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『簡體書』微波和射频真空电子功率源

書城自編碼： 3600195
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→電子/通信
作者： [英]理查德·G.卡特[Richard G.，Carter]
國際書號(ISBN)： 9787302560487
出版社： 清华大学出版社
出版日期： 2021-02-01

頁數/字數： /
釘裝： 平装

售價：HK$ 147.5

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編輯推薦：
本书是Richard Carter教授的学术专著，从策划到成书，花费了超过15年的时间。真空电子学是大功率微波毫米波太赫兹频段真空电子器件的基本原理。本书既有清晰的物理图像描述，又有具体的器件设计过程描述；内容涵盖各种真空功率器件的基础知识以及使用知识；是真空电子学领域近年来少有的学术专著。本书主要面向从事真空电子学研究的科学家和从事真空电子器件开发的工程师，以及本领域的高年级本科生和研究生。
內容簡介：
本书内容涵盖真空电子功率器件的各种类型，包括原理，设计、工艺、测试、系统集成应用和可靠性，器件类型包括速调管、磁控管、正交场放大器、行波管、回旋管等，以及相关的微波技术、电磁场、慢波结构、微波电子学、阴极电子学、电子光学、磁性材料和陶瓷等。附录中有74个作者利用MathCad软件编写的程序，供读者参考。其中包含作者对真空电子学新的更深刻的理解，清晰的物理概念和主播互作用的物理图像。
關於作者：
原作者Richard G. Carter，是英国Lancaster大学教授，毕业于剑桥大学，是IET Fellow；2009年获得真空电子学领域最高奖John Pierce Award。翻译者：冯进军，毕业于清华大学，是IET Fellow, 中国电子学会会士，IEEE China Council主席（2015-2018），中国电子科技集团公司第十二研究所研究员。
目錄：
第1章概述
1.1引言
1.2真空电子和固体电子技术
1.3工作原理
1.3.1结构
1.3.2电子动力学
1.3.3电子注电流的调制
1.3.4放大、增益和线性度
1.3.5输出功率和效率
1.3.6带宽
1.3.7电磁结构
1.3.8耦合模理论
1.3.9真空管的分类
1.4真空器件的应用
1.5技术要求
1.6信号和噪声
1.6.1噪声
1.6.2模拟调制
1.6.3数字调制
1.6.4复用技术
1.7工程设计
1.7.1无量纲参数和比例缩尺
1.7.2物理建模
参考文献
第2章波导
2.1引言
2.2波导理论
2.2.1横电磁波模式
2.2.2横电模式
2.2.3横磁模式
2.3实际波导
2.3.1同轴线
2.3.2矩形波导
2.3.3脊波导
2.3.4圆波导
2.3.5波导阻抗总结
2.4波导的不连续性
2.4.1矩形波导中的高度阶跃
2.4.2矩形波导中的容性膜片
2.4.3矩形波导中的感性膜片
2.5匹配技术
2.5.1销钉匹配
2.5.2宽带匹配
2.5.3阶梯阻抗变换器
2.6无模式变化的耦合
2.7有模式变化的耦合
2.8真空窗
2.8.1同轴线真空窗
2.8.2矩形波导真空窗
参考文献


