微波和射頻真空電子功率源

第1章概述
1.1引言
1.2真空電子和固體電子技術(shù)
1.3工作原理
1.3.1結(jié)構(gòu)
1.3.2電子動力學(xué)
1.3.3電子注電流的調(diào)制
1.3.4放大、增益和線性度
1.3.5輸出功率和效率
1.3.6帶寬
1.3.7電磁結(jié)構(gòu)
1.3.8耦合模理論
1.3.9真空管的分類
1.4真空器件的應(yīng)用
1.5技術(shù)要求
1.6信號和噪聲
1.6.1噪聲
1.6.2模擬調(diào)制
1.6.3數(shù)字調(diào)制
1.6.4復(fù)用技術(shù)
1.7工程設(shè)計(jì)
1.7.1無量綱參數(shù)和比例縮尺
1.7.2物理建模
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第2章波導(dǎo)
2.1引言
2.2波導(dǎo)理論
2.2.1橫電磁波模式
2.2.2橫電模式
2.2.3橫磁模式
2.3實(shí)際波導(dǎo)
2.3.1同軸線
2.3.2矩形波導(dǎo)
2.3.3脊波導(dǎo)
2.3.4圓波導(dǎo)
2.3.5波導(dǎo)阻抗總結(jié)
2.4波導(dǎo)的不連續(xù)性
2.4.1矩形波導(dǎo)中的高度階躍
2.4.2矩形波導(dǎo)中的容性膜片
2.4.3矩形波導(dǎo)中的感性膜片
2.5匹配技術(shù)
2.5.1銷釘匹配
2.5.2寬帶匹配
2.5.3階梯阻抗變換器
2.6無模式變化的耦合
2.7有模式變化的耦合
2.8真空窗
2.8.1同軸線真空窗
2.8.2矩形波導(dǎo)真空窗
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第3章諧振器
3.1引言
3.2諧振電路
3.2.1諧振電路特性
3.2.2諧振電路的外部加載
3.2.3諧振電路的激勵
3.2.4耦合諧振器
3.3盒形腔諧振器
3.3.1表面粗糙度的影響
3.3.2高階模式
3.4矩形腔諧振器
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互作用場
3.5.4實(shí)際重入腔
3.6腔體的外部耦合
3.6.1環(huán)耦合
3.6.2膜孔耦合
3.7腔體參數(shù)測量
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第4章慢波結(jié)構(gòu)
4.1引言
4.1.1均勻慢波結(jié)構(gòu)
4.1.2周期慢波結(jié)構(gòu)
4.1.3空間諧波
4.2平面慢波結(jié)構(gòu)
4.2.1梯形線
4.2.2曲折線
4.2.3叉指線
4.3螺旋線慢波結(jié)構(gòu)
4.3.1螺旋導(dǎo)片模型
4.3.2色散成形
4.3.3帶狀螺旋線慢波結(jié)構(gòu)
4.3.4螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的等效電路
4.3.5耦合器和衰減器
4.4環(huán)桿和環(huán)圈結(jié)構(gòu)
4.5波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)
4.5.1折疊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
4.5.2螺旋波導(dǎo)
4.6耦合腔慢波結(jié)構(gòu)
4.6.1空間諧波結(jié)構(gòu)
4.6.2三葉草結(jié)構(gòu)
4.6.3蜈蚣形結(jié)構(gòu)
4.6.4耦合腔慢波結(jié)構(gòu)的終端
4.7慢波結(jié)構(gòu)的特性測量
4.7.1耦合腔慢波結(jié)構(gòu)測量
4.7.2螺旋線結(jié)構(gòu)的測量
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第5章熱陰極二極管
5.1引言
5.1.1熱陰極二極管的量綱分析
5.1.2電流限制
5.2平面空間電荷限制二極管
5.3考慮熱速度效應(yīng)的平面二極管
5.3.1電勢與陽極間的電子流
