Стр.
Предисловие........................ 5
Раздел первый. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ 7
Глава первая. Основы работы электронных приборов диапазона сверхвысоких частот . :• 1 :................ 7
1-1. Особенности электронных приборов СВЧ......... 7
1-2. Принцип действия электронных приборов СВЧ . ....... 7
1-3. Колебательные системы приборов СВЧ.......... 10
Глава вторая. Клистроны : : :............. 21
2-1. Двухрезонаторный усилительный клистрон. Принцип действия . 21
2-2. Группирование электронов в двухрезонаторном клистроне ... 25 2-3. Взаимодействие электронного потока с переменным электрическим
полем резонатора................... 31
2-4. Параметры и характеристики двухрезонаторного усилительного
клистрона ..................... 34
2-5. Двухрезонаторный частотоумножительный клистрон..... 37
2-6. Многорезонаторный усилительный клистрон. Принцип действия . 38
2-7. Группирование электронов в многорезонаторном клистроне . . 40 2-8. Характеристики и параметры многорезонаторных усилительных
клистронов..................... 43
2-9. Отражательный клистрон. Принцип действия. Группирование
электронов..................... 45
2-10. Баланс фаз и баланс мощности в отражательном клистроне . . 48
2-11. Условие самовозбуждения............... 52
2-12. Электронная настройка частоты ............ 55
2-13. Параметры и особенности конструкции отражательных клистронов 58
Глава третья. Лампы бегущей и обратной волны типа О..... 58
3-1. Усилитель на лампе бегущей волны (ЛБВ). Устройство и принцип действия.................... 58
3-2. Группирование электронов в лампе бегущей волны...... 61
3-3. Энергетическое взаимодействие электронов с волной в лампе бегущей волны .................... 64
3-4. Параметры и характеристики усилителя на ЛБВ...... 67
3-5. Генератор на лампе обратной волны (ЛОВ)........ 71
3-6. Параметры и характеристики генератора на лампе обратной волны 76
3-7. Особенности конструкции ЛБВ и ЛОВ типа О....... 77
Глава четвертая. Физические основы работы электронных приборов
типа М . . :...................., 79
4-1. Движение электронов в скрещенных однородных электрическом
и магнитном полях.................. 79
4-2. Взаимодействие электронов с неоднородным электрическим полем 84
4-3. Энергетическое взаимодействие электронов с волной..... 87
Глава пятая. Многорезонаторные магнетроны......... 88
5-1. Устройство и принцип действия............. 88
5-2. Виды колебаний в магнетроне.............: 90
5-3. Взаимодействие электронов с переменным электрическим полем . 92
5-4. Рабочий режим магнетрона............... 93
5-5. Анодный блок магнетрона............... 97
vyip.
5-6. Параметры и характеристики магнетронов......... 100
5-7. Особенности конструкции многорезонаторных магнетронов . . . 104
5-8. Митрон ...................... 104
Глава шестая. Лампы бегущей и обратной волны типа М '. . . . 107
6-1. Усилитель на лампе бегущей волны типа М (магнетронный усилитель) ...................... 107
6-2. Генератор на лампе обратной волны типа М........ 113
6-3. Платинотрон (амплитрон и стабилотрон).......... 123
Литература ....'....•.;.............. 131
Раздел второй. КВАНТОВЫЕ ПРИБОРЫ СВЧ И ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ....................... 133
Глава седьмая. Физические основы работы квантовых приборов . . 133
7-1. Особенности квантовых приборов ............ 133
7-2. Спонтанное и индуцированное излучение.......... 136
7-3. Инверсная населенность................ 144
7-4. Методы создания инверсной населенности......... 146
7-5. Принцип работы квантовых приборов........... 155
7-6. Характеристики излучения................ 158
Глава восьмая. Квантовые приборы сверхвысоких частот .... 161
8-1. Особенности квантовых приборов СВЧ.......... 161
8-2. Квантовый генератор на молекулах аммиака........ 162
8-3. Электронный парамагнитный резонанс......... . 166
8-4. Квантовый парамагнитный усилитель........... 173
8-5. Параметры и характеристики квантовых парамагнитных усилителей 181
Глава девятая. Квантовые приборы оптического диапазона (лазеры) 189
9-1. Основные сведения о квантовых приборах оптического диапазона 189
9-2. Газовые лазеры................. 195
9-3. Лазеры на твердом теле............: :" : 203
9-4. Полупроводниковые лазеры............... 212
Заключение .-....;:.:............. 220
Литература........................ 224
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий учебник составлен в соответствии с учебной программой по курсу «Электронные и квантовые приборы СВЧ» (индекс УМУ-Т-7/57), утвержденной Министерством высшего и среднего специального образования СССР для радиотехническх специальностей.