第3章谐振器
3.1引言
3.2谐振电路
3.2.1谐振电路特性
3.2.2谐振电路的外部加载
3.2.3谐振电路的激励
3.2.4耦合谐振器
3.3盒形腔谐振器
3.3.1表面粗糙度的影响
3.3.2高阶模式
3.4矩形腔谐振器
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互作用场
3.5.4实际重入腔
3.6腔体的外部耦合
3.6.1环耦合
3.6.2膜孔耦合
3.7腔体参数测量
参考文献
第4章慢波结构
4.1引言
4.1.1均匀慢波结构
4.1.2周期慢波结构
4.1.3空间谐波
4.2平面慢波结构
4.2.1梯形线
4.2.2曲折线
4.2.3叉指线
4.3螺旋线慢波结构
4.3.1螺旋导片模型
4.3.2色散成形
4.3.3带状螺旋线慢波结构
4.3.4螺旋线慢波结构的等效电路
4.3.5耦合器和衰减器
4.4环杆和环圈结构
4.5波导慢波结构
4.5.1折叠波导结构
4.5.2螺旋波导
4.6耦合腔慢波结构
4.6.1空间谐波结构
4.6.2三叶草结构
4.6.3蜈蚣形结构
4.6.4耦合腔慢波结构的终端
4.7慢波结构的特性测量
4.7.1耦合腔慢波结构测量
4.7.2螺旋线结构的测量
参考文献
第5章热阴极二极管
5.1引言
5.1.1热阴极二极管的量纲分析
5.1.2电流限制
5.2平面空间电荷限制二极管
5.3考虑热速度效应的平面二极管
5.3.1最低电势与阳极间的电子流
5.3.2阴极与最低电势间的电子流
5.3.3数值计算
5.4考虑相对论效应的平面二极管
5.5圆柱空间电荷限制二极管
5.6球形空间电荷限制二极管
5.7平面二极管渡越时间效应
5.8平面二极管电子注入
5.9二维电子流二极管
参考文献
第6章三极管和四极管
6.1引言
6.2三极管的静电模型
6.3平面三极管的渗透率
6.3.1阴极处为均匀电场的三极管
6.3.2阴极处为非均匀电场的三极管
6.3.3数值方法计算渗透率
6.4三极管静态特性
6.4.1栅极电流
6.4.2具有小岛结构的三极管
6.5四极管的静电模型
6.6四极管的渗透率
6.7四极管的静态特性
6.7.1四极管栅极电流
6.7.2帘栅极与阳极之间的空间电荷效应
参考文献
第7章线性电子注
7.1引言
7.2圆柱形电子注
7.3不考虑空间电荷的电子光学
7.3.1静电电子光学傍轴射线方程
7.3.2薄静电透镜
7.3.3布虚定律
7.3.4不考虑空间电荷的静磁电子光学
7.3.5薄静磁透镜
7.4考虑空间电荷的电子方程
7.4.1线包聚焦
7.4.2电子注波动
7.4.3电子注刚性
7.5电子注发散
7.5.1通用电子注发散曲线
7.5.2旋转电子注的发散
7.6周期聚焦
7.6.1周期永磁聚焦
7.6.2实际PPM聚焦系统
7.6.3周期静电聚焦
7.7线性电子注的其他形式
7.7.1带状电子注
7.7.2环状电子注
7.8电子注缺陷
7.8.1热速度
7.8.2俘获离子
参考文献
第8章正交场中的电子流
8.1引言
8.2平面结构正交场电子流
8.2.1不考虑空间电荷的电子运动
8.2.2考虑空间电荷的注入电子注
8.3平面磁控管二极管
8.3.1二极管导通
8.3.2二极管截止
8.4圆柱形结构正交场电子流
8.4.1不考虑空间电荷的电子运动
8.4.2考虑空间电荷的注入电子注
8.5圆柱形磁控管二极管
8.6磁控管二极管实验性能
8.7磁控管中的问题
参考文献
第9章电子枪
9.1引言
9.2皮尔斯电子枪
9.2.1皮尔斯电子枪的静电理论
9.2.2聚焦极和阳极头
9.2.3阳极透镜的改进模型
9.2.4热初速效应
9.2.5皮尔斯电子枪的静电设计
9.3皮尔斯电子枪的磁场设计
9.3.1线包聚焦
9.3.2PPM聚焦
9.4其他皮尔斯电子枪
9.4.1带状注电子枪
9.4.2空心注电子枪
9.5电子注控制电极
9.5.1调制阳极和控制聚焦电极
9.5.2截获控制栅
9.5.3无截获控制栅
9.6正交场电子枪
9.6.1Kino电子枪
9.6.2磁控注入电子枪
参考文献
第10章电子注收集极和冷却
10.1引言
10.2线性注管收集极
10.3降压收集极
10.3.1多级降压收集极
10.3.2非理想多级降压收集极
10.4多级降压收集极设计
10.4.1二次电子的抑制
10.4.2互作用后电子注的再成形
10.5冷却
10.5.1传导冷却
10.5.2风冷
10.5.3液冷
10.5.4汽相冷却
参考文献
第11章注波互作用
11.1引言
11.2间隙中互作用的弹道理论模型
11.2.1有栅间隙的电子注调制
11.2.2弹道电子群聚
11.2.3有栅间隙的电子负载
11.2.4无栅间隙的电子注调制
11.3线性电子注上的空间电荷波
11.3.1径向边界的影响
11.3.2感应电流
11.3.3空间电荷波的传输线表示
11.3.4非理想电子注中的空间电荷波
11.3.5高阶模式
11.3.6回旋波
11.4电子注与间隙间互作用的空间电荷波理论
11.4.1间隙中空间电荷波感应电流
11.4.2无栅间隙的电子注加载
11.4.3电子注与无源无栅间隙的互作用
11.5慢波结构的连续互作用
11.6慢波结构中的离散互作用
11.7返波互作用
11.8注波互作用的大信号模拟
11.8.1电子注间隙互作用的大信号模型
11.8.2电子注被间隙调制
11.8.3调制电子注经过无源间隙的感应电流
11.8.4输出腔中的能量转移
参考文献
第12章栅控管
12.1引言
12.1.1栅控管放大器
12.1.2放大的分类
