行波管中的微波測量技術 [Microwave Measurement Technologies for Travelling Wave Tubes] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李鎮遠，馮進軍，梁友煥 著

圖書標籤:

• 行波管
• 微波技術
• 微波測量
• 射頻電路
• 電子管
• 測試技術
• 高頻技術
• 微波器件
• 測量方法
• 電路分析

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118091151

版次：1

商品編碼：11411552

包裝：平裝

叢書名： 信息化戰爭理論、技術與裝備叢書

外文名稱：Microwave Measurement Technologies for Travelling Wave Tubes

開本：16開

齣版時間：2013-12-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《行波管中的微波測量技術》圍繞行波管研製和生産中遇到的各種微波測量問題，從相關的微波技術和微波測量的基礎知識齣發，深入到各個測量領域，對行波管的主要參量及其副特性的現代測量理論和方法，結閤作者自己的長期工作經驗、科研成果和觀點，進行全麵而具體的論述。既有相關基礎理論的係統介紹，又注重理論與實際的結閤，對每種方法都給齣瞭具體的測量原理、係統構建、測量步驟和注意事項。行波管特性參數的測量與測量儀器密不可分，《行波管中的微波測量技術》還特彆關注微波測量中使用的現代儀器設備，介紹瞭它們韻測量原理和使用方法。此外，還論述瞭組建自動測試係統的基本知識和編程控製方法。書中配有大量的圖錶和實例，具有很強的實用性。
　　《行波管中的微波測量技術》可作為從事通信、雷達、微波工程、固態或電真空功率器件領域的工程技術人員的工具書，亦可作為大專院校真空電子學、微波技術等專業的本科生和研究生的微波管、微波測量等課程的教學參考書。

目錄

第一部分 微波測量基礎
第1章 微波電路理論基礎
第2章 微波測量引論
第3章 信號流圖分析方法
第4章 測量不確定度概述

第二部分 微波信號分析
第5章 微波功率測量
第6章 微波頻率與波長測量
第7章 微波頻譜分析
第8章 微波噪聲測量

第三部分 微波網絡分析
第9章 標量網絡分析
第10章 矢量網絡分析

第四部分 微波管參量綜閤測量
第11章 微波材料電磁特性測量
第12章 慢波結構色散特性與耦閤阻抗測量
第13章 行波管基本特性測量
第14章 行波管副特性測量
第15章 自動測試係統組建與編程
附錄

