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目录1

第一章 绪论1

§1.1概述1

§1.2磁控管的分类和性能1

§1.3磁控管的设计考虑4

1.3.1设计任务分析4

1.3.2通常的设计考虑6

1.3.3长寿命和高可靠问题的设计考虑8

§1.4磁控管的发展与展望11

第二章 基本工作原理15

§2.1概述15

§2.2磁控管中电子和场相互作用的定性分析16

§2.3磁控管的谐振系统20

§2.4磁控管的阳极电压28

2.4.1截止电压28

2.4.2门槛电压29

2.4.3工作电压与伏安特性曲线32

§2.5磁控管的效率35

§2.6磁控管的工作特性和负载特性38

2.6.1工作特性38

2.6.2负载特性39

第三章 互作用空间的设计计算41

§3.1概述41

§3.2选择谐振腔数目N42

§3.3选择阴－阳极直径比σ43

§3.4确定阳极工作电压Ua45

§3.5确定电子效率η？46

§3.6确定工作磁通密度B47

§3.7确定阳极直径da51

§3.8确定阴极直径dx52

§3.9确定阳极工作电流Ia52

§3.10确定阴极工作电流密度JK53

§3.12确定阳极高度ha55

§3.11确定阴极的有效高度hK55

§3.13选择阳极叶缝比μ56

§3.14阳极电压的核算58

§3.15电子效率的核算60

§3.16模拟法62

§3.17设计举例67

第四章 谐振系统的设计计算74

§4.1概述74

§4.2谐振系统特性阻抗的选择77

§4.3谐振系统结构尺寸的计算79

4.3.1孔槽形谐振腔参数的计算82

4.3.2扇形谐振腔参数的计算86

4.3.3槽形谐振腔参数的计算89

4.3.4扇槽形谐振腔参数的计算90

4.3.5异形谐振腔参数的计算93

4.3.6封闭式扇形异腔系统参数的计算96

§4.4隔模带电容Cs的计算97

4.4.1孔槽形系统双端单环矩形截面隔模带电容Cs的计算98

4.4.2扇形系统双端单环矩形截面隔模带电容Cs的计算99

4.4.3孔槽形系统双端双环矩形截面隔模带电容Cs的计算99

4.4.4扇形系统双端双环矩形截面隔模带电容Cs的计算100

4.4.5孔槽形系统双端双环圆形截面隔模带电容Cs的计算101

4.4.6叶片中间穿孔隔模带电容Cs的计算103

§4.5模式分隔的计算104

4.5.1频率分隔度104

4.5.2电压分隔度108

§4.6固有品质因数Q0的计算110

4.6.1隔模带同腔谐振系统Q0的计算111

4.6.2异腔谐振系统Q0的计算112

§4.7外观品质因数Qe的计算113

§4.8回路效率ηo的计算114

§4.9磁控管的电气强度115

§4.10关于端部空间尺寸的影响116

§4.11频率热漂移117

§4.12设计举例118

第五章 能量输出器的设计129

§5.1概述129

§5.2同轴型阻抗变换器131

5.2.1引入电阻的计算132

5.22耦合环的设计计算135

5.2.3同轴线阻抗变换段的设计137

5.2.4大平均功率耦合环结构140

§5.3同轴－波导型阻抗变换器140

5.3.1柱形天线同轴－波导转换结构设计142

5.3.2圆锥形天线同轴－波导转换结构设计143

5.3.3门钮式同轴－波导转换结构设计[24]144

5.3.4同轴线介质支撑的设计147

§5.4波导型阻抗变换器148

5.4.1阶梯式阻抗变换器148

5.4.2工字形波导阻抗变换器149

§5.5其它结构形式的阻抗变换器154

5.5.1指数式阻抗变换器155

5.5.2环形阻抗变换器157

5.5.3工字形－圆弧复合阻抗变换器160

5.5.4变态工字形阻抗变换器160

5.5.5圆波导工字形阻抗变换器160

§5.6输出窗的设计161

5.6.1同轴型输出窗162

5.6.2波导型输出窗166

5.6.3输出窗的介质材料177

5.6.4输出窗的热耗与冷却178

5.6.5大功率输出窗损坏原因及解决措施184

§5.7传输线击穿功率的核算184

§5.8设计举例187

第六章 阴极及其组件的设计192

§6.1概述192

§6.2磁控管阴极的工作特点193

§6.3磁控管常用阴极介绍194

6.3.1普通氧化物阴极194

6.3.2镍海绵阴极194

6.3.3钨海绵阴极198

6.3.4钍类阴极204

6.3.5纯金属阴极207

6.3.6碳化钍钨阴极207

§6.4阴极及其引出结构211

6.4.1阴极结构211

6.4.2阴极引出结构214

§6.5阴极加热功率的计算和热丝的设计217

6.5.1阴极加热功率的计算217

6.5.2热丝的设计221

第七章 磁路设计229

§7.1概述229

§7.2对磁路的基本要求230

§7.3极靴形状和尺寸的考虑231

§7.4常用磁钢的结构形式234

§7.5永磁材料的选择236

§7.6磁路设计237

§7.7改善磁路性能的其它措施245

§7.8设计举例245

第八章 调谐机构的设计249

§8.1概述249

§8.2一般的机械调谐251

8.2.1电感调谐251

8.2.2电容调谐265

8.2.3叶片调谐268

8.2.4外腔调谐271

§8.3快速机械调谐277

8.3.1液压调谐278

8.3.2旋转调谐280

8.3.3颤抖调谐284

§8.4机械微调288

第九章 冷却系统的设计291

§9.1概述291

§9.2阳极温度的计算294

9.2.1连续波磁控管的阳极温度计算294

9.2.2脉冲磁控管的阳极温度计算296

§9.3阳极散热器的计算297

9.3.1计算公式的说明298

9.3.2计算举例304

