等离子体填充相对论行波管

相对论行波管是近20年来发展起来的一种重要的高功率微波器件,它利用电子注中的慢空间电荷波与结构波发生同步互作用来实现高频信号放大.近年来研究发现,当在微波器件中填充了等离子体以后,器件的输出功率和互作用效率得到显著提高,同时等离子体还可改善电子注的传输质量,甚至取消笨重的外加磁场.综述了等离子体填充相对论行波管的研究背景和国内外的发展概况,报道了该类器件在理论和实验研究两个方面的最新进展,具体分析了等离子体加载两种慢波结构--波纹波导和螺旋线中电磁波传播的色散方程,预测了该类器件的发展趋势,提出了一些建议.     

ω≈ωce区域内电子回旋波色散关系的非相对论研究

给出了非相对论情况下,电子回旋波热等离子体色散关系在ω≈ωce时的表达形式,并在非相对论的适用条件下取代热等离子体色散关系与冷等离子体色散关系进行了对比,计算了寻常波(O波)和非寻常波(X波)的波迹,结果表明,两种模型得出的结果差别很小。     

相对论电子束与磁化等离子体的介电张量研究

近年来的实验表明,在相对论微波器件中,填充适当密度的等离子体可提高器件的束波互作用效率、输出功率和工作频率。在该类器件的理论分析中,常常利用电磁流体模型来研究电子束和等离子体。从麦克斯韦方程组和电子的运动方程出发,导出了相对论电子束和磁化等离子体的等效介电张量,所得结果为该类器件的理论分析提供了方便。     

电子回旋波在托卡马克等离子体中的传播

通过数值求解波迹方程研究了电子回旋波在等离子体中的传播.结果表明,非寻常波从强场侧和顶部发射时能够很好的在等离子体中传播,从弱场侧发射时波的可近性条件比较严格.寻常波从强场侧、弱场侧和顶部发射时,通过适当的调整波的发射条件,也能得到理想的传播结果.     

射频波加入下的Fokker-Planck方程

从一般形式下的Fokker—Planck方程出发,考虑在电子回旋波和低混杂波驱动等离子体电流和加热情况下高速运动粒子的相对论效应,推导了在动量空间下的碰撞通量、电场感应通量、波感应通量等表达式,得到在电子回旋波和低混杂波加入下可直接用于计算机进行求解的Fokker—Planck方程的具体形式,为进一步数值求解Fokker—Planck方程,研究电子回旋波和低混杂波电流驱动和加热提供了条件。     

等离子体射流环境下对天线罩透波性能影响的研究

在电弧风洞射流动态环境下，对376天线罩材料平板模型的透波性能进行了实验研究。材料在等离子体射流作用前后介电性能和化学结构变化的测量和实验研究表明，等离子体射流作用后，某些材料的物理特性和化学结构表现出了不同的变化，影响了电磁波在其中的传输。同时实验结果还表明，SiO2类材料在本文等离子体条件下透波性能基本不变，而树脂硅胶类材料则表现出显著的吸波现象。该实验结果对天线材料的选取具有实际应用价值。     

波在密度周期变化等离子体圆波导中的传播特性

电磁波与等离子体之间的相互作用是等离子体电子学和高功率微波器件研究的重点,加载等离子体可以大幅度提高微波器件的输出功率和效率.该文提出了一种加载密度周期变化等离子体圆波导的周期慢波结构,即加载密度轴向正弦变化等离子体圆波导的介质周期慢波结构,并研究了电磁波在该介质结构中的传播特性,根据严格的理论推导,得出电磁波在其中传播的色散方程并进行了数值计算和分析.     

螺旋型天线螺旋波等离子体特性研究

为提高等离子体密度和工质气体电离率,本文采用螺旋天线产生的螺旋波激励Ar等离子体,并利用射频补偿Langmuir探针分析了等离子体的离子密度和电子温度特征.试验结果表明,气压增加的同时,随着功率的升高,螺旋波等离子体出现放电模式转换,提前进入螺旋波放电模式.在1.0 Pa压强下,当射频功率达到400 W时,等离子体进入螺旋波放电模式,此时扩展区域的等离子体密度超过1×10¹⁸ m^-3.电子密度在放电管中心区域最高,并沿径向逐渐降低.本文的研究结果将为大体积H₂螺旋波等离子体提供依据和经验.     

雷达隐身等离子体参数优化设计

针对等离子体对雷达波的吸收、衰减问题,采用求解波动方程的方法,计算了非均匀等离子体覆盖的金属目标对雷达波的反射。选取非均匀等离子体的最大电子数密度为5×1016~1018m-3,碰撞频率为10-1~103GHz,等离子体厚度为0~0.5 m。研究结果表明:提高等离子体电子数密度能够增强对高频雷达波的隐身效果,但同时需合理提高碰撞频率以保证对低频雷达波的隐身能力;有效增加等离子体厚度,可降低对等离子体源电子数密度的要求几倍甚至数十倍;当等离子体密度梯度较大时,出现非线性衰减,此时增加等离子体的厚度不再改善隐身效果。计算了在不同电子数密度和碰撞频率下,达到10 dB雷达隐身要求所需要的等离子体厚度。结果表明在等离子体电子数密度受限时,通过对等离子体的碰撞频率和厚度的参数优化,可以达到最佳的隐身效果。     

H波在加载周期变化等离子体波导中的色散特性

电磁波与等离子体之间的相互作用是等离子体电子学和高功率微波器件研究的重点,加载等离子体可以大幅度提高微波器件的输出功率和效率.提出了一种加载密度周期变化等离子体圆波导的周期慢波结构,并研究了H波在该介质结构中的传播特性,根据严格的理论推导得出H波在其中传播的色散方程并进行了数值计算和分析.     

