微波和射频真空电子功率源

第1章概述
1.1引言
1.2真空电子和固体电子技术
1.3工作原理
1.3.1结构
1.3.2电子动力学
1.3.3电子注电流的调制
1.3.4放大、增益和线性度
1.3.5输出功率和效率
1.3.6带宽
1.3.7电磁结构
1.3.8耦合模理论
1.3.9真空管的分类
1.4真空器件的应用
1.5技术要求
1.6信号和噪声
1.6.1噪声
1.6.2模拟调制
1.6.3数字调制
1.6.4复用技术
1.7工程设计
1.7.1无量纲参数和比例缩尺
1.7.2物理建模
参考文献
第2章波导
2.1引言
2.2波导理论
2.2.1横电磁波模式
2.2.2横电模式
2.2.3横磁模式
2.3实际波导
2.3.1同轴线
2.3.2矩形波导
2.3.3脊波导
2.3.4圆波导
2.3.5波导阻抗总结
2.4波导的不连续性
2.4.1矩形波导中的高度阶跃
2.4.2矩形波导中的容性膜片
2.4.3矩形波导中的感性膜片
2.5匹配技术
2.5.1销钉匹配
2.5.2宽带匹配
2.5.3阶梯阻抗变换器
2.6无模式变化的耦合
2.7有模式变化的耦合
2.8真空窗
2.8.1同轴线真空窗
2.8.2矩形波导真空窗
参考文献
 
 
第3章谐振器
3.1引言
3.2谐振电路
3.2.1谐振电路特性
3.2.2谐振电路的外部加载
3.2.3谐振电路的激励
3.2.4耦合谐振器
3.3盒形腔谐振器
3.3.1表面粗糙度的影响
3.3.2高阶模式
3.4矩形腔谐振器
3.5重入腔
3.5.1重入腔矩量模型方法
3.5.2重入腔Fujisawa模型
3.5.3互作用场
3.5.4实际重入腔
3.6腔体的外部耦合
3.6.1环耦合
3.6.2膜孔耦合
3.7腔体参数测量
参考文献
第4章慢波结构
4.1引言
4.1.1均匀慢波结构
4.1.2周期慢波结构
4.1.3空间谐波
4.2平面慢波结构
4.2.1梯形线
4.2.2曲折线
4.2.3叉指线
4.3螺旋线慢波结构
4.3.1螺旋导片模型
4.3.2色散成形
4.3.3带状螺旋线慢波结构
4.3.4螺旋线慢波结构的等效电路
4.3.5耦合器和衰减器
4.4环杆和环圈结构
4.5波导慢波结构
4.5.1折叠波导结构
4.5.2螺旋波导
4.6耦合腔慢波结构
4.6.1空间谐波结构
4.6.2三叶草结构
4.6.3蜈蚣形结构
4.6.4耦合腔慢波结构的终端
4.7慢波结构的特性测量
4.7.1耦合腔慢波结构测量
4.7.2螺旋线结构的测量
参考文献
第5章热阴极二极管
5.1引言
5.1.1热阴极二极管的量纲分析
5.1.2电流限制
5.2平面空间电荷限制二极管
5.3考虑热速度效应的平面二极管
5.3.1电势与阳极间的电子流
5.3.2阴极与电势间的电子流
5.3.3数值计算
5.4考虑相对论效应的平面二极管
5.5圆柱空间电荷限制二极管
5.6球形空间电荷限制二极管
5.7平面二极管渡越时间效应
5.8平面二极管电子注入
5.9二维电子流二极管
参考文献
第6章三极管和四极管
6.1引言
6.2三极管的静电模型
6.3平面三极管的渗透率
6.3.1阴极处为均匀电场的三极管
6.3.2阴极处为非均匀电场的三极管
6.3.3数值方法计算渗透率
6.4三极管静态特性
6.4.1栅极电流
6.4.2具有小岛结构的三极管
6.5四极管的静电模型
6.6四极管的渗透率
6.7四极管的静态特性
6.7.1四极管栅极电流
6.7.2帘栅极与阳极之间的空间电荷效应
参考文献
第7章线性电子注
7.1引言
7.2圆柱形电子注
7.3不考虑空间电荷的电子光学
7.3.1静电电子光学傍轴射线方程
7.3.2薄静电透镜
7.3.3布虚定律
7.3.4不考虑空间电荷的静磁电子光学
7.3.5薄静磁透镜
7.4考虑空间电荷的电子方程
7.4.1线包聚焦
7.4.2电子注波动
7.4.3电子注刚性
7.5电子注发散
7.5.1通用电子注发散曲线
7.5.2旋转电子注的发散
7.6周期聚焦
7.6.1周期永磁聚焦
7.6.2实际PPM聚焦系统
7.6.3周期静电聚焦
7.7线性电子注的其他形式
7.7.1带状电子注
