2-е издание, переработанное и дополненное. — Учебное пособие для
вузов. Под редакцией Н.П. Собенина. — Москва: Энергоатомиздат,
2007. — 543 с. — ISBN 5-7262-0588-X.
Изложены основные вопросы техники сверхвысоких частот. В первой
части рассмотрены линии передачи энергии, резонаторы, в том числе и
сверхпроводящие, замедляющие и ускоряющие структуры, а также основы
применения теории цепей и матричных методов к расчету линий передач
с применением эквивалентных схем. Во второй — конструкции основных
линий передач и наиболее важных ВЧ-узлов. Разобрано согласование
трактов с помощью трансформаторов и различных элементов. В третьей
— вопросы генерирования и усиления ВЧ-колебаний. Изложены принципы
работы и конструкции основных типов генераторов, включая
полупроводниковые устройства. В последней— техника измерений в
диапазоне СВЧ и измерительная аппаратура. В приложении даны
справочные таблицы основных характеристик линий передач и приборов
СВЧ, краткие справочные сведения из математики.
Книга предназначена для студентов вузов инженерно-физических и радиотехнических специальностей. Она может быть использована инженерно-техническими и научными работниками, связанными с техникой СВЧ, электрофизическими установками. Предисловие ко второму изданию
Предисловие к первому изданию
Введение Линии передач и устройства СВЧ
Общие вопросы распространения волн в линиях передач
Постановка задачи.
Однородное волновое уравнение регулярной линии передач и его решение.
Фазовая и групповая скорости. Длина волны в линии передач.
Классификация типов волн.
Характеристическое сопротивление линий передач.
Особенности распространения волн в гиромагнитных средах.
Распространение волн в ионизованном газе.
Волноводы
Волноводы прямоугольного сечения.
Волноводы круглого сечения.
Коаксиальные волноводы.
Радиальные волноводы.
Прочие типы линий передач СВЧ.
Возбуждение волноводов.
Связь напряженности полей с передаваемой мощностью.
Токи в стенках волноводов.
Затухание мощности.
Выбор формы, размеров сечения волновода и типа волны для передачи энергии.
Запредельный волновод.
Неоднородности в волноводах
Качественные предпосылки.
Метод эквивалентных схем
Понятие об эквивалентном сопротивлении волновода.
Эквивалентные схемы простейших элементов СВЧ-трактов.
Круговые диаграммы полных сопротивлений.
Особенности применения матричных методов к расчету СВЧ-цепей.
Метод малых возмущений.
Резонаторы
Общие соображения
Собственные виды колебаний в призматических резонаторах
Цилиндрические резонаторы.
Коаксиальные резонаторы.
Прочие типы резонаторов.
Эквивалентная схема резонатора и ее параметры.
Связь резонатора с передающими линиями.
Перестройка частоты резонаторов (метод малых возмущений)
Периодические замедляющие структуры
Возможности создания структур с фазовой скоростью меньше скорости света
Распространение электромагнитных волн в однородной периодической структуре.
Электродинамические характеристики.
Методы расчета.
Типы замедляющих структур.
Типы ускоряющих структур.
Сверхпроводящие ускоряющие резонаторы. Узлы и элементы высокочастотных трактов
Элементы ВЧ-трактов
Разъемные сочленения устройств.
Изгибы и скрутки.
Короткозамыкающие поршни.
Согласующие устройства
Согласование линий передач.
Устройства узкополосного согласования.
Устройства широкополосного согласования.
Двухплечие узлы
Трансформаторы и фильтры типов волн.
Поглощающие нагрузки.
Аттенюаторы.
Фазовращатели.
Высокочастотные окна.
Многоплечие узлы
Трехплечие устройства.
Направленные ответвители.
Мостовые соединения.
Циркуляторы.
Изготовление устройств СВЧ
Материалы, применяемые в технике СВЧ.
Конструкции линий передач.
Изготовление корпусов устройств.
Внутренняя отделка корпусов устройств СВЧ.
Технология изготовления сверхпроводящих резонаторов. Генераторы и усилители СВЧ
Общие принципы преобразования энергии в приборах СВЧ.
Триоды и тетроды СВЧ
Общие замечания
Влияние реактивных параметров триода на работу колебательной системы.
Углы пролета и токи в цепи, содержащей электровакуумный прибор.
Элементы электроники триода.
Конструкция триодов СВЧ.
Конструкция генераторов и усилителей на триодах СВЧ.
Тетроды СВЧ-диапазона.
Клистроны
Принцип действия пролетных двухрезонаторных клистронов.
Двухрезонаторные клистроны.