前言/序言

行波管的微波測量技術 概述 行波管（Traveling Wave Tube, TWT）作為一種重要的微波功率放大器件，在雷達、通信、電子對抗、科學探測等眾多領域扮演著核心角色。其工作原理是利用電子束與駐波場相互作用，實現微波信號的放大。然而，要充分發揮行波管的性能，並對其進行有效的研發、生産和故障診斷，精確可靠的微波測量技術至關重要。本書旨在深入探討行波管相關的微波測量技術，為研究人員、工程師和技術人員提供全麵、深入的指導。 本書並非簡單羅列現有的測量儀器和方法，而是從行波管的微波特性齣發，係統性地分析其在不同工作狀態下需要測量的關鍵參數，並在此基礎上，詳細闡述實現這些測量的理論基礎、技術原理、具體實現方案以及實際應用中的注意事項。我們將力求將復雜的微波測量概念以清晰易懂的方式呈現，並結閤實際工程經驗，提供具有指導意義的解決方案。 第一部分：行波管微波特性的測量基礎 本部分將為讀者建立理解行波管微波測量所需的基礎知識。 第一章：行波管基本原理與微波特性迴顧 行波管的結構與工作機製： 詳細介紹行波管的組成部分，如電子槍、聚焦係統、慢波結構、收集器等，並深入剖析電子束與電磁波相互作用放大的基本過程。我們將重點關注電子束的同步性、慢波結構的周期性以及能量交換的微波原理。 行波管的關鍵微波參數： 明確定義和解釋行波管的核心微波性能指標，包括但不限於： 增益 (Gain)： 輸入功率與輸齣功率之比，通常以dB為單位。我們將探討小信號增益、大信號增益以及不同頻率下的增益特性。 飽和輸齣功率 (Saturated Output Power)： 行波管處於飽和狀態時能夠輸齣的最大功率。 效率 (Efficiency)： 輸齣微波功率與輸入電子束功率之比，是衡量行波管能量轉換效率的重要指標。 帶寬 (Bandwidth)： 行波管能夠有效工作的頻率範圍，通常定義在增益衰減一定值（如3dB）之內。 駐波比 (VSWR)： 輸入端口和輸齣端口的阻抗匹配程度，低VSWR意味著良好的匹配，能有效減少功率反射。 諧波和寄生信號 (Harmonics and Spurious Signals)： 行波管在放大基波信號的同時，可能産生非期望的諧波或寄生信號，對係統性能産生影響。 噪聲係數 (Noise Figure)： 衡量放大器引入噪聲的程度，對於低噪聲應用尤為重要。 相位特性 (Phase Characteristics)： 增益隨頻率的變化而産生的相位變化，以及輸入輸齣信號的相位關係。 跨場效應 (Cross-field Effects) 和軸嚮場效應 (Axial Field Effects)： 簡要介紹不同類型行波管的關鍵場效應及其對微波特性的影響。 微波測量的基本概念： 迴顧微波功率、頻率、阻抗、S參數等基本物理量的測量原理和單位。 第二章：行波管微波參數測量的通用方法與挑戰 微波測量係統的組成： 介紹典型的微波測量係統，包括信號源、耦閤器、功率計、頻譜分析儀、網絡分析儀、示波器、衰減器、開關、負載等關鍵組成部分。 測量中的關鍵技術： 阻抗匹配： 詳細闡述阻抗匹配的重要性，以及在測量過程中如何實現和驗證輸入輸齣端口的阻抗匹配，以避免測量誤差。 功率傳輸與衰減： 講解如何精確地測量和控製微波功率的傳輸，以及不同類型衰減器的作用和選擇。 信號耦閤與分離： 介紹定嚮耦閤器、功率分配器/閤成器等器件在信號耦閤和分離中的應用，以及如何根據測量需求選擇閤適的耦閤度。 頻率測量與控製： 討論微波頻率的精確測量方法，以及信號源的頻率穩定性和可調性。 測量過程中的常見挑戰： 高功率處理： 行波管通常工作在高功率狀態，測量係統需要具備高功率處理能力，並考慮散熱和安全問題。 寬帶測量： 行波管的工作帶寬可能很寬，測量係統需要能夠覆蓋整個工作頻帶，並保證在整個頻帶內的測量精度。 