شبیه‌سازی بار فضایی در پدیده‌ی مالتی‌پکتینگِ تک‌سطحی با استفاده از نرم‌افزار CST PIC STUDIO

نویسندگان

دانشگاه یزد

چکیده
پدیده‌ی مالتی‌پکتینگ که به علت تکثیر الکترون­های ثانویه اتفاق می‌افتد، در ساختارهای رادیوفرکانسی بسیار شایع است. نیروی کولنیِ بین الکترون‌های ثانویه باعث اثر بار فضایی شده و در نتیجه اشباع مالتی پکتینگ اتفاق می‌افتد. مطالعه­یِ واقع­بینانه‌­یِ مالتی‌پکتینگ، نیازمند در نظر گرفتن اثر بار فضایی است. شبیه‌سازی این اثر در نرم­افزار CST PIC STUDIO به سادگی امکان پذیر نیست و چالش هایی برای کاربر ایجاد می‌کند. در این مقاله، چگونگیِ در نظر گرفتن بار فضایی در شبیه­سازی مالتی­پکتینگ تک سطحی برای مدلی ساده شرح داده شده است. اثر بار فضایی بر نتایج حاصل از شبیه­سازی، بررسی شده و آستانه­یِ دامنه­ی میدان رادیو فرکانسی برای وقوع مالتی­پکتینگ به دست آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Simulation of Space charge effect in single-sided multipacting phenomenon using CST PIC STUDIO software

نویسندگان English

Maryam Mostajeran
Firozeh Kazemi
Yazd University
چکیده English

Multipacting which occurs due to high amplification in secondary electrons, is a typical phenomenon in the radiofrequency structures. The Coulomb force between the secondary electrons induces space charge and consequently saturates the multipacting phenomenon. A realistic study of this phenomenon requires considering the effect of space charge. Simulation of the space charge effect by CST PIC STUDIO software is not simply possible and pose some challenges for users. In this paper, it is described how to consider space charge in a single-side multipacting simulation for a simple model. The effect of space charge on the simulation results has been investigated and the threshold of the the radio frequency field amplitude for multipacting occurrence has been obtained.

کلیدواژه‌ها English

Multipacting
Simulation
CST software
Space charge
[1] Buyanova, M., et al. "Influence of secondary emission yield on the saturation properties of multipactor discharges between two parallel metal plates." Physics of Plasmas 17.4(2010): 043504.‏ [DOI:10.1063/1.3374430]
2. [2] Semenov, V, et al. "Multipactor suppression in amplitude modulated radio frequency fields." Physics of Plasmas 8.11 (2001): 5034-5039.‏ [DOI:10.1063/1.1410980]
3. [3] Romanov, G. "Simulation of Multipacting with Space Charge Effect." American Journal of Physics and Applications 5.FERMILAB-PUB-17-399-TD (2017).‏ [DOI:10.11648/j.ajpa.20170506.15]
4. [4] Mostajeran, M, Nikdoust, A .M, "The secondary electron yield in multipactor phenomenon and Python programming." Journal of Research on Many-body Systems 111-122 : (2020)3/10
5. [5] Mostajeran, M, Eden T. T, Ursula v. R. "Uncertainty in the isosceles multipactor threshold of triangularly grooved surfaces based on polynomial chaos." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 165001 : (2021)993 . [DOI:10.1016/j.nima.2020.165001]
۶. ۲۰۲۱[۶] مستأجران، م. کاظمی، ف، "شبیه‌سازی مالتی پکتور تک سطحی در دی الکتریک‌ها با استفاده از کد تک الکترونی"، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه رازی کرمانشاه،(۱۳۹۹)
۷. [۷] مستأجران، م. کاظمی، ف، نیکدوست ،ع، "شبیه‌سازی مالتی‌پکتینگ دی الکتریک‌ها "، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه تبریز، (۱۳۹۸)
۸. [۸] مستأجران، م. کاظمی، ف، "بررسی عوامل مؤثر بر مالتی‌پکتینگ در دی‌الکتریک‌ها" ، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، (۱۴۰۰)
[1] Buyanova, M., et al. "Influence of secondary emission yield on the saturation properties of multipactor discharges between two parallel metal plates." Physics of Plasmas 17.4(2010): 043504.‏ [DOI:10.1063/1.3374430]
2. [2] Semenov, V, et al. "Multipactor suppression in amplitude modulated radio frequency fields." Physics of Plasmas 8.11 (2001): 5034-5039.‏ [DOI:10.1063/1.1410980]
3. [3] Romanov, G. "Simulation of Multipacting with Space Charge Effect." American Journal of Physics and Applications 5.FERMILAB-PUB-17-399-TD (2017).‏ [DOI:10.11648/j.ajpa.20170506.15]
4. [4] Mostajeran, M, Nikdoust, A .M, "The secondary electron yield in multipactor phenomenon and Python programming." Journal of Research on Many-body Systems 111-122 : (2020)3/10
5. [5] Mostajeran, M, Eden T. T, Ursula v. R. "Uncertainty in the isosceles multipactor threshold of triangularly grooved surfaces based on polynomial chaos." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 165001 : (2021)993 . [DOI:10.1016/j.nima.2020.165001]
۶. ۲۰۲۱[۶] مستأجران، م. کاظمی، ف، "شبیه‌سازی مالتی پکتور تک سطحی در دی الکتریک‌ها با استفاده از کد تک الکترونی"، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه رازی کرمانشاه،(۱۳۹۹)
۷. [۷] مستأجران، م. کاظمی، ف، نیکدوست ،ع، "شبیه‌سازی مالتی‌پکتینگ دی الکتریک‌ها "، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه تبریز، (۱۳۹۸)
۸. [۸] مستأجران، م. کاظمی، ف، "بررسی عوامل مؤثر بر مالتی‌پکتینگ در دی‌الکتریک‌ها" ، کنفرانس فیزیک ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، (۱۴۰۰)