微放电是在真空条件下，发作在微波器材内部的射频击穿景象。这些年，跟着空间技能的翻开，微波部件作业的功率越来越大，使有空间发作微放电的或许性大大添加。作业在大功率状况下的微波器材，当功率、射频和器材内部构造标准满意必定联络时发作微放电效应，这种景象的发作又取决于真空压力、加工技能、外表处理、资料、污染等要素。微放电一旦发作将构成严峻效果，致使微波传输体系驻波比增大，反射功率添加，噪声电平举高，致使体系不能正常作业。高电平微放电可致使使击穿，射频功率全反射，部件耐久性损坏，通讯信道丢掉作业才调。依据微放电发作会发作严峻影响，并且微放电发作机理凌乱，至今还没有彻底把握；一同，实习中制作技能与技能缺陷，以及寄存进程中或许会污染等方面要素，会致使实习的微放电阈值比方案的低；因而，有必要对制作好的器材以及待运用的器材进行微放电查验。

1 微放电景象及检查原理

微放电效应是由器材外表二次电子发射致使的，由图1能够看到，会发作雪崩景象，这种效应是谐振性的，由于电子渡越时刻必定是射频场周期一半的奇数倍。这种谐振效应又依托于射频场、器材构造缝隙和外表次级电子发射特性等要素。因而，在真空状况下，当电子的均匀自在程大于器材构造缝隙标准；微波器材内缝隙标准和谐波频率使得电子渡越时刻为射频场周期一半的奇数倍；外表二次电子发射系数大于1；则电子在强微放电场加快下发作电子二次倍增，即微放电景象。外表二次电子发射特性又与资料、外表处理、污染、温度、电子碰击板时的速度和缝隙电压等要素有关。

微放电的发作剧烈地依托于器材外表电子二次发射特性，虽然在商品鉴守时器材满意微放电方案容限的恳求，但对新加工出的正样商品仍需求进行微放电效应查验。由于商品加工进程中未估量到的污染、外表资料状况、粘结剂和润滑剂的存在；锋利边际场强的添加等要素都会使商品微放电效应阈值降低，因而有必要对飞翔器材本身或飞翔样品进行查验，并留有功率余量（通常方案为3~6 dB）。

依据微放电发作会对被测件的输入输出信号发作必定影响，如发作输入信号相位和崎岖发作改动，发作输入信号的谐波改动，或许被测件反射功率增大等。一同，发作微放电也会发作来自被测件外表的气体或许离子等放电激起，或许发作放电激起的电流等。微放电检查即是依据这两方面特征来差异被测件是不是发作了微放电。

如今国表里现已研讨出了多种检查微放电的办法，可是由于微放电景象比照凌乱，各种检查办法都在检查活络度和差异放电牢靠性两方面需求谈论，如检查中或许会发作了放电，但由于检查办法的设备体系有必定推延不能及时的差异放电，或许有别的景象发作相似于放电的影响，然后被误判为放电等。

下面介绍通常微放电检查体系的构成及特征。微放电检查体系首要包含四个有些：功率加载体系，真空罐，大功率吸收体系，检查体系。功率加载体系发作所需的查验信号，这个信号输入放在真空体系的被测件，输出的功率一有些被负载吸收。在真空罐两头耦合联接检查体系，检查真空体系中的被测件两头查验信号相位、崎岖及底噪的有关改动，由此差异被测器材是不是发作了放电；也能够在真空体系中装电子探针或光纤并联接到闪现设备上，检查是不是发作了放电。微放电检查体系底子原理图如图2所示（其间*为电子探针或光纤）。详细的检查办法下面将做介绍。

2 检查办法介绍

微放电的检查办法分为有些法和大局法，如图1中的电子探针或光电倍增管/光纤。有些法有光电倍增检查和电子探针检查；大局查观念有二次谐波检查、剩下物质检查、前后向功率调零检查、近载波噪声检查和调幅法等。微放电有些查观念是运用放电会增大电子浓度或许激起气体放电；大局检查办法是运用了微放电进程中信号的改动特性，经过观测信号的前后改动来检查微放电。

