第1章 绪论 1
1.1 速调管基本原理 2
1.2 速调管的发展历史和现状 3
1.3 速调管理论和计算模拟的发展概况 16
1.4 本书主要内容 20
参考文献 21
第2章 速调管中的物理过程 27
2.1 速度调制和群聚 27
2.2 感应电流 33
2.3 耦合系数 35
2.3.1 有栅间隙的情况 35
2.3.2 无栅间隙的情况 37
2.4 电子负载 44
2.4.1 有栅间隙的电子负载 44
2.4.2 无栅间隙的电子负载 47
2.5 相对论效应 54
2.5.1 速度调制的相对论修正因子 54
2.5.2 电子负载的相对论修正因子 55
参考文献 56
第3章 速调管的小信号理论 58
3.1 空间电荷波理论 58
3.1.1 基本方程 59
3.1.2 无限大电子注的情况 62
3.2 等离子体频率缩减因子 64
3.2.1 电子注充满漂移管的情况 65
3.2.2 电子注未充满漂移管的情况 66
3.2.3 空心电子注的等离子体频率缩减因子 67
3.2.4 计算等离子体频率缩减因子的近似方法. 68
3.3 考虑空间电荷效应的耦合系数和电子负载 69
3.3.1 单间隙谐振腔中的耦合系数和电子负载 71
3.3.2 双间隙耦合腔中的耦合系数和电子负载. 71
3.4 速调管输入段和输出段的等效电路 73
3.4.1 输入腔的等效电路 73
3.4.2 输出腔的等效电路 76
3.4.3 中间腔的等效电路 77
3.5 速调管增益一频率特性的计算 78
3.5.1 线性叠加法 78
3.5.2 等效传输线法 80
3.5.3 速调管群聚段的设计和小信号增益一频率特性的计算 82
3.5.4 计算实例 83
参考文献 84
第4章 速调管的大信号理论和计算 86
4.1 引言 86
4.2 空间电荷力的计算 88
4.2.1 静电格林函数 88
4.2.2 电子圆盘的空间电荷力 91
4.2.3 电子圆环的空间电荷力 93
4.3 一维电子圆盘模型 95
4.3.1 模型和假设 95
4.3.2 电子圆盘的运动方程 96
4.3.3 空间电荷力的计算 97
4.3.4 谐振腔间隙电场的计算 99
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 100
4.3.6 效率的计算 104
4.3.7 多注速调管中注一波互作用的计算 105
4.3.8 一维速调管大信号计算软件介绍 106
4.3.9 计算实例 107
4.4 二维电子圆环模型 111
4.4.1 模型和假设 111
4.4.2 圆环间的空间电荷力 113
4.4.3 二维速调管大信号计算软件LP介绍 115
4.4.4 计算实例 116
4.4.5 维速调管计算软件—Arsenal 119
4.5.1 软件简介 120
4.5.2 基本方程 121
4.5.3 电子注与谐振腔间隙电场相互作用的计算 126
4.5.4 Arsenal软件的特点和功能 127
4.5.5 计算实例 131
4.5.5 维速调管计算软件—FCI 132
4.6.1 时变空间电荷场的计算 133
4.6.2 粒子运动方程 135
4.6.3 旋转速度 135
4.6.4 数值噪声和不稳定性问题 135
4.6.5 高频谐振腔的模拟 136
4.6.6 计算实例 138
4.7 粒子模拟计算软件MAGIC及其在速调管中的应用 140
4.7.1 MAGIC的计算方法和特点 140
4.7.2 100MWS波段高功率速调管的计算模拟 142
4.7.3 X波段速调管的计算模拟 143
4.7.4 P波段速调管的计算模拟 145
4.8 速调管计算软件—TESLA 149
4.8.1 物理模型和计算方法 149
4.8.2 模拟计算实例 151
参考文献 153
第5章 电子光学系统的理论和计算 157
5.1 引言 157
5.2 强流电子光学系统的基本理论 162
5.2.1 基本原理和基本概念 162
5.2.2 强流电子光学系统的基本方程组 164
5.2.3 轴对称电子光学系统的基本方程组 165
5.2.4 电子注在空间电荷作用下的发散 167
5.3 电子注的聚焦 168
5.3.1 平行电子注的聚焦 168
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 171
5.4 电子光学系统的计算模拟 178
5.4.1 二维电子光学计算模拟 181
5.4.2 三维电子光学计算模拟 184
5.5 大功率速调管电子光学系统的计算举例 187
