微波電子學(xué)教程

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 微波電子學(xué)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 1
1.1.1 電子學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1.2 真空電子學(xué)和電子器件 2
1.1.3 微波電子學(xué)和器件的發(fā)展.2
1.2 真空微波電子器件的應(yīng)用 4
1.2.1 微波電子管對(duì)現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭制電磁權(quán)的影響 4
1.2.2 雷達(dá) 5
1.2.3 電子對(duì)抗 6
1.2.4 微波通信 6
1.2.5 加速器 7
1.2.6 微波定向能武器 8
1.2.7 微波與物質(zhì)相互作用 8
1.3 微波電子學(xué)研究的內(nèi)容.13
參考文獻(xiàn) 15
第2章 電子在靜電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 16
2.1 電子運(yùn)動(dòng) 16
2.1.1 電子在外加均勻正交靜電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 16
2.1.2 電子在外加均勻相互平行靜電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 22
2.1.3 相對(duì)論速度修正 25
2.1.4 軸對(duì)稱場(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng) 28
2.2 附加均勻恒定非磁性力場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響 32
2.3 電透鏡和磁透鏡 34
2.3.1 電透鏡（旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電場(chǎng)對(duì)電子的聚焦和發(fā)散） 34
2.3.2 磁透鏡 37
2.4 磁場(chǎng)空間緩慢變化對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響 38
2.4.1 磁場(chǎng)緩變非均勻性描述 38
2.4.2 散度項(xiàng)的影響→磁矩不變性（絕熱壓縮） 40
2.4.3 梯度項(xiàng)的影響→梯度漂移* 41
2.4.4 *率項(xiàng)的影響→*率漂移* 43
2.4.5 剪切項(xiàng)的影響 45
2.4.6 絕熱不變量 45
2.4.7 磁鏡效應(yīng) 46
2.5 多電子集體產(chǎn)生的場(chǎng)及其影響 47
2.5.1 多電子產(chǎn)生的電場(chǎng) 47
2.5.2 電子注通用發(fā)散*線 51
2.5.3 多電子產(chǎn)生的磁場(chǎng) 55
第2章習(xí)題 56
參考文獻(xiàn) 57
第3章 電子注的產(chǎn)生、傳輸和控制 58
3.1 陰極 58
3.1.1 概述 58
3.1.2 熱發(fā)射 61
3.1.3 熱陰極的演化歷程 75
3.1.4 浸漬擴(kuò)散陰極 78
3.1.5 陰極的壽命 82
3.2 電子槍 83
3.2.1 皮爾斯電子槍 84
3.2.2 電子注的控制技術(shù) 98
3.3 電子注 101
3.3.1 概述 101
3.3.2 均勻磁場(chǎng)聚焦 102
3.3.3 均勻場(chǎng)聚焦與層流性 108
3.3.4 均勻磁場(chǎng)聚焦與非層流電子注 124
3.3.5 周期永磁聚焦（層流電子注） 125
第3章習(xí)題.131
參考文獻(xiàn) 132
第4章 快波與慢波.133
4.1 導(dǎo)波的分類 133
4.2 慢波.136
4.2.1 慢波的起源及其實(shí)現(xiàn)途徑 136
4.2.2 慢波特性基本參量 139
4.3 周期系統(tǒng) 141
4.3.1 均勻系統(tǒng) 142
4.3.2 周期系統(tǒng)——弗洛凱定理 142
4.3.3 空間諧波 143
4.3.4 周期系統(tǒng)的色散特性，布里淵圖 144
4.4 周期系統(tǒng)等效電路 146
4.4.1 T 型網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的基本特性 146
4.4.2 幾種典型的濾波網(wǎng)絡(luò) 148
4.4.3 周期加載的均勻傳輸線 150
4.5 螺旋線 153
4.5.1 定性分析 153
4.5.2 定量分析 155
4.6 耦合腔 163
4.6.1 色散特性 163
4.6.2 雙槽型耦合腔行波管 172
4.7 交錯(cuò)雙柵 183
4.7.1 任意形狀交錯(cuò)雙柵模型和場(chǎng)解 183
4.7.2 色散、耦合阻抗和高頻損耗 186
4.7.3 計(jì)算實(shí)例和比較 189
4.8 快波.193
4.8.1 快波的起源及其實(shí)現(xiàn)途徑 193
4.8.2 色散*線與橫向同步 198
