх
І ГУ} о (-
2 - и ъ
V ЭС - ^ХГ (п Тп
момент времени, в который включается поле или рождается электрон при неупругом столкновении / 75/.
Рассмотрим подробнее к чему приводит влияние магнитной составляющей поля волны на движение электрона. Под действием магнитной составляющей электрон проходит за период поля лишь определенную часть длины волны. Вследствии этого электрон, РОДИВ'
шийся во время действия У1 - ного полупериода поля, со скоростью, раной нулю, вновь получит нулевую скорость не В " И + ±. "-Й полупериод, как это было бы в нерелятивистском случае, а в какие-то последующие полупериоды. Величина такого пролета зависит от амплитуды электромагнитного поля и от фазы в которой рождается электрон в " Уь " - полупериод.
Как показано в / 29 / (см. также в § 2 гл.1) в случае сильных полей, когда выполняются неравенства (2.4) и (2.5), вновь рождающиеся электроны распределены по фазам равномерно. Тогда для постоянной развития лавины ионизации У справедливо соотношение:
(2.20)