Многорезонаторные клистроны.
Отражательные клистроны.
Конструкция клистронов.
Многорезонаторные магнетроны
Принцип действия магнетрона.
Резонансная система магнетрона.
Взаимодействие электронного потока с ВЧ-полем.
Рабочие и нагрузочные характеристики магнетронов.
Конструкция магнетронов.
Волновые лампы
Принцип работы лампы бегущей волны О-типа.
Элементарная теория ЛБВ.
Лампа обратной волны О-типа.
Конструкция ЛБВ и ЛОВ О-типа.
Волновые лампы М-типа.
Платинотроны.
Митрон.
Квантовые генераторы и усилители
Основные идеи и принципы работы квантовых приборов.
Молекулярный генератор на аммиаке.
Квантовый парамагнитный трехуровневый усилитель.
Квантовые генераторы оптического диапазона
Полупроводниковые приборы СВЧ-диапазона
Параметрические усилители.
Усилители и генераторы на туннельных диодах.
Лавинно-пролетные диоды.
Диоды Ганна.
Полупроводниковые лазеры. Измерения на СВЧ
Основные понятия.
Измерение полного сопротивления
Измерения полного сопротивления с помощью измерительной линии.
Панорамные измерители.
Измерение параметров четырехполюсников методом «узлового» сдвига.
Измерение частоты
Измерение частоты с использованием дискретных преобразователей и гетеродинных переносчиков.
Резонансные частотомеры.
Стандарты частоты.
Анализ спектров колебаний.
Измерение мощности
Методы измерения средней и импульсной мощности.
Ваттметры проходящей и поглощаемой мощности.
Тепловые методы измерения СВЧ-мощности.
Калориметрические ваттметры.
Терморезисторные и термоэлектрические измерители мощности.
Измерение характеристик объемных резонаторов
Основные электродинамические характеристики резонаторов
Определение добротности по результатам измерения импедансной характеристики резонатора.
Измерение добротности резонаторов с двумя устройствами связи.
Измерение больших добротностей.
Измерение шунтового сопротивления.
Измерение электродинамических характеристик замедляющих структур
Измерение резонансных частот.
Измерение электромагнитных полей в ускоряющих резонаторах.
Измерение характеристик замедляющей структуры в режиме бегущей волны.
Измерение других параметров и характеристик на СВЧ
Измерение комплексной диэлектрической проницаемости.
Измерение фазового сдвига.
Индикация электромагнитного поля.
Векторный анализатор. Приложения
Некоторые сведения из векторного анализа.
Некоторые сведения о функциях Бесселя.
Некоторые сведения из матричной алгебры.
Волноводы прямоугольного сечения.
Коаксиальные волноводы.
Марки соединителей коаксиальных волноводов.
Свойства материалов, применяемых в диапазоне СВЧ.
Свойства диэлектриков. Список литературы
Книга предназначена для студентов вузов инженерно-физических и радиотехнических специальностей. Она может быть использована инженерно-техническими и научными работниками, связанными с техникой СВЧ, электрофизическими установками. Предисловие ко второму изданию
Предисловие к первому изданию
Введение Линии передач и устройства СВЧ
Общие вопросы распространения волн в линиях передач
Постановка задачи.
Однородное волновое уравнение регулярной линии передач и его решение.
Фазовая и групповая скорости. Длина волны в линии передач.
Классификация типов волн.
Характеристическое сопротивление линий передач.
Особенности распространения волн в гиромагнитных средах.
Распространение волн в ионизованном газе.
Волноводы
Волноводы прямоугольного сечения.
Волноводы круглого сечения.
Коаксиальные волноводы.
Радиальные волноводы.
Прочие типы линий передач СВЧ.
Возбуждение волноводов.
Связь напряженности полей с передаваемой мощностью.
Токи в стенках волноводов.
Затухание мощности.
Выбор формы, размеров сечения волновода и типа волны для передачи энергии.
Запредельный волновод.
Неоднородности в волноводах
Качественные предпосылки.
Метод эквивалентных схем
Понятие об эквивалентном сопротивлении волновода.
Эквивалентные схемы простейших элементов СВЧ-трактов.
Круговые диаграммы полных сопротивлений.
Особенности применения матричных методов к расчету СВЧ-цепей.
Метод малых возмущений.
Резонаторы
Общие соображения
Собственные виды колебаний в призматических резонаторах
Цилиндрические резонаторы.
Коаксиальные резонаторы.
Прочие типы резонаторов.
Эквивалентная схема резонатора и ее параметры.
Связь резонатора с передающими линиями.
