{RT}高功率微波系统中的击穿物理-常超 科学出版社 9787030459268 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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常超 著

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• 微波技术
• 高功率微波
• 击穿物理
• 电磁兼容性
• 材料科学
• 真空技术
• 高电压
• 科学出版社
• 常超
• 9787030459268

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030459268

商品编码：29737058698

包装：平装

出版时间：2017-12-01

图书基本信息
图书名称	高功率微波系统中的击穿物理	作者	常超
定价	138.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030459268	出版日期	2017-12-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

本书是作者根据在高功率微波(HPM)击穿领域近10年的科研工作实践,结合外研究成果编写而成,是一部多学科交叉的综合术著作.全书共8章:章为绪论;第2~3章是关于HPM产生及传输器件真空表面击穿的理论及实验;第4~5章详细阐述了真空介质面HPM倍增击穿的理论、实验及诊断研究;第6~7章深入系统地介绍了周期性表面结构和谐振磁场提高输出窗真空击穿阈值的原理和方法;第8章是关于输出窗大气侧以及大气传输过程中HPM击穿的研究.

作者简介

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目录

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文摘

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序言

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《高功率微波系统的击穿物理》—— 探索电磁能量驾驭的边界 高功率微波（HPM）技术，作为一项尖端科技，近年来在军事、科研乃至工业领域展现出巨大的应用潜力和深远影响。它能够通过集束的电磁能量，实现远距离、非接触式的目标毁伤、电子干扰或能量传输，为人类社会的发展和国防安全带来了新的可能。然而，在探索和应用高功率微波的道路上，一个核心且极具挑战性的物理现象始终如影随形——那就是击穿。 击穿，是材料在强电场作用下，从绝缘状态转变为导电状态的临界过程。在高功率微波系统中，强大的电磁场会在导体、介质乃至真空环境中激发出复杂的击穿现象。理解并掌握这些击穿的物理机制，对于设计更高效、更可靠的高功率微波设备，突破能量限制，提升系统性能，甚至开发全新的应用场景，都具有至关重要的意义。 本书《高功率微波系统的击穿物理》正是聚焦于这一关键科学问题，深入浅出地剖析了高功率微波环境下各种击穿现象的内在规律。它并非一本泛泛而谈的科普读物，而是一部严谨的科学专著，旨在为从事高功率微波技术研究、设计、制造和应用领域的工程师、科研人员以及相关专业的学生，提供一套系统、深入、前沿的理论知识和技术指导。 核心内容解析： 本书的内容涵盖了高功率微波系统中击穿物理学的方方面面，从基础理论到实际应用，层层递进，环环相扣。 第一部分：高功率微波场与材料相互作用的基础 在深入探讨击穿之前，我们首先需要理解高功率微波场本身的基本特性，以及它们如何与各种材料发生相互作用。 高功率微波场的产生与特性： 本部分将详细介绍高功率微波系统的基本构成，包括激励源（如磁控管、速调管、行波管等）、能量传输系统（如波导、耦合器等）以及辐射系统（如天线）。重点将阐述高功率微波场的空间分布、时域特性（如脉冲宽度、重复频率、功率密度）以及它们在高阻抗、强电场环境下的特殊表现。理解这些基础，才能为后续的击穿分析奠定坚实的物理基础。 微波与物质的相互作用： 微波的能量可以通过吸收、反射、透射等多种方式与物质发生作用。