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微波器件微放电阈值计算的快速单粒子蒙特卡罗方法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP301.6[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50977076)资助的课题.
中文摘要:

为了计算微波器件的微放电阈值,提出了一种快速单粒子蒙特卡罗方法.该方法对二次电子出射能量、出射角度和相位等参数进行随机处理,结合四阶龙格库塔法和Furman模型模拟了电子运动和二次电子发射系数,并以多次连续碰撞的二次电子发射系数的算数平均值作为微放电效应发生的判据.以平板传输线横电磁模式为研究对象,分别采用快速单粒子蒙特卡罗方法、统计模型、传统蒙特卡罗方法以及粒子模拟方法计算其微放电阈值和敏感区域.计算结果表明,该方法不仅具有与统计模型和粒子模拟方法相当的计算精度,而且比统计模型方法的适应性更强,比传统蒙特卡罗方法的稳定性更好,比粒子模拟方法的计算效率高几十倍以上。

英文摘要:

To compute the breakdown thresholds of multipactor in microwave devices, a fast single particle Monte-Carlo (SP- MC) method is presented, which considers the random nature of secondary electrons and their initial energies, phases and angles. With Runge-Kutta method and Furman model, the motion of the electron and the secondary electron yield (SEY) of the wall of the device are computed. An effective SEY is regarded as a criterion to estimate whether multipactor occurs, which is computed by averaging the SEYs for all impacts. As an example, the multipactor in a transmission line composed of parallel plates is investigated with the presented SP-MC method, traditional Monte-Carlo method, statistical theory method and particle-in-cell method separately. The results obtained from the SP-MC method accord well with those from the statistical theory method and particle-in-cell method, including the results of the susceptibility zones, break thresholds on specific products of frequency and gap space. Moreover, the SP-MC method is more adaptive than the statistical theory method, more stable than the traditional Monte-Carlo method and much more efficient than the particle-in-cell method.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876