12.2三极管
12.2.1案例研究： ML5681型三极管
12.3四极管
12.3.1案例研究： RS 2058型四极管
12.4三极管和四极管的设计
12.5三极管和四极管放大器的设计
12.5.1实际细节
12.6感应输出管IOT
12.6.1群聚的形成
12.6.2空间电荷去群聚
12.6.3输出间隙的功率转换
12.6.4IOT收集极
12.6.5案例研究： 116LS型IOT
参考文献
第13章速调管
13.1引言
13.2速调管小信号理论
13.2.1输入腔
13.2.2空闲腔
13.2.3输出腔
13.2.4简化的小信号模型
13.2.5总体性能
13.3速调管大信号特性
13.3.1速调管分段
13.3.2初始群聚段
13.3.3最终群聚段
13.3.4输出段
13.3.5输出耦合
13.3.6效率的理论极限
13.3.7电子收集
13.3.8终端特性
13.4速调管设计
13.4.1宽带速调管
13.4.2高效率速调管
13.4.3案例研究： SLAC 5045型速调管
13.5其他速调管
13.5.1多注速调管
13.5.2带状注速调管
参考文献
第14章行波管
14.1引言
14.1.1螺旋线及螺旋线型行波管
14.1.2耦合腔行波管
14.1.3行波管中的能量转换
14.2小信号理论
14.2.1螺旋线行波管小信号理论
14.2.2耦合腔行波管小信号理论
14.3大信号效应
14.3.1无量纲参数
14.3.2效率与归一化参数的关系
14.3.3效率与工作点的关系
14.3.4切断的影响
14.3.5谐波
14.3.6转移特性
14.3.7相速渐变
14.3.8稳定性
14.4行波管设计
14.4.1案例研究： 倍频程带宽螺旋线行波管
14.4.2毫米波螺旋线行波管
14.4.3高效率螺旋线行波管
14.4.4超宽带行波管
14.4.5耦合腔行波管
14.4.6混合型器件
参考文献
第15章磁控管
15.1引言
15.2基本原理
15.2.1空间电荷轮毂层模型
15.2.2互作用场
15.2.3振荡的门槛条件
15.2.4电子效率
15.3磁控管阳极
15.3.1隔模带阳极
15.3.2旭日型阳极
15.3.3同轴阳极
15.3.4长阳极
15.4磁控管性能
15.4.1特性图
15.4.2频率推移
15.4.3频率牵引
15.4.4频谱特性
15.4.5模式选择，注入和锁定
15.5磁控管粒子模拟
15.6简单磁控管模型
15.6.1空间电荷轮毂层
15.6.2刚性轮辐模型
15.6.3导引中心轨道
15.6.4电子轨迹模型
15.6.5输出功率的计算
15.6.6雷基图
15.6.7频率推移
15.7磁控管设计
15.7.1无量纲参数
15.7.2设计参数
15.7.3设计案例研究
15.7.4其他考虑
参考文献
第16章正交场放大器
16.1引言
16.1.1分布发射式CFA
16.1.2注入式CFA
16.2CFA结构
16.2.1慢波结构
16.2.2阴极
16.2.3阴极激励CFA
16.3基本原理
16.4CFA特性
16.4.1性能图表
16.4.2调制
16.4.3转移特性
16.4.4信号增长和阳极耗散
16.5CFA理论模型
16.5.1粒子模拟程序
16.5.2孤立子理论
16.5.3导引中心理论
16.5.4非线性流体力学
16.5.5刚性轮辐模型
16.6CFA设计
参考文献
第17章快波器件
17.1引言
17.2电子回旋脉塞
17.2.1小信号理论
17.3回旋振荡管
17.3.1大信号互作用模型
17.3.2案例研究： 140GHz、1MW连续波回旋振荡管
17.3.3回旋振荡管设计
17.3.4回旋自谐振脉塞
17.3.5可调谐回旋振荡管
17.4回旋放大器
17.5潘尼管
17.6荡注管自由电子激光
参考文献
第18章电子发射和击穿现象
18.1引言
18.2金属表面的电子发射
18.2.1热电子发射
18.2.2场增强发射肖特基效应
18.2.3场发射
18.2.4光电发射
18.3二次电子发射
18.3.1二次电子发射模型
18.4X射线发射
18.5热阴极
18.5.1金属发射体
18.5.2氧化物阴极
18.5.3储备式阴极
18.6场发射阴极
18.7电压击穿
18.7.1真空电压击穿
18.7.2气体电压击穿
18.7.3绝缘体电压击穿
18.8二次电子倍增效应放电
18.8.1平行板间二次电子倍增效应放电理论
18.8.2同轴圆柱体二次电子倍增效应放电
18.8.3正交场中的二次电子倍增效应放电
18.8.4二次电子倍增效应放电模拟
参考文献
第19章磁体
19.1引言
19.2理论综述
19.2.1铁磁性
19.2.2软磁材料磁流传导
19.3磁路
19.3.1永磁体磁路
19.4磁性材料
19.4.1软磁材料
19.4.2永磁材料
19.5线包磁体
19.5.1线圈阵列
19.5.2线包
19.6铁磁体
19.7永磁体设计
19.7.1磁控管和CFA中的永磁体
19.7.2线性注器件中的永磁体
19.7.3周期永磁PPM系统
参考文献
第20章系统集成
20.1引言
20.2直流电源
20.2.1高压开关
20.2.2负载阻抗
20.2.3电力变换器
20.3脉冲调制器
20.3.1电阻负载有源开关调制器
20.3.2偏置二极管负载有源开关调制器
20.3.3线型调制器
20.4射频系统
20.5冷却系统
20.6控制系统
20.6.1互锁
20.6.2管子保护
20.7管子的维护
20.8安全性
20.9可靠性
20.10结论
参考文献
內容試閱：
译者序

