(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210753467.8 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 林舒　屈皓　李永东　王洪广　 翟永贵　钟环　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 高博 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于轨迹数据预存的微放电敏感区域 绘制方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于轨迹数据预存的微 放电敏感区域绘制方法及系统， 采用微放电稳态 统计理论建模， 通过优化后的数值建模避免电子 轨迹的重复计算， 并对电子轨迹数据预存。 后读 取预存数据， 根据材料的SEY参数模型快速求解 对应有效二次电子倍增率， 大幅度减少了微放电 敏感区域的耗时问题。 与现有技术相比， 为工程 中对比不同材料的微放电敏感区域或评估材料 SEY抑制工艺对微放电敏感区域的影 响提供了极 大便利。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 114970210 A 2022.08.30 CN 114970210 A 1.一种基于 轨迹数据预存的微 放电敏感区域绘制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 对敏感区域进行网格剖分与索引， 构建敏感区域 参数矩阵S及其数据索引方式； S2、 遍历步骤S1构建的敏感区域参数矩阵S中各元素， 确定不同出射相位下的概率权 重、 归属序号与碰撞动能数据， 根据步骤S1确定的数据索引方式进行存 储； S3、 读取步骤S2存 储的数据并结合SE Y模型计算对应于 碰撞动能的瞬时SE Y值； S4、 基于步骤S3得到的瞬时SEY值计算K函数分布， 确定用于求解有效二次电子倍增率 的联立方程组； S5、 基于步骤S4得到的联立方程组， 使用联立迭代求解法计算参数矩阵S中各元素对应 的微放电有效二次电子倍增率σeff， 以微放电有效二次电子倍增率σeff为色度绘制微放电敏 感区域。 2.根据权利要求1所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S1中， 对敏感区域网格进行剖分与索引具体为： S101、 根据敏感区域的电压上限Vmax与下限Vmin、 频率上限fmax与下限fmin及其相应的剖 分数r与c， 通过对数均匀剖分 分别确定电压数组Λ与频率数组Γ； S102、 根据电压数组Λ与频率数组Γ的剖分 设置， 交叉 形成敏感区域的2维参数矩阵S。 3.根据权利要求2所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S101中， 第i个电压数组Λ与第j个频率数组Γ具体为： 4.根据权利要求1所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S2中， 采用联合概率密度函数 的数值构建方法计算不同出射相位下的概率权重数组、 归属序号数组以及对应的碰撞动能数组， 对于相位数组中任意的出射相位 具体为： S201、 将 的整个求解域离散为多个连续且宽度都等于h的判断区间Δτ， 渡越时 间点τ位于区间中点， 根据电子出射速度分布f(u)， 将电子出射速度分布划分为m个等概率 量速度区间， 并取概 率中点速度为各速度区间的代 表速度； S202、 对于给定微波电压Vrf、 频率间距积fd与电子出射相位 采用龙格库塔法求解步 骤S201中电子分别从不同位置以代表速度出射后的运动轨迹， 直至电子发生碰撞， 确定电 子发生碰撞时的渡 越时间、 碰撞动能与碰撞类型； S203、 根据电子渡越时间确定步骤S202中出射速度归属的判断区间， 如果两个相邻的 出射速度不归属于相同或者相邻的判断区间， 将两出射速度之间看成新的待剖域， 插入概 率中点所对应的出射速度， 并继续求解电子以新代表速率出射后的电子运动轨迹， 重复渡 越时间判定及插 入新的出射速度直至 达到设定的上限次数q； S204、 遍历步骤S203中得到的新出射速度， 当相邻的代表速度归属于相邻的判断区间 时， 通过插值确定两个相邻判断区间的边界速度， 如果相邻的出射速度不属于相同或者相 邻的判断区间时， 则边界速度为概率中点对应的出射速度， 在代表速度的归属区间 内有值；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970210 A 2S205、 遍历电子出射相位数组Ψ， 重复步骤S201～S204， 记录各出射相位下的概率权重 数组、 归属序号数组以及对应的碰撞动能数组， 并根据矩阵元 素索引存 储为相应的数据包。 5.根据权利要求4所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S205中， 稳态建模时的电子出射相位根据相位剖分数n在[0， 2 π]范围内进行均匀剖分， 电子出射相位数组Ψ中的第i个出射相位 满足 h＝2 π/n。 6.根据权利要求1所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S3中， 采用SE Y唯象模型计算瞬时SE Y值如下： 其中， ω为归 一化的入 射动能参数， σm为最大的SEY值； k1‑5为对材料SEY分布曲线的拟合 参数。 7.根据权利要求1所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S4中， 联立方程组具体为： 其中， 为第l‑1代内径电子的数目， 为概率密度函数与SEY的函数， 为第l‑1代内径电子出射相位分布 函数， 上标l与l ‑1代表第l代和第l ‑1代电子对应参数， 下 标i与o用于区分同轴传输线内导体与外导体的参数。 8.根据权利要求1所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 步骤S5具体为： S501、 令内、 外径上初代电子的数目相等且有均匀的出射相位分布， 代入步骤S4中的稳 态方程组分别计算内、 外径的下代电子数目与出射相位分布； S502、 重复步骤S501的迭代过程， 直至内、 外径上相邻两代电子之间 的出射相位差总和 Etot不超过误差 Ethr； S503、 通过步骤S502反复迭代使得电子出射相位达到稳态后， 得到微放电的有效二次 电子倍增率σeff。 9.根据权利要求8所述的基于轨迹数据 预存的微放电敏感区域绘制方法， 其特征在于， 微放电的有效二次电子倍增率σeff为： 其中， 与 为微放电发展至稳态后内径相邻两代电子的数目， 与 为微放 电发展至稳态后外径相邻两代电子的数目。 10.一种基于 轨迹数据预存的微 放电敏感区域绘制系统， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970210 A 3