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微放电检测方法的总结与分析

企业新闻 / 2022-08-04 19:35

本文摘要:微静电是在真空条件下,再次发生在微波器件内部的射频穿透现象。近年来,随着空间技术的发展,微波部件工作的功率更加大,使得空间再次发生微静电的可能性大大增加。 工作在大功率状态下的微波器件,当功率、射频和器件内部结构尺寸符合一定关系时再次发生微静电效应,这种现象的产生又各不相同真空压力、加工工艺、表面处置、材料、污染等因素。微静电一旦产生将导致严重后果,造成微波传输系统驻波比减小,光线功率减少,噪声电平压低,导致系统无法长时间工作。

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微静电是在真空条件下,再次发生在微波器件内部的射频穿透现象。近年来,随着空间技术的发展,微波部件工作的功率更加大,使得空间再次发生微静电的可能性大大增加。

工作在大功率状态下的微波器件,当功率、射频和器件内部结构尺寸符合一定关系时再次发生微静电效应,这种现象的产生又各不相同真空压力、加工工艺、表面处置、材料、污染等因素。微静电一旦产生将导致严重后果,造成微波传输系统驻波比减小,光线功率减少,噪声电平压低,导致系统无法长时间工作。

高电平微静电可以引发穿透,射频功率全反射,部件永久性毁坏,通信信道失去工作能力。基于微静电再次发生不会产生严重影响,而且微静电产生机理简单,至今还没几乎掌控;同时,实际中制作工艺与工艺缺失,以及存放在过程中可能会污染等方面原因,不会造成实际的微静电阈值比设计的较低;因此,必需对生产好的器件以及待用于的器件展开微静电测试。  1微静电现象及检测原理  微静电效应是由器件表面二次电子升空引发的,由图1可以看见,不会产生雪崩现象,这种效应是谐振性的,因为电子渡越时间必然是射频场周期一半的奇数倍。这种谐振效应又依赖射频场、器件结构缝隙和表面次级电子升空特性等因素。

因此,在真空情况下,当电子的平均值权利程小于器件结构缝隙尺寸;微波器件内缝隙尺寸人与自然波频率使得电子渡越时间为射频场周期一半的奇数倍;表面二次电子升空系数小于1;则电子在强微敲电场加快下产生电子二次大幅提高,即微静电现象。表面二次电子升空特性又与材料、表面处置、污染、温度、电子碰撞板时的速度和缝隙电压等因素有关。

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  图1双金属表面微静电再次发生过程示意图  微静电的产生反感地依赖器件表面电子二次升空特性,尽管在产品检验时器件符合微静电设计容限的拒绝,但对新的加工出有的正样产品仍必须展开微静电效应测试。由于产品加工过程中并未预计到的污染、表面材料状况、粘结剂和润滑剂的不存在;锋利边缘场强的减少等因素都会使产品微静电效应阈值上升,因而必需对飞行器件本身或飞行中样品展开测试,并尚存功率余量(一般设计为3~6dB)。

  根据微静电再次发生不会对被测件的输入输出信号产生一定影响,如产生输出信号振幅和幅度发生变化,产生输出信号的谐波变化,或者被测件光线功率减小等。同时,再次发生微静电也不会产生来自被测件表面的气体或者离子等静电唤起,或者产生静电唤起的电流等。微静电检测就是基于这两方面特点来辨别被测件否再次发生了微静电。  目前国内外早已研究出有了多种检测微静电的方法,但是由于微静电现象比较复杂,各种检测方法都在检测灵敏度和辨别静电可靠性两方面必须辩论,如检测中可能会再次发生了静电,但因为检测方法的设备系统有一定延后无法及时的辨别静电,或者有其他现象产生类似于静电的影响,从而被失误为静电等。

  下面讲解一般微静电检测系统的构成及特点。微静电检测系统主要还包括四个部分:功率读取系统,真空罐,大功率吸取系统,检测系统。功率读取系统产生所需的测试信号,这个信号输出放到真空系统的被测件,输入的功率一部分被阻抗吸取。

在真空罐两端耦合相连检测系统,检测真空系统中的被测件两端测试信号振幅、幅度及底噪的涉及变化,由此辨别被测器件否再次发生了静电;也可以在真空系统中装电子探针或光纤并相连到表明设备上,检测否再次发生了静电。微静电检测系统基本原理图如图2右图(其中*为电子探针或光纤)。详尽的检测方法下面将做到讲解。


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