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目录 1

第一章 概论 1

§1.1　微波器件中的电子注 1

1.1.1　强流电子注和导流系数 1

1.1.2　微波器件中电子注的四个区段 2

§1.2　基本方程 5

1.2.1　麦克斯韦方程 5

1.2.2　运动方程 7

1.2.3 电流连续性方程 7

1.2.4　强流电子光学基本方程组 8

1.2.5　缩尺原理 9

§1.3　轴对称和平面对称系统 10

1.3.1　轴对称系统 10

1.3.2　平面对称系统 17

第二章　轴对称收敛型电子枪的设计 19

§2.1 引言 19

§2.2　电子枪的参量 19

2.2.1　电子枪的主要参量 19

2.2.2　电子注的层流性 20

§2.3　电子枪的设计方法 21

2.3.1　三种设计方法及其比较 21

2.2.4　表征热速度大小的PU/T量 21

2.2.3　阴极半锥角和阴阳极曲率半径 21

2.3.2　改善层流性问题 36

2.3.3　加大半锥角设计方法的半锥角加大量和枪参量 39

2.3.4　几点说明 43

§2.4　设计步骤和实例 45

2 4.1 阴阳极曲率半径之比Rk/Ra和阴极半锥角θ的选取 45

2.4.2　电解槽模拟确定外电极形状 46

2.4.3　计算机数值计算和电子注分析器热测 48

2.4.4 设计实例 50

§2.5　栅控电子枪 56

2.5.1　栅控枪原理 56

2.5.2　栅控枪的设计方法 57

2.5.3　设计实例 64

第三章　磁控注入式电子枪的设计 67

§3.1 引言 67

§3.2　设计方法 68

3.2.1　卡诺平面空间电荷流理论及其设计方法 68

3.2.2 轴对称空间电荷流理论及电极设计方法 78

§3.3　阳极调制结构过渡区的设计 83

3.3.1　枪的截止特征 84

3.3.2　过渡区设计 84

§3.4　设计实例 85

3.4.1 电子枪参量的计算 85

3.4.2　平面电极形状和轨迹的计算 86

3.4.3　轴对称电极的计算和电解槽模拟设计 87

3.4.5　分析器热测实验结果 88

3.4.4　阳极调制结构过渡区的计算 88

第四章 M型电子枪的设计 90

§4.1 引言 90

§4.2　M型电子枪的基本设计要求 90

4.2.1　布里渊电子注的特性 91

4.2.2 电子注在互作用空间的位置和厚度 92

§4.3　两种经典的电子枪的理论设计 94

4.3.1　查理斯枪的设计 94

4.3.2　卡诺枪的设计 96

4.4.1　一般设计法 102

§4.4 M型电子枪的实用设计方法 102

4.4.2　近似缩尺设计法 105

§4.5　设计实例 106

4.5.1　一般设计法的实例 106

4.5.2　卡诺短枪设计实例 108

4.5.3　近似缩尺设计实例 110

第五章 轴对称实心电子注均匀磁聚焦系统的设计 114

§5.1 引言 114

§5.2　均匀磁场聚焦的基本原理 114

5.2.1　基本方程和均匀磁聚焦的三种形式 114

5.2.2　三种流的特性 117

5.2.3 电子注的波动 121

5.2.4　电子注的刚度 132

5.2.5　积分傍轴轨迹方程求解电子轨迹的数值计算法 134

§5.3　均匀磁聚焦过渡区的设计方法 135

5.3.1　过渡区的意义 135

5.3.2　设计过渡区的方法 136

5.3.3　热速度效应对过渡区设计的影响 145

5.3.4　过渡区始端条件修正 146

§5.4　磁聚焦过渡区的设计步骤和实例 156

5.4.1　设计步骤 156

5.4.2　设计实例 161

§5.5　磁系统的设计 167

5.5.1　螺管线包系统 168

5.5.2　电磁铁系统 171

5.5.3　永久磁体系统 176

第六章　周期永磁聚焦系统的设计 183

§6.1 引言 183

§6.2　周期磁聚焦系统中的电子注 184

6.2.1　傍轴轨迹方程 184

6.2.2　电子注波动的分析 186

6.2.3　周期L和峰值磁感应强度B0的选择 191

§6.3　过渡区的“匹配”问题 191

6.3.1　屏蔽流的过渡区 191

6.3.2　非屏蔽流的过渡区 193

§6.4　周期永磁聚焦系统的设计 194

6.3.3　端部效应 194

