行波管中的微波测量技术 [Microwave Measurement Technologies for Travelling Wave Tubes] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李镇远，冯进军，梁友焕 著

图书标签:

• 行波管
• 微波技术
• 微波测量
• 射频电路
• 电子管
• 测试技术
• 高频技术
• 微波器件
• 测量方法
• 电路分析

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118091151

版次：1

商品编码：11411552

包装：平装

丛书名： 信息化战争理论、技术与装备丛书

外文名称：Microwave Measurement Technologies for Travelling Wave Tubes

开本：16开

出版时间：2013-12-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《行波管中的微波测量技术》围绕行波管研制和生产中遇到的各种微波测量问题，从相关的微波技术和微波测量的基础知识出发，深入到各个测量领域，对行波管的主要参量及其副特性的现代测量理论和方法，结合作者自己的长期工作经验、科研成果和观点，进行全面而具体的论述。既有相关基础理论的系统介绍，又注重理论与实际的结合，对每种方法都给出了具体的测量原理、系统构建、测量步骤和注意事项。行波管特性参数的测量与测量仪器密不可分，《行波管中的微波测量技术》还特别关注微波测量中使用的现代仪器设备，介绍了它们韵测量原理和使用方法。此外，还论述了组建自动测试系统的基本知识和编程控制方法。书中配有大量的图表和实例，具有很强的实用性。
　　《行波管中的微波测量技术》可作为从事通信、雷达、微波工程、固态或电真空功率器件领域的工程技术人员的工具书，亦可作为大专院校真空电子学、微波技术等专业的本科生和研究生的微波管、微波测量等课程的教学参考书。

目录

第一部分 微波测量基础
第1章 微波电路理论基础
第2章 微波测量引论
第3章 信号流图分析方法
第4章 测量不确定度概述

第二部分 微波信号分析
第5章 微波功率测量
第6章 微波频率与波长测量
第7章 微波频谱分析
第8章 微波噪声测量

第三部分 微波网络分析
第9章 标量网络分析
第10章 矢量网络分析

第四部分 微波管参量综合测量
第11章 微波材料电磁特性测量
第12章 慢波结构色散特性与耦合阻抗测量
第13章 行波管基本特性测量
第14章 行波管副特性测量
第15章 自动测试系统组建与编程
附录

