高功率微波

前言

　　高功率微波在國(guó)防、能源、航天和高能物理等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，很多國(guó)家，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)高功率微波的相關(guān)研究開(kāi)發(fā)都非常重視。近年來(lái)，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展正在迅速縮短與領(lǐng)先國(guó)家之間的差距。　　本書(shū)的前兩位作者（J.Benford和J.Swegle）于1992年出版了《高功率微波》（第1版）。多年來(lái)，這本書(shū)為包括譯者在內(nèi)的很多工作于這個(gè)領(lǐng)域的研究人員和學(xué)生提供了很大的幫助。為了反映十幾年來(lái)高功率微波領(lǐng)域發(fā)生的進(jìn)展和變化，他們和Dr.E.Schamiloglu一起，在對(duì)第1版進(jìn)行大篇幅的修改和補(bǔ)充的基礎(chǔ)上，于2007年出版了《高功率微波》（第2版）。它不僅在內(nèi)容上反映了最新的技術(shù)信息，而且在形式上更接近于一本教科書(shū)，幾乎各章都附有習(xí)題。另外，還有一個(gè)重要的區(qū)別，與第1版較詳細(xì)地論述各種微波器件的技術(shù)細(xì)節(jié)相對(duì)照，第2版的著眼點(diǎn)相對(duì)側(cè)重于高功率微波領(lǐng)域的一般性問(wèn)題和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法?！　”緯?shū)較完整地講解了高功率微波領(lǐng)域的主要概念和方法。內(nèi)容由淺入深，非常適合做研究生教材或自學(xué)參考書(shū)，也可供高功率微波領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)或參考。書(shū)末的“高功率微波公式集”對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作應(yīng)該具有很高的實(shí)用價(jià)值。本書(shū)在某種意義上對(duì)傳統(tǒng)微波領(lǐng)域的工作人員也有一定的參考意義。另外，它還可以讓相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，如國(guó)防、核聚變和加速器等領(lǐng)域的技術(shù)人員了解高功率微波的最新動(dòng)態(tài)?！　∽g者與原著作者之間曾經(jīng)有過(guò)多年的交流與合作，因此，本書(shū)的翻譯工作從一開(kāi)始便得到了原著作者的熱情支持與配合。在他們的幫助下，原文中的個(gè)別不妥或不清晰的地方在譯文中得到了修改或補(bǔ)充。另外，原文中的一些印刷錯(cuò)誤也在譯文中得到了及時(shí)更正。三位作者還為中文版的出版作了原著者序。在此特向原著作者J.Benford、J.Swegle-和E.Schamiloglu表示衷心感謝?！　∮捎谧g者水平有限，譯本中不妥和錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

　　《高功率微波（第2版）》針對(duì)近年來(lái)迅速發(fā)展的高功率微波領(lǐng)域，不僅全面地概述了必要的基礎(chǔ)知識(shí)，而且詳細(xì)地講解了主要的技術(shù)手段和系統(tǒng)方法。內(nèi)容主要反映了高功率微波的最新研究發(fā)展趨勢(shì)和相關(guān)的基本技術(shù)路線，同時(shí)也明確了基本問(wèn)題的所在和器件的物理極限。《高功率微波（第2版）》先從系統(tǒng)的觀點(diǎn)講述了高功率微波裝置的基本設(shè)計(jì)思想，然后詳細(xì)地論述了高功率微波在國(guó)防、航天、雷達(dá)、等離子體加熱和加速器等方面的應(yīng)用。在概述了必要的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)的技術(shù)方法之后，全面而細(xì)致地講解了各種具有代表性的高功率微波源，它們包括超寬帶源、磁控管、返波振蕩器、速調(diào)管、虛陰極振蕩器、回旋管和自由電子激光等主要器件。

