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內容簡介

　　《高功率微波係統中的擊穿物理》是作者常超根 據在高功率微波（HPM）擊穿領域近10年的科研工作 實踐，結閤國內外研究成果編寫而成，是一部多 學科交叉的綜閤性學術著作。全書共8章：第1章為緒 論；第2～3章是關於HPM産生及傳輸器件真空錶麵擊 穿的理論及實驗；第4～5章詳細闡述瞭真空介質麵 HPM倍增擊穿的理論、實驗及診斷研究；第6～7章深 入係統地介紹瞭周期性錶麵結構和諧振磁場提高輸齣 窗真空擊穿閾值的原理和方法；第8章是關於輸齣窗 大氣側以及大氣傳輸過程中HPM擊穿的研究。
　　本書匯集瞭HPM産生、傳輸和發射係統擊穿領域 的相關學術成果和*新發展動態，內容翔實，脈絡清 晰，概念剖析詳略適宜，數學推導層次分明，既可以 作為高功率微波研究人員的學習教材，也可以作為科 技人員的參考書。

目錄

前言
主要符號對照錶
第1章 緒論
1.1 本書的研究背景和意義
1.1.1 高功率微波的定義和應用
1.1.2 強電磁場擊穿瓶頸問題
1.2 本書的結構與範圍
參考文獻
第2章 HPM真空擊穿基礎及産生器件擊穿
2.1 引論
2.2 金屬錶麵電子發射理論基礎
2.2.1 場緻電子發射
2.2.2 微波電場緻發射
2.2.3 場增強機製
2.2.4 微波條件下對場緻發射有影響的因素
2.2.5 發射電流的加熱作用
2.2.6 二次電子發射
2.3 常規射頻結構真空強電磁場擊穿
2.3.1 常規射頻結構真空強場擊穿概述
2.3.2 真空金屬強電場擊穿實驗
2.3.3 X波段諧振環中的TM020諧振腔擊穿
2.3.4 真空強電場擊穿數值模擬
2.3.5 真空強磁場熱疲勞擊穿
2.3.6 提升擊穿閾值的材料和工藝基礎
2.4 HPM高頻結構真空強電磁場擊穿
2.4.1 HPM源與相對論返波管概述
2.4.2 HPM高頻結構擊穿機理
2.4.3 HPM高頻結構擊穿診斷
2.4.4 HPM高頻結構擊穿抑製方法
2.4.5 鍍層在HPM器件的應用
2.5 小結
參考文獻
第3章 HPM無源器件真空強電磁場擊穿
3.1 引論
3.2 HPM無源器件真空強場擊穿機理初步
3.2.1 金屬錶麵納秒HPM擊穿
3.2.2 PIC模擬金屬錶麵強場擊穿動力學
3.3 HPM傳輸器件真空強場擊穿診斷
3.3.1 HPM傳輸通道內TE11模式擊穿發光
3.3.2 HPM傳輸通道內TMo1模式擊穿發光診斷
3.3.3 波導與收集極附近的X射綫診斷
3.4 雙金屬錶麵間諧振倍增理論
3.4.1 雙錶麵倍增的基本理論
3.4.2 諧振相位的穩定性
3.4.3 倍增過程中的相位變化
3.4.4 切嚮和法嚮發射速度對倍增的影響
3.4.5 雙錶麵倍增中的混閤模
3.5 空間電荷場與諧振倍增飽和規律
3.5.1 雙平闆結構的倍增飽和
3.5.2 二次電子産額對倍增飽和的影響
3.5.3 飽和邊界麯綫
3.5.4 倍增放電實驗
3.6 同軸綫和圓波導內的倍增
3.6.1 同軸綫倍增規律
3.6.2 圓波導內不同極化電場下倍增規律
3.7 TiN鍍層對真空係統釋氣率的影響
3.8 小結
參考文獻
第4章 真空介質麵HPM倍增擊穿
4.1 引論
4.2 射頻二次電子倍增的前期理論
4.2.1 介質麵二次電子發射
4.2.2 射頻二次電子倍增理論
4.3 介質窗HPM擊穿的前期實驗
4.4 考慮錶層氣體的電子倍增模型
4.4.1 HPM倍增擊穿的主要物理過程
4.4.2 動力學模型
4.4.3 碰撞電離參數計算
4.4.4 模型結果
4.5 短脈衝擊穿所需的錶麵氣壓及來源
4.5.1 倍增飽和數密度與微波截止
4.5.2 短脈衝擊穿需要的錶麵氣壓
4.5.3 氣體脫附的種類和速率
4.5.4 介質麵毛刺的場增強
4.5.5 等離子體焦耳熱和介質熱損耗
4.5.6 倍增熱沉積
4.6 重復頻率脈衝的HPM擊穿
4.6.1 重頻脈衝的倍增熱纍積
4.6.2 重頻脈衝的電子纍積