前言/序言

行波管的微波测量技术 概述 行波管（Traveling Wave Tube, TWT）作为一种重要的微波功率放大器件，在雷达、通信、电子对抗、科学探测等众多领域扮演着核心角色。其工作原理是利用电子束与驻波场相互作用，实现微波信号的放大。然而，要充分发挥行波管的性能，并对其进行有效的研发、生产和故障诊断，精确可靠的微波测量技术至关重要。本书旨在深入探讨行波管相关的微波测量技术，为研究人员、工程师和技术人员提供全面、深入的指导。 本书并非简单罗列现有的测量仪器和方法，而是从行波管的微波特性出发，系统性地分析其在不同工作状态下需要测量的关键参数，并在此基础上，详细阐述实现这些测量的理论基础、技术原理、具体实现方案以及实际应用中的注意事项。我们将力求将复杂的微波测量概念以清晰易懂的方式呈现，并结合实际工程经验，提供具有指导意义的解决方案。 第一部分：行波管微波特性的测量基础 本部分将为读者建立理解行波管微波测量所需的基础知识。 第一章：行波管基本原理与微波特性回顾 行波管的结构与工作机制： 详细介绍行波管的组成部分，如电子枪、聚焦系统、慢波结构、收集器等，并深入剖析电子束与电磁波相互作用放大的基本过程。我们将重点关注电子束的同步性、慢波结构的周期性以及能量交换的微波原理。 行波管的关键微波参数： 明确定义和解释行波管的核心微波性能指标，包括但不限于： 增益 (Gain)： 输入功率与输出功率之比，通常以dB为单位。我们将探讨小信号增益、大信号增益以及不同频率下的增益特性。 饱和输出功率 (Saturated Output Power)： 行波管处于饱和状态时能够输出的最大功率。 效率 (Efficiency)： 输出微波功率与输入电子束功率之比，是衡量行波管能量转换效率的重要指标。 带宽 (Bandwidth)： 行波管能够有效工作的频率范围，通常定义在增益衰减一定值（如3dB）之内。 驻波比 (VSWR)： 输入端口和输出端口的阻抗匹配程度，低VSWR意味着良好的匹配，能有效减少功率反射。 谐波和寄生信号 (Harmonics and Spurious Signals)： 行波管在放大基波信号的同时，可能产生非期望的谐波或寄生信号，对系统性能产生影响。 噪声系数 (Noise Figure)： 衡量放大器引入噪声的程度，对于低噪声应用尤为重要。 相位特性 (Phase Characteristics)： 增益随频率的变化而产生的相位变化，以及输入输出信号的相位关系。 跨场效应 (Cross-field Effects) 和轴向场效应 (Axial Field Effects)： 简要介绍不同类型行波管的关键场效应及其对微波特性的影响。 微波测量的基本概念： 回顾微波功率、频率、阻抗、S参数等基本物理量的测量原理和单位。 第二章：行波管微波参数测量的通用方法与挑战 微波测量系统的组成： 介绍典型的微波测量系统，包括信号源、耦合器、功率计、频谱分析仪、网络分析仪、示波器、衰减器、开关、负载等关键组成部分。 测量中的关键技术： 阻抗匹配： 详细阐述阻抗匹配的重要性，以及在测量过程中如何实现和验证输入输出端口的阻抗匹配，以避免测量误差。 功率传输与衰减： 讲解如何精确地测量和控制微波功率的传输，以及不同类型衰减器的作用和选择。 信号耦合与分离： 介绍定向耦合器、功率分配器/合成器等器件在信号耦合和分离中的应用，以及如何根据测量需求选择合适的耦合度。 频率测量与控制： 讨论微波频率的精确测量方法，以及信号源的频率稳定性和可调性。 测量过程中的常见挑战： 高功率处理： 行波管通常工作在高功率状态，测量系统需要具备高功率处理能力，并考虑散热和安全问题。 宽带测量： 行波管的工作带宽可能很宽，测量系统需要能够覆盖整个工作频带，并保证在整个频带内的测量精度。 瞬态响应测量： 某些应用场景需要测量行波管的瞬态响应，如开关特性、脉冲特性等，这需要高速测量仪器和特殊的测量序列。 寄生信号的识别与抑制： 测量过程中如何有效地识别和量化寄生信号，并避免测量仪器本身引入额外的寄生信号。 