Перестройка частоты резонаторов (метод малых возмущений)
Периодические замедляющие структуры
Возможности создания структур с фазовой скоростью меньше скорости света
Распространение электромагнитных волн в однородной периодической структуре.
Электродинамические характеристики.
Методы расчета.
Типы замедляющих структур.
Типы ускоряющих структур.
Сверхпроводящие ускоряющие резонаторы. Узлы и элементы высокочастотных трактов
Элементы ВЧ-трактов
Разъемные сочленения устройств.
Изгибы и скрутки.
Короткозамыкающие поршни.
Согласующие устройства
Согласование линий передач.
Устройства узкополосного согласования.
Устройства широкополосного согласования.
Двухплечие узлы
Трансформаторы и фильтры типов волн.
Поглощающие нагрузки.
Аттенюаторы.
Фазовращатели.
Высокочастотные окна.
Многоплечие узлы
Трехплечие устройства.
Направленные ответвители.
Мостовые соединения.
Циркуляторы.
Изготовление устройств СВЧ
Материалы, применяемые в технике СВЧ.
Конструкции линий передач.
Изготовление корпусов устройств.
Внутренняя отделка корпусов устройств СВЧ.
Технология изготовления сверхпроводящих резонаторов. Генераторы и усилители СВЧ
Общие принципы преобразования энергии в приборах СВЧ.
Триоды и тетроды СВЧ
Общие замечания
Влияние реактивных параметров триода на работу колебательной системы.
Углы пролета и токи в цепи, содержащей электровакуумный прибор.
Элементы электроники триода.
Конструкция триодов СВЧ.
Конструкция генераторов и усилителей на триодах СВЧ.
Тетроды СВЧ-диапазона.
Клистроны
Принцип действия пролетных двухрезонаторных клистронов.
Двухрезонаторные клистроны.
Многорезонаторные клистроны.
Отражательные клистроны.
Конструкция клистронов.
Многорезонаторные магнетроны
Принцип действия магнетрона.
Резонансная система магнетрона.
Взаимодействие электронного потока с ВЧ-полем.
Рабочие и нагрузочные характеристики магнетронов.
Конструкция магнетронов.
Волновые лампы
Принцип работы лампы бегущей волны О-типа.
Элементарная теория ЛБВ.
Лампа обратной волны О-типа.
Конструкция ЛБВ и ЛОВ О-типа.
Волновые лампы М-типа.
Платинотроны.
Митрон.
Квантовые генераторы и усилители
Основные идеи и принципы работы квантовых приборов.
Молекулярный генератор на аммиаке.
Квантовый парамагнитный трехуровневый усилитель.
Квантовые генераторы оптического диапазона
Полупроводниковые приборы СВЧ-диапазона
Параметрические усилители.
Усилители и генераторы на туннельных диодах.
Лавинно-пролетные диоды.
Диоды Ганна.
Полупроводниковые лазеры. Измерения на СВЧ
Основные понятия.
Измерение полного сопротивления
Измерения полного сопротивления с помощью измерительной линии.
Панорамные измерители.
Измерение параметров четырехполюсников методом «узлового» сдвига.
Измерение частоты
Измерение частоты с использованием дискретных преобразователей и гетеродинных переносчиков.
Резонансные частотомеры.
Стандарты частоты.
Анализ спектров колебаний.
Измерение мощности
Методы измерения средней и импульсной мощности.
Ваттметры проходящей и поглощаемой мощности.
Тепловые методы измерения СВЧ-мощности.
Калориметрические ваттметры.
Терморезисторные и термоэлектрические измерители мощности.
Измерение характеристик объемных резонаторов
Основные электродинамические характеристики резонаторов
Определение добротности по результатам измерения импедансной характеристики резонатора.
Измерение добротности резонаторов с двумя устройствами связи.
Измерение больших добротностей.
Измерение шунтового сопротивления.
Измерение электродинамических характеристик замедляющих структур
Измерение резонансных частот.
Измерение электромагнитных полей в ускоряющих резонаторах.
Измерение характеристик замедляющей структуры в режиме бегущей волны.
Измерение других параметров и характеристик на СВЧ
Измерение комплексной диэлектрической проницаемости.
Измерение фазового сдвига.
Индикация электромагнитного поля.
Векторный анализатор. Приложения
Некоторые сведения из векторного анализа.
Некоторые сведения о функциях Бесселя.
Некоторые сведения из матричной алгебры.
Волноводы прямоугольного сечения.
Коаксиальные волноводы.
Марки соединителей коаксиальных волноводов.
Свойства материалов, применяемых в диапазоне СВЧ.
Свойства диэлектриков. Список литературы