5.3.2陰極與電勢間的電子流
5.3.3數(shù)值計(jì)算
5.4考慮相對論效應(yīng)的平面二極管
5.5圓柱空間電荷限制二極管
5.6球形空間電荷限制二極管
5.7平面二極管渡越時間效應(yīng)
5.8平面二極管電子注入
5.9二維電子流二極管
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第6章三極管和四極管
6.1引言
6.2三極管的靜電模型
6.3平面三極管的滲透率
6.3.1陰極處為均勻電場的三極管
6.3.2陰極處為非均勻電場的三極管
6.3.3數(shù)值方法計(jì)算滲透率
6.4三極管靜態(tài)特性
6.4.1柵極電流
6.4.2具有小島結(jié)構(gòu)的三極管
6.5四極管的靜電模型
6.6四極管的滲透率
6.7四極管的靜態(tài)特性
6.7.1四極管柵極電流
6.7.2簾柵極與陽極之間的空間電荷效應(yīng)
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第7章線性電子注
7.1引言
7.2圓柱形電子注
7.3不考慮空間電荷的電子光學(xué)
7.3.1靜電電子光學(xué)傍軸射線方程
7.3.2薄靜電透鏡
7.3.3布虛定律
7.3.4不考慮空間電荷的靜磁電子光學(xué)
7.3.5薄靜磁透鏡
7.4考慮空間電荷的電子方程
7.4.1線包聚焦
7.4.2電子注波動
7.4.3電子注剛性
7.5電子注發(fā)散
7.5.1通用電子注發(fā)散曲線
7.5.2旋轉(zhuǎn)電子注的發(fā)散
7.6周期聚焦
7.6.1周期永磁聚焦
7.6.2實(shí)際PPM聚焦系統(tǒng)
7.6.3周期靜電聚焦
7.7線性電子注的其他形式
7.7.1帶狀電子注
7.7.2環(huán)狀電子注
7.8電子注缺陷
7.8.1熱速度
7.8.2俘獲離子
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第8章正交場中的電子流
8.1引言
8.2平面結(jié)構(gòu)正交場電子流
8.2.1不考慮空間電荷的電子運(yùn)動
8.2.2考慮空間電荷的注入電子注
8.3平面磁控管二極管
8.3.1二極管導(dǎo)通
8.3.2二極管截止
8.4圓柱形結(jié)構(gòu)正交場電子流
8.4.1不考慮空間電荷的電子運(yùn)動
8.4.2考慮空間電荷的注入電子注
8.5圓柱形磁控管二極管
8.6磁控管二極管實(shí)驗(yàn)性能
8.7磁控管中的問題
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第9章電子槍
9.1引言
9.2皮爾斯電子槍
9.2.1皮爾斯電子槍的靜電理論
9.2.2聚焦極和陽極頭
9.2.3陽極透鏡的改進(jìn)模型
9.2.4熱初速效應(yīng)
9.2.5皮爾斯電子槍的靜電設(shè)計(jì)
9.3皮爾斯電子槍的磁場設(shè)計(jì)
9.3.1線包聚焦
9.3.2PPM聚焦
9.4其他皮爾斯電子槍
9.4.1帶狀注電子槍
9.4.2空心注電子槍
9.5電子注控制電極
9.5.1調(diào)制陽極和控制聚焦電極
9.5.2截獲控制柵
9.5.3無截獲控制柵
9.6正交場電子槍
9.6.1Kino電子槍
9.6.2磁控注入電子槍
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第10章電子注收集極和冷卻
10.1引言
10.2線性注管收集極
10.3降壓收集極
10.3.1多級降壓收集極
10.3.2非理想多級降壓收集極
10.4多級降壓收集極設(shè)計(jì)
10.4.1二次電子的抑制
10.4.2互作用后電子注的再成形
10.5冷卻
10.5.1傳導(dǎo)冷卻
10.5.2風(fēng)冷
10.5.3液冷
10.5.4汽相冷卻
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第11章注波互作用
11.1引言
11.2間隙中互作用的彈道理論模型
11.2.1有柵間隙的電子注調(diào)制
11.2.2彈道電子群聚
11.2.3有柵間隙的電子負(fù)載
11.2.4無柵間隙的電子注調(diào)制
