本发明涉及一种延时计算方法，具体涉及一种统计时延的计算方法。
背景技术：
1、脉冲功率技术在辐射环境模拟、高功率激光、高功率微波等技术领域具有广泛应用。高功率气体开关是脉冲功率技术的核心器件之一，起到释放电容器电能的作用。大型脉冲功率装置通常包含数百只甚至数万只气体开关，其击穿性能对大型脉冲功率装置的工作特性有直接影响。击穿时延是衡量气体开关击穿特性的核心指标之一，是指从电压加载到气体开关至气体开关完全导通所需要的时间。气体开关的击穿时延由统计时延和形成时延组成，其中统计时延是指电压加载到气体开关至气体开关中出现第一个有效初始电子的时间。统计时延是气体开关击穿时延及其抖动的主要组成部分，需要重点研究。
2、目前没有直接方法可以测量得到气体开关的统计时延，但通常可以采用两种方法间接测量，其一是通过实验获得气体开关击穿时延，然后再理论计算获得气体开关的形成时延，两者相减便可获得统计时延。该方法的局限性如下：1、为实验获得击穿时延，需建立较复杂的实验系统，包括各类直流充电电源、高压触发源、各类充电电阻、各类充电电容、导线、工作气体以及实验气体开关。此外，为研究抖动的影响因素，需在实验中改变各类实验参数和实验条件，实验工作量较大。2、由于实验条件的限制，在实验中有些参数难以做到控制变量，无法实现单一参数影响作用的单独研究。3、采用理论计算的方法获得形成时延存在较大误差，目前还没有一个能够覆盖气体开关所有工作条件的形成时延计算公式。其二是建立气体放电模型直接计算统计时延。采用该方法研究气体开关统计时延及其影响因素，目前仍存在以下局限性：1、建立的气体放电模型较为简单，无法全面的反映气体开关内部的气体放电过程。2、气体放电模型中的一些参数选取不准确，导致计算结果误差较大。上述研究局限性制约了气体开关统计时延研究及气体开关性能优化提升。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术无法有效且准确获得气体开关统计时延的技术问题，而提供了一种统计时延的计算方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种统计时延的计算方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
4、1】建立气体开关三维几何模型，将气体开关间隙划分为n个子区域，再将气体开关放电过程所需时间t均匀离散为m个时间点；
5、2】根据气体开关上施加的电压信号，计算每个时间点对应的n个子区域阴极表面电场强度；
6、3】计算每个时间点对应的n个子区域由自然辐射引起的阴极表面单位面积初始电子产生速率n0；
7、4】根据步骤2】中电场强度，计算每个时间点对应的n个子区域由场致发射引起的阴极表面单位面积初始电子产生速率nf；
8、5】根据步骤2】中电场强度，计算气体开关中预电离结构产生的光电发射系数γ、光子发射系数αs和气体开关中气体介质对光子的吸收系数μ；
9、6】根据步骤5】中所得的光电发射系数γ、光子发射系数αs和吸收系数μ，计算每个时间点对应的n个子区域由预电离引起的阴极表面单位面积初始电子产生速率np；
10、7】计算每个时间点对应的n个子区域的有效初始电子产生概率sj；
11、8】根据由自然辐射引起的单位面积初始电子产生速率n0、由场致发射引起的单位面积初始电子产生速率nf、由预电离引起的单位面积初始电子产生速率np及有效初始电子产生概率sj，计算t时刻产生有效初始电子的概率f(t)：
12、9】根据步骤8】所得的概率f(t)，计算统计时延te和抖动σ。
13、进一步地，步骤1中，所述n个子区域中第j个子区域的表面积为dsj，0<j≤n；
14、所述m个时间点中相邻两个时间点的间隔为dt。
15、进一步地，步骤2具体为：
16、利用电磁场仿真计算软件，根据气体开关上施加的电压信号，计算每个时间点对应的n个子区域阴极表面电场强度；所述电场强度为该子区域阴极表面电场强度的平均值。
17、进一步地，步骤3具体为：
18、通过下式计算每个时间点对应的n个子区域由自然辐射引起的阴极表面单位面积初始电子产生速率n0：
19、
20、其中，dr为气体开关工作介质即空气对伽马射线的吸收剂量率；ρ0为标准大气压下空气的密度；p/p0为气体开关中气体介质气压力与标准大气压的比值；en为空气的平均电离能；v/sa为气体开关放电区域体积与阴极表面积的比值。
