مشخصات پژوهش

عنوان	شبیه‌سازی، طراحی و ساخت محافظ پلاسمایی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	محافظ پلاسمایی، موجبر مایکروویو، پالس الکترومغناطیس پرتوان
چکیده	مراحل انجام این پایان‌نامه شامل دو فاز می‌باشد. در فاز اول تخلیه الکتریکی گاز محافظ پلاسمایی برای مایکروویو توان بالا در باند S فرکانس 86/2 گیگاهرتز در سه بعد انجام شده است. ما در این کار یک موجبر مستطیلی استاندارد WR284 را همراه با پین‌های فلزی بکار گرفتم. در این کار تاثیر شعاع و سایز فاصله بین پین‌های فلزی و همچنین نوع گاز و فشار کاری بر روی پارامترهای پلاسمایی و مشخصات عملکردی محافظ پلاسمایی با روش عددی المان محدود بررسی شده است. معادله موج، معادله پخش- سوق الکترون و معادله انتقال ذره در پلاسما برای مشخص کردن برهم‌کنش بین موج الکترومغناطیسی و پلاسما استفاده شده است. پارامترهای بهینه‌سازی شامل ضخامت پلاسما، پارامتر S21، زمان پاسخ، ضریب هدررفت و نشتی مسطح می‌باشند. بر اساس این تحلیل، عملکرد محافظ پلاسمایی نسبت به ابعاد پین و نوع گاز و فشار کاری بهینه شده است. نتایج نشان می‌دهد که پارامترهای بهینه‌سازی شده برای محافظ پلاسمایی در باند S پین با شعاع 1 میلی‌متر و فاصله بین پینی 4 میلی‌متر هستند. علاوه براین، گاز زنون در فشار 35 تور دارای عملکرد بهتری برای این ساختار است. برای این پارامترها، محافظ پلاسمایی قادر به سوییچ شدن به رژیم عملکردی قطع با زمان پاسخ سریع در حدود 1 نانوثانیه می‌باشد. محافظ پلاسمایی پیشنهادی موجب کاهش افت سریع در دامنه میدان مایکروویو ورودی شده و توان پیک عبوری را تا مقدار 2 میلی‌وات کاهش دهد. در فاز آزمایشگاهی، آزمایشات برای مایکروویو توان بالا در باند S (3 گیگاهرتز) با طول پالس 5/2 میکروثانیه و نرخ تکرار 100 هرتز و توان پیک 45 کیلووات انجام شده است. تاثیر شعاع و فاصله بین پین‌های فلزی و همچنین نوع گاز و فشار کاری بر روی زمان شکست محافظ پلاسمایی بررسی شده است. پین‌های فلزی با شعاع‌های 25/0 ، 5/0 و 75/0 میلی‌متر برای فواصل بین پینی 2، 4 و 6 میلی‌متر در این فاز استفاده شده است. برای مطالعه زمان شکست محافظ پلاسمایی در این فاز، دو نوع گاز هوا و آرگون در فشارهای 1/0، 1، 10، 20، 35 و 50 تور بکار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که محافظ پلاسمایی پر شده با گاز آرگون دارای زمان شکست سریع‌تر در فشار 1 تور و شعاع پین 25/0 میلی‌متر و فاصله بین پینی 2 میلی‌متر می‌باشد. داده‌های آزمایشگاهی در توافق نسبتا خوبی با داده‌های شبیه‌سازی به خصوص در فشارهای پایین‌تر هستند. برای این پارامترها، محافظ پلاسمایی می‌تواند با زمان پاسخ حدودا 24/0 میکروثانیه فعال شود. محافظ پلاسمایی پیشنهادی موجب کاهش افت سریع در دامنه میدان مایکروویو ورودی شده و توان پیک عبوری را تا مقدار کمتر از 10 درصد با فراهم کردن محافظت از تجهیزات الکترونیکی سامانه‌های راداری در مقابل حملات توان بالای مایکروویو کاهش دهد.
پژوهشگران	فرشاد صحبت زاده لنبر (استاد مشاور)، هادی ذاکری خطیر (استاد راهنما)، سعید میرزانژاد (استاد راهنما)، محسن صامت عمران (دانشجو)