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目录 1

绪论 1

§1 微波器件的发展简史 1

§2 微波器件的应用 4

第一章 微波三极管和四极管 7

§1.1 概述 7

1.1-1 真空二极管 7

1.1-2 真空三极管 8

1.1-3 电子管的高频效应 11

1.2-1 电子渡越时间和渡越角 13

§1.2 电子渡越时间和渡越角 13

1.2-2 电子运动时空图 14

§1.3 微波器件中的感应电流原理 17

1.3-1 自由电荷运动引起的感应电流 17

1.3-2 拉姆定律 19

1.3-3 稳定状态下电子流的感应电流 20

1.3-4 密度调制电子流通过平板间隙时的感应电流 21

§1.4 电子注与电场的能量交换 23

1.4-1 电子流与电场间的能量转换 23

1.4-2 作用电场的建立和能量摄取 25

1.4-3 摄取电子注能量 26

的高频耦合系统 26

1.5-1 等效二极管和渡越角 27

§1.5 小信号状态下的电子现象 27

1.5-2 小信号条件下三极管 28

的输入电导 28

1.5-3 阴极发射能力引起的频率限制 30

＊§1.6 大信号状态下微波三、四极 31

管中的电子现象 31

1.6-1 阴极发射电流 31

1.6-2 微波三极管中的电子运动 34

1.6-3 微波四极管中的电子现象 35

§1.7 微波三、四极管放大器 35

和振荡器 35

1.7-1 基本电路的选择 35

及放大器的结构 37

1.7-2 微波三、四极管振荡器 37

1.7-3 高频运用对微波三、四极管结构设计的要求 38

1.7-4 微波三、四极管的典型结构 38

1.7-5 微波三、四极管的应用范围 40

第二章 速调管 43

§2.1 概述 43

2.1-1 电子流的动态控制原理 43

2.1-2 速调管的发展和分类 44

§2.2 电子注的速度调制原理 45

2.2-1 理想间隙的速度调制 45

2.2-2 电子注耦合系数 46

2.2-3 输入间隙的电子注负载 48

2.3-1 单段漂移空间的群聚 50

§2.3 电子注的漂移群聚 50

2.3-2 群聚电流的谐波分析 53

2.3-3 空间电荷与大信号非线性效应 55

§2.4 能量转换效率 59

和双腔速调管放大器 59

2.4-1 输出间隙中的能量转换 59

2.4-2 双腔速调管放大器 61

2.4-3 双腔速调管的其他用途 64

2.4-4 双腔速调管的应用和典型参数 68

§2.5 空间电荷波原理 70

2.5-1 无界电子注中的空间电荷波方程 70

2.5-2 空间电荷波的性质及分布…………（74 ）2.5-3 漂移管对空间电荷波的影响 77

§2.6 多腔速调管 81

2.6-1 多级群聚的定性分析 82

2.6-2 多腔速调管放大器增益 85

的近似分析 85

2.6-3 输出功率和幅值特性 86

＊2.6-4 频宽 87

2.6-5 多腔速调管的结构 90

2.6-6 特种结构的多腔速调管 95

2.6-7 多腔速调管的应用和典型参数 97

§2.7 拒斥场中的电子群聚和反射速调管原理 100

2.7-1 拒斥场中的电子群聚 101

的电子导纳 103

2.7-2 反射速调管谐振腔间隙 103

2.7-3 反射速调管振荡器 105

第三章 行波管 111

§3.1 概述 111

3.1-1 行波管的基本原理和结构 111

3.1-2 行波管的发展和分类 114

§3.2 行波管的小信号理论 114

3.2-1 行波场对电子注的作用 115

3.2-2 电子流对行波场的作用 117

3.2-3 行波管的特征方程及其解答 119

3.2-4 行波管的小信号增益 121

进一步讨论 123

§3.3 行波管小信号理论的 123

3.3-1 普遍情况下的特征方程 124

3.3-2 起始损耗和增益计算 128

§3.4 输出功率、效率 130

和非线性现象 130

3.4-1 输出功率和效率 130

3.4-2 输入-输出幅值特性 131

3.4-3 提高效率的方法 134

3.4-4 非线性失真 136

§3.5 行波管的不稳定性 137

3.5-1 行波管的自激振荡条件 137

3.5-2 集中衰减器和高频切断 139

3.5-3 慢波线切断对增益和效率的影响 140

§3.6 返波管 141

3.6-1 电子注与返波的相互作用原理 142

3.6-2 返波管的小信号理论 143

§3.7 螺旋线行波管的结构设计 148