数值模拟相对论返波管中电子注参数变化对脉冲缩短现象的影响

脉冲缩短是高功率微波器件中普遍存在的现象,它妨碍了输出微波能量的进一步提高.迄今为止,它仍是高功率微波研究领域中一个尚待解决的问题.本文以相对论返波管为例,用数值模拟的方法研究了电子注参数改变对脉冲缩短现象的影响.研究表明,当该器件运行于脉宽小于100ns的短脉冲时,阴极所发射电子注的膨胀不是导致其中产生脉冲缩短现象的主要因素,但其运行于长脉冲时,则为一重要因素;电子注电压和电流的脉动也会引起脉冲缩短.     

CT-6B托卡马克等离子体湍流中相关结构的特性研究

采用双正交分解技术对CT-6B托卡马克等离子体中的多道时空信号进行了分析和对比,结果表明它能够较好的滤除信号中的背景噪声,将相关结构从等离子体湍流中提取出来,并通过对其中相关结构的分析,得到了表征相关结构的权重元素.     

强激光脉冲在部分离化等离子体中的自聚焦

采用变分法推导出有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的参数演化方程,其中包含群速度色散和自相位调制的影响,通过分析焦斑半径和脉冲宽度满足的耦合方程,详细讨论了等离子体密度对激光脉冲传播特性影响。研究结果表明:在部分离化等离子体中,对于给定强度的激光脉冲,随着等离子体密度增大,自相位调制会进一步增强激光脉冲的自聚焦;当等离子体密度增大时,激光脉冲传播频率由负向啁啾变化转变为正向啁啾频率变化,而且随着传播距离增大,激光脉冲红移减小而蓝移增大。研究结果对有限长激光脉冲电离诱导自注入加速电子的方案具有理论指导意义。     

弦圈系统的Casimir能量

Casimir能量是量子场的一类零点能，是由于边界的出现、时空的弯曲以及某些背景场的存在而引起的．在此，计算了各种不同闭弦体系的Casimir能量，比较了不同弦圈体系的Casimir能量，并讨论了一些有关的问题。     

大气压介质阻挡放电等离子体射流源研究进展

大气压介质阻挡放电等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术,是目前国际上等离子体科学与技术领域的研究热点之一.作为一种经济、便捷的等离子体产生技术,大气压介质阻挡放电等离子体射流对等离子体生物医学等新兴交叉学科的蓬勃发展起到了良好的推动作用.本文从大气压介质阻挡放电等离子体射流发生器结构设计入手,介绍了部分具有代表性的射流发生器的结构特点及设计思想,分析了不同构型射流源的优势与不足,总结了目前实际应用中大气压介质阻挡放电等离子体射流源特性提升所面临的挑战,并简要讨论了产生较大体积均匀稳定的氦和氩等离子体射流的发生器设计原则和基本特性.     

基于图像块填充的ViBe车辆检测算法

针对传统的Vibe检测算法(visual background extractor)在进行运动目标检测时存在Ghost区域的现象,提出了一种结合图像块的背景填充算法与帧间差分法的Vibe检测算法。此改进算法在初始化背景模型时,通过两帧相差获得运动目标所在区域;再通过相似性选择最优图像块对运动目标覆盖部分的背景进行填充;如此可重构完整的背景模型,有利于后续帧的检测。实验结果表明,与传统的Vibe检测算法相比,改进算法可以有效抑制Ghost现象的产生,使算法的检测性能有所提高。     

低温等离子体冷杀菌关键技术装备研究进展

近年来低温等离子体技术作为新型高效非热源性杀菌技术,在食品杀菌领域受到越来越多关注。从低温等离子体冷杀菌技术的背景、杀菌机理、食品冷杀菌关键技术应用及技术装备国际研发等方面进行阐述,希望为低温等离子体在生鲜类及热敏性食品的大规模开发及应用方面提供研究参考。     

在感应电场下射频电流驱动与等离子体平衡

本文从漂移动力论准线性Ｆｏｋｋｅｒ一Ｐｌａｎｃｋ方程出发，推导出在感应电场存在下，射频波驱动等离子体电流由新经典电流ｊＮＣ、射频驱动电流ｊＲＦ、欧姆电流ｊｏｈ和附加电流ｊｌ组成，并给出了在高相速度极限下的解析式．在密度、温度分布给定下，若与波迹方程和波功率变化方程相结合，可以求出ｊｌｌＢ在极向通量表面上的平均值（ｊｌｌＢ），从而可以求解描述等离子体平衡的Ｇｒａｄ－Ｓｈａｆｒａｎｏｖ方程，获得自洽的通量以及等离子体的平衡参量．     

基于背景重构的运动目标检测算法

针对背景差分算法中的参考帧提取问题,引入动态时间弯折(DTW)算法,给出了一种新的基于块的背景重构方法。该算法根据相邻两帧图像所对应的背景区域灰度变化不大的特点,利用DTW算法从帧中提取出背景区域所对应的块,再确定出背景帧。仿真结果表明,即使是在图像存在几何畸变和部分像素点缺省的情况下该算法仍能准确地重构背景,实现对运动目标的提取。     

Contents and distribution of rare earth elements in wheat seeds

Contents of 15 rare earth elements (REEs) in the seeds of 60 breeds of wheat have been analyzed by the inductively-coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The distribution pattern of contents of REEs in wheat seeds has been observed and compared with that in soils. Comparison with literature data has also been made. The results show that the background of REEs in wheat seeds is 10-11-10-8 g.g-1, 3-4 levels lower than in soils. The distribution pattern is light REEs higher in contents and slight Eu-anomaly, similar to that in soils. The data obtained in this study can accurately represent the background content of REEs in wheat seeds.