欧洲空间标准化和谐组织指定的关于微放电方案和查验方面的标准明晰规矩，微放电实验中有必要包含两种检查办法，其间有一种办法有必要是大局查观念。因而对微放电的检查办法的研讨不容忽略。

2.1 有些查观念

2.1.1 光电倍增查观念

光电倍增查观念检查微放电是一种十分有用的检查办法。它是运用电子二次倍增器材曝光的相片来检查放电，这种电子二次倍增能够使来自电子二次倍增资料外表或是在真空体系中存在的参加气体分子电离。把光纤经过一个小孔放在射频部件的内部，并尽或许地挨近放电区域，把光纤的另一端接到放在真空罐外的光电倍增器上，光电倍增器上的任何输出都有或许在示波器上闪现，并且去触发一个电子二次倍增作业检查器。

这种检查办法关于微放电检查能够精确差异放电，可是需求预先精确区域别放电方位，并且还需求在器材上打孔，这仅关于实验件还能够丈量，可是会影响器材的别的功用，因而不是一种实验室常用的检查微放电的办法。

2.1.2 电子探针查观念

电子探针查观念是运用设备在被测件内的探头检查电子浓度的改动来检查微放电景象。微放电景象的发作老是伴跟着很多自在电子的发作，微波设备中的电子浓度能够经过在估量微放电发作的区域刺进一个带正电的探头来进行丈量，带负电的电子探针被探头吸附，然后在探头中发作一个纤细可是能够检查的电流，电流的数值能够被用来标明电子浓度。

这种检查办法十分易于完毕，因而在很多查验中作为一个遍及的挑选。可是，这种检查办法也有一些缺陷，如需求一个电路来拓宽弱小电流，然后检查速度较慢，在运用中首要是作为辅佐检查；一同，关于包含外表放电机理在内的放电来说这不老是一个适宜的检查办法；究竟，与光电倍增查观念相同需求在被测件上预先方案好孔，然后构成微放电查验的捆绑性。

2.2 大局查观念

2.2.1 剩下物质检查

剩下物质查观念是选用一个质谱仪，检查在电子二次倍增放电器材开释的污染物和呈现的水分。由于用铝或带有涂层加工成的元件，在加工进程中，资料外表能吸收水分，在电子二次倍增放电时期此水分被开释，当电子二次倍增放电放生时，包富含胶、环氧树脂和别的非金属化合物的那些构成元件将放出碳氢化合物气体。经过真空罐的接入端把质谱仪作为真空系一同个有些装入，用一个真空阀门来阻隔明暗的朴素头，这么阻挠在正常操作时和用分外不洁净元件时所发作的不必要的污染。

这种检查办法检查速度较慢，不能检查活络微放电刹那间，微放电发作和设备的检查有必定的时延。

2.2.2 近载波噪声查观念

微放电是一种谐振景象，并且会添加载波邻近频率的噪声，假定能采纳办法滤除载波，则在载波邻近频段内噪声电平的跋涉能够被频谱仪检查到。假定这种检查设备和一个低噪声拓宽器联合运用，即是一种活络度十分高的检查办法。

这种办法能够用于单载波或多载波信号，但不适用于脉冲办法下作业，由于脉冲会发作谐波，假定脉冲长度和办法挑选不妥，则脉冲会在查验频段内发作谐波。这种办法的另一个疑问即是，别的致使噪声的景象会被误以为微放电景象的发作，如查验体系中接头松动等也会致使相似微放电的噪声。

2.2.3 谐波查观念

谐波查观念是所用的最牢靠的检查办法之一。它是运用微放电会发作输入信号的谐波分量来检查放电景象。运用谐波查观念，为了优化操作，在输入前端需求滤去高功率拓宽器和信号源本身非线性所发作的谐波分量，也需求在输出端极好地耦合微放电非线性效果，即信号发作的谐波分量。

这种检查办法有多个利益：检查体系易于树立，检查放电十分快并且牢靠，分外在多载波微放电发作时刻十分短的条件下运用谐波查观念就十分有用。可是，这种检查办法与近载波噪声检查相似，或许会呈现非微放电发作的谐波分量被误以为放电景象，因而，在运用中要与别的检查办法（不包含近载波噪声查观念）一同来差异放电。在实习运用中，跟着运用的频率跋涉，关于检查设备提出了更严苛的恳求，关于运用带来了条件的捆绑。