第十章 冷测320

§10.1概述320

§10.2谐振频率、品质因数及耦合度的测量323

10.2.1快速扫频法323

10.2.2测量线法336

§10.3场分布特性的测量346

10.3.1测场仪法346

10.3.2微扰法350

§10.4能量输出器特性的测量351

10.4.1输出窗频率特性的测量351

10.4.2同轴型能量输出器匹配的测量353

10.4.3阻抗变换器截止波长λc的测量356

10.4.4阻抗变换器端部效应的测量357

10.4.5耦合环变换系数的测量359

§10.5谐振腔等效电容及特性阻抗的测量361

§10.6阴极腿泄漏功率的测量363

第十一章 热测及常见现象分析365

§11.1概述365

§11.2基本电参数的测量366

11.2.1热丝电压Uf与电流If的测量367

11.2.2阳极脉冲电压Ua的测量367

11.2.3振荡频率或调谐范围的测量368

11.24输出功率的测量369

11.2.5频率牵引△f0L的测量370

11.2.7电子频移df/dIaM的测量371

11.2.6频率温度系数△f0T的测量371

11.2.8频率可重调性df的测量372

11.29脉冲特性的测量373

11.2.10脉冲前沿抖动的测量375

§11.3基本特性的测量376

11.3.1工作特性的测量377

11.3.2负载特性的测量380

11.3.3调谐特性的测量383

11.3.4加热特性的测量385

§11.4常用调制器和调制脉冲特性386

11.4.1磁控管常用的两类调制器386

11.4.2调制脉冲特性及其对磁控管性能的影响387

§11.5频谱的测量与分析391

11.5.1频谱的概述391

11.5.2频谱的测量395

11.5.3热测中常见的频谱形状与初步分析396

11.6.1工作稳定性的定性检查401

§11.6工作稳定性的测量与分析401

11.6.2打火及漏脉冲测量403

11.6.3磁控管寄生振荡的测量404

11.6.4打火原因的分析405

第十二章 连续波磁控管的设计408

§12.1概述408

§12.2使用特点及设计要求410

§12.3互作用空间及谐振腔的计算414

12.3.1谐振腔类型的选择414

12.3.2谐振腔数目N的选择414

12.3.3阴－阳极直径比σ的选择415

12.3.4确定峰值阳极电压？415

12.3.5确定管子的总效率及电子效率416

12.3.6磁通密度B的确定416

12.3.7确定阳极直径da417

12.3.11确定直热式螺旋形阴极结构并核算阴极发射电流密度418

12.3.10确定阴极高度hK418

12.3.9确定阳极高度ha418

12.3.8确定阴极直径dk418

12.3.12初步确定叶缝比μ和扇槽形腔的叶片根部宽度τ'a421

12.3.13特性阻抗的计算421

12.3.14选定隔模带结构及隔模带电容Cs与谐振腔总电容C∑之比Cs/C∑422

12.3.15确定谐振腔直径Da423

12.3.16确定隔模带尺寸424

12.3.17计算模式分隔和固有品质因数Qo，校验电气强度424

§12.4能量输出器的设计424

§12.5阴极的设计433

12.5.1阴极类型及结构的选择433

12.5.2加热电流及电压的计算434

12.5.3屏蔽帽435

12.5.4阴极结构438

§12.6设计举例438

§13.1概述452

第十三章 同轴磁控管的设计452

§13.2内腔设计计算456

13.2.1无缝内腔π模谐振频率fi的选择456

13.2.2内腔参数的计算458

§13.3外腔设计计算460

13.3.1同轴谐振腔电磁场方程的解460

13.3.2外腔有关尺寸的计算467

13.3.3调谐活塞设计472

13.3.4频温系数的计算473

§13.4内外腔耦合隙缝的设计474

§13.5引入阻抗Rin的计算476

§13.6冷测477

13.6.1模谱和调谐行程的测量477

13.6.2储能比α的测量478

§13.7结构工艺及特殊材料482

§13.8设计举例486

§14.1概述500

第十四章 电压调谐磁控管的设计500

§14.2基本工作原理502

§14.3阳极组件的设计509

14.3.1互作用空间的设计509

14.3.2阳极结构其它尺寸的选择和等效电容的计算515

§14.4外回路和输出耦合结构的设计519

14.4.1几种常用的外回路520

14.4.2输出耦合的考虑524

§14.5电子注入系统的设计525

14.5.1电子流的注入方法525

14.5.2注入系统的设计527

§14.6电调管的特性529

§14.7电调管的冷测532

§14.8电调管的热测533

§14.9电调管的有关工艺539

§14.10设计举例545

附录一 常用物理常数和单位换算550

附录二 主要电工量及其单位551

附录三 美国雷达频段划分及代号552

附录四 分贝与电压、功率的关系553

附录五 常用谐振腔的输入导纳和等效电容的计算公式554

附录六 传输线方程一览表560

附录七 常用同轴线参数表561

附录八 矩形波导尺寸562

附录九 同轴腔特征方程根值表563

附录十 真空器件中常用焊料性能表565

附录十一 某些焊料的蒸气压569

附录十二 国外典型的普通磁控管电参数表570

附录十三 国外典型的信标磁控管电参数表572

附录十四 国外典型的微波加热连续波磁控管电参数表574

附录十五 国外典型的非加热用连续波磁控管电参数表575

附录十六 国外典型的脉冲同轴磁控管电参数表576

附录十七 国外典型的频率捷变同轴磁控管电参数表580

附录十八 国外典型的电压调谐磁控管电参数表581