航天器微波部件微放電分析及其應用（簡體書）

本書結合中國空間技術研究院西安分院數十年來在大功率微放電效應研究領域工程實踐的經驗和成果，重點介紹了微放電數值模擬相關概念、理論、方法和最新技術等內容，具備理論性和工程性；較為全面地介紹了我國微放電數值模擬研究技術方面取得的突出進展；同時針對航天器大功率典型微波部件介紹了微放電三維數值模擬方法，具備指導性和啟發性，並具有相應的技術深度。
本書主要面對大功率微波技術領域工程人員，亦可作為相關領域研究人員參考資料，或者高等院校航天相關專業研究生的教學參考書。

崔萬照，博士，研究員，博士生導師，享受國務院政府特殊津貼，航天科技集團公司衛星通信方向學術技術帶頭人，入選陝西省高層次人才特殊支持計劃科技創新領軍人才，現任中國空間技術研究院西安分院空間微波技術國家級重點實驗室副主任。主要研究方向為航天器大功率微波技術。獲航天貢獻獎、陝西國防工業十大創新標兵、中國電子學會優秀科技工作者、中國航天基金獎等；獲省部級一等獎1項、二等獎3項；主持在研基金委重點項目1項，授權和受理發明專利70余項，發表論文200餘篇，出版專著和譯著8部。
李韻，博士，高級工程師，任職于中國空間技術研究院西安分院空間微波技術國家級重點實驗室。長期從事空間微波特殊效應研究，負責國家自然科學基金青年項目、國家級重點預研基金等多項課題；獲中國空間技術研究院傑出青年人才計劃支持；獲陝西省國防科技進步獎、陝西省科學技術獎、中國電子學會科技進步獎各1項；發表論文30餘篇，授權和受理發明專利27項，出版譯著2部。
張洪太，研究員，國際宇航科學院院士，俄羅斯宇航科學院院士，“全國五一勞動獎章”獲得者，享受國務院政府特殊津貼，現任中國空間技術研究院院長，兼任中國東方紅衛星股份有限公司董事長、中央軍委科技委航天領域專家委員會副主任、中國宇航學會常務理事等職務。長期從事空間飛行器及其有效載荷的研製與項目管理工作，指導論證實施的各類項目涉及我國月球與深空探測、載人航天、北斗導航等重大航天工程。獲國防科學技術二等獎2項、國防技術發明二等獎1項、部級科技進步二等獎1項；獲國家級企業管理現代化創新成果一等獎1項、中國國防科技工業企業管理創新成果二等獎2項。

第 1章 緒論 001
1.1 概述 002
1.2 航天器微放電研究背景 007
1.3 航天器微放電數值模擬研究歷史 008
1.4 國內相關研究機構及研究進展 015
1.5 小結 016
參考文獻 017
第 2章 微放電中的二次電子發射基本理論與測量方法 021
2.1 概述 022
2.2 二次電子發射的基礎理論 023
2.3 二次電子發射的模擬計算方法 029
2.3.1 理論公式 029
2.3.2 Monte Carlo模擬 044
2.4 二次電子發射特性的測量 048
2.4.1 金屬材料的二次電子發射係數測量 048
2.4.2 介質和半導體材料的二次電子發射係數測量 050
2.4.3 二次電子能譜測量 052
2.5 影響二次電子發射特性的因素 055
2.5.1 表面吸附和污染物對二次電子發射係數的影響 055
2.5.2 表面形貌對二次電子發射係數的影響 058
2.6 常見金屬材料的二次電子發射特性 061
2.7 小結 064
參考文獻 064
第3章 電磁波時域有限差分方法 069
3.1 概述 070
3.2 FDTD發展與應用 071
3.3 Maxwell方程組及微分差分格式 073
3.4 空間離散與時間離散格式 075
3.5 FDTD三維公式 078
3.5.1 直角坐標中FDTD三維公式 078
3.5.2 柱坐標中FDTD三維公式 080
3.5.3 球坐標中FDTD三維公式 082
3.5.4 簡化的FDTD三維公式 084
3.6 網格劃分技術 085
3.7 邊界條件 086
3.7.1 常規場邊界條件 086
3.7.2 激勵源邊界條件 089
3.7.3 電磁波吸收邊界條件 093
3.8 穩定性條件 095
3.9 小結 096
參考文獻 096
第4章 粒子模擬方法 103
4.1 概述 104
4.2 粒子模擬方法發展與應用 105
4.3 粒子模擬方法流程 107
4.4 粒子模型及運動方程 109
4.4.1 宏粒子模型 109
4.4.2 粒子運動方程 109
4.5 粒子與場互作用算法 110
4.5.1 場對粒子的影響 110
4.5.2 粒子對場的影響 112
4.6 粒子邊界條件 115
4.6.1 常規粒子邊界條件 115
4.6.2 粒子發射邊界條件 116
4.7 小結 125
參考文獻 125
第5章 航天器大功率微波部件微放電電磁粒子仿真方法 133
5.1 概述 134
5.2 微放電電磁粒子仿真算法流程簡介 135
5.3 基於非均勻網格的微放電電磁粒子聯合仿真算法 137
5.4 微放電仿真邊界條件 138
5.4.1 導體邊界 139
5.4.2 開放邊界 139
5.4.3 對稱邊界 140
5.4.4 週期性邊界 140
5.5 二次電子發射對微放電仿真的影響 140
5.5.1 二次電子發射Furman模型基礎理論 140
5.5.2 二次電子發射數值模型基礎理論 142
5.5.3 SEY的三種主要組成部分 143
5.5.4 微放電仿真二次電子發射計算步驟 149
5.6 多載波微放電仿真 150
5.7 矩形波導微放電仿真與分析 153
5.8 阻抗變換器微放電仿真與分析 155
5.8.1 幾何建模 155
5.8.2 網格剖分 156
5.8.3 計算結果 157
5.9 脊波導濾波器微放電仿真與分析 162
5.9.1 幾何建模 162
5.9.2 網格剖分 163
5.9.3 計算結果 164
5.10 微波開關微放電仿真與分析 167
5.11 小結 170
參考文獻 170
第6章 電磁粒子仿真方法在行波管收集極模擬中的應用 175
6.1 概述 176
6.2 行波管工作原理 177
6.3 行波管收集極的工作原理 178
6.4 收集極的數值模擬算法 181
6.4.1 算法的基本原理 181
6.4.2 收集極中的二次電子 183
6.5 收集極模擬實例 184
6.5.1 收集極效率 184
6.5.2 模擬實例 186
6.6 小結 189
參考文獻 189
索引 191