書(shū)籍目錄

第1章 引論1.1 高功率微波的起源1.2 高功率微波的基本方式1.3 高功率微波的發(fā)展趨勢(shì)1.4 相關(guān)讀物參考文獻(xiàn)第2章 高功率微波的系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 用系統(tǒng)觀點(diǎn)看高功率微波2.2 系統(tǒng)概觀2.3 將子系統(tǒng)結(jié)合為系統(tǒng)2.3.1 前級(jí)電源2.3.2 脈沖功率2.3.3 微波源2.3.4 模式轉(zhuǎn)換器和天線2.4 系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題2.5 高性能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法2.5.1 NAGIRA：超系統(tǒng)的模型機(jī)2.5.2 超系統(tǒng)的構(gòu)成2.5.3 天線與模式轉(zhuǎn)換器2.5.4 返波振蕩器（BWO）2.5.5 脈沖功率子系統(tǒng)2.6 小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第3章 高功率微波的應(yīng)用3.1 引言3.2 高功率微波武器3.2.1 高功率微波武器的一般特性3.2.2 電磁炸彈3.2.3 第一代微波武器3.2.4 高功率微波武器的作用3.2.5 電磁恐怖主義3.2.6 能量耦合3.2.7 電磁防護(hù)3.2.8 微波對(duì)電子器件的破壞作用3.2.9 小結(jié)3.3 高功率雷達(dá)3.4 功率傳送3.5 太空推進(jìn)器3.5.1 向地球軌道發(fā)射3.5.2 從地球軌道向星際軌道和宇宙空間發(fā)射3.5.3 大型太空飛行器3.6 等離子體加熱3.7 高能粒子加速器習(xí)題參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)第4章 微波基礎(chǔ)知識(shí)4.1 引言4.2 電磁學(xué)基礎(chǔ)概念4.3 波導(dǎo)管4.3.1 方形波導(dǎo)模4.3.2 圓形波導(dǎo)模4.3.3 波導(dǎo)管與諧振腔的功率容量4.4 周期性慢波結(jié)構(gòu)4.4.1 軸向變化的慢波結(jié)構(gòu)4.4.2 角向變化的慢波結(jié)構(gòu)4.5 諧振腔4.6 強(qiáng)流相對(duì)論電子束4.6.1 二極管中的空間電荷限制電流4.6.2 強(qiáng)流二極管中的束流箍縮4.6.3 漂移管中的空間電荷限制電流4.6.4 有限軸向磁場(chǎng)中的電子回旋軌道4.7 磁絕緣電子層4.8 產(chǎn)生微波的相互作用原理4.8.1 基本相互作用過(guò)程4.8.2 0型器件中的相互作用4.8.3 M型器件中的相互作用4.8.4 空間電荷器件4.9 放大器與振蕩器、強(qiáng)電流與弱電流工作模式4.1 0相位與頻率控制4.1 l小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第5章 主要相關(guān)技術(shù)5.1 引言5.2 脈沖功率5.2.1 磁場(chǎng)儲(chǔ)能5.2.2 磁通量壓縮5.3 電子束和電子層5.3.1 陰極材料5.3.2 電子束二極管5.4 微波脈沖壓縮5.5 天線與傳輸5.5.1 模式轉(zhuǎn)換器5.5.2 天線的基礎(chǔ)知識(shí)5.5.3 窄帶天線5.5.4 寬帶天線5.6 診斷5.6.1 功率5.6.2 頻率5.6.3 差頻測(cè)量5.6.4 相位5.6.5 能量5.7 高功率微波設(shè)施5.7.1 室內(nèi)設(shè)施5.7.2 室外設(shè)施5.7.3 微波安全事項(xiàng)5.7.4 X射線安全事項(xiàng)習(xí)題參考文獻(xiàn)第6章 超寬帶系統(tǒng)6.1 超寬帶的定義6.2 超寬帶開(kāi)關(guān)技術(shù)6.2.1 火花隙開(kāi)關(guān)6.2.2 固態(tài)開(kāi)關(guān)6.3 超寬帶天線技術(shù)6.4 超寬帶系統(tǒng)6.4.1 中頻系統(tǒng)6.4.2 寬頻系統(tǒng)6.4.3 超頻系統(tǒng)6.5 小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第7章 相對(duì)論磁控管與磁絕緣線振蕩器7.1 引言7.2 歷史7.3 設(shè)計(jì)原理7.3.1 磁控管和CFA器件的“冷”頻率特性7.3.2 工作電壓與外加磁場(chǎng)7.3.3 磁控管的特性7.3.4 磁控管設(shè)計(jì)原理的小結(jié)7.4 工作特性7.4.1 固定頻率磁控管7.4.2 頻率可調(diào)磁控管7.4.3 可重復(fù)工作的高平均輸出功率磁控管7.4.4 采用磁控管的高功率微波系統(tǒng)MTD-l和Orion7.5 主要研究課題：7.5.1 脈沖縮短現(xiàn)象：7.5.2 峰值功率：多器件的鎖相和透明陰極磁控管：7.5.3 轉(zhuǎn)換效率：軸向損失電流的抑制和微波的提取方法7.6 物理極限7.6.1 功率極限7.6.2 效率極限7.6.3 頻率極限7.7 磁絕緣線振蕩器7.8 正交場(chǎng)放大器7.9 小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第8章 返波振蕩器，多波CerenkoV發(fā)生器，O型CerenkoV器件8.1 引言8.2 歷史8.3 設(shè)計(jì)原理8.3.1 慢波結(jié)構(gòu)：尺寸與頻率8.3.2 引入電子束：不同器件中的共振相互作用8.3.3 啟動(dòng)電流與增益8.3.4 峰值輸出功率：數(shù)值模擬的意義8.4 工作特性8.4.1 MWCG、MWDG和RDG8.4.2 返波振蕩器(BWO)8.4.3 行波管(TWT)8.5 主要研究課題8.5.1 脈沖縮短現(xiàn)象8.5.2 使用弱磁場(chǎng)的BWO8.5.3 以提高效率為目的的SWS軸向變化8.5.4 其他O型器件：DCM、PCM和等離子體加載BWO8.6 基本極限8.7 小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第9章 速調(diào)管與后加速相對(duì)論速調(diào)管9.1 引言9.2 歷史9.3 設(shè)計(jì)原理9.3.1 電壓、電流和磁場(chǎng)9.3.2 漂移管半徑9.3.3 速調(diào)管諧振腔9.3.4 電子速度的調(diào)制、電子束的群聚和諧振腔的間距9.3.5 低阻抗相對(duì)論速調(diào)管中的電子束調(diào)制9.3.6 速調(diào)管的電路模型9.3.7 后加速相對(duì)論速調(diào)管的特性9.4 工作特性9.4.1 高阻抗弱相對(duì)論速調(diào)管9.4.2 高阻抗相對(duì)論速調(diào)管9.4.3 低阻抗速調(diào)管9.4.4 后加速相對(duì)論速調(diào)管9.5 主要技術(shù)課題9.5.1 高功率多束速調(diào)管和層狀束速調(diào)管9.5.2 低阻抗環(huán)狀束速調(diào)管9.6 物理極限9.6.1 筆形束速調(diào)管9.6.2 環(huán)狀束速調(diào)管9.6.3 后加速相對(duì)論速調(diào)管9.7 小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)第10章 虛陰極振蕩器、回旋管、電子回旋脈塞和自由電子激光10.1 引言10.2 虛陰極振蕩器10.2.1 虛陰極振蕩器的歷史10.2.2 虛陰極振蕩器的設(shè)計(jì)原理10.2.3 虛陰極振蕩器的……附錄 高功率微波公式集索引與中英文對(duì)照