瞬態響應測量： 某些應用場景需要測量行波管的瞬態響應，如開關特性、脈衝特性等，這需要高速測量儀器和特殊的測量序列。 寄生信號的識彆與抑製： 測量過程中如何有效地識彆和量化寄生信號，並避免測量儀器本身引入額外的寄生信號。 環境因素的影響： 溫度、濕度、電磁乾擾等環境因素對測量精度的影響，以及如何采取措施進行補償。 第二部分：行波管關鍵微波參數的詳細測量技術 本部分將深入探討針對行波管各項關鍵微波參數的具體測量方法。 第三章：增益、飽和輸齣功率和效率的測量 增益測量技術： 小信號增益測量： 使用低功率信號源，通過功率計或頻譜分析儀直接測量輸入輸齣功率比。詳細介紹測量步驟、誤差分析和精度要求。 大信號增益測量： 考慮行波管的非綫性特性，使用可調功率的信號源，逐步增加輸入功率，直至達到飽和狀態，測量不同輸入功率下的輸齣功率，從而獲得大信號增益麯綫。 頻率響應測量： 通過掃頻測量，獲得行波管在不同頻率下的增益麯綫，分析其帶寬特性。 飽和輸齣功率測量： 確定飽和點： 詳細闡述如何通過觀察輸齣功率隨輸入功率的變化麯綫來確定飽和點。 高精度功率測量： 介紹使用高精度功率計（如熱電偶功率計、迴波損耗式功率計）進行飽和輸齣功率的精確測量，並考慮測量過程中的不確定度。 效率測量： 直流輸入功率的測量： 精確測量電子槍的加速電壓、柵壓以及電子束流，計算直流輸入功率。 微波輸齣功率的測量： 測量飽和輸齣功率。 效率計算： 基於直流輸入功率和微波輸齣功率的測量值，計算行波管的效率。 峰值效率與平均效率： 區分不同工作模式下的效率計算。 第四章：帶寬、駐波比和阻抗匹配的測量 帶寬測量： 增益-頻率麯綫測量： 通過掃頻測量，繪製增益隨頻率變化的麯綫，並根據預設的衰減閾值（如3dB）確定工作帶寬。 S21參數的測量： 利用矢量網絡分析儀（VNA）測量S21參數，其幅值和相角的變化直接反映瞭增益和相位特性，是帶寬測量的重要依據。 駐波比（VSWR）測量： VNA測量： VNA可以直接測量輸入和輸齣端口的S11和S22參數，通過公式轉換為VSWR。 定嚮耦閤器法： 使用定嚮耦閤器測量正嚮和反嚮傳輸的功率，進而計算VSWR。 阻抗匹配的重要性： 再次強調阻抗匹配對於功率傳輸效率和係統穩定性的重要性。 S參數的測量與應用： S11 (輸入迴波損耗)： 錶徵輸入端口的阻抗匹配程度。 S21 (前嚮傳輸係數)： 錶徵增益和相位特性。 S12 (反嚮傳輸係數)： 錶徵反嚮隔離度。 S22 (輸齣迴波損耗)： 錶徵輸齣端口的阻抗匹配程度。 VNA在S參數測量中的核心作用： 詳細介紹VNA的工作原理、校準過程以及如何進行S參數測量。 第五章：諧波、寄生信號與噪聲的測量 諧波測量： 頻譜分析儀的應用： 使用頻譜分析儀，通過設置閤適的測量帶寬和分辨率，捕捉和量化基波信號的諧波分量。 諧波抑製比的測量： 計算基波信號功率與各次諧波信號功率之比。 影響諧波産生的因素： 簡要探討電子束質量、慢波結構設計以及過載工作對諧波産生的影響。 寄生信號測量： 寬帶頻譜監測： 使用具有寬頻率覆蓋範圍的頻譜分析儀，對行波管輸齣進行全麵監測，識彆可能存在的寄生信號。 寄生信號的識彆： 分析寄生信號的頻率、功率大小，並與已知的固有頻率進行對比。 差分信號測量： 對於某些差分輸齣的行波管，介紹差分信號的測量方法。 噪聲係數測量： 噪聲源的原理： 介紹兩種常用的噪聲源：熱噪聲源和微波晶體管噪聲源。 Y因子法： 詳細講解Y因子法的測量原理和步驟，以及如何計算噪聲係數。 噪聲係數分析儀的應用： 介紹專業的噪聲係數分析儀在測量中的優勢。 影響噪聲係數的因素： 探討電子槍、慢波結構等關鍵因素對行波管噪聲係數的影響。 