7.7.2环状电子注
7.8电子注缺陷
7.8.1热速度
7.8.2俘获离子
参考文献
第8章正交场中的电子流
8.1引言
8.2平面结构正交场电子流
8.2.1不考虑空间电荷的电子运动
8.2.2考虑空间电荷的注入电子注
8.3平面磁控管二极管
8.3.1二极管导通
8.3.2二极管截止
8.4圆柱形结构正交场电子流
8.4.1不考虑空间电荷的电子运动
8.4.2考虑空间电荷的注入电子注
8.5圆柱形磁控管二极管
8.6磁控管二极管实验性能
8.7磁控管中的问题
参考文献
第9章电子枪
9.1引言
9.2皮尔斯电子枪
9.2.1皮尔斯电子枪的静电理论
9.2.2聚焦极和阳极头
9.2.3阳极透镜的改进模型
9.2.4热初速效应
9.2.5皮尔斯电子枪的静电设计
9.3皮尔斯电子枪的磁场设计
9.3.1线包聚焦
9.3.2PPM聚焦
9.4其他皮尔斯电子枪
9.4.1带状注电子枪
9.4.2空心注电子枪
9.5电子注控制电极
9.5.1调制阳极和控制聚焦电极
9.5.2截获控制栅
9.5.3无截获控制栅
9.6正交场电子枪
9.6.1Kino电子枪
9.6.2磁控注入电子枪
参考文献
第10章电子注收集极和冷却
10.1引言
10.2线性注管收集极
10.3降压收集极
10.3.1多级降压收集极
10.3.2非理想多级降压收集极
10.4多级降压收集极设计
10.4.1二次电子的抑制
10.4.2互作用后电子注的再成形
10.5冷却
10.5.1传导冷却
10.5.2风冷
10.5.3液冷
10.5.4汽相冷却
参考文献
第11章注波互作用
11.1引言
11.2间隙中互作用的弹道理论模型
11.2.1有栅间隙的电子注调制
11.2.2弹道电子群聚
11.2.3有栅间隙的电子负载
11.2.4无栅间隙的电子注调制
11.3线性电子注上的空间电荷波
11.3.1径向边界的影响
11.3.2感应电流
11.3.3空间电荷波的传输线表示
11.3.4非理想电子注中的空间电荷波
11.3.5高阶模式
11.3.6回旋波
11.4电子注与间隙间互作用的空间电荷波理论
11.4.1间隙中空间电荷波感应电流
11.4.2无栅间隙的电子注加载
11.4.3电子注与无源无栅间隙的互作用
11.5慢波结构的连续互作用
11.6慢波结构中的离散互作用
11.7返波互作用
11.8注波互作用的大信号模拟
11.8.1电子注间隙互作用的大信号模型
11.8.2电子注被间隙调制
11.8.3调制电子注经过无源间隙的感应电流
11.8.4输出腔中的能量转移
参考文献
第12章栅控管
12.1引言
12.1.1栅控管放大器
12.1.2放大的分类
12.2三极管
12.2.1案例研究： ML5681型三极管
12.3四极管
12.3.1案例研究： RS 2058型四极管
12.4三极管和四极管的设计
12.5三极管和四极管放大器的设计
12.5.1实际细节
12.6感应输出管(IOT)
12.6.1群聚的形成
12.6.2空间电荷去群聚
12.6.3输出间隙的功率转换
12.6.4IOT收集极
12.6.5案例研究： 116LS型IOT
参考文献
第13章速调管
13.1引言
13.2速调管小信号理论
13.2.1输入腔
13.2.2空闲腔
13.2.3输出腔
13.2.4简化的小信号模型
13.2.5总体性能
13.3速调管大信号特性
13.3.1速调管分段
13.3.2初始群聚段
13.3.3终群聚段
13.3.4输出段
13.3.5输出耦合
13.3.6效率的理论极限
13.3.7电子收集
13.3.8终端特性
13.4速调管设计
13.4.1宽带速调管
13.4.2高效率速调管
13.4.3案例研究： SLAC 5045型速调管
13.5其他速调管
13.5.1多注速调管
13.5.2带状注速调管
参考文献
第14章行波管
14.1引言
14.1.1螺旋线及螺旋线型行波管
14.1.2耦合腔行波管
14.1.3行波管中的能量转换
14.2小信号理论
14.2.1螺旋线行波管小信号理论
14.2.2耦合腔行波管小信号理论
14.3大信号效应