本书将从宏观和微观层面，深入分析微波能量在导体、介质（如绝缘材料、等离子体）、真空中的吸收机制、能量耦合过程以及由此引起的温升、电离等现象。特别会关注强微波场下，材料内部的电子、离子的行为，以及它们对电场分布和击穿过程的影响。 击穿的微观物理机制： 击穿并非一个单一的物理过程，而是多种微观机制协同作用的结果。本书将详细介绍电子雪崩、场致发射、韧致发射、离子轰击、热电子发射等一系列与击穿密切相关的基本物理过程。通过深入剖析这些微观机制，读者将能够理解在不同条件下，微波能量如何驱动电子加速、碰撞电离，最终导致导电通道的形成。 第二部分：不同环境下高功率微波击穿的物理机理 高功率微波击穿的现象及其成因，会随着环境的不同而呈现出显著的差异。本书将针对几种典型的高功率微波应用场景，深入探讨其击穿物理。 真空环境中的微波击穿： 真空器件（如高功率微波管）的性能瓶颈往往在于真空内部的击穿。本书将重点研究真空弧、电极间隙的微波击穿、以及微波辅助真空击穿等现象。深入分析表面发射、气体解吸、金属蒸发等微观过程在真空击穿中的作用，并探讨抑制真空击穿的物理策略。 绝缘介质中的微波击穿： 在微波功率传输和器件封装中，绝缘介质起着至关重要的作用。本书将分析微波场作用下，固体绝缘材料（如陶瓷、聚合物）的介电击穿、热击穿、电痕击穿等。研究微波损耗、局部放电、电荷积累等因素对绝缘性能的影响，以及如何在强微波场下选择和设计更耐击穿的绝缘材料。 气体与等离子体中的微波击穿： 在一些高功率微波应用中，气体或由微波激励产生的等离子体扮演着重要角色。本书将探讨微波辅助气体击穿（如微波放电）、以及在等离子体中传播的微波的特性。分析等离子体密度、温度、组分等参数对微波击穿阈值的影响，并展望其在等离子体源、微波等离子体化学等领域的应用。 微波电路与组件中的击穿： 在高功率微波传输线路、连接器、开关等组件中，局部电场集中和不均匀分布是导致击穿的常见原因。本书将分析这些组件的击穿模式，如尖端放电、表面闪络、高Q值谐振腔内的击穿等。研究结构设计、表面处理、电磁兼容性等因素对击穿性能的影响。 第三部分：高功率微波击穿的诊断、建模与抑制 理解了击穿的物理机理，接下来的关键是如何有效地对其进行诊断、预测和控制。 高功率微波击穿的诊断技术： 对击穿过程进行准确的诊断是理解其机理、评估设备性能的重要手段。本书将介绍多种先进的击穿诊断技术，包括光学诊断（如高速成像、光谱分析）、电学诊断（如电流、电压测量）、以及微波诊断（如反射、透射信号分析）等。重点关注如何利用这些技术实时监测击穿的发生、发展过程。 击穿物理过程的数值模拟与建模： 复杂的击穿现象往往难以直接通过实验完全揭示。本书将介绍用于模拟高功率微波击穿的数值计算方法，包括电磁场仿真、粒子模拟、流体模型等。重点讲解如何建立包含微观物理机制的耦合模型，实现对击穿过程的精准预测和性能评估，从而指导设备设计。 抑制高功率微波击穿的策略与技术： 最终的目标是提高高功率微波系统的击穿阈值，延长设备寿命，并确保可靠运行。本书将系统性地介绍多种抑制击穿的策略和技术，包括： 结构优化设计： 通过改变导体形状、引入钝化层、优化电极间隙等方式，降低局部电场强度。 材料选择与改进： 选用耐高场、低损耗的绝缘材料，以及具有良好真空性能的金属材料。 表面处理技术： 如抛光、化学蚀刻、镀层等，改善材料表面状态，抑制表面放电。 工作环境控制： 如真空度控制、温度管理、杂质去除等，减少击穿诱因。 动态反馈与主动控制： 探索利用外部控制信号或自适应机制，在击穿发生前进行干预。 应用前景与发展趋势： 本书在深入探讨击穿物理的同时，也着眼于其在未来的发展和应用。高功率微波技术正朝着更高功率、更宽带宽、更长距离、更智能化等方向发展，而对击穿物理的深入理解，将是实现这些目标的关键。本书的读者将能够从中了解到，如何利用对击穿机制的掌握，来设计更高能量密度的微波源，开发新型的定向能武器，实现更高效的电磁频谱控制，甚至探索微波在生物医学、材料加工等领域的创新应用。 《高功率微波系统的击穿物理》是一部集理论深度、实验指导和工程应用价值于一体的学术著作。它不仅为高功率微波研究者提供了坚实的理论基础，也为工程师提供了解决实际工程问题的有效工具。通过阅读本书，读者将能够站在科学的最前沿，深刻理解高功率微波能量驾驭的奥秘，并为这一充满挑战与机遇的领域贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

