{RT}高功率微波係統中的擊穿物理-常超 科學齣版社 9787030459268 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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常超 著

圖書標籤:

• 微波技術
• 高功率微波
• 擊穿物理
• 電磁兼容性
• 材料科學
• 真空技術
• 高電壓
• 科學齣版社
• 常超
• 9787030459268

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030459268

商品編碼：29737058698

包裝：平裝

齣版時間：2017-12-01

圖書基本信息
圖書名稱	高功率微波係統中的擊穿物理	作者	常超
定價	138.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030459268	齣版日期	2017-12-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

本書是作者根據在高功率微波(HPM)擊穿領域近10年的科研工作實踐,結閤外研究成果編寫而成,是一部多學科交叉的綜閤術著作.全書共8章:章為緒論;第2~3章是關於HPM産生及傳輸器件真空錶麵擊穿的理論及實驗;第4~5章詳細闡述瞭真空介質麵HPM倍增擊穿的理論、實驗及診斷研究;第6~7章深入係統地介紹瞭周期性錶麵結構和諧振磁場提高輸齣窗真空擊穿閾值的原理和方法;第8章是關於輸齣窗大氣側以及大氣傳輸過程中HPM擊穿的研究.

作者簡介

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目錄

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文摘

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序言

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《高功率微波係統的擊穿物理》—— 探索電磁能量駕馭的邊界 高功率微波（HPM）技術，作為一項尖端科技，近年來在軍事、科研乃至工業領域展現齣巨大的應用潛力和深遠影響。它能夠通過集束的電磁能量，實現遠距離、非接觸式的目標毀傷、電子乾擾或能量傳輸，為人類社會的發展和國防安全帶來瞭新的可能。然而，在探索和應用高功率微波的道路上，一個核心且極具挑戰性的物理現象始終如影隨形——那就是擊穿。 擊穿，是材料在強電場作用下，從絕緣狀態轉變為導電狀態的臨界過程。在高功率微波係統中，強大的電磁場會在導體、介質乃至真空環境中激發齣復雜的擊穿現象。理解並掌握這些擊穿的物理機製，對於設計更高效、更可靠的高功率微波設備，突破能量限製，提升係統性能，甚至開發全新的應用場景，都具有至關重要的意義。 本書《高功率微波係統的擊穿物理》正是聚焦於這一關鍵科學問題，深入淺齣地剖析瞭高功率微波環境下各種擊穿現象的內在規律。它並非一本泛泛而談的科普讀物，而是一部嚴謹的科學專著，旨在為從事高功率微波技術研究、設計、製造和應用領域的工程師、科研人員以及相關專業的學生，提供一套係統、深入、前沿的理論知識和技術指導。 核心內容解析： 本書的內容涵蓋瞭高功率微波係統中擊穿物理學的方方麵麵，從基礎理論到實際應用，層層遞進，環環相扣。 第一部分：高功率微波場與材料相互作用的基礎 在深入探討擊穿之前，我們首先需要理解高功率微波場本身的基本特性，以及它們如何與各種材料發生相互作用。 高功率微波場的産生與特性： 本部分將詳細介紹高功率微波係統的基本構成，包括激勵源（如磁控管、速調管、行波管等）、能量傳輸係統（如波導、耦閤器等）以及輻射係統（如天綫）。重點將闡述高功率微波場的空間分布、時域特性（如脈衝寬度、重復頻率、功率密度）以及它們在高阻抗、強電場環境下的特殊錶現。理解這些基礎，纔能為後續的擊穿分析奠定堅實的物理基礎。 微波與物質的相互作用： 微波的能量可以通過吸收、反射、透射等多種方式與物質發生作用。本書將從宏觀和微觀層麵，深入分析微波能量在導體、介質（如絕緣材料、等離子體）、真空中的吸收機製、能量耦閤過程以及由此引起的溫升、電離等現象。特彆會關注強微波場下，材料內部的電子、離子的行為，以及它們對電場分布和擊穿過程的影響。 擊穿的微觀物理機製： 擊穿並非一個單一的物理過程，而是多種微觀機製協同作用的結果。本書將詳細介紹電子雪崩、場緻發射、韌緻發射、離子轟擊、熱電子發射等一係列與擊穿密切相關的基本物理過程。通過深入剖析這些微觀機製，讀者將能夠理解在不同條件下，微波能量如何驅動電子加速、碰撞電離，最終導緻導電通道的形成。 第二部分：不同環境下高功率微波擊穿的物理機理 高功率微波擊穿的現象及其成因，會隨著環境的不同而呈現齣顯著的差異。本書將針對幾種典型的高功率微波應用場景，深入探討其擊穿物理。 真空環境中的微波擊穿： 真空器件（如高功率微波管）的性能瓶頸往往在於真空內部的擊穿。本書將重點研究真空弧、電極間隙的微波擊穿、以及微波輔助真空擊穿等現象。深入分析錶麵發射、氣體解吸、金屬蒸發等微觀過程在真空擊穿中的作用，並探討抑製真空擊穿的物理策略。 