环境因素的影响： 温度、湿度、电磁干扰等环境因素对测量精度的影响，以及如何采取措施进行补偿。 第二部分：行波管关键微波参数的详细测量技术 本部分将深入探讨针对行波管各项关键微波参数的具体测量方法。 第三章：增益、饱和输出功率和效率的测量 增益测量技术： 小信号增益测量： 使用低功率信号源，通过功率计或频谱分析仪直接测量输入输出功率比。详细介绍测量步骤、误差分析和精度要求。 大信号增益测量： 考虑行波管的非线性特性，使用可调功率的信号源，逐步增加输入功率，直至达到饱和状态，测量不同输入功率下的输出功率，从而获得大信号增益曲线。 频率响应测量： 通过扫频测量，获得行波管在不同频率下的增益曲线，分析其带宽特性。 饱和输出功率测量： 确定饱和点： 详细阐述如何通过观察输出功率随输入功率的变化曲线来确定饱和点。 高精度功率测量： 介绍使用高精度功率计（如热电偶功率计、回波损耗式功率计）进行饱和输出功率的精确测量，并考虑测量过程中的不确定度。 效率测量： 直流输入功率的测量： 精确测量电子枪的加速电压、栅压以及电子束流，计算直流输入功率。 微波输出功率的测量： 测量饱和输出功率。 效率计算： 基于直流输入功率和微波输出功率的测量值，计算行波管的效率。 峰值效率与平均效率： 区分不同工作模式下的效率计算。 第四章：带宽、驻波比和阻抗匹配的测量 带宽测量： 增益-频率曲线测量： 通过扫频测量，绘制增益随频率变化的曲线，并根据预设的衰减阈值（如3dB）确定工作带宽。 S21参数的测量： 利用矢量网络分析仪（VNA）测量S21参数，其幅值和相角的变化直接反映了增益和相位特性，是带宽测量的重要依据。 驻波比（VSWR）测量： VNA测量： VNA可以直接测量输入和输出端口的S11和S22参数，通过公式转换为VSWR。 定向耦合器法： 使用定向耦合器测量正向和反向传输的功率，进而计算VSWR。 阻抗匹配的重要性： 再次强调阻抗匹配对于功率传输效率和系统稳定性的重要性。 S参数的测量与应用： S11 (输入回波损耗)： 表征输入端口的阻抗匹配程度。 S21 (前向传输系数)： 表征增益和相位特性。 S12 (反向传输系数)： 表征反向隔离度。 S22 (输出回波损耗)： 表征输出端口的阻抗匹配程度。 VNA在S参数测量中的核心作用： 详细介绍VNA的工作原理、校准过程以及如何进行S参数测量。 第五章：谐波、寄生信号与噪声的测量 谐波测量： 频谱分析仪的应用： 使用频谱分析仪，通过设置合适的测量带宽和分辨率，捕捉和量化基波信号的谐波分量。 谐波抑制比的测量： 计算基波信号功率与各次谐波信号功率之比。 影响谐波产生的因素： 简要探讨电子束质量、慢波结构设计以及过载工作对谐波产生的影响。 寄生信号测量： 宽带频谱监测： 使用具有宽频率覆盖范围的频谱分析仪，对行波管输出进行全面监测，识别可能存在的寄生信号。 寄生信号的识别： 分析寄生信号的频率、功率大小，并与已知的固有频率进行对比。 差分信号测量： 对于某些差分输出的行波管，介绍差分信号的测量方法。 噪声系数测量： 噪声源的原理： 介绍两种常用的噪声源：热噪声源和微波晶体管噪声源。 Y因子法： 详细讲解Y因子法的测量原理和步骤，以及如何计算噪声系数。 噪声系数分析仪的应用： 介绍专业的噪声系数分析仪在测量中的优势。 影响噪声系数的因素： 探讨电子枪、慢波结构等关键因素对行波管噪声系数的影响。 第六章：脉冲特性与瞬态响应的测量 脉冲行波管的特点： 介绍脉冲行波管的工作模式，以及其与连续波（CW）行波管在测量上的区别。 脉冲参数的测量： 脉冲宽度 (Pulse Width)： 使用高速示波器或采样示波器测量脉冲信号的宽度。 脉冲上升/下降时间 (Pulse Rise/Fall Time)： 测量脉冲信号从一个电平变化到另一个电平所需的时间。 脉冲重复频率 (PRF)： 测量单位时间内脉冲信号重复的次数。 占空比 (Duty Cycle)： 脉冲宽度与脉冲重复周期之比。 峰值功率 (Peak Power)： 测量脉冲信号的最高功率值。 