11.3線性電子注上的空間電荷波
11.3.1徑向邊界的影響
11.3.2感應(yīng)電流
11.3.3空間電荷波的傳輸線表示
11.3.4非理想電子注中的空間電荷波
11.3.5高階模式
11.3.6回旋波
11.4電子注與間隙間互作用的空間電荷波理論
11.4.1間隙中空間電荷波感應(yīng)電流
11.4.2無柵間隙的電子注加載
11.4.3電子注與無源無柵間隙的互作用
11.5慢波結(jié)構(gòu)的連續(xù)互作用
11.6慢波結(jié)構(gòu)中的離散互作用
11.7返波互作用
11.8注波互作用的大信號模擬
11.8.1電子注間隙互作用的大信號模型
11.8.2電子注被間隙調(diào)制
11.8.3調(diào)制電子注經(jīng)過無源間隙的感應(yīng)電流
11.8.4輸出腔中的能量轉(zhuǎn)移
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第12章柵控管
12.1引言
12.1.1柵控管放大器
12.1.2放大的分類
12.2三極管
12.2.1案例研究： ML5681型三極管
12.3四極管
12.3.1案例研究： RS 2058型四極管
12.4三極管和四極管的設(shè)計(jì)
12.5三極管和四極管放大器的設(shè)計(jì)
12.5.1實(shí)際細(xì)節(jié)
12.6感應(yīng)輸出管(IOT)
12.6.1群聚的形成
12.6.2空間電荷去群聚
12.6.3輸出間隙的功率轉(zhuǎn)換
12.6.4IOT收集極
12.6.5案例研究： 116LS型IOT
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第13章速調(diào)管
13.1引言
13.2速調(diào)管小信號理論
13.2.1輸入腔
13.2.2空閑腔
13.2.3輸出腔
13.2.4簡化的小信號模型
13.2.5總體性能
13.3速調(diào)管大信號特性
13.3.1速調(diào)管分段
13.3.2初始群聚段
13.3.3終群聚段
13.3.4輸出段
13.3.5輸出耦合
13.3.6效率的理論極限
13.3.7電子收集
13.3.8終端特性
13.4速調(diào)管設(shè)計(jì)
13.4.1寬帶速調(diào)管
13.4.2高效率速調(diào)管
13.4.3案例研究： SLAC 5045型速調(diào)管
13.5其他速調(diào)管
13.5.1多注速調(diào)管
13.5.2帶狀注速調(diào)管
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第14章行波管
14.1引言
14.1.1螺旋線及螺旋線型行波管
14.1.2耦合腔行波管
14.1.3行波管中的能量轉(zhuǎn)換
14.2小信號理論
14.2.1螺旋線行波管小信號理論
14.2.2耦合腔行波管小信號理論
14.3大信號效應(yīng)
14.3.1無量綱參數(shù)
14.3.2效率與歸一化參數(shù)的關(guān)系
14.3.3效率與工作點(diǎn)的關(guān)系
14.3.4切斷的影響
14.3.5諧波
14.3.6轉(zhuǎn)移特性
14.3.7相速漸變
14.3.8穩(wěn)定性
14.4行波管設(shè)計(jì)
14.4.1案例研究： 倍頻程帶寬螺旋線行波管
14.4.2毫米波螺旋線行波管
14.4.3高效率螺旋線行波管
14.4.4超寬帶行波管
14.4.5耦合腔行波管
14.4.6混合型器件
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第15章磁控管
15.1引言
15.2基本原理
15.2.1空間電荷輪轂層模型
15.2.2互作用場
15.2.3振蕩的門檻條件
15.2.4電子效率
15.3磁控管陽極
15.3.1隔模帶陽極
15.3.2旭日型陽極
15.3.3同軸陽極
15.3.4長陽極
15.4磁控管性能
15.4.1特性圖
15.4.2頻率推移
15.4.3頻率牽引
15.4.4頻譜特性
15.4.5模式選擇，注入和鎖定
15.5磁控管粒子模擬
15.6簡單磁控管模型
15.6.1空間電荷輪轂層
15.6.2剛性輪輻模型