理查德?G.卡特教授是国际著名的微波管专家，2009年获得真空电子学领域最高奖皮尔斯奖（John
R.Pierce Award for Excellence in Vacuum Electronics）。他曾经在工业部门工作，然后在英国兰
卡斯特大学讲授微波技术、电磁场理论和微波管原理，具有丰富的制管经验和扎实的理论基础。正如我
在书评中写到的，本书是作者一生对微波管领域的贡献； 是一本全面系统的书籍，内容包括无源元件
和各种真空器件及相关的阴极、电子光学、可靠性和系统集成等； 本书既提供了清晰的物理图像、深
刻的理解、简洁的数学表达、实用的快速设计方法，以及作者对高频结构和注波相互作用的新理解，又
提供了简洁的物理模型和用于工程设计的基于电路模型和电磁场方法的电子工作表，这些附件对于工程
设计和快速优化非常有帮助。本书译者曾经两次到英国兰卡斯特大学和卡特教授开展研究工作，获益匪
浅。
本书由北京真空电子技术研究所和微波电真空器件技术国家级重点实验室的科研人员翻译，译者均为真
空电子学领域的专业人员，从事速调管、磁控管、正交场放大器、行波管回旋管、阴极电子管等方面的
研究工作。本书翻译人员主要有（按翻译的章节顺序）： 冯进军（第1、20章），梁友焕（第2章），
李志良（第3章），蔡军（第4、11章），邵文生（第5章），邬显平（第6章），唐烨（第7章），寇建
勇（第8、19章），张琳（第9章），冯源（第10章），潘攀（第12、14章），王加松（第13章），黎深
根（第15章），杨金生（第16章），曾旭（第17章），张珂（第18章），其余内容由冯进军翻译。由冯
进军、杨金生、蔡军、潘攀共同负责全书的翻译工作。
译者要感谢清华大学出版社和剑桥大学出版社，特别是清华大学出版社的梁颖先生，正是大家共同的愿
望和努力，才使得本书的翻译工作顺利进行； 同时，在此感谢卡特教授，在翻译过程中和译者进行了
充分的沟通和交流，并提供了本书的所有版权协议。
译者2020年10月

中文版序言
我的工作与中国相关研究所的联系非常重要，所以很高兴我的书被翻译成中文。我一直对我舅舅赖朴吾
（E.R.Lapwood）博士和他的家人在19321952年期间居住的国家以及他1984年去世的地方感到好奇。
在他教授数学的北京燕京大学（现北京大学）的花园里，未名湖畔的一块石头上刻着他的签名。在1985
2003年期间，十几位中国科学家在兰卡斯特大学和我一起工作，本书中可以找到我们联合发表的文章
和研究报告。联系最紧密的是北京真空电子技术研究所，也有来自东南大学、北京医疗器械研究所和中
国科学院电子研究所的访问学者。我有幸和我的妻子三次访问过中国，无论走到哪里，我们都受到了热
情和慷慨的接待。必须特别提到的是已故的廖复疆教授以及他的朋友兼同事张晋林教授。最后，我要感
谢冯进军教授，是他提议把本书翻译成中文，并统领翻译的全过程。
理查德?G.卡特2019年于英国兰卡斯特

 

 

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