2.2.4 前后向功率查观念

前后向功率查观念是经过刻苦率计观测被测件的反射功率和输入功率来检查放电景象。在不相同的微波部件联接中失配会致使反射功率，在一个超卓方案的体系中，对每一个不相同部件间的匹配联接进行了超卓方案时反射功率很小，而高Q 器材仅仅在一个特定频率（或几个特定频率）上超卓匹配，假定发作放电电子谐振景象，则会致使器材的失和谐匹配才调降低，然后致使反射功率的添加，进而作为放电差异的依据。

这种检查办法在通常状况下检查十分活络牢靠，由于简直没有别的状况构成失配，然后被误判为放电；并且在脉冲办法下能够极好的作业，由于不需求观测信号的频谱。可是，关于匹配较差的器材和低Q器材，这种检查办法检查就不行活络。

2.2.5 前后向功率调零查观念

前后向功率调零查观念，运用了微放电进程中放电对信号崎岖和相位的改动树立的，是如今运用中最活络的微放电检查办法。它是用一个电桥耦合器把来自被测件的反射功率和经过器材的一有些信号进行衰减调幅调相以抵达等幅反向状况，然后完毕调零电平。只需前向和反向功率发作改动，就会致使调零状况改动，然后以为是发作了放电。

这种检查办法十分活络，由于只需前向和反向功率发作一点改动，调零电平就会发作改动，然后差异微放电；并且调零查观念能够在脉冲办法下极好的作业。可是，这种检查办法在一些特定的状况下也会发作误判，如查验体系中接头松动，被测件有杂质，或许查验中波导体系晃动等都会构成反射功率发作一点改动，然后或许被误判为放电。

2.2.6 调幅法

调幅法是在输入前端将一个小调制的低频信号崎岖调制到射频信号送入查验链路，由于调幅深度低，在微放电发作之前，频谱只需载波信号和边频信号，别的分量简直吞没在噪声中。微放电时，信号能量由载波和调幅边频信号向近载波噪声搬家，由于微放电的非线性效果，会致使边频信号的谐波，由于载波能量向周围噪声搬家的改动，调制在其上的边频信号的谐波以更高的崎岖增大，从改动后的频谱中，能够明晰地观测到边频信号以及它的谐波改动，依据这种前后剧烈改动检查微放电效应。

这种检查办法设备简略，并且检查相对活络，分外是关于挨近微放电阈值时更为活络，因而，它适宜来检查弱小的放电景象。可是，这种检查办法检查是经过近载波的边频分量改动来检查放电，所以在多载波和脉冲办法下不适宜用此办法来检查放电。一同，这种办法如今仅仅进行了理论研讨，进行的工程实验相对较少，因而，还需求进一步研讨。

3 微放电检查办法总结剖析

如今工程中微放电检查有多种办法，可是在运用中没有一种检查办法能够一同活络且牢靠地检查出微放电景象，从全体上看，有些查观念能够精确地检查出放电方位，但这是依据预先断定好易于发作放电的方位，一同有些查观念还需求在被测件上打孔，这关于飞翔器材的查验是不行行的；大局查观念能够检查出被测件是不是发作了放电，这关于通常实验中进行查验就能够满意恳求。再者，正如上面所述各种办法都有优缺陷，在进行微放电检查时，需求思考被测件特性，检查设备等状况，归纳挑选检查办法。究竟，由对各种检查办法的剖析能够看出没有一种检查办法是必定牢靠的，因而，在进行微放电实验时需求选用起码两种检查办法，并且在挑选检查办法时需求依据各个检查办法的原理归纳挑选能够互补的检查办法来进行微放电实验，如工程中常将前后向功率查观念和谐波查观念或许前后向功率调零检查一同运用来差异放电景象。

鉴于上面的剖析，关于微放电检查办法的研讨还有待于探求。联络对微放电理论的研讨，需求再对微放电检查办法进行研讨。分外是跟着航天技能的翻开，大功率器材运用频率不断增多，微放电查验就需求运用脉冲办法，而如今可用于脉冲办法下的微放电检查办法有限，因而，关于脉冲办法下微放电检查办法的研讨就愈加急迫。

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