空气中微波击穿电场的计算
本文采用扩散控制的微波击穿模型，计算了低气压空气的微波击穿电场。为获得简单而直观的计算方法，利用了直流场中的气体放电基本参量，给出了微波击穿电场的计算过程。通过合理的数学处理，推导出计算微波击穿电场的简单公式。计算结果显示，微波击穿电场与气压的关系呈现出典型的帕邢曲线，即在某个气压时击穿电场最小。最低击穿电场及其对应的气压，也以简单公式的形式在文中给出。用简单公式计算出的击穿电场与文献的实验结果基本符合，表明简单公式是正确的。在此基础上，探讨了影响击穿电场的因素。结果表明，等效直流场和电子平均温度均与微波频率无关，它们均是气压与特征扩散长度乘积的函数。微波击穿电场并不是气压与特征扩散长度乘积的函数，而是分别受气压、微波频率、特征扩散长度的影响。频率越高，击穿电场越大。特征扩散长度越大，击穿场强越小。
在航天设备从地面升入太空过程中，设备中的微波电子器件将经受环境气压从大气压到真空的变化过程。当航天设备处于某个高度，对应的气压为某个低气压时，一些器件会发生击穿现象而损坏，致使整个航天设备的可靠性下降。因此，为提高航天设备的可靠性，研究低气压情况下气体微波击穿的基本规律是十分必要的。
一般而言，气体在微波电场作用下，会产生击穿现象。根据气体压强的不同，微波击穿的机理不同。在真空状态下，放电空间气压很低，电子几乎不与空间气体分子发生碰撞，此时的微波击穿往往与器壁上的2 次电子发射效应有关，微波击穿对应的机理可以用/ 2 次电子倍增效应0描述。在低气压状态下，放电空间的气压相对于真空较高，电子将与空间气体分子发生碰撞，此时的微波击穿往往与电子在空间的扩散运动有关，微波击穿的机理可以用/ 电子扩散控制0 的击穿机理描述。
采用电子扩散控制的击穿机理，虽然已有许多研究，但是，这些研究均没有明确给出微波击穿电场的表达式，这对于实际应用是不方便的。
本文利用直流情况下已有的气体放电基本概和表达式，对于规则的放电结构，推导出了计算微波击穿电场的表达式。这对于快速、简便、直观地了解影响微波击穿的因素，总结微波击穿的规律，是有现实意义的。在此基础上，本文探讨了气压、微波频率、特征扩散长度等参量对微波击穿电场的影响。
4、结论
对于那些可以用特征扩散长度描述的规则放电系统，本文利用直流场中的气体放电基本参量，给出了基于扩散模型的微波击穿电场的计算方法。通过合理的数学处理，给出了计算击穿电场的简单公式。计算结果与文献的实验结果基本符合。简单公式的得出，对于直接、快速的了解影响微波击穿的各种因素，总结微波击穿的基本规律，以便于指导实际工作，起到积极的作用。
公式表明:
(1) Eeff/ p 、Te 均与频率无关，它们都是p+ 的函数。随着p+ 的增加，Te、Eeff/p 减小，并且变化趋势减缓。
(2) 微波击穿电场并不是p+ 的函数，而是气压p 、频率f 、特征扩散长度+ 的函数。
( 3) 微波击穿电场与气压P 的关系呈现出典型的帕邢曲线形式，即在某个气压时击穿电场最小。这对于微波电子器件在升入太空过程中至关重要。器件的设计应该使得它在该气压时不能击穿。电场频率越高，最低点位置气压越高，最低击穿电场越大。特征长度越大，最低点气压位置越小，最低击穿场强越小。
(4) 随着特征扩散长度的增加，击穿电场逐步减小。
(5) 随着微波频率的增加，击穿电场增加。