第4章習(xí)題.202
參考文獻(xiàn) 202
第5章 速調(diào)管 204
5.1 電子注與間隙的相互作用 204
5.1.1 平面柵控間隙 204
5.1.2 非平面無柵間隙 214
5.2 電子的群聚 220
5.2.1 軌道群聚 220
5.2.2 考慮空間電荷力時(shí)的電子群聚 224
5.2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 244
5.3 耦合（調(diào)制）系數(shù)和電子負(fù)載 247
5.3.1 耦合系數(shù)（有柵間隙） 247
5.3.2 電子負(fù)載（平板有柵間隙） 248
5.3.3 耦合系數(shù)（無柵間隙） 251
5.3.4 電子負(fù)載（無柵間隙） 252
5.4 諧振腔 257
5.4.1 從諧振電路到諧振腔 257
5.4.2 諧振腔的功率耦合 260
5.4.3 諧振腔的調(diào)諧 262
5.4.4 諧振腔的場(chǎng)分布表達(dá)式 263
5.4.5 諧振腔的高頻損耗 265
5.4.6 諧振腔的設(shè)計(jì)和計(jì)算 266
5.5 速調(diào)管工作原理及特性 267
5.5.1 速調(diào)管分類 267
5.5.2 兩腔速調(diào)管工作 268
5.5.3 速調(diào)管小信號(hào)工作（增益） 270
5.5.4 速調(diào)管功率輸出特性 272
5.6 特殊用途速調(diào)管 276
5.6.1 高效率速調(diào)管 276
5.6.2 高功率速調(diào)管 283
5.6.3 寬帶速調(diào)管 287
5.6.4 多注速調(diào)管 291
第5章習(xí)題.294
參考文獻(xiàn) 294
第6章 行波管 297
6.1 注波相互作用的小信號(hào)理論 297
6.1.1 電子注中的高頻電流 297
6.1.2 線路方程 298
6.1.3 特征方程 299
6.1.4 同步狀態(tài) 300
6.1.5 非同步狀態(tài) 305
6.1.6 線路損耗的影響 307
6.1.7 空間電荷的影響 308
6.2 螺旋線行波管 312
6.2.1 螺旋線的帶寬 312
6.2.2 增益 318
6.2.3 功率 322
6.2.4 效率 330
6.3 耦合腔行波管 334
6.3.1 耦合腔行波管原理 334
6.3.2 耦合腔行波管小信號(hào)分析 335
6.3.3 耦合腔行波管大信號(hào)分析 343
6.4 收集極 345
6.4.1 功率耗散 346
6.4.2 功率回收(降壓收集極） 347
第6章習(xí)題.359
參考文獻(xiàn) 360
第7章 回旋管 361
7.1 回旋管發(fā)展和應(yīng)用概述 361
7.1.1 引言 361
7.1.2 回旋管的基本組織結(jié)構(gòu)及系列家族 361
7.1.3 回旋管和普通微波管的一些性能的比較.363
7.1.4 回旋管的發(fā)展現(xiàn)狀 364
7.1.5 回旋管的應(yīng)用 365
7.2 電子回旋脈塞輻射機(jī)理 366
7.2.1 相對(duì)論電子在恒定磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 367
7.2.2 回旋電子受激輻射機(jī)理 368
7.3 磁控注入電子槍 373
7.3.1 電子槍的結(jié)構(gòu)模型和基本參數(shù) 374
7.3.2 電子槍性能 379
7.4 波導(dǎo)場(chǎng)橫向分布的局部展開 382
7.5 回旋管線性理論 386
7.5.1 電子動(dòng)力學(xué) 386
7.5.2 高頻場(chǎng)動(dòng)力學(xué) 387
7.6 回旋管的自洽非線性理論 389
7.6.1 概述 389
7.6.2 電子動(dòng)力學(xué) 390
7.7 回旋振蕩器 391
7.7.1 開放式諧振腔 392
7.7.2 模式選擇和抑制 395
7.7.3 注波互作用分析 397
7.7.4 準(zhǔn)光模式變換器 397
7.7.5 磁掃描系統(tǒng) 405
7.8 回旋行波放大器 409
7.8.1 線性分析 409
7.8.2 自洽非線性分析 419
第7章習(xí)題.426
參考文獻(xiàn) 426
第8章 太赫茲(THz）波產(chǎn)生的問題和器件相適應(yīng)發(fā)展概述 429
8.1 引言.429
8.1.1 THz 波特點(diǎn) 429
8.1.2 THz 波產(chǎn)生遇到的問題及解決辦法 430
8.2 傳統(tǒng)器件用于THz波產(chǎn)生的高頻電路結(jié)構(gòu)變化 433
8.2.1 梯形線 433
8.2.2 啞鈴型多間隙腔 437
8.2.3 折疊波導(dǎo) 440
8.2.4 交錯(cuò)雙柵 444
8.2.5 *折線型慢波結(jié)構(gòu) 448
8.3 帶狀注電子槍 452
8.3.1 引言 452
8.3.2 帶狀注的成形 452
8.4 帶狀電子注的傳輸控制 455
第8章習(xí)題 459
參考文獻(xiàn) 459
附錄 交錯(cuò)雙柵色散特性和損耗公式 463
A.1 色散特性 463
A.2 矩形交錯(cuò)雙柵歐姆損耗表達(dá)式分子項(xiàng) 470