章節(jié)摘錄

　　第1章　引論　　新版《高功率微波》與l992年的第一版。相比在很大程度上做了修改。舊版本是反映當(dāng)時(shí)研究狀況和發(fā)展方向的一部技術(shù)性專著。在某些領(lǐng)域里，高功率微波已經(jīng)從一個(gè)有前景的新興技術(shù)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的階段。目前，不僅美國(guó)、俄羅斯和西歐各國(guó)（包括英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和瑞典等）正在進(jìn)行高功率微波領(lǐng)域的研究、制作和應(yīng)用，而且中國(guó)（包括臺(tái)灣地區(qū)）及一些發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)（如印度、韓國(guó)等）也在開(kāi)展這方面的工作?！　∥覀?cè)诒緯?shū)里采用了一個(gè)新的系統(tǒng)概念。在高功率微波領(lǐng)域里，近年來(lái)，一個(gè)重要的轉(zhuǎn)變就是越來(lái)越強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。人們已普遍認(rèn)識(shí)到，只有將高功率微波系統(tǒng)看做一個(gè)整體裝置，它的輸出功率和脈沖能量才能得到進(jìn)一步的改善，而且高功率微波的用戶方面也正是這樣期待的。人們不能再將系統(tǒng)細(xì)分成各個(gè)組成部分，然后分別對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化。根據(jù)系統(tǒng)概念，首先要從應(yīng)用方面的各種條件限制開(kāi)始考慮，然后決定子系統(tǒng)的構(gòu)成和它們之間的關(guān)系，同時(shí)適當(dāng)考慮輔助設(shè)備的要求?！　門(mén)N解這個(gè)新的概念，建議讀者在閱讀有關(guān)具體技術(shù)內(nèi)容之前，先從以下兩章開(kāi)始讀起。第2章（高功率微波的系統(tǒng)設(shè)計(jì)）從方法論的角度描述了如何通過(guò)部件的選擇構(gòu)建一個(gè)高功率微波系統(tǒng)的過(guò)程。第3章（高功率微波的應(yīng)用）給出了這些系統(tǒng)應(yīng)該滿足的必要條件。

編輯推薦

　　《高功率微波（第2版）》較完整地講解了高功率微波領(lǐng)域的主要概念和方法。內(nèi)容由淺入深，非常適合做研究生教材或自學(xué)參考書(shū)，也可供高功率微波領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)或參考。

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