5.5.1 C波段1.5MW高功率速调管电子光学系统的计算 188
5.5.2 X波段连续波速调管电子光学系统的计算 192
5.6 多注电子光学系统的计算模拟 197
5.6.1 周期反转永磁聚焦系统的设计考虑 198
5.6.2 周期反转永磁聚焦系统中横向磁场 200
5.6.3 多电子注系统中的横向磁场 201
5.6.4 电子枪枪区的磁场分布和横向磁场对电子注聚焦的影响 203
5.6.5 多注电子注的调制方式 207
5.6.6 多注电子枪的设计考虑和举例 209
参考文献 216
第6章 谐振腔的理论和计算 218
6.1 引言 218
6.2 谐振腔的一般理论 220
6.2.1 谐振腔中电磁场的基本方程 220
6.2.2 谐振腔的自由振荡情况 222
6.2.3 谐振腔的输入阻抗 225
6.2.4 谐振腔与波导腔的耦合 227
6.2.5 流入谐振腔的功率 228
6.3 速调管谐振腔基本参数和等效电路 230
6.3.1 圆柱形谐振腔 230
6.3.2 矩形谐振腔 232
6.3.3 谐振腔的等效电路和基本参数 234
6.4 谐振腔与外电路的耦合 237
6.4.1 计算输出腔外Q的方法（一） 237
6.4.2 计算输出腔外Q的方法（二） 239
6.4.3 计算输出腔外Q的方法（三） 241
6.5 重入式谐振腔等效电路参数的计算 244
6.6 计算重入式谐振腔参数的格林函数法 252
6.7 谐振腔参数的数值计算 257
6.7.1 三维电磁场计算软件ISFEL3D 258
6.7.2 三维电磁场计算软件CST-微波工作室 261
6.8 多注速调管谐振腔 264
6.8.1 电子注分布 264
6.8.2 间隙电场分布 266
6.9 高次模谐振腔 268
6.9.1 矩形高次模谐振腔 270
6.9.2 圆柱形高次模谐振腔 271
6.9.3 同轴高次模谐振腔 274
参考文献 279
第7章 宽带输出电路的理论和计算 283
7.1 引言 283
7.2 滤波器加载宽带输出电路的理论 287
7.2.1 滤波器加载输出电路的基本原理 288
7.2.2 输出间隙与负载的功率交换 289
7.2.3 微波滤波器的基本理论 291
7.2.4 等波纹切比雪夫衰减函数的低通原型滤波器的设计 306
7.2.5 最小插入衰减为零的切比雪夫低通原型滤波器的元件值的计算 312
7.3 滤波器加载宽带输出电路的设计计算 313
7.3.1 微波滤波器第一节参数的计算 313
7.3.2 最佳等波纹切比雪夫低通原型滤波器的元件值的确定 315
7.3.3 滤波器加载宽带输出电路的设计步骤 317
7.3.4 滤波器加载宽带输出电路的阻抗频率特性的计算 321
7.3.5 滤波器加载宽带输出电路的设计举例 322
7.4 双间隙耦合腔输出电路 325
7.4.1 无载双间隙耦合腔的研究 325
7.4.2 双间隙耦合腔输出电路的工作方式 331
7.4.3 有载双间隙耦合腔输出电路的等效电路. 332
7.4.4 重叠模双间隙耦合腔输出电路的设计计算 334
7.4.5 滤波器加载重叠模双间隙耦合腔输出电路的设计计算 337
7.4.6 滤波器加载双间隙耦合腔输出电路的设计计算 340
7.5 宽带输出电路阻抗一频率特性的三维计算机模拟 346
7.5.1 滤波器加载宽带输出电路阻抗频率特性的三维计算机模拟 347
7.5.2 双间隙耦合腔宽带输出电路阻抗频率特性的三维计算机模拟 352
7.6 双间隙耦合腔输出电路的稳定性 358
7.6.1 双间隙耦合腔中电子与高频场互作用分析 358
7.6.2 双间隙耦合腔稳定性分析 361
F7.Ⅰ 基于耦合谐振腔理论的滤波器加载输出电路的设计方法 363
F7.Ⅰ.1 基本理论 363
F7.Ⅰ.2 设计举例 370
参考文献 375
第8章 高功率输出窗的理论和计算 375
8.1 引言 375
8.2 盒型窗 376
8.2.1 等效电路 377
8.2.2 介质窗片引入的等效电容 379
8.2.3 矩形波导与圆波导连接处引入的电纳B1 381
8.2.4 盒型输出窗的设计步骤和设计举例 383
8.2.5 半波长盒型窗的设计计算 385
8.3 矩形波导窗 388
8.3.1 无匹配膜片的矩形波导窗的谐振特性 389
8.3.2 加匹配膜片的矩形波导窗 391
8.3.3 加匹配膜片的矩形波导窗的设计举例 394
8.4 盒型输出窗的谐振模式 396
8.5 输出窗的功率容量 401
8.5.1 峰值功率的限制 401
8.5.2 盒型输出窗热损耗的计算 403
参考文献 408