行波管研制技术
点此进入淘宝搜索页搜索分类: 图书,电子与通信,真空电子技术,
品牌: 郭开周
基本信息·出版社：电子工业出版社
·页码：257 页
·出版日期：2008年
·ISBN：9787121067938
·条形码：9787121067938
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
产品信息有问题吗？请帮我们更新产品信息。
内容简介在雷达、电子对抗和通信（含卫星通讯及深空高数据率通信）等重要领域，行波管是一类十分关键、不可取代的微波/毫米波功率放大器。2000年以来，国内外有关单位在新的层次上，又掀起了行波管的研究热潮。
本书取名为“研制技术”，主要篇幅用于分析行波管通常遇到的重要研制技术问题。按照技术专题进行章节划分，选材涵盖了绝大部分实用的功率行波管，既介绍了国内所研制生产的一些行波管，提出了研制中对工艺过程、材料选取、测试实验以及提高性能等方面的经验体会；又介绍了一些国外先进管型的参数，评述其特性并提出各种可尝试的研制方法。并在每章最后都给出大量参考文献，方便于读者查阅了解过去的主要理论。是一本对从事行波管研究、工艺、制造、使用、维护、销售等人员有很高实用价值和指导意义的参考书。
作者简介郭开周，中国科学院电子学研究所研究员。1961年毕业于电子科技大学。负责完成多项行波管自行设计实用课题任务。获：1978年全国科学大会奖；1980年国防科工委二等奖；1984年中科院科技进步二等奖；1984年，一项较难的行波管任务，制管3只便达到要求；1993年2月鉴定60W微波固态源，专家认为填补了国内空白、理论设计有特色、研制速度可以和国外先进公司相比；1993年11月鉴定一只行波管的可靠性，专家认为该管十余年间大量用于我国重大空间任务，无一事故，可靠性达国际先进水平。
1974年，被推为《中小功率行波管设计手册》编写小组成员。1987年9月～1988年10月：应皇家学会邀请，赴英国从事合作研究。1988年3月首篇文章刊出。1991年11月，合写的书《Practical Microstrip Circuit Design》一出在世界六城市发行。负责并完成5项基金课题(从事光与微波交叉科学研究)。发表的40余篇文章中，7篇被美、俄、英国文摘介绍，1篇被中国文摘介绍。
1985年开始，连任3届国家级科技进步奖和发明奖有关行业评委，享受政府特殊津贴。
目录
第1章 概论
1.1 行波管的发展概况和主要管种
1.2 行波管的工作机理和结构简介
1.3 行波管电子注和互作用方面的理论及计算机辅助设计概况
1.4 行波管研制工作的主要方面
参考文献
第2章 周期永磁聚焦行波管的电子注流通率
2.1 引言
2.2 电子枪、周期永磁聚焦系统和收集极结构
2.3 电子光学的基本公式
2.4 实际工作中遇到的一些问题
2.5 阴极的微观结构和管内的实际情况
2.6 栅控行波管在PPM 中的电子注动态流通率问题
2.7 有关提高PPM聚焦行波管动态流通率的一些有实际意义的课题
参考文献
第3章 螺旋线型行波管慢波线的散热结构
3.1 引言
3.2 具体结构
参考文献
第4章 行波管的可靠性和长寿命
4.1 引言
4.2 行波管的“早期事故”及有关防护措施
4.3 克服栅控脉冲行波管满负荷工作时高等级机械扫频振动条件下的打火问题
4.4 大功率栅控管子的栅发射问题
4.5 阴极近旁材料的真空蒸发问题和热子问题
4.6 包装问题
4.7 其余一些有关可靠性的问题
4.8 行波管的寿命问题
4.9 一套严格的环模检验规范
4.10 行波管与电源的界面问题
参考文献
第5章 行波管的超宽频带问题
5.1 引言
5.2 一些实验报道
5.3 一些新的研究
参考文献
第6章 行波管的幅相一致问题
6.1 引言
6.2 慢波线的尺寸公差和工艺状况的影响
6.3 介质杆的影响
6.4 电子注质量的影响
6.5 工作电压与相位的关系
6.6 新的研制动态
参考文献
第7章 提高行波管互作用效率的技术方法
7.1 引言
7.2 提高互作用效率的方法
参考文献
第8章 采用降压收集极技术提高总效率
8.1 引言
8.2 有关收集极降压的几个问题
8.3 收集极降压的结构设想
8.4 有关收集极深度降压遇到的困难
8.5 一些降压收集极的实际结构和参数
参考文献
第9章 行波管的非线性、失真及噪声
9.1 引言
9.2 行波管的非线性和失真
9.3 行波管的噪声
9.4 双渐变螺旋线在提高互作用效率的同时改善相位特性