第六章：脈衝特性與瞬態響應的測量 脈衝行波管的特點： 介紹脈衝行波管的工作模式，以及其與連續波（CW）行波管在測量上的區彆。 脈衝參數的測量： 脈衝寬度 (Pulse Width)： 使用高速示波器或采樣示波器測量脈衝信號的寬度。 脈衝上升/下降時間 (Pulse Rise/Fall Time)： 測量脈衝信號從一個電平變化到另一個電平所需的時間。 脈衝重復頻率 (PRF)： 測量單位時間內脈衝信號重復的次數。 占空比 (Duty Cycle)： 脈衝寬度與脈衝重復周期之比。 峰值功率 (Peak Power)： 測量脈衝信號的最高功率值。 平均功率 (Average Power)： 測量單位時間內信號的平均功率，與峰值功率和占空比有關。 瞬態響應測量： 開關速度測量： 測量行波管從開啓到穩定工作狀態所需的時間，或從關閉到完全停止所需的時間。 增益和相位動態變化測量： 在脈衝過程中，測量增益和相位如何隨時間變化，特彆是快速變化時的響應。 高速數據采集： 介紹使用高速數據采集卡和專業軟件進行瞬態信號的捕捉和分析。 第三部分：行波管微波測量技術的應用與發展 本部分將探討行波管微波測量技術在實際工程中的應用，以及未來的發展趨勢。 第七章：行波管的研發、生産與測試中的測量應用 研發階段的測量： 器件性能評估： 通過全麵的微波參數測量，評估新設計的行波管的性能是否達到設計目標。 優化設計參數： 根據測量結果，調整慢波結構、電子束參數等，優化器件性能。 仿真與實測對比： 將仿真結果與實測結果進行對比，驗證仿真模型的準確性，並指導進一步的優化。 生産綫上的測量： 批量生産質量控製： 建立標準化的測試流程，對每一批生産的行波管進行關鍵參數的抽樣或全檢，確保産品質量的穩定性。 自動化測試係統： 介紹自動化測試係統在提高生産效率、降低人工成本、保證測量一緻性方麵的作用。 快速參數篩選： 針對生産效率要求，開發快速的參數測量方法，對不閤格品進行及時剔除。 故障診斷與失效分析中的測量： 性能衰減分析： 對齣現性能衰減的行波管進行詳細的微波參數測量，定位性能下降的具體原因。 特定故障的測量錶徵： 例如，測量異常的噪聲、失真或不穩定輸齣，可能指嚮特定的內部故障。 結閤其他診斷手段： 將微波測量結果與直流參數測量、外觀檢查等其他診斷手段相結閤，進行全麵的故障分析。 第八章：高級微波測量技術與發展趨勢 微波信號仿真與建模： 介紹先進的微波仿真軟件（如CST, HFSS）在行波管設計和測量前的預測和分析中的應用，以及仿真與測量的協同作用。 人工智能與機器學習在測量中的應用： 探討AI和ML技術如何用於數據分析、模式識彆、故障預測以及優化測量策略，提高測量效率和智能化水平。 非侵入式測量技術： 介紹一些發展中的非侵入式測量技術，例如通過監測外圍電磁場來推斷內部工作狀態，減少對器件本身的乾擾。 麵嚮新型行波管的測量技術： 探討隨著新型行波管（如寬帶行波管、多級放大行波管、固態行波管等）的發展，對測量技術提齣的新挑戰和需求。 微波測量儀器的小型化與集成化： 介紹微波測量儀器嚮便攜式、集成化方嚮發展，為現場測試和應用提供便利。 高頻段（毫米波）行波管的測量： 簡要介紹在高頻段（如毫米波）行波管的測量中遇到的特殊問題和解決方案。 結論 本書係統地闡述瞭行波管微波測量技術的核心內容，從基礎理論到具體應用，力求為讀者提供一個全麵、深入的認識。通過對本書的學習，讀者應能掌握行波管關鍵微波參數的測量方法，理解不同測量技術背後的原理，並能夠將其應用於實際的研發、生産和維護工作中。隨著微波技術的不斷發展，行波管的性能也在不斷提升，相關的測量技術也必將持續創新和進步。希望本書能為推動行波管技術的發展貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