3.7-1 螺旋慢波线的结构和特性 148

3.7-2 螺旋慢波线的功率限制 158

和环杆慢波线 158

3.7-3 螺旋线行波管的输入输出装置 161

§3.8 耦合腔行波管 166

3.8-1 基本工作原理 166

3.8-2 耦合腔慢波线的色散特性 168

和耦合阻抗 168

3.8-3 耦合腔行波管的寄生振荡 172

3.8-4 耦合腔行波管的结构 173

＊§3.9 回旋行波管 176

3.9-1相对论角向群聚原理 176

3.9-2 耦合方程和小信号增益 180

3.9-3 典型结构和参数 182

第四章 正交场微波电子管 188

§4.1 概述 188

§4.2 静态磁控管的基本特性 190

4.2-1 静态磁控管中的电子运动 190

和截止特性 190

4.2-2 静态磁控管中的阳极电流 194

§4.3 磁控管中的荡振系统 198

4.3-1 磁控管谐振系统的谐振模式 198

4.3-2 谐振系统的谐振频率 200

4.3-3 相互作用空间内的高频场结构 204

4.3-4 电子与行波的同步空间谐波 206

§4.4 磁控管中振荡的自激 208

4.4-1 自激的产生 208

4.4-2 磁控管的等效电路 209

4.4-3 磁控管中的相位聚焦和电子挑选 210

4.4-4 磁控管的同步电压 门槛电压工作电压 212

§4.5 磁控管振荡的稳定性 216

4.5-1 非兀模式振荡的不稳定性 216

4.5-2 振荡在非兀模式上的可能性 218

4.5-3 隔模带的应用 220

4.5-4 异腔式阳极块谐振系统 223

4.6-1 最大电子效率 225

§4.6 磁控管的效率 225

4.6-2 线路效率和总效率 228

§4.7 磁控管的工作特性 230

和负载特性 230

4.7-1 磁控管的工作特性 230

4.7-2 磁控管的电子频率偏移 232

4.7-3 磁控管的负载特性 235

§4.8 磁控管的频率调谐 238

5.7-3 俘越管（Trapatt） 238

4.8-1 容性调谐 239

4.8-2 感性调谐 240

4.8-3 旋转调谐 241

4.8-4 耦合腔调谐 242

＊§4.9 同轴磁控管（CEM） 243

4.9-1 普通磁控管中存在的问题 243

4.9-2 同轴磁控管的基本原理和结构 244

4.9-3 同轴磁控管的特性 247

＊§4.10 电压调谐磁控管（VTM） 248

4.10-1 电调管的工作原理和基本结构 249

§4.11 正交场放大管 254

4.11-1 分布发射式正交场放大管 254

4.11-2 注入式正交场放大管 256

第五章 微波半导体器件 261

§5.1 概述 261

§5.2 变阻（混频检波）管 264

5.2-1 PN结和肖特基结 265

等效电路与优值 273

5.2-2 肖特基势垒二极管的结构、 273

5.2-3 变阻管作为非线性电阻的应用 276

§5.3 变容管 283

5.3-1 耗尽层电容 284

4.10-2 电调管的参量与特性 285

5.3-2 变容管的结构、等效电路与优值 285

5.3-3 电荷储存与扩散电容 288

5.3-4 非线性电容的电路应用 289

§5.4 微波双极晶体管 296

5.4-1 共基极短路电流放大系数α 296

的频率特性 296

5.4-2 高频等效电路和最高振荡频率fM 303

5.4-3 结构、材料和设计 305

5.4-4 噪声性能 307

§5.5 微波场效应晶体管 311

5.5-1 耗尽型场效应管的工作原理、静态特性和低频跨导 311

5.5-2 高频等效电路、高频跨导S（ω）、特征频率fτ和最高振荡频率fM 314

5.5-3 噪声性能 318

5.5-4 微波晶体管的电压频率极限 320

＊§5.6 微波晶体管的电路应用 321

5.6-1 微波晶体管的散射参数 321

和噪声参量 321

5.6-2 微波小信号晶体管放大器 323

5.7-1 渡越时间效应和注入滞后方法 325

§5.7 雪崩管 325

5.7-2 崩越管（Impatt） 328

5.7-4 势垒注入渡越时间 342

二极管（Baritt） 342

§5.8 体效应管（转移电子器件） 344

5.8-1 导带的多能谷结构与速场特性 344

5.8-2 电子的积累与不稳定性 345

5.8-3 大信号振荡性能——畴动力学 346

5.8-4 小信号负阻特性 355

5.8-5 材料与结构 357

§5.9 负阻器件的应用 357