平均功率 (Average Power)： 测量单位时间内信号的平均功率，与峰值功率和占空比有关。 瞬态响应测量： 开关速度测量： 测量行波管从开启到稳定工作状态所需的时间，或从关闭到完全停止所需的时间。 增益和相位动态变化测量： 在脉冲过程中，测量增益和相位如何随时间变化，特别是快速变化时的响应。 高速数据采集： 介绍使用高速数据采集卡和专业软件进行瞬态信号的捕捉和分析。 第三部分：行波管微波测量技术的应用与发展 本部分将探讨行波管微波测量技术在实际工程中的应用，以及未来的发展趋势。 第七章：行波管的研发、生产与测试中的测量应用 研发阶段的测量： 器件性能评估： 通过全面的微波参数测量，评估新设计的行波管的性能是否达到设计目标。 优化设计参数： 根据测量结果，调整慢波结构、电子束参数等，优化器件性能。 仿真与实测对比： 将仿真结果与实测结果进行对比，验证仿真模型的准确性，并指导进一步的优化。 生产线上的测量： 批量生产质量控制： 建立标准化的测试流程，对每一批生产的行波管进行关键参数的抽样或全检，确保产品质量的稳定性。 自动化测试系统： 介绍自动化测试系统在提高生产效率、降低人工成本、保证测量一致性方面的作用。 快速参数筛选： 针对生产效率要求，开发快速的参数测量方法，对不合格品进行及时剔除。 故障诊断与失效分析中的测量： 性能衰减分析： 对出现性能衰减的行波管进行详细的微波参数测量，定位性能下降的具体原因。 特定故障的测量表征： 例如，测量异常的噪声、失真或不稳定输出，可能指向特定的内部故障。 结合其他诊断手段： 将微波测量结果与直流参数测量、外观检查等其他诊断手段相结合，进行全面的故障分析。 第八章：高级微波测量技术与发展趋势 微波信号仿真与建模： 介绍先进的微波仿真软件（如CST, HFSS）在行波管设计和测量前的预测和分析中的应用，以及仿真与测量的协同作用。 人工智能与机器学习在测量中的应用： 探讨AI和ML技术如何用于数据分析、模式识别、故障预测以及优化测量策略，提高测量效率和智能化水平。 非侵入式测量技术： 介绍一些发展中的非侵入式测量技术，例如通过监测外围电磁场来推断内部工作状态，减少对器件本身的干扰。 面向新型行波管的测量技术： 探讨随着新型行波管（如宽带行波管、多级放大行波管、固态行波管等）的发展，对测量技术提出的新挑战和需求。 微波测量仪器的小型化与集成化： 介绍微波测量仪器向便携式、集成化方向发展，为现场测试和应用提供便利。 高频段（毫米波）行波管的测量： 简要介绍在高频段（如毫米波）行波管的测量中遇到的特殊问题和解决方案。 结论 本书系统地阐述了行波管微波测量技术的核心内容，从基础理论到具体应用，力求为读者提供一个全面、深入的认识。通过对本书的学习，读者应能掌握行波管关键微波参数的测量方法，理解不同测量技术背后的原理，并能够将其应用于实际的研发、生产和维护工作中。随着微波技术的不断发展，行波管的性能也在不断提升，相关的测量技术也必将持续创新和进步。希望本书能为推动行波管技术的发展贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到这本书，第一感觉就是它非常厚重，纸张的质感也很好，给人一种“干货满满”的期待。我对行波管这个概念本身就不是非常熟悉，只是模糊地知道它在某些高性能的电子设备中扮演着重要角色。这本书的题目“微波测量技术”听起来似乎更侧重于仪器仪表和测量方法，而“行波管”则像是测量对象。我好奇的是，行波管作为一种特殊的电子管，它的内部结构和工作原理会对其微波测量的特点产生怎样的影响？这本书会不会深入讲解行波管的物理模型，比如电子束的加速、聚焦、与电磁波的相互作用等等？然后，基于这些物理过程，它又是如何引申出需要进行哪些具体的测量？我特别关注书中是否会介绍一些特殊的测量探针或者耦合器，它们如何能够无损或者微损地获取行波管内部的微波信号信息。而且，微波信号的测量往往涉及到高频率、小信号和复杂的频谱分析，这本书在这方面会有怎样的解决方案？我希望能看到一些关于测量不确定度、误差分析以及如何提高测量精度的讨论，这些对于实际的工程应用非常关键。