絕緣介質中的微波擊穿： 在微波功率傳輸和器件封裝中，絕緣介質起著至關重要的作用。本書將分析微波場作用下，固體絕緣材料（如陶瓷、聚閤物）的介電擊穿、熱擊穿、電痕擊穿等。研究微波損耗、局部放電、電荷積纍等因素對絕緣性能的影響，以及如何在強微波場下選擇和設計更耐擊穿的絕緣材料。 氣體與等離子體中的微波擊穿： 在一些高功率微波應用中，氣體或由微波激勵産生的等離子體扮演著重要角色。本書將探討微波輔助氣體擊穿（如微波放電）、以及在等離子體中傳播的微波的特性。分析等離子體密度、溫度、組分等參數對微波擊穿閾值的影響，並展望其在等離子體源、微波等離子體化學等領域的應用。 微波電路與組件中的擊穿： 在高功率微波傳輸綫路、連接器、開關等組件中，局部電場集中和不均勻分布是導緻擊穿的常見原因。本書將分析這些組件的擊穿模式，如尖端放電、錶麵閃絡、高Q值諧振腔內的擊穿等。研究結構設計、錶麵處理、電磁兼容性等因素對擊穿性能的影響。 第三部分：高功率微波擊穿的診斷、建模與抑製 理解瞭擊穿的物理機理，接下來的關鍵是如何有效地對其進行診斷、預測和控製。 高功率微波擊穿的診斷技術： 對擊穿過程進行準確的診斷是理解其機理、評估設備性能的重要手段。本書將介紹多種先進的擊穿診斷技術，包括光學診斷（如高速成像、光譜分析）、電學診斷（如電流、電壓測量）、以及微波診斷（如反射、透射信號分析）等。重點關注如何利用這些技術實時監測擊穿的發生、發展過程。 擊穿物理過程的數值模擬與建模： 復雜的擊穿現象往往難以直接通過實驗完全揭示。本書將介紹用於模擬高功率微波擊穿的數值計算方法，包括電磁場仿真、粒子模擬、流體模型等。重點講解如何建立包含微觀物理機製的耦閤模型，實現對擊穿過程的精準預測和性能評估，從而指導設備設計。 抑製高功率微波擊穿的策略與技術： 最終的目標是提高高功率微波係統的擊穿閾值，延長設備壽命，並確保可靠運行。本書將係統性地介紹多種抑製擊穿的策略和技術，包括： 結構優化設計： 通過改變導體形狀、引入鈍化層、優化電極間隙等方式，降低局部電場強度。 材料選擇與改進： 選用耐高場、低損耗的絕緣材料，以及具有良好真空性能的金屬材料。 錶麵處理技術： 如拋光、化學蝕刻、鍍層等，改善材料錶麵狀態，抑製錶麵放電。 工作環境控製： 如真空度控製、溫度管理、雜質去除等，減少擊穿誘因。 動態反饋與主動控製： 探索利用外部控製信號或自適應機製，在擊穿發生前進行乾預。 應用前景與發展趨勢： 本書在深入探討擊穿物理的同時，也著眼於其在未來的發展和應用。高功率微波技術正朝著更高功率、更寬帶寬、更長距離、更智能化等方嚮發展，而對擊穿物理的深入理解，將是實現這些目標的關鍵。本書的讀者將能夠從中瞭解到，如何利用對擊穿機製的掌握，來設計更高能量密度的微波源，開發新型的定嚮能武器，實現更高效的電磁頻譜控製，甚至探索微波在生物醫學、材料加工等領域的創新應用。 《高功率微波係統的擊穿物理》是一部集理論深度、實驗指導和工程應用價值於一體的學術著作。它不僅為高功率微波研究者提供瞭堅實的理論基礎，也為工程師提供瞭解決實際工程問題的有效工具。通過閱讀本書，讀者將能夠站在科學的最前沿，深刻理解高功率微波能量駕馭的奧秘，並為這一充滿挑戰與機遇的領域貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計實在是太引人注目瞭，那種深邃的藍色調搭配著充滿科技感的綫條和幾何圖形，一下子就把我拉進瞭一個高能、前沿的物理世界。我拿到書的時候，就忍不住想知道裏麵到底藏著怎樣的“秘密武器”。我一直對電磁學和等離子體這方麵的東西很感興趣，但總覺得教科書上的內容過於抽象和理論化，缺乏那種直擊核心的實踐感。這本大部頭看起來就是不一樣，它似乎不滿足於停留在公式推導上，而是直奔那些在實際高功率微波設備中纔會遇到的、令人頭疼的“臨界點”——那就是擊穿現象。我猜想，這本書一定會非常細緻地剖析這些高能環境下材料的失效機製，從微觀的電子動力學到宏觀的放電過程，每一個環節都可能被作者用非常嚴謹但又充滿洞察力的方式展現齣來。那種感覺就像是拿到瞭一份詳盡的“故障排除手冊”，隻不過它的“故障”是發生在極限物理條件下的。這本書的厚度也說明瞭內容的廣度和深度，我期待著它能提供一些前所未有的視角，尤其是在如何控製和預測這些破壞性的物理事件方麵。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，首先注意到的是它似乎非常強調“時域”分析，這在脈衝微波領域是至關重要的。很多傳統的熱擊穿理論和直流電弧模型，在處理皮秒級的脈衝放電時往往顯得力不從心。我非常期待書中能夠詳盡闡述，在超快脈衝激勵下，介質內部的電場畸變和電子能量弛豫過程是如何影響擊穿閾值的。如果書中能引入一些更先進的數值模擬方法，比如有限元法（FEM）或時域有限差分法（FDTD）在高功率電磁場耦閤計算中的應用案例，那就太棒瞭。我個人認為，任何一本關於“係統”的書，都不能脫離對係統內部各子單元相互作用的描述。這本書如果能從材料的微觀結構缺陷，逐步推導到宏觀的係統級性能退化，構建起一個完整的“從微觀到宏觀”的擊穿物理鏈條，那它無疑是具有裏程碑意義的。我希望它能成為我們設計新一代高可靠性脈衝功率源時，不可或缺的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

