Подавление мультипакторного эффекта в мощных объемносекционных ФНЧ L-диапазона путем оптимизации геометрии краевых областей

Обоснование. Повышение стойкости мощных СВЧ устройств, эксплуатируемых в составе спутниковых бортовых систем связи, к мультипакторному разряду является одной из ключевых задач, стоящих перед разработчиком космической техники. Цель. В настоящей работе проведено комплексное исследование, направленное на повышение стойкости мощных коаксиальных объемно-секционных фильтров нижних частот, предназначенных для работы в условиях глубокого космического вакуума с соответствующими радиационным факторами, к резонансному мультипакторному разряду. Методы. В качестве основного механизма подавления разряда рассмотрена модификация краевой геометрии металлических элементов емкостных секций. Она позволяет управлять конфигурацией электрического поля в конструкционных зазорах наиболее чуствительных к мультипакторному разряду. Это достигается в т. ч. без применения аддитивных покрытий, изменяющих электрофизические свойства материалов, часто применяемых для этих целей. Методология исследования включала электродинамическое моделирование в CST Microwave Studio, CST MPhysics Studio для получения распределений полей и последующий анализ устойчивости в специализированном ПО SPARK3D, основанном на трекинге электронов. Результаты. Установлено существование экстремума в зависимости пороговой мощности возникновения мультипакторного разряда от радиуса скругления геометрии краевых вырезов секций. Показано, что оптимальный радиус вогнутого скругления (R = 2 мм) углов позволяет повысить порог развития устойчивого разряда на величину порядка 40 % относительно исходной конфигурации (R = 0,1 мм). Напротив, использование фаски и выпуклого скругления приводит к деградации характеристик, снижая пороговую мощность примерно на порядок. Заключение. Результаты работы на конкретном примере демонстрируют перспективность пассивных геометрических методов подавления мультипактора как элемента комплексного подхода к проектированию высоконадежных СВЧ-устройств для космических применений.