9.5 一只S波段、宽线性、中功率脉冲行波管
9.6 文献中的一些研制工作报道
9.7 有关外线路和仪器
参考文献
第10章 提高螺旋线行波管微波输出功率的途径和限制
10.1 提高螺旋线行波管微波输出功率的限制
10.2 21世纪初实用螺旋线行波管的最高工作电压达到18.8kV
10.3 螺旋线行波管电压超过20kV的试验
参考文献
第11章 环杆、环圈结构行波管的一些技术问题
11.1 引言
11.2 环杆结构行波管的一些技术问题
11.3 环圈结构行波管的一些技术问题
参考文献
第12章 耦合腔行波管的一些技术问题
12.1 引言
12.2 休斯结构耦合腔行波管的冷测参量
12.3 有关休斯结构行波管研制的一些早期资料
12.4 20世纪70～90年代耦合腔行波管的一些试验
12.5 耦合腔行波管技术方面的进展
12.6 三叶草慢波结构行波管
参考文献
第13章 毫米波行波管
13.1 引言
13.2 螺旋线毫米波行波管
13.3 休斯结构毫米波耦合腔行波管
13.4 改进型慢波结构毫米波行波管
参考文献
附录A 常规千瓦级螺旋线脉冲行波管
附录B 常规连续波百瓦级至千瓦级螺旋线行波管
附录C 慢波线“切断”和一只高增益行波管
附录D 超宽频带行波管
附录E 环杆行波管
附录F 21世纪初有关高效率行波管和空间行波管研制情况的文献报道
附录G 小型化行波管
附录H 耦合腔行波管
附录I 复合管壳工艺讨论
附录J 符号一览表
参考文献
……[看更多目录]
序言2000年以来，国内外有关单位在新的层次上，又掀起了行波管的研究热潮。经过适用产品之间的激烈竞争，证明了在雷达、电子对抗和通信（含卫星通信及深空高数据率通信）领域，行波管是不可取代的微波和毫米波功率放大器件。
20世纪70年代前后，半导体微波器件和用于光纤通信的激光器件的兴起，对行波管的研制和生产部门打击很大。不少行波管的理论权威转了行（如转行从事集成光学或回旋管的研究）；若干工厂关了门。
人才断层的影响，至今还在一定程度上存在。
关于理论研究，一些理论工作对于行波管的发展有着巨大的推动作用，对行波管中的物理问题的了解很有帮助。在设计定量数值计算方面，科技人员熟悉的一些行波管理论，目前尚不能以数学公式的形式来作出精确的理论描述。有的情况下，用于设计、计算的误差是较大的。在一些科研单位里，关于慢波线与电子注的互作用（影响效率、相位等非线性参量）、电子枪以及电子枪中栅极（栅网）的设计计算，需要经验数据对理论的修正；极重要的慢波线色散和阻抗，需要采用直接基于电磁场理论的MAFIA软件来数值计算；周期永磁聚焦（PPM）的磁场需要直接采用静磁场理论用计算机进行数值计算……
由于行波管管内情况十分复杂，过去的理论分析都作了若干假设，给出的都是假设基础上的示图。在《行波管研制技术》一书中，作者则给出了一些接近于真实物理图像的示图。
近年，直接从Maxwell方程和 Lorentz方程出发，不采用任何近似假设的理论研究（粒子模拟技术）已经开始了，但是还不成熟。
四年前，有两位博士建议我写一些材料，为行波管年轻的从业人员讲课。开始时，打算以一个从事多年实际工作的科研人员的角度来讲解行波管的小信号理论、大信号理论以及别的一些有用的知识。在讲解的过程中，指出一些关键公式的近似性和局限性，介绍行波管在理论上涉及的电子光学（电场和磁场对电子注的作用和聚焦的理论）、电子注与慢波（微波）互作用、微波理论（复杂输能结构的宽频带能量传输及行波管的应用）、电子学（电子发射、二次电子）、热传导（冷却）和真空技术方面的理论等等。
一些专家认为，单纯的理论（何况某些理论还有待完善）讲解，解决不了紧迫的实际问题。有时，即使手中握有百分之百正确的设计，也未必能够制出合格的行波管来。
本书取名“研制技术”，主要篇幅用于分析通常遇到的重要研制技术问题。书中没有给出一些人们熟悉的行波管理论公式，是因为给出后就必须花篇幅作出评述，会使篇幅过于膨胀。为了使读者了解过去主要的理论文章，书中了给出大量的参考文献，方便读者查阅。
在日常工作中，行波管的科研人员除了设计之外，还要处理各种不同类型的材料、加工和结构问题；各种不同类型的特殊工艺和精密检验问题；冷测、热测问题；高压防护和打火问题；绝热、散热、冷却问题；与电源、系统的配合问题；各种环境考验、可靠性和寿命问题……