评分☆☆☆☆☆

我对微波工程领域一直保有浓厚的兴趣，尤其是在信号完整性、电磁兼容以及高性能电子器件的测试方面。行波管作为一种能够放大高功率微波信号的关键组件，其内部的微波特性对于整个系统的性能至关重要。这本书的题目《行波管中的微波测量技术》直接触及了我感兴趣的核心问题。我希望这本书能够不仅仅是简单罗列测量仪器，而是能够深入剖析行波管的内部工作机制，并在此基础上，探讨针对这些机制而设计的测量技术。例如，行波管的增益、带宽、饱和功率、效率等关键参数是如何通过微波测量来评估的？是否存在一些非传统的、针对行波管特殊工作模式的测量方法？我非常期待书中能够介绍一些前沿的测量技术，比如基于光学或者量子效应的微波测量，或者是在极高频率下实现高精度测量的挑战与对策。如果书中还能包含一些关于行波管设计与制造过程中，微波测量所扮演的角色，以及如何通过测量结果来指导设计优化，那就太有价值了。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书，首先映入眼帘的是它简洁而富有冲击力的封面设计，给人一种严谨而专业的印象。我之前在一些介绍高功率微波设备的文章中，经常会看到“行波管”的身影，但对其内部的微波信号如何被测量和分析，我一直缺乏清晰的认识。这本书的题目正好填补了这一知识空白。我希望它能够详细介绍行波管的基本结构和工作原理，比如电子束的产生、加速、聚焦以及与驻波或行波的相互作用。更重要的是，我期待书中能够深入探讨，在行波管的各个关键阶段，究竟需要测量哪些微波参数，例如功率、频率、相位、频谱纯度、非线性失真等。这本书是否会介绍具体的测量方法和技术，比如使用哪些类型的功率计、频谱分析仪、矢量网络分析仪等仪器，以及如何配置它们来适应行波管的测量需求？我也很想了解，在测量过程中可能会遇到哪些特殊的挑战，比如阻抗匹配、杂散信号抑制、高功率处理等，以及相应的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《行波管中的微波测量技术》让我眼前一亮。作为一名对电子学和通信技术充满热情的爱好者，我一直对高功率微波器件的内部运作机制感到好奇，而行波管无疑是其中一个非常重要的代表。我一直想知道，在如此复杂的器件内部，是如何实现对微波信号进行精确的捕捉和分析的。这本书的题目直接指向了这个核心问题，我迫切地希望它能够详细地解释行波管的物理原理，包括电子束的形成、加速、聚焦以及与电磁场的相互作用。然后，我期待能够深入了解，有哪些关键的微波参数需要被测量，比如增益、带宽、相位特性、功率输出、谐波和杂散信号等。更重要的是，我希望书中能够详细介绍实现这些测量的具体技术和方法，例如常用的测量仪器设备、测量电路的设计、信号的耦合与探测技术，以及在测量过程中需要考虑的误差源和校准方法。如果书中还能包含一些实际的应用案例，展示这些测量技术如何在行波管的设计、制造和测试过程中发挥作用，那就更具参考价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就相当吸引人，深邃的蓝色背景搭配着一幅抽象的微波能量传播示意图，给人一种科技感和神秘感。书名《行波管中的微波测量技术》虽然显得有些专业，但正是这种专业感，激起了我对它背后所蕴含的知识的强烈好奇。我一直对微波技术在现代通信和雷达系统中的应用感到着迷，尤其是行波管这种看似古老却又至关重要的器件。我一直想深入了解，在这台复杂的设备内部，是如何实现对微波信号进行精确测量的。这本书的标题直接点明了主题，让我觉得它很有可能就是解答我心中疑惑的那一把钥匙。我期待这本书能够详细阐述行波管的工作原理，以及在实际应用中，有哪些关键的参数需要被测量，比如功率、频率、相位、失真度等等。更重要的是，我希望它能够详细介绍实现这些测量的具体技术和方法，比如各种测量仪器的工作原理、测量电路的设计、信号的采集与处理等等。如果书中还能包含一些实际的案例分析，那就更完美了，可以让我更好地理解理论知识与实际应用之间的联系，从而提升我对微波测量技术的整体认知水平。