微波电真空器件概述

《微波电真空器件概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院第一章微波电真空器件概论主讲人：段兆云教授E-mail：zhyduan@uestc.edu.cn微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院目录1.1微波电真空器件的发展1.2微波管的主要参量1.3微波真空器件中的电子注微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院目录1.1微波电真空器件的发展1.2微波管的主要参量1.3微波真空器件中的电子注微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展（1）定义：利用带电粒子

2、在电极间的运动过程从而实现微波信号的产生或放大的一种电子系统—微波电真空器件。0.1-30GHz微波30-300GHz300-3000GHzTHz0.1-10THz(广义)0.3-3THz（狭义）毫米波或亚（sub）毫米波微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展（2）普通电子管，如二极管、三极管、四极管、五极管等就目前情况几乎全部被固态器件所取代。（静电控制原理）p307（3）微波电真空器件（动态控制原理）是从普通电子管的基础发展起来的。普通电子管微波频段限制（a）电子渡越时间

3、的限制。电子渡越时间：电子从一个电极运动到另一个电极所需的时间。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展当信号频率不是很高时，阳极上所加信号电压的周期比长得多，因而，电子在行进过程中所感受到的阳极电压可以认为是稳定的。（b）振荡系统的限制当Microwave这样，电子管的极间电容和引线电感就可以与它们相比拟甚至超过它们了。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展（c）,普通电子管的集肤损耗、介质损耗增加，效率降低等等，从而普通电子管不可能

4、正常工作在微波频段。以二极管为例：当与可以比拟时：（i）对于二极管而言，电子在从阴极向阳极飞越的过程中，阳极电压已经发生了变化，甚至从正半周变为了负半周，会阻止电子继续向阳极飞行。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展显然二分三次方定律不再成立，阳极电流不再能反映阳极电压的变化。（ii）对于三极管而言，阳极电流不再反映加在栅极上的信号电压，换言之，栅极电压失去了对阳极电流的控制作用。（4）微波电子管的发展1883年，爱迪生（Edison）在研究白炽灯泡时，观察到电子在真空中可

5、以从一个电极向另一个电极运动，奠定基础。(USA)微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展1895年洛伦兹（Lorentz）假定存在单个的电子。（TheNetherlands）1897年汤姆森（J.J.Thomson）在实验上证实了电子的存在。(UK)1904年弗莱明（Fleming）发明了第一只电子管—检波二极管。(USA)1906年福来斯特（Forest）发明了三极管(Germany)。1924年霍尔（A.W.Hull,Phys.Rev.1921）发明了磁控管,1939年英

6、国人发明了高功率微波谐振腔磁控管。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展1937年瓦里安兄弟(VarianBrothers,StanfordUniversity,Hansen)发明了速调管(Klystron)。1943年康夫纳尔发明了TWT“O”型器件应用于（Kompfner）建议BWOPierce,BellLAB1952年出版论文（法国C.S.FLab.）现在的Thales公司。1952年TWT被用于曼彻斯特至爱丁堡的中继通信系统中。1958年Twiss提出了电子回旋谐振受

7、激辐射的机理。1965年美国学者从实验上证实了上述机理。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展前苏联学者首次做了管子。Gyrotron,Gyro-devices.1960年左右：（Gaponov等）1965年前苏联学者F.S.RusinandG.D.Bogomolov发明了Orotron;1973年日本学者K.MizunoandS.Ono发明了Ledatron.THzSource，基于Smith-Purcelleffect。1970s:FEL，StanfordUniv.，J.

8、Madey教授。1977年：正交场器件如前向波放大器（CFA）、M型BWO（1951）等又称为“M”型器件相继出现。微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院1.1微波电真空器件的发展讨论谈谈半导体功率器件与电真空器件的比较？微波电真空器件国家级重点实验室电子科技大学物理电子学院目录1.1微波电真空器件的发展1.2微波管的主要参量1