高功率微波發(fā)生器原理

內(nèi)容概要

　　自從1992年以來，國外先后出版了“High—Power Microwaves”(1992)，“Applica．　　tion of High—Power Microwaves”(1 994)和“High—Power Microwave Sources and Tech．　　nologies”(2001)等書，這幾《高功率微波發(fā)生器原理》或者因?yàn)榘蓑?qū)動器、微波源和天線的理論、試驗(yàn)和工程技術(shù)等廣泛內(nèi)容，或者重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，對由電子束產(chǎn)生的三種基本類型的相干電磁輻射原理沒有作全面、深入和系統(tǒng)的總結(jié)和描述。國內(nèi)關(guān)于高功率微波的專著還未見。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的精確的數(shù)值模擬(完全的電磁方法)是研究和設(shè)計高功率微波管的重要的和必不可少的手段，但為了分析微波管中發(fā)生的現(xiàn)象，理解它們的物理實(shí)質(zhì)，還必須求助于解析理論?！陡吖β饰⒉òl(fā)生器原理》是一本高功率微波的理論專著，它利用一種新的我們自己發(fā)展起來的波一束相互作用理論對所有三種基本類型的高功率微波產(chǎn)生的原理給予了統(tǒng)一的和深入的描述。《高功率微波發(fā)生器原理》概括了國內(nèi)外高功率微波研究的最新成果、發(fā)展方向和應(yīng)用；內(nèi)容是在國內(nèi)外書籍和雜志上公開發(fā)表的；是在五屆博士生講義的基礎(chǔ)上修改而成的?！陡吖β饰⒉òl(fā)生器原理》可供高功率微波領(lǐng)域中的博士生和高級研究人員參考。當(dāng)然，由于受作者水平的限制，書中可能有不少錯誤和不當(dāng)之處，請讀者批評指正。

書籍目錄

第1章 概述1.1 引言1.2 發(fā)展史1.3 HPM定義1.4 HPM產(chǎn)生原理1.5 HPM的應(yīng)用1.5.1 定向能武器(DEW)1.5.2 電子高能RF加速器1.5.3 雷達(dá)1.5.4 等離子體加熱1.5.5 功率束1.5.6 微波材料加工1.6 窄帶HPM目前水平1.7 窄帶HPM發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)參考文獻(xiàn)第2章 微波基礎(chǔ)2.1 引言2.2 金屬波導(dǎo)管與諧振腔2.2.1 柱坐標(biāo)系中矢量亥姆霍茲方程的解——縱向分2.2.2 金屬波導(dǎo)的一般特性2.2.3 諧振腔的一般特性2.3 波一粒子相互作用2.3.1 波與粒子相互作用產(chǎn)生相干輻射的條件2.3.2 波的線性增長與飽和參考文獻(xiàn)第3章 波一束相互作用理論3.1 引言3.2 同步3.2.1 同步條件3.2.2 允許同步失諧的范圍3.3 電子相位調(diào)制與電子束群聚3.3.1 電子的相位調(diào)制3.3.2 電子束的諧波電流3.4 電子輻射和微波管的分類3.4.1 契倫柯夫輻射——返波管(BWO)3.4.2 渡越輻射——速調(diào)管(Klystron)3.4.3 軔致輻射——回旋共振脈塞(CRMS)自由電子激光(FEL)，虛陰極振蕩器(Vicator)3.5 HPM源功率極限3.5.1 引言3.5.2 高功率微波管產(chǎn)生輻射的基本限制3.5.3 結(jié)論參考文獻(xiàn)第4章 相干契倫柯夫輻射源理論4.1 引言4.2 周期系統(tǒng)中的空間諧波——弗洛奎定理4.3 周期性分布反饋結(jié)構(gòu)的基本原理4.4 慢波結(jié)構(gòu)中波一束相互作用的演進(jìn)方程組4.5 在 中空間電荷的群聚和輻射4.5.1 磁絕緣線振蕩器中空間電荷的群聚附錄 飽和時復(fù)數(shù)調(diào)制因子4.5.2 磁絕緣線振蕩器中空間電荷的輻射參考文獻(xiàn)第5章 相干渡越輻射源理論5.1 引言5.2 速調(diào)管5.3 渡越時間振蕩器參考文獻(xiàn)第6章 相干軔致輻射源理論6.1 引言6.2 回旋行波放大器中波束相互作用的理論研究……第7章 短電子脈沖產(chǎn)生的相干輻射第8章 高功率微波源中的混沌現(xiàn)象