15.6.3導(dǎo)引中心軌道
15.6.4電子軌跡模型
15.6.5輸出功率的計(jì)算
15.6.6雷基圖
15.6.7頻率推移
15.7磁控管設(shè)計(jì)
15.7.1無量綱參數(shù)
15.7.2設(shè)計(jì)參數(shù)
15.7.3設(shè)計(jì)案例研究
15.7.4其他考慮
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第16章正交場放大器
16.1引言
16.1.1分布發(fā)射式CFA
16.1.2注入式CFA
16.2CFA結(jié)構(gòu)
16.2.1慢波結(jié)構(gòu)
16.2.2陰極
16.2.3陰極激勵CFA
16.3基本原理
16.4CFA特性
16.4.1性能圖表
16.4.2調(diào)制
16.4.3轉(zhuǎn)移特性
16.4.4信號增長和陽極耗散
16.5CFA理論模型
16.5.1粒子模擬程序
16.5.2孤立子理論
16.5.3導(dǎo)引中心理論
16.5.4非線性流體力學(xué)
16.5.5剛性輪輻模型
16.6CFA設(shè)計(jì)
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第17章快波器件
17.1引言
17.2電子回旋脈塞
17.2.1小信號理論
17.3回旋振蕩管
17.3.1大信號互作用模型
17.3.2案例研究： 140GHz、1MW連續(xù)波回旋振蕩管
17.3.3回旋振蕩管設(shè)計(jì)
17.3.4回旋自諧振脈塞
17.3.5可調(diào)諧回旋振蕩管
17.4回旋放大器
17.5潘尼管
17.6蕩注管(自由電子激光)
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第18章電子發(fā)射和擊穿現(xiàn)象
18.1引言
18.2金屬表面的電子發(fā)射
18.2.1熱電子發(fā)射
18.2.2場增強(qiáng)發(fā)射(肖特基效應(yīng))
18.2.3場發(fā)射
18.2.4光電發(fā)射
18.3二次電子發(fā)射
18.3.1二次電子發(fā)射模型
18.4X射線發(fā)射
18.5熱陰極
18.5.1金屬發(fā)射體
18.5.2氧化物陰極
18.5.3儲備式陰極
18.6場發(fā)射陰極
18.7電壓擊穿
18.7.1真空電壓擊穿
18.7.2氣體電壓擊穿
18.7.3絕緣體電壓擊穿
18.8二次電子倍增效應(yīng)放電
18.8.1平行板間二次電子倍增效應(yīng)放電理論
18.8.2同軸圓柱體二次電子倍增效應(yīng)放電
18.8.3正交場中的二次電子倍增效應(yīng)放電
18.8.4二次電子倍增效應(yīng)放電模擬
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第19章磁體
19.1引言
19.2理論綜述
19.2.1鐵磁性
19.2.2軟磁材料磁流傳導(dǎo)
19.3磁路
19.3.1永磁體磁路
19.4磁性材料
19.4.1軟磁材料
19.4.2永磁材料
19.5線包磁體
19.5.1線圈陣列
19.5.2線包
19.6鐵磁體
19.7永磁體設(shè)計(jì)
19.7.1磁控管和CFA中的永磁體
19.7.2線性注器件中的永磁體
19.7.3周期永磁(PPM)系統(tǒng)
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第20章系統(tǒng)集成
20.1引言
20.2直流電源
20.2.1高壓開關(guān)
20.2.2負(fù)載阻抗
20.2.3電力變換器
20.3脈沖調(diào)制器
20.3.1電阻負(fù)載有源開關(guān)調(diào)制器
20.3.2偏置二極管負(fù)載有源開關(guān)調(diào)制器
20.3.3線型調(diào)制器
20.4射頻系統(tǒng)
20.5冷卻系統(tǒng)
20.6控制系統(tǒng)
20.6.1互鎖
20.6.2管子保護(hù)
20.7管子的維護(hù)
20.8安全性
20.9可靠性
20.10結(jié)論
參考文獻(xiàn)