21、进一步地，步骤4具体为：
22、根据步骤2】中电场强度，通过下式计算每个时间点对应的n个子区域由场致发射引起的单位面积初始电子产生速率nf：
23、
24、其中，k为阴极表面等效场增强系数为β的表面积占总表面积的比例；ej为第j个子区域阴极表面电场强度；φ为电极材料的逸出功；e为元电荷；δ(y)为中间过程量，
25、进一步地，步骤5具体为：
26、5.1、通过下式计算气体开关中预电离结构产生的光电发射系数γ：
27、
28、其中，r为光反射率；τopt为波长系数；h为普朗克常数；ω为波长τ的预电离紫外光子的角速度；为电极材料的逸出功；em为电子散射长度τe对应的能量；ef为电子散射长度τe对应的能级；
29、5.2、根据步骤2】中电场强度，通过下式计算气体开关中预电离结构产生的光子发射系数αs：
30、αs＝θα
31、
32、式中，θ为气体开关中电子引起碰撞激发的频率与引起碰撞电离的频率之比；α为电离系数；e为气体开关间隙电场强度，p为气体开关内气体介质压力；
33、5.3、通过下式计算气体介质在不同气压下对光子的吸收系数μ：
34、
35、式中，p表示气体介质压力。
36、进一步地，步骤6具体为：
37、根据光电发射系数γ、光子发射系数αs和吸收系数μ，通过下式计算每个时间点对应的n个子区域由预电离引起的单位面积初始电子产生速率np：
38、
39、其中，ip为预电离电流；lp为预电离间隙长度；lj为预电离放电处与第j个子区域阴极表面之间的直线距离；为第j个子区域阴极表面法线与lj之间的夹角。
40、进一步地，步骤7具体为：
41、通过下式计算每个时间点对应的n个子区域的有效初始电子产生概率sj：
42、
43、其中，b和c均为常数。
44、进一步地，步骤8具体为：
45、根据由自然辐射引起的单位面积初始电子产生速率n0、由场致发射引起的单位面积初始电子产生速率nf、由预电离引起的单位面积初始电子产生速率np及有效初始电子产生概率sj，通过下式计算t时刻产生有效初始电子的概率f(t)：
46、
47、进一步地，步骤9具体为：
48、根据步骤8】所得的概率f(t)，将气体开关统计时延te作为有效初始电子产生时刻的数学期望，统计时延抖动σ作为有效初始电子产生时刻的标准差，通过下式计算统计时延te和抖动σ：
49、
50、式中，f(t)为f(t)的微分函数。
51、本发明的有益效果：
52、1、本发明一种统计时延的计算方法，充分考虑了自然辐射、场致发射和预电离这三种初始电子产生方式，同时考虑了有效初始电子产生概率，使得计算模型更全面。
53、2、本发明一种统计时延的计算方法，通过综合计算初始电子产生速率和转化为有效初始电子产生概率，从而计算得到气体开关统计时延和抖动，同时可据此研究各类参数对气体开关统计时延和抖动的影响规律。
54、3、本发明一种统计时延的计算方法，给出了各参数的计算公式，使得统计时延的计算结果更加准确。
1.一种统计时延的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种统计时延的计算方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.根据权利要求3所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤3具体为：
5.根据权利要求4所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤4具体为：
6.根据权利要求5所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤5具体为：
7.根据权利要求6所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤6具体为：
8.根据权利要求7所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤7具体为：
9.根据权利要求8所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤8具体为：
10.根据权利要求9所述一种统计时延的计算方法，其特征在于，步骤9具体为：
