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第1章 引言1

1.1结构和参量简介1

1.2行波管结构和技术发展简史7

1.2.1早期为玻璃管壳、线包聚焦、波导输人输出结构7

1.2.2周期永久磁铁（PPM）聚焦结构的发明为行波管的实用化创造了极为有利的条件7

1.2.3全金属陶瓷结构的出现和一些工艺材料的发展全面提升了行波管的性能9

1.3行波管面临挑战和应对挑战11

1.3.1固态微波器件和功率合成技术正在迅速发展13

1.3.2行波管面临固态微波器件功率合成技术的挑战16

1.3.3面对挑战行波管的应对措施和一些新进展17

1.3.4在未来将有实际用途的深空毫米波通信领域，行波管具有一定优势23

1.3.5高端毫米波及更高的太赫兹领域是现代物理学研究的一个课题，行波管受到关注24

1.3.6现代相近行业之间的竞争主要是理论认识水平和技术能力的比拼25

1.4行波管的理论研究跟不上技术的发展26

第2章 行波管的物理图像30

2.1感应电流30

2.2行波管放大微波功率的物理图像32

2.2.1不存在电子注时微波传输系统中的物理图像32

2.2.2用感应电流概念来给出行波管放大微波功率的物理图像34

2.3螺旋慢波线中真实的场分布37

2.3.1较为准确的理想螺旋线内部空间的RF场分布38

2.3.2介质杆和径向翼引起场分布的变化42

2.3.3过盈配合（压力结构）中螺旋线的实际形状44

2.4小信号理论中空间电荷波和模式耦合给出的图像45

2.4.1空间电荷波46

2.4.2模式耦合46

2.5周期永磁聚焦系统的静磁场分布和电子注轮廓48

2.5.1周期永磁聚焦系统中的磁场分布和电子轨迹极为复杂48

2.5.2三个实际情况需要说明49

2.5.3阳极孔漏磁和磁浸没52

2.6解读有关相位的两幅实验示图53

2.7电磁场理论中良导体假设的困惑56

2.7.1过去的理论假设57

2.7.2一些数据57

2.7.3大功率领域应该摒弃“良导体”假设60

2.8金属导体在微波电磁场中的趋肤深度问题60

2.9讨论互作用时“电子只存在轴向运动”只是一种近似61

2.10微波电磁场并不总是恶化周期永磁聚焦行波管的电子注动态流通率62

2.11关于慢波线的“切断”65

2.12阴极的实际电子发射能力67

2.13栅极的实际问题68

2.14一个看似复杂的有关能量的问题69

2.15行波管中的热界面问题70

第3章 螺旋慢波线色散和阻抗理论工作简介72

3.1螺旋导片近似模型的分析72

3.1.1单根螺旋线的色散74

3.1.2单根螺旋线的阻抗77

3.1.3早期关于实际螺旋线行波管色散和阻抗的计算78

3.1.4耦合螺旋线的公式79

3.2螺旋带模型81

3.3慢波线三维实体数值模拟技术是目前最为成功的模拟技术83

第4章 行波管互作用理论及其缺陷85

4.1皮尔斯的行波管互作用小信号理论简介85

4.1.1皮尔斯的等效传输线模型85

4.1.2皮尔斯的小信号简化假设87

4.1.3皮尔斯的小信号工作方程式88

4.1.4根据经验数据编写小信号设计软件88

4.2格沃兹多维尔的行波管互作用小信号理论简介90

4.2.1格沃兹多维尔的螺旋导片模型90

4.2.2圆柱坐标系中的麦克斯韦方程91

4.2.3力学方程92

4.2.4连续性方程93

4.2.5小信号假设93

4.2.6格沃兹多维尔的小信号公式94

4.3J.E.罗威的行波管互作用大信号理论简介96

4.3.1J.E.罗威的等效传输线模型96

4.3.2线路方程97

4.3.3电子运动方程98

4.3.4连续性方程98

4.3.5J.E.罗威导出的大信号公式99

4.4我国科技工作者对罗威理论的一些看法101

4.4.1实际计算的误差101

4.4.2模型的问题102

4.4.3罗威在推导公式过程中采用的一个处理措施不好理解103

4.4.4对罗威空间电荷的简单评价103

4.5改进大信号工作方程式的一些努力105

4.6笔者关于行波管大信号互作用理论的见解106

第5章 强流电子光学理论缺陷108

5.1一般理论的基本方程式108

5.2泊松方程用于实际行波管电子枪的计算有较大的误差111

5.3开展理论工作应有实验技术平台的配合113

5.3.1有关测量电子注参量的技术平台113

5.3.2实用行波管的可调实验装置示意115

第6章 时域有限差分法简介117

结语122

致谢124

参考文献126