6.4.1　极靴头内半径r1的选择 195

6.4.2　极靴头间距g的选择 195

6.4.3　磁环厚度d的选择 195

6.4.4　磁环材料的选择 197

6.4.5　极靴头外半径r2的估算 201

6.4.6　磁环内半径R1的选择 201

6.4.7　磁环外半径R2的计算 201

6.4.8　极靴外半径r3的选择 210

§6.5　关于磁环工作点的一些讨论 210

6.5.1　不可逆温度效应 211

6.5.2　工作点与自退磁点之间的关系 212

§6.6　影响电子注流通率的因素 213

6.6.1　磁系统的影响 213

6.6.2 电子注非层流性的影响 214

6.6.3　对中的影响 214

6.6.4　收集极返回电子的影响 215

6.6.5　高频散焦的影响 215

§6.7　周期永磁聚焦系统调测中的几个问题 216

6.7.1　轴上磁感应强度的测量 216

6.7.2　组装磁系统中的问题 217

第七章　单倒向永磁聚焦系统的设计 219

§7.1 引言 219

7.2.1　补偿原理——附加磁场扰动 220

§7.2　补偿原理和设计方法 220

7.2.2　扰动量的计算 221

7.2.3　倒向区的计算 229

7.2.4　负扰动的扰动环尺寸设计 230

7.2.5　设计步骤 232

7.2.6　计算实例 233

§7.3　校直器的设计 234

7.3.1　横向场的测量 235

7.3.2　校直器原理 235

7.3.3　盘状校直器的设计 236

§7.4　实例 239

7.4.3　主磁路的设计结果 240

7.4.2　校直器设计结果 240

7.4.1 倒向区和扰动区的设计结果 240

7.4.4 单倒向永磁聚焦系统的结构 241

第八章　静电聚焦系统的设计 242

§8.1 引言 242

§8.2　静电聚焦原理 243

8.2.1　平直流法的原理 244

8.2.2　单透镜法的原理 246

§8.3　设计方法 247

8.3.1 由电子注平衡条件求解静电场 247

8.3.2　求解外电极形状 254

8.4.1　设计步骤 256

§8.4　设计步骤和注意事项 256

8.4.2　设计实例 258

8.4.3　设计注意事项 260

§8.5　静电聚焦系统的高频散焦问题 261

第九章　计算机的数值计算方法 265

§9.1 引言 265

§9.2　轴对称电子枪的计算 265

9.2.1　基本方程 265

9.2.2　计算机的程序框图 267

9.2.3　计算电位 267

9.2.4　计算阴极发射电流 274

9.2.5　计算电子轨迹 275

9.2.6　空间电荷密度的计算 284

9.2.7　热速度对电子注发散影响的计算 288

§9.3　M型电子枪的计算 290

9.3.1　基本方程 290

9.3.2　计算电位 291

9.3.3　计算阴极发射电流密度 292

9.3.4　计算轨迹 294

9.3.5　计算空间电荷密度 296

§9.4　轴对称磁系统的计算 298

9.4.1　基本方程 298

9.4.2　计算机程序框图 300

9.4.3　计算磁通函数 300

9.4.4　计算永久磁体的体电流密度JHp和面电流密度KH 303

9.4.5　铁磁体的磁导率 304

9.4.6　轴上磁感应强度的计算 305

第十章　实验方法 306

§10.1 引言 306

§10.2　电解槽模拟 307

10.2.1 电解槽的模拟原理 307

10.2.2　模拟方法 309

10.2.3 利用无源斜槽确定轴对称直线流外电极的方法 311

§10.3 O型电子注的热测方法 312

10.3.1　电子注分析器设备 312

10.3.2 测量电子枪参量的方法 314

10.3.3 热测实验中应注意的几个问题 323

§10.4 M型电子注的热测方法 326

10.4.1 分析器设备 326

10.4.2 测量方法 328

10.4.3 实验中的一些问题 331

附录——脉冲电流互感器 335

附录一 实用单位制下基本量的计量单位和基本常数 336

附录二 平板二极管、圆柱二极管和球形二极管 337

附录三 各种坐标下部分矢量分析的公式 358

附录四 轴对称系统轨迹方程的推导 363

附录五 空间电荷扩散曲线 368

附录六 带孔屏蔽板型磁场分布曲线 373