书籍详情
大功率速调管理的理论与计算模拟
作者：丁耀根 著
出版社：国防工业出版社
出版时间：2008-12-01
ISBN：9787118060799
定价：¥39.00
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内容简介
大功率速调管是一种高功率微波真空器件，作为高功率微波电子系统发射机的末级功率放大器，广泛应用于雷达、通信、电视广播、电子对抗、加速器、等离子体加热等领域。近年来，随着计算机模拟技术的进步和新型速调管的发展，速调管的理论和计算机模拟方法有了新的发展。本书在全面总结近年来大功率速调管在理论和计算模拟方面取得的研究成果的基础上，以计算模拟为主要手段，系统地论述大功率速调管中电子注的产生和成形、电子注与高频电场互作用，以及高频系统的特性等方面的物理机制和数学描述方法，并结合典型的实例给出速调管整管性能和部件参数的计算模拟方法，为大功率速调管的设计、制造、测试和应用提供理论基础。本书适用于从事大功率速调管研究、开发和生产以及大功率微波电子系统的研制和使用、微波电子学领域的科研和教学人员以及相关专业的研究生。对从事其他类型大功率微波真空器件、加速器和等离子体加热装置研制的相关人员也有参考价值。
作者简介
丁耀根，男，江苏武进人，1942年5月生，1965年7月毕业于南京大学物理系无线电电子学专业，同年进入中国科学院电子学研究所工作，现为该所研究员、博士研究生导师，大功率微波器件中心总工程师，国际电气与电子工程师学会（IEEE）高级会员。长期从事大功率微波真空电子器件的理论和实验研究，负责和参加用于国家重点工程的大功率速调管和多注速调管的研究项目20多项.获得国家科技进步二等奖2项，国防科学技术一、二等奖，中科院科技进步一、二等奖。中科院重大成果奖和全国科学大会奖等科技成果15项，在国内外学术刊物和会议上发表论文150多篇，培养硕士和博士研究生30多名。
目录
第1章 绪论
1.1 速调管基本原理
1.2 速调管的发展历史和现状
1.3 速调管理论和计算模拟的发展概况
1.4 本书主要内容
参考文献
第2章 速调管中的物理过程
2.1 速度调制和群聚
2.2 感应电流
2.3 耦合系数
2.3.1 有栅间隙的情况
2.3.2 无栅间隙的情况
2.4 电子负载
2.4.1 有栅间隙的电子负载
2.4.2 无栅间隙的电子负载
2.5 相对论效应
2.5.1 速度调制的相对论修正因子
2.5.2 电子负载的相对论修正因子
参考文献
第3章 速调管的小信号理论
3.1 空间电荷波理论
3.1.1 基本方程
3.1.2 无限大电子注的情况
3.2 等离子体频率缩减因子
3.2.1 电子注充满漂移管的情况
3.2.2 电子注未充满漂移管的情况
3.2.3 空心电子注的等离子体频率缩减因子
3.2.4 计算等离子体频率缩减因子的近似方法
3.3 考虑空间电荷效应的耦合系数和电子负载
3.3.1 单间隙谐振腔中的耦合系数和电子负载
3.3.2 双间隙耦合腔中的耦合系数和电子负载
3.4 速调管输入段和输出段的等效电路
3.4.1 输入腔的等效电路
3.4.2 输出腔的等效电路
3.4.3 中间腔的等效电路
3.5 速调管增益一频率特性的计算
3.5.1 线性叠加法
3.5.2 等效传输线法
3.5.3 速调管群聚段的设计和小信号增益频率特性的计算
3.5.4 计算实例
参考文献
第4章 速调管的大信号理论和计算
4.1 引言
4.2 空间电荷力的计算
4.2.1 静电格林函数
4.2.2 电子圆盘的空间电荷力
4.2.3 电子圆环的空间电荷力
4.3 一维电子圆盘模型
4.3.1 模型和假设
4.3.2 电子圆盘的运动方程
4.3.3 空间电荷力的计算
4.3.4 谐振腔间隙电场的计算
4.3.5 谐振腔间隙中感应电流、电子负载和间隙电压的计算
4.3.6 效率的计算
4.3.7 多注速调管中注一波互作用的计算
4.3.8 一维速调管大信号计算软件介绍
4.3.9 计算实例
4.4 二维电子圆环模型
4.4.1 模型和假设
4.4.2 圆环间的空间电荷力
4.4.3 二维速调管大信号计算软件LsP介绍
4.4.4 计算实例
4.5 2.5 维速调管计算软件——Arsenal
4.5.1 软件简介
4.5.2 基本方程
4.5.3 电子注与谐振腔间隙电场相互作用的计算
4.5.4 Arsenal软件的特点和功能
4.5.5 计算实例
4.6 2.5 维速调管计算软件——FCI
4.6.1 时变空间电荷场的计算
4.6.2 粒子运动方程
4.6.3 旋转速度
4.6.4 数值噪声和不稳定性问题
4.6.5 高频谐振腔的模拟
4.6.6 计算实例
