微放電效應

微放電通常是由部件中傳輸的射頻電場所激發，在射頻電場中被加速而獲得能量的電子，撞擊表面產生二次電子而形成。微放電效應是發生在兩個金屬表面之間或者是單個介質表面上的一種真空諧振放電現象。對微放電效應的研究 ,初期主要集中在一些平板類電極和傳輸線上 ,如電子開關的分析套用、矩形波導微放電閾值分析等。近些年隨著空間技術的發展，空間系統上的一些重要射頻部件如諧振腔、射頻窗和空間耦合器、放大器等的微放電現象成為研究的熱點。隨著計算機技術的發展，目前對微放電的研究可以利用計算機來對放電過程進行模擬，使得人們對微放電的認識更加直觀。

原理
微放電通常是由部件中傳輸的射頻電場所激發，在射頻電場中被加速而獲得能量的電子，撞擊表面產生二次電子而形成。發生的條件根據微放電類型而有所不同。對金屬表面之間的微放電，其發生條件是：電子平均自由程必須大於兩個金屬表面之間的間隙距離，並兩個表面之間的電子平均渡越時間必然是射頻電場半周期的奇數倍。而對於在介質單表面上發生的微放電，其表面電荷產生的直流電場必須能夠使電子加速返回到介質表面，從而能夠產生二次電子。
歷史和現狀
早在1924年，Guttons在做真空實驗時，就觀察到了微放電效應，但他未能對此作出明確和合理的解釋。在十多年以後，Farnsworth再次捕捉到了微放電效應的存在，並設計和製造了電子管以更好的研究這一現象，並將它和一般的放電現象區分開來，稱之為“電子二次倍增效應（multipactor）”，又稱“微放電效應”。
最早進行對微放電效應系統研究的是牛津大學的Gill和Van Engel，他們利用實驗方法繪出了微放電效應靈敏度區域。上世紀五十年代後，Hatch和Williams提出了著名的“常數k理論”，並成為幾十年來微放電效應分析、設計中的經典理論。之後，Vaughan在Henneburg等人研究成果的基礎上，提出了改進的 “可變常數 k” 理論。目前，Vaughan理論已被Riyopoulos等人推廣到正交磁場中。
1970年10月，R.Woo 撰寫的美國航空和航天管理局(NASA)研究報告 “射頻電壓在同軸線中崩潰的結論報告” (Final Report on RF Voltage Breakdown in Coaxial Transmission Lines)是第一篇關於微放電效應的詳細研究報告 ，並給出了著名的平行板間微放電效應敏感性曲線(Woo 曲線)。歐空局( ESA)的歐空局技術中心(ESTEC)將微放電效應閾值設計餘量定為 6dB ，成為目前實際工程套用中微放電效應設計的通用標準。
對微放電效應的研究 ,初期主要集中在一些平板類電極和傳輸線上 ,如電子開關的分析套用、 矩形波導微放電閾值分析等。近些年隨著空間技術的發展 ，空間系統上的一些重要射頻部件如諧振腔、射頻窗和空間耦合器、 放大器等的微放電現象成為研究的熱點。隨著計算機技術的發展 ，目前對微放電的研究可以利用計算機來對放電過程進行模擬 ，使得人們對微放電的認識更加直觀。
影響微放電發生的因素
影響微放電效應發生的因素很多，但主要由以下幾個方面造成：
1.介質；
2.表面情況；
3.通風情況；
4.表面材料。
微放電效應的危害性
1.使諧振類設備失諧 ，導致所傳輸的微波信號失調；
2.導致金屬內部氣體的逸出 ，產生更嚴重的氣體放電；
3.產生靠近載波頻率的窄帶噪聲；
4.部件表面會被微放電效應產生的電子侵蝕 ，造成部件性能下降或系統的總體功能失效；
5.微放電效應是高功率部件中重要的非線性因素 ，是引起部件無源互調現象的原因之一。
微放電效應的套用
1.微脈衝槍；
2.微放電合金法。