初次拿到這本書，第一感覺就是它非常厚重，紙張的質感也很好，給人一種“乾貨滿滿”的期待。我對行波管這個概念本身就不是非常熟悉，隻是模糊地知道它在某些高性能的電子設備中扮演著重要角色。這本書的題目“微波測量技術”聽起來似乎更側重於儀器儀錶和測量方法，而“行波管”則像是測量對象。我好奇的是，行波管作為一種特殊的電子管，它的內部結構和工作原理會對其微波測量的特點産生怎樣的影響？這本書會不會深入講解行波管的物理模型，比如電子束的加速、聚焦、與電磁波的相互作用等等？然後，基於這些物理過程，它又是如何引申齣需要進行哪些具體的測量？我特彆關注書中是否會介紹一些特殊的測量探針或者耦閤器，它們如何能夠無損或者微損地獲取行波管內部的微波信號信息。而且，微波信號的測量往往涉及到高頻率、小信號和復雜的頻譜分析，這本書在這方麵會有怎樣的解決方案？我希望能看到一些關於測量不確定度、誤差分析以及如何提高測量精度的討論，這些對於實際的工程應用非常關鍵。

評分☆☆☆☆☆

收到這本書，首先映入眼簾的是它簡潔而富有衝擊力的封麵設計，給人一種嚴謹而專業的印象。我之前在一些介紹高功率微波設備的文章中，經常會看到“行波管”的身影，但對其內部的微波信號如何被測量和分析，我一直缺乏清晰的認識。這本書的題目正好填補瞭這一知識空白。我希望它能夠詳細介紹行波管的基本結構和工作原理，比如電子束的産生、加速、聚焦以及與駐波或行波的相互作用。更重要的是，我期待書中能夠深入探討，在行波管的各個關鍵階段，究竟需要測量哪些微波參數，例如功率、頻率、相位、頻譜純度、非綫性失真等。這本書是否會介紹具體的測量方法和技術，比如使用哪些類型的功率計、頻譜分析儀、矢量網絡分析儀等儀器，以及如何配置它們來適應行波管的測量需求？我也很想瞭解，在測量過程中可能會遇到哪些特殊的挑戰，比如阻抗匹配、雜散信號抑製、高功率處理等，以及相應的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

我對微波工程領域一直保有濃厚的興趣，尤其是在信號完整性、電磁兼容以及高性能電子器件的測試方麵。行波管作為一種能夠放大高功率微波信號的關鍵組件，其內部的微波特性對於整個係統的性能至關重要。這本書的題目《行波管中的微波測量技術》直接觸及瞭我感興趣的核心問題。我希望這本書能夠不僅僅是簡單羅列測量儀器，而是能夠深入剖析行波管的內部工作機製，並在此基礎上，探討針對這些機製而設計的測量技術。例如，行波管的增益、帶寬、飽和功率、效率等關鍵參數是如何通過微波測量來評估的？是否存在一些非傳統的、針對行波管特殊工作模式的測量方法？我非常期待書中能夠介紹一些前沿的測量技術，比如基於光學或者量子效應的微波測量，或者是在極高頻率下實現高精度測量的挑戰與對策。如果書中還能包含一些關於行波管設計與製造過程中，微波測量所扮演的角色，以及如何通過測量結果來指導設計優化，那就太有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《行波管中的微波測量技術》讓我眼前一亮。作為一名對電子學和通信技術充滿熱情的愛好者，我一直對高功率微波器件的內部運作機製感到好奇，而行波管無疑是其中一個非常重要的代錶。我一直想知道，在如此復雜的器件內部，是如何實現對微波信號進行精確的捕捉和分析的。這本書的題目直接指嚮瞭這個核心問題，我迫切地希望它能夠詳細地解釋行波管的物理原理，包括電子束的形成、加速、聚焦以及與電磁場的相互作用。然後，我期待能夠深入瞭解，有哪些關鍵的微波參數需要被測量，比如增益、帶寬、相位特性、功率輸齣、諧波和雜散信號等。更重要的是，我希望書中能夠詳細介紹實現這些測量的具體技術和方法，例如常用的測量儀器設備、測量電路的設計、信號的耦閤與探測技術，以及在測量過程中需要考慮的誤差源和校準方法。如果書中還能包含一些實際的應用案例，展示這些測量技術如何在行波管的設計、製造和測試過程中發揮作用，那就更具參考價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就相當吸引人，深邃的藍色背景搭配著一幅抽象的微波能量傳播示意圖，給人一種科技感和神秘感。書名《行波管中的微波測量技術》雖然顯得有些專業，但正是這種專業感，激起瞭我對它背後所蘊含的知識的強烈好奇。我一直對微波技術在現代通信和雷達係統中的應用感到著迷，尤其是行波管這種看似古老卻又至關重要的器件。我一直想深入瞭解，在這颱復雜的設備內部，是如何實現對微波信號進行精確測量的。這本書的標題直接點明瞭主題，讓我覺得它很有可能就是解答我心中疑惑的那一把鑰匙。我期待這本書能夠詳細闡述行波管的工作原理，以及在實際應用中，有哪些關鍵的參數需要被測量，比如功率、頻率、相位、失真度等等。更重要的是，我希望它能夠詳細介紹實現這些測量的具體技術和方法，比如各種測量儀器的工作原理、測量電路的設計、信號的采集與處理等等。如果書中還能包含一些實際的案例分析，那就更完美瞭，可以讓我更好地理解理論知識與實際應用之間的聯係，從而提升我對微波測量技術的整體認知水平。