4.7 粒子模拟计算软件MAGIC及其在速调管中的应用
4.7.1 MlAGIC的计算方法和特点
4.7.2 100MWS波段高功率速调管的计算模拟
4.7.3 X波段速调管的计算模拟
4.7.4 P波段速调管的计算模拟
4.8 速调管计算软件——TESLA
4.8.1 物理模型和计算方法
4.8.2 模拟计算实例
参考文献
第5章 电子光学系统的理论和计算
5.1 引言
5.2 强流电子光学系统的基本理论
5.2.1 基本原理和基本概念
5.2.2 强流电子光学系统的基本方程组
5.2.3 轴对称电子光学系统的基本方程组
5.2.4 电子注在空间电荷作用下的发散
5.3 电子注的聚焦
5.3.1 平行电子注的聚焦
5.3.2 阴极为任意程度屏蔽时均匀磁场中的轴对称电子注
5.4 电子光学系统的计算模拟
第6章 谐振腔的理论和计算
第7章 宽带输出电路的理论和计算
第8章 高功率输出窗的理论和计算
1.1 速调管基本原理
1.2 速调管的发展历史和现状
1.3 速调管理论和计算模拟的发展概况
1.4 本书主要内容
参考文献
第2章 速调管中的物理过程
2.1 速度调制和群聚
2.2 感应电流
2.3 耦合系数
2.3.1 有栅间隙的情况
2.3.2 无栅间隙的情况
2.4 电子负载
2.4.1 有栅间隙的电子负载
2.4.2 无栅间隙的电子负载
2.5 相对论效应
2.5.1 速度调制的相对论修正因子
2.5.2 电子负载的相对论修正因子
参考文献
第3章 速调管的小信号理论
3.1 空间电荷波理论
3.1.1 基本方程
3.1.2 无限大电子注的情况
3.2 等离子体频率缩减因子
3.2.1 电子注充满漂移管的情况
3.2.2 电子注未充满漂移管的情况
3.2.3 空心电子注的等离子体频率缩减因子
3.2.4 计算等离子体频率缩减因子的近似方法
3.3 考虑空间电荷效应的耦合系数和电子负载
3.3.1 单间隙谐振腔中的耦合系数和电子负载
3.3.2 双间隙耦合腔中的耦合系数和电子负载
3.4 速调管输入段和输出段的等效电路
3.4.1 输入腔的等效电路
3.4.2 输出腔的等效电路
3.4.3 中间腔的等效电路
3.5 速调管增益一频率特性的计算
3.5.1 线性叠加法
3.5.2 等效传输线法
3.5.3 速调管群聚段的设计和小信号增益频率特性的计算
3.5.4 计算实例
参考文献
第4章 速调管的大信号理论和计算
4.1 引言
4.2 空间电荷力的计算
4.2.1 静电格林函数
4.2.2 电子圆盘的空间电荷力
4.2.3 电子圆环的空间电荷力
4.3 一维电子圆盘模型
4.3.1 模型和假设
4.3.2 电子圆盘的运动方程
4.3.3 空间电荷力的计算
4.3.4 谐振腔间隙电场的计算
4.3.5 谐振腔间隙中感应电流、电子负载和间隙电压的计算
4.3.6 效率的计算
4.3.7 多注速调管中注一波互作用的计算
4.3.8 一维速调管大信号计算软件介绍
4.3.9 计算实例
4.4 二维电子圆环模型
4.4.1 模型和假设
4.4.2 圆环间的空间电荷力
4.4.3 二维速调管大信号计算软件LsP介绍
4.4.4 计算实例
4.5 2.5 维速调管计算软件——Arsenal
4.5.1 软件简介
4.5.2 基本方程
4.5.3 电子注与谐振腔间隙电场相互作用的计算
4.5.4 Arsenal软件的特点和功能
4.5.5 计算实例
4.6 2.5 维速调管计算软件——FCI
4.6.1 时变空间电荷场的计算
4.6.2 粒子运动方程
4.6.3 旋转速度
4.6.4 数值噪声和不稳定性问题
4.6.5 高频谐振腔的模拟
4.6.6 计算实例
4.7 粒子模拟计算软件MAGIC及其在速调管中的应用
4.7.1 MlAGIC的计算方法和特点
4.7.2 100MWS波段高功率速调管的计算模拟
4.7.3 X波段速调管的计算模拟
4.7.4 P波段速调管的计算模拟
4.8 速调管计算软件——TESLA
4.8.1 物理模型和计算方法
4.8.2 模拟计算实例
参考文献
第5章 电子光学系统的理论和计算
5.1 引言
5.2 强流电子光学系统的基本理论
5.2.1 基本原理和基本概念
5.2.2 强流电子光学系统的基本方程组
5.2.3 轴对称电子光学系统的基本方程组
5.2.4 电子注在空间电荷作用下的发散
5.3 电子注的聚焦
5.3.1 平行电子注的聚焦
5.3.2 阴极为任意程度屏蔽时均匀磁场中的轴对称电子注
5.4 电子光学系统的计算模拟
第6章 谐振腔的理论和计算
第7章 宽带输出电路的理论和计算
第8章 高功率输出窗的理论和计算
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