14.3.1无量纲参数
14.3.2效率与归一化参数的关系
14.3.3效率与工作点的关系
14.3.4切断的影响
14.3.5谐波
14.3.6转移特性
14.3.7相速渐变
14.3.8稳定性
14.4行波管设计
14.4.1案例研究： 倍频程带宽螺旋线行波管
14.4.2毫米波螺旋线行波管
14.4.3高效率螺旋线行波管
14.4.4超宽带行波管
14.4.5耦合腔行波管
14.4.6混合型器件
参考文献
第15章磁控管
15.1引言
15.2基本原理
15.2.1空间电荷轮毂层模型
15.2.2互作用场
15.2.3振荡的门槛条件
15.2.4电子效率
15.3磁控管阳极
15.3.1隔模带阳极
15.3.2旭日型阳极
15.3.3同轴阳极
15.3.4长阳极
15.4磁控管性能
15.4.1特性图
15.4.2频率推移
15.4.3频率牵引
15.4.4频谱特性
15.4.5模式选择，注入和锁定
15.5磁控管粒子模拟
15.6简单磁控管模型
15.6.1空间电荷轮毂层
15.6.2刚性轮辐模型
15.6.3导引中心轨道
15.6.4电子轨迹模型
15.6.5输出功率的计算
15.6.6雷基图
15.6.7频率推移
15.7磁控管设计
15.7.1无量纲参数
15.7.2设计参数
15.7.3设计案例研究
15.7.4其他考虑
参考文献
第16章正交场放大器
16.1引言
16.1.1分布发射式CFA
16.1.2注入式CFA
16.2CFA结构
16.2.1慢波结构
16.2.2阴极
16.2.3阴极激励CFA
16.3基本原理
16.4CFA特性
16.4.1性能图表
16.4.2调制
16.4.3转移特性
16.4.4信号增长和阳极耗散
16.5CFA理论模型
16.5.1粒子模拟程序
16.5.2孤立子理论
16.5.3导引中心理论
16.5.4非线性流体力学
16.5.5刚性轮辐模型
16.6CFA设计
参考文献
第17章快波器件
17.1引言
17.2电子回旋脉塞
17.2.1小信号理论
17.3回旋振荡管
17.3.1大信号互作用模型
17.3.2案例研究： 140GHz、1MW连续波回旋振荡管
17.3.3回旋振荡管设计
17.3.4回旋自谐振脉塞
17.3.5可调谐回旋振荡管
17.4回旋放大器
17.5潘尼管
17.6荡注管(自由电子激光)
参考文献
第18章电子发射和击穿现象
18.1引言
18.2金属表面的电子发射
18.2.1热电子发射
18.2.2场增强发射(肖特基效应)
18.2.3场发射
18.2.4光电发射
18.3二次电子发射
18.3.1二次电子发射模型
18.4X射线发射
18.5热阴极
18.5.1金属发射体
18.5.2氧化物阴极
18.5.3储备式阴极
18.6场发射阴极
18.7电压击穿
18.7.1真空电压击穿
18.7.2气体电压击穿
18.7.3绝缘体电压击穿
18.8二次电子倍增效应放电
18.8.1平行板间二次电子倍增效应放电理论
18.8.2同轴圆柱体二次电子倍增效应放电
18.8.3正交场中的二次电子倍增效应放电
18.8.4二次电子倍增效应放电模拟
参考文献
第19章磁体
19.1引言
19.2理论综述
19.2.1铁磁性
19.2.2软磁材料磁流传导
19.3磁路
19.3.1永磁体磁路
19.4磁性材料
19.4.1软磁材料
19.4.2永磁材料
19.5线包磁体
19.5.1线圈阵列
19.5.2线包
19.6铁磁体
19.7永磁体设计
19.7.1磁控管和CFA中的永磁体
19.7.2线性注器件中的永磁体
19.7.3周期永磁(PPM)系统
参考文献
第20章系统集成
20.1引言
20.2直流电源
20.2.1高压开关
20.2.2负载阻抗
20.2.3电力变换器
20.3脉冲调制器
20.3.1电阻负载有源开关调制器
20.3.2偏置二极管负载有源开关调制器
20.3.3线型调制器
20.4射频系统
20.5冷却系统
20.6控制系统
20.6.1互锁
20.6.2管子保护
20.7管子的维护
20.8安全性
20.9可靠性
20.10结论
参考文献