В связи с разделением традиционного курса «Электронные приборы» на два: «Электронные приборы» и «Электронные и квантовые приборы СВЧ», второе издание учебного пособия автора «Электронные и ионные приборы» (Госэнергоиздат, 1963) готовилось в двух книгах.
Первая книга «Электронные приборы» вышла в свет в изд-ве «Энергия» в 1969 г. Настоящий учебник, являющийся второй книгой, содержит разделы «Электронные приборы сверхвысоких частот» и «Квантовые приборы диапазона СВЧ и оптического диапазона».
Раздел, посвященный квантовым приборам, не содержавшийся в первом издании, написан заново. В связи с развитием квантовой электроники в течение последних лет этот раздел по объему и содержанию несколько превышает прежние рамки учебной программы.
В разделе «Электронные приборы СВЧ» частично использованы в переработанном виде материалы первого издания; главы, содержащие сведения о лампах бегущей и обратной волны типа О и М, значительно расширены и переработаны.
К сожалению, жестко ограниченный объем учебника не позволил рассмотреть некоторые приборы достаточно подробно. Более полные сведения об этих приборах читатель может получить из ряда указанных в перечне дитературы учебных пособий и монографий, материал которых использован в этом учебнике. Автор избегал ссылок в тексте на многочисленные журнальные статьи, обычно не столь доступные.
В последние годы в диапазоне сверхвысоких частот все большее применение находят различные полупроводниковые приборы: туннельные диоды, варакторы, p-i-n диоды, лавинно-пролетные диоды, диоды Ганна, транзисторы и диоды с барьером Шоттки и др. Большинство этих приборов с успехом используется не только в диапазоне СВЧ, но и в низкочастотной электронике. Принцип их действия базируется на физических процессах, характерных для полупроводниковой электроники вообще, независимо от диапазона рабочих частот. По этой причине представляется нецелесообразным рассматривать эти приборы в отрыве от остальных полупроводниковых приборов, изучаемых в курсе «Электронные приборы». Некоторые из перечисленных выше приборов (туннельные диоды, p-i-n диоды, смесительные СВЧ-диоды) рассмотрены в книге авто-
pa «Электронные приборы», издание второе, Энергия, 1969. Остальные приборы, получившие распространение после завершения работы над рукописью упомянутой книги, будут включены в готовящееся третье издание.
По причине ограниченного объема в книгу не включены главы, посвященные новым полупроводниковым приборам СВЧ.
В процессе работы над этой книгой были учтены замечания, высказанные в отзывах, полученных и принятых автором с благодарностью от ряда кафедр и преподавателей вузов, готовящих радиоспециалистов.
Много важных замечаний сделали рецензент — доц. кафедры «Электронные приборы» Московского энергетического института Э. М. Гутцайт, редактор — доц. В. П. Демин, а также коллеги автора по кафедре «Теоретическая радиотехника» Московского авиационного института доц. Н. Ф. Алексеев, доц. Ю. Е. Наумов, доц. Г. Г. Шишкин и ст. преп. В. С. Соловьев. Всем вышеперечисленным лицам автор выражает глубокую благодарность.
Отчетливо сознавая, что эта книга — первая попытка создать учебник по курсу «Электронные и квантовые приборы СВЧ» — не может не содержать недостатков, автор заранее благодарен за все замечания по улучшению книги, которые следует направлять по адресу: Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия».
Цена: 150руб.