4.6.3 重復頻率HPM擊穿實驗和結果
4.7 介質材料性能和錶麵處理
4.7.1 介質材料主要性能
4.7.2 介質窗錶麵清潔處理
4.8 納米鍍層在HPM輸齣窗中的應用
4.8.1 不同厚度和溫度下TiN鍍層對二次電子産額的影響
4.8.2 SLAC對比研究納米TiN和Cr鍍層輸齣窗的效果
4.8.3 KEK研究納米TiN鍍層對輸齣窗的倍增抑製和損耗
4.9 小結
參考文獻
第5章 空間電荷場和等離子體時空診斷
5.1 引論
5.2 空間電荷屏蔽的倍增模型
5.2.1 前期工作迴顧
5.2.2 正空間電荷勢和場
5.2.3 負空間電荷勢和場
5.2.4 討論
5.3 HPM輸齣窗真空側擊穿等離子體時空診斷
5.3.1 HPM輸齣窗真空側擊穿診斷
5.3.2 實驗結果的機理分析
5.4 湯姆孫散射診斷HPM輸齣窗擊穿
5.4.1 等離子體電子密度與散射光譜的關係
5.4.2 等離子體擴散速度與散射光譜之間的關係
5.4.3 等離子體溫度與散射光譜之間的關係
5.4.4 去除背景噪聲、降低測量誤差
5.5 激光誘導熒光光譜診斷等離子體
5.5.1 激光誘導熒光診斷原子密度
5.5.2 激光誘導熒光坑的Stark譜診斷電場
5.6 小結
參考文獻
第6章 周期性錶麵提高HPM窗真空側擊穿閾值的方法
6.1 引論
6.2 周期性矩形錶麵抑製倍增的理論和實驗
6.2.1 動力學模型
6.2.2 PIC模擬
6.2.3 大功率實驗研究
6.3 周期性三角形錶麵抑製倍增和等離子體的理論
6.3.1 動力學計算
6.3.2 三角形錶麵的場分布
6.3.3 考慮場分布後的倍增和等離子體動力學
6.3.4 PIC模擬S波段倍增的抑製
6.3.5 PIC模擬X波段倍增和等離子體的抑製
6.4 周期性三角形錶麵提高HPM擊穿閾值的實驗
6.4.1 大功率實驗研究
6.4.2 HPM實驗驗證
6.4.3 氟化周期性錶麵提高擊穿閾值
6.4.4 討論
6.5 三維周期性錶麵抑製任意極化電磁場的倍增
6.5.1 三維周期性函數結構內場分布
6.5.2 三維周期性函數結構內電子運動
6.5.3 三維周期錶麵抑製倍增的實驗
6.6 小結
參考文獻
第7章 諧振磁場抑製真空介質麵HPM倍增的方法
7.1 引論
7.2 早期工作迴顧
7.2.1 微波磁場對HPM倍增的影響
7.2.2 外磁場對HPM倍增的影響
7.3 諧振磁場抑製HPM輸齣窗真空倍增的機理
7.3.1 動力學模型
7.3.2 二維PIC模擬
7.3.3 三維PIC模擬
7.4 功率容量提高的原理性實驗驗證
7.4.1 長脈衝下實驗驗證
7.4.2 短脈衝下實驗驗證
7.4.3 采用海爾貝剋磁鐵的實驗驗證
7.5 諧振磁場提高介質加載加速器結構擊穿閾值的方法
7.5.1 介質加載加速器結構的單錶麵諧振倍增
7.5.2 介質單錶麵諧振倍增機理
7.5.3 TiN鍍層對單錶麵諧振倍增的有限抑製
7.5.4 磁場抑製單錶麵諧振倍增的動力學模型
7.5.5 磁場抑製單錶麵諧振倍增的PIC模擬
7.5.6 磁場提高擊穿閾值的實驗驗證
7.6 小結
參考文獻
第8章 不同氣壓下氣體與介質麵HPM擊穿
8.1 早期工作迴顧
8.1.1 HPM大氣擊穿的理論模型
8.1.2 單極性條件下介質／氣體界麵擊穿
8.1.3 介質／氣體界麵HPM擊穿實驗
8.1.4 介質／氣體界麵HPM擊穿模擬
8.1.5 介質／氣體界麵HPM擊穿的抑製
8.2 低氣壓下介質／氣體HPM擊穿的全局模型
8.2.1 全局模型
8.2.2 電離碰撞參數和模型結果
8.2.3 討論
8.3 HPM輸齣窗大氣側擊穿等離子體診斷與分析
8.3.1 介質／大氣界麵等離子體時空演化診斷
8.3.2 電磁場建模
8.3.3 電磁PIC模擬與等離子體動力學
8.3.4 流體動力學模型
8.4 HPM輸齣窗不同氣壓下擊穿等離子體診斷
8.5 小結
參考文獻
彩圖

前言/序言

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