從整體結構來看，這本書給我的感覺是極其嚴謹和係統化的，它不像一些科普讀物那樣追求趣味性，而是直接切入瞭專業研究者的“痛點”。我想，那些在設計高功率磁控管、速調管或者自由電子激光器時，總是在為如何提高其工作壽命和可靠性而絞盡腦汁的工程師們，會在這本書中找到許多共鳴。擊穿不僅僅是“壞瞭”那麼簡單，它往往伴隨著能量的瞬間釋放，對周圍器件結構造成不可逆的損傷。我猜測書中會有大量的圖錶來輔助理解，尤其是那些描述電場分布和能量密度熱點形成的剖麵圖。我非常看重作者在對不同類型介質（如陶瓷、聚閤物、真空間隙）的擊穿行為進行對比分析時的深度和廣度。如果它能提供一套統一的、跨越不同材料體係的分析框架，那麼這本書的學術貢獻將是巨大的，因為它為我們提供瞭一個在復雜電磁環境中進行魯棒性設計的科學依據。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的裝幀設計雖然專業，但放在書架上卻有一種低調的奢華感。常超教授這個名字在相關領域是有一定分量的，這讓我在選擇時更加傾嚮於它。我的閱讀習慣通常是從最感興趣的部分開始切入，我打算先跳到關於“隧道效應與場緻發射”的那一章去看看。微波擊穿不僅僅是經典的帕申定律可以簡單概括的，尤其是在極高電場強度下，量子效應和場增強都會扮演關鍵角色。我非常好奇作者是如何將這些看似不相乾的物理現象，巧妙地編織進高功率微波係統的整體模型中的。一本真正的好書，應該能將原本晦澀難懂的物理圖像，通過清晰的邏輯鏈條和精準的數學描述，轉化為讀者腦海中清晰可見的畫麵。我希望這本書能提供那種“茅塞頓開”的感覺，讓我們這些在微波技術邊緣徘徊的研究者，能夠對那些看似隨機的擊穿事件，建立起更深刻的、可預測的理解框架。這本書的價值，我想很大程度上就在於它能否將前沿的基礎物理研究成果，轉化為可應用於工程實踐的工具。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭好幾天時間在書店裏反復翻閱這本書的目錄，光是那些章節標題就足夠讓人腎上腺素飆升瞭。《非理想等離子體中的場演化》、《脈衝功率下的介質響應》……這些詞匯組閤在一起，簡直就是一場硬核的技術盛宴。我尤其關注那些涉及到材料科學與電磁場相互作用的部分。畢竟，在設計微波器件時，我們最怕的就是絕緣擊穿導緻器件瞬間報廢，特彆是那些需要處理兆瓦級甚至吉瓦級脈衝功率的係統，對材料的要求近乎苛刻。這本書如果能深入探討在極短時間內（納秒級）材料內部電荷的積纍和遷移過程，以及它們如何誘發雪崩電離，那將是無價之寶。我期望作者能像一位經驗豐富的老工程師一樣，不僅告訴我們“是什麼”，更要揭示“為什麼會這樣”以及“如何避免”。我希望看到的不僅僅是理論模型的堆砌，而是那些已經被實驗驗證過，並且在實際工程中能夠指導設計的物理機製模型。這本書如果能在這方麵下足功夫，它就超越瞭一本單純的學術專著，而成為瞭一個解決實際工程難題的寶典。