章節(jié)摘錄

　　第1章　概　述　　1.1　引言　　本書僅討論由電子束轉(zhuǎn)換為高功率微波(HPM)的發(fā)生器的原理。20世紀(jì)70年代由于脈沖功率技術(shù)的進(jìn)展，一類新的利用強(qiáng)流相對論電子束的HPM器件應(yīng)運(yùn)而生，而且在熱核聚變、加速器、通信、雷達(dá)和射頻(RF)武器需求的強(qiáng)大驅(qū)動下發(fā)展十分迅速。從器件的品質(zhì)因子PF2看，HPM器件從Pf2=1起步，20年里提高了3個量級。在這一章里，我們先簡要回顧一下HPM發(fā)展史，再給出HPM的定義，最后簡單討論一下HPM產(chǎn)生原理、應(yīng)用、目前水平和發(fā)展方向。　　1.2　發(fā)展史　　19世紀(jì)80年代赫茲(Hertz)由人工產(chǎn)生了電磁波。20世紀(jì)初出現(xiàn)了低頻(1GHz)和慢波結(jié)構(gòu)器件開始誕生，如磁控管(Magnetron)，速調(diào)管(Klystron)，行波管(TWT)和返波管(BWO)。20世紀(jì)60年代研制成正交場放大器(Crossed field ampli．tiers)。20世紀(jì)70年代以后固體微波源大量出現(xiàn)，微波工業(yè)誕生。同時，出現(xiàn)了新的微波產(chǎn)生機(jī)理：　　(1)基于誘導(dǎo)軔致輻射機(jī)制產(chǎn)生微波：　?、倥c契倫柯夫輻射和渡越輻射不同，在束一波相互作用原理上沒有相互作用區(qū)橫向尺度Lr上須小于甚至非常小于輻射波波長A的限制?！　、诿總€電子儲存的能量We與運(yùn)行電壓成正比(We=eV)，它比一個光子能量大得多，并且被激發(fā)的電子的能級空間是等距離的，使在給定頻率下多光子軔致輻射變成可能。于是，電子能量的大部分可以轉(zhuǎn)換成輻射?！　?2)用頻率上移的Doppler效應(yīng)產(chǎn)生微波，從而填補(bǔ)了從射頻到x射線、r射線的電磁波譜中毫米波與亞毫米波的間隙?！　?3)用強(qiáng)流相對論電子束產(chǎn)生微波，從而既增加了功率又減少了對相互作用空間橫向尺寸的限制，相應(yīng)的器件有回旋管(Gyrotron)、虛陰極(Vircator)和自由電子激光器(FELs)?！　PM的發(fā)展基礎(chǔ)與動力是軍事、能源和科學(xué)研究中的應(yīng)用。20世紀(jì)30年代—40年代的第二次世界大戰(zhàn)促進(jìn)了雷達(dá)的發(fā)明，這些雷達(dá)首先使用了磁控管；20世紀(jì)50年代的可控核聚變計劃促進(jìn)了粒一波相互作用研究；20世紀(jì)60年代的核武器效應(yīng)模擬和高能物理發(fā)展促進(jìn)了1MV、10kA級的高功率脈沖技術(shù)的出現(xiàn)。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    高功率微波發(fā)生器原理 PDF格式下載

---