微波和射頻真空電子功率源 Microwave and RF Vacuum Electronic Power Sources

本書內容涵蓋真空電子功率器件的各種類型，包括原理，設計、工藝、測試、系統集成應用和可靠性，器件類型包括速調管、磁控管、正交場放大器、行波管、迴旋管等，以及相關的微波技術、電磁場、慢波結構、微波電子學、陰極電子學、電子光學、磁性材料和陶瓷等。附錄中有74個作者利用MathCad軟件編寫的程序，供讀者參考。其中包含作者對真空電子學新的更深刻的理解，清晰的物理概念和主播互作用的物理圖像。

原作者Richard G. Carter，是英國Lancaster大學教授，畢業於劍橋大學，是IET Fellow；2009年獲得真空電子學領域z高獎“John Pierce Award”。

翻譯者：馮進軍，畢業於清華大學，是IET Fellow, 中國電子學會會士，IEEE China Council主席（2015-2018），中國電子科技集團公司第十二研究所研究員。

1章概述
1.1引言
1.2真空電子和固體電子技術
1.3工作原理
1.3.1結構
1.3.2電子動力學
1.3.3電子注電流的調製
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電磁結構
1.3.8耦合模理論
1.3.9真空管的分類
1.4真空器件的應用
1.5技術要求
1.6信號和噪聲
1.6.1噪聲
1.6.2模擬調製
1.6.3數字調製
1.6.4復用技術
1.7工程設計
1.7.1無量綱參數和比例縮尺
1.7.2物理建模
參考文獻

2章波導
2.1引言
2.2波導理論
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實際波導
2.3.1同軸線
2.3.2矩形波導
2.3.3脊波導
2.3.4圓波導
2.3.5波導阻抗總結
2.4波導的不連續性
2.4.1矩形波導中的高度階躍
2.4.2矩形波導中的容性膜片
2.4.3矩形波導中的感性膜片
2.5匹配技術
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矩形波導真空窗
參考文獻

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實際重入腔
3.6腔體的外部耦合
3.6.1環耦合
3.6.2膜孔耦合
3.7腔體參數測量
參考文獻

4章慢波結構
4.1引言
4.1.1均勻慢波結構
4.1.2週期慢波結構
4.1.3空間諧波
4.2平面慢波結構
4.2.1梯形線
4.2.2曲折線
4.2.3指線
4.3螺旋線慢波結構
4.3.1螺旋導片模型4.3.2色散成形
4.3.3帶狀螺旋線慢波結構
4.3.4螺旋線慢波結構的等效電路
4.3.5耦合器和衰減器
4.4環桿和環圈結構
4.5波導慢波結構
4.5.1折疊波導結構
4.5.2螺旋波導
4.6耦合腔慢波結構
4.6.1空間諧波結構
4.6.2三葉草結構
4.6.3蜈蚣形結構
4.6.4耦合腔慢波結構的終端
4.7慢波結構的特性測量
4.7.1耦合腔慢波結構測量
4.7.2螺旋線結構的測量
參考文獻

5章熱極二極管
5.1引言
5.1.1熱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考慮熱速度效應的平面二極管
5.3.1低電勢與陽極間的電子流
5.3.2極與低電勢間的電子流
5.3.3數值計算
5.4考慮相對論效應的平面二極管
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
5.8平面二極管電子注入
5.9二維電子流二極管
參考文獻

6章三極管和極管
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極處為均勻電場的三極管
6.3.2極處為非均勻電場的三極管
6.3.3數值方法計算滲透率
6.4三極管靜態特性
6.4.1柵極電流
6.4.2具有小島結構的三極管
6.5極管的靜電模型
6.6極管的滲透率
6.7極管的靜態特性
6.7.1極管柵極電流
6.7.2簾柵極與陽極之間的空間電荷效應
參考文獻

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
7.3.1靜電電子光學傍軸線方程
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
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電子注發散
7.5.1通用電子注發散曲線
7.5.2旋轉電子注的發散
7.6週期聚焦
7.6.1週期永磁聚焦
7.6.2實際PPM聚焦系統
7.6.3週期靜電聚焦
7.7線性電子注的其他形式
7.7.1帶狀電子注
7.7.2環狀電子注
7.8電子注缺陷
7.8.1熱速度
7.8.2俘獲離子
參考文獻

8章正交場中的電子流
8.1引言
8.2平面結構正交場電子流
8.2.1不考慮空間電荷的電子運動
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
8.3.1二極管導通
8.3.2二極管截止
8.4圓柱形結構正交場電子流
8.4.1不考慮空間電荷的電子運動
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磁控管二極管實驗性能
8.7磁控管中的問題
參考文獻

9章電子
9.1引言
9.2皮爾斯電子
9.2.1皮爾斯電子的靜電理論
9.2.2聚焦極和陽極頭
9.2.3陽極透鏡的改進模型
9.2.4熱初速效應
9.2.5皮爾斯電子的靜電設計
9.3皮爾斯電子的磁場設計
9.3.1線包聚焦
9.3.2PPM聚焦
9.4其他皮爾斯電子
9.4.1帶狀注電子
9.4.2空心注電子
9.5電子注控制電極
9.5.1調製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
9.6.1Ki電子
9.6.2磁控注入電子
參考文獻

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多級降壓收集極設計
10.4.1二次電子的抑制
10.4.2互作用後電子注的再成形
10.5冷卻
10.5.1傳導冷卻
10.5.2風冷
10.5.3液冷
10.5.4汽相冷卻
參考文獻

11章註波互作用
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製
11.2.2彈道電子聚
11.2.3有柵間隙的電子負載
11.2.4無柵間隙的電子注調製
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迴旋波
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慢波結構的連續互作用
11.6慢波結構中的離散互作用
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電子注被間隙調製
11.8.3調製電子注經過無源間隙的感應電流
11.8.4輸出腔中的能量轉移
參考文獻

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