制造出一个型号的行波管，通常需要三个阶段。首先是计算机设计，主要是理论知识（含对物理现象本质的认识）和实际经验的体现。之后是研制阶段，从业人员需要多方面的知识。具体工作中，特别是对一些疑难问题、现象、事故的现场分析中，凸显出经验和综合知识的重要性。最后是在各种考验之后（包括环模）的批量生产阶段，主要是工艺控制（检验）能力和质量管理的体现。大多数计算机设计的指标，后来要被实践修改；研制阶段可以出现很高的单项指标，有时可以用来发表文章；批量生产出来的是实用产品，参量的一致性、可靠性是用户最关心的指标。
经验告诉我们，不断创新专用的技术平台是非常重要的事。专用的工具、精密的检测设备，将使研制工作事半功倍，能帮助我们在短时间内完成课题任务，并可以使产品在电气性能和环模、寿命检验方面都达到要求指标。
作者原来打算把过去有关技术问题的授课、讲座材料汇编起来，但在编写的过程中，发现这样的材料远不能把现代行波管的发展及需要解决的问题讲清楚。
怎么样编写这本书是很为难的事。作为一个分支学科，行波管已有半个多世纪的历史，从业人员对原有的理论、设计、工艺都颇为熟悉。只有对新发现的一些问题进行讨论才有意义。这些问题涉及的方面有：理论认识、计算机设计、效率、非线性；结构；材料；技术平台；产品的一致性；可靠性和长寿命等。这些问题分属于多个范畴，有的问题涉及的面很窄，讨论时都必须很具体，有的还需要给出实际参量。因此，撰写时一些章节的层次和系统性不太好把握。
全书的选材涵盖了现在仍然在发展、并有市场需求的管种所涉及的主要研制技术问题。初稿于2006年4月上旬完成，之后，按照许多专家的评阅意见进行了大量修改。并增加了一些2005～2007年的摘要文字材料。
书中介绍了国内外曾发生过的许多具体事故，并给出了事故分析。这对于研制工作和行波管的用户防范事故于未然是有参考价值的。
作者严格遵照我国的知识产权法，引用的资料和数据，均摘录于公开的报道，每章的后面都列有详细的参考文献。本书是研制技术方面的书籍，必需在一些章节对国内外公开资料报道的实际产品作出评论。面对几十年浩如烟海的国内外公开会议文章、报告及杂志文章、材料，只能选择极少数有代表意义的，在忠实给出出处的前提下作简单介绍。书中引用最多的是IVEC 的国际会议文章。IVEC有一个声明，说可以摘要引用IVEC的文章，但是必须注明出处。作者遵守了他们的要求。2006年6月25日作者曾给IEEE Operations Center去信，告诉他们书稿引用IVEC文章以及IEDM文章的情况（对2004年及以前的少数示图直接引用；有的原图不清楚，作了改善；有的在忠实于原文的基础上，做了改进）。但是直到现在，未见回函（可能是他们认为没有必要）。
一些知识，在20世纪60～80年代，中国的行波管课题负责人都较为熟悉。具有多年的实际经验，他们自己也写出了一些有价值的文章，有的还拥有自己的专利。本书只介绍最早公开发表的文章，以免在知识产权方面招来议论。
书中介绍了一些实际行波管的指标，都是有关公司、厂商推荐给用户的最为公开的资料。周期永磁（PPM）聚焦行波管中电子注的动态流通率，在目前，是理论分析、计算机模拟计算都很难给出精确数值的课题。大量实际行波管的测试数据，可以告诉我们，导流系数或空间电荷浓度等实际参量对PPM系统中电子注动态流通率的影响。
行波管的热问题是一个重要课题，涉及电子枪的热设计；收集极（各种冷却方式）的（散）热设计；包装及PPM系统的（散）热设计；高功率行波管微波输出窗及平均功率几十瓦以上小型化行波管或毫米波行波管微波输出窗的（散）热设计；慢波线的（散）热设计等。可惜，前面几个课题有具体结构、尺寸、参量的公开报道太少。作者手中的资料不足以写成专门的章节。唯螺旋线行波管慢波线的（散）热结构，可以找到一些公开资料，因此，写出了本书的第3章。（散）热的有些问题，在原理上是相通的。
双模行波管，由于找不到含有具体结构、尺寸、参量的公开报道，因此，也未能写出专门章节。仅在书中2.7节有关技术平台方面给出了一个建议。
作者对于国内外众多单位的实际研制水平并不太了解，因此必定有很多的疏漏，敬请读者批评指出。限于水平，本书难免存在一些不足和差错，也恳切希望读者批评指正。
作者对吴鸿适教授、徐承和教授、廖复疆教授在成书过程中提出的宝贵意见；对中国科学院电子学研究所（IECAS）有关领导的支持；对所科研处、行波管研制部门的研究员、工程师、技师、技工们的帮助深表谢意。本书一些行波管计算示例中，慢波线的色散和阻抗采用了李实博士后用MAFIA软件得到的数据；初稿的文字校阅工作由吕薇小姐帮助完成，特向他们表示感谢。
作者对电子工业出版社的帮助谨致谢忱。
文摘插图：