从整体结构来看，这本书给我的感觉是极其严谨和系统化的，它不像一些科普读物那样追求趣味性，而是直接切入了专业研究者的“痛点”。我想，那些在设计高功率磁控管、速调管或者自由电子激光器时，总是在为如何提高其工作寿命和可靠性而绞尽脑汁的工程师们，会在这本书中找到许多共鸣。击穿不仅仅是“坏了”那么简单，它往往伴随着能量的瞬间释放，对周围器件结构造成不可逆的损伤。我猜测书中会有大量的图表来辅助理解，尤其是那些描述电场分布和能量密度热点形成的剖面图。我非常看重作者在对不同类型介质（如陶瓷、聚合物、真空间隙）的击穿行为进行对比分析时的深度和广度。如果它能提供一套统一的、跨越不同材料体系的分析框架，那么这本书的学术贡献将是巨大的，因为它为我们提供了一个在复杂电磁环境中进行鲁棒性设计的科学依据。

评分☆☆☆☆☆

我花了好几天时间在书店里反复翻阅这本书的目录，光是那些章节标题就足够让人肾上腺素飙升了。《非理想等离子体中的场演化》、《脉冲功率下的介质响应》……这些词汇组合在一起，简直就是一场硬核的技术盛宴。我尤其关注那些涉及到材料科学与电磁场相互作用的部分。毕竟，在设计微波器件时，我们最怕的就是绝缘击穿导致器件瞬间报废，特别是那些需要处理兆瓦级甚至吉瓦级脉冲功率的系统，对材料的要求近乎苛刻。这本书如果能深入探讨在极短时间内（纳秒级）材料内部电荷的积累和迁移过程，以及它们如何诱发雪崩电离，那将是无价之宝。我期望作者能像一位经验丰富的老工程师一样，不仅告诉我们“是什么”，更要揭示“为什么会这样”以及“如何避免”。我希望看到的不仅仅是理论模型的堆砌，而是那些已经被实验验证过，并且在实际工程中能够指导设计的物理机制模型。这本书如果能在这方面下足功夫，它就超越了一本单纯的学术专著，而成为了一个解决实际工程难题的宝典。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，首先注意到的是它似乎非常强调“时域”分析，这在脉冲微波领域是至关重要的。很多传统的热击穿理论和直流电弧模型，在处理皮秒级的脉冲放电时往往显得力不从心。我非常期待书中能够详尽阐述，在超快脉冲激励下，介质内部的电场畸变和电子能量弛豫过程是如何影响击穿阈值的。如果书中能引入一些更先进的数值模拟方法，比如有限元法（FEM）或时域有限差分法（FDTD）在高功率电磁场耦合计算中的应用案例，那就太棒了。我个人认为，任何一本关于“系统”的书，都不能脱离对系统内部各子单元相互作用的描述。这本书如果能从材料的微观结构缺陷，逐步推导到宏观的系统级性能退化，构建起一个完整的“从微观到宏观”的击穿物理链条，那它无疑是具有里程碑意义的。我希望它能成为我们设计新一代高可靠性脉冲功率源时，不可或缺的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的装帧设计虽然专业，但放在书架上却有一种低调的奢华感。常超教授这个名字在相关领域是有一定分量的，这让我在选择时更加倾向于它。我的阅读习惯通常是从最感兴趣的部分开始切入，我打算先跳到关于“隧道效应与场致发射”的那一章去看看。微波击穿不仅仅是经典的帕申定律可以简单概括的，尤其是在极高电场强度下，量子效应和场增强都会扮演关键角色。我非常好奇作者是如何将这些看似不相干的物理现象，巧妙地编织进高功率微波系统的整体模型中的。一本真正的好书，应该能将原本晦涩难懂的物理图像，通过清晰的逻辑链条和精准的数学描述，转化为读者脑海中清晰可见的画面。我希望这本书能提供那种“茅塞顿开”的感觉，让我们这些在微波技术边缘徘徊的研究者，能够对那些看似随机的击穿事件，建立起更深刻的、可预测的理解框架。这本书的价值，我想很大程度上就在于它能否将前沿的基础物理研究成果，转化为可应用于工程实践的工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太引人注目了，那种深邃的蓝色调搭配着充满科技感的线条和几何图形，一下子就把我拉进了一个高能、前沿的物理世界。我拿到书的时候，就忍不住想知道里面到底藏着怎样的“秘密武器”。我一直对电磁学和等离子体这方面的东西很感兴趣，但总觉得教科书上的内容过于抽象和理论化，缺乏那种直击核心的实践感。这本大部头看起来就是不一样，它似乎不满足于停留在公式推导上，而是直奔那些在实际高功率微波设备中才会遇到的、令人头疼的“临界点”——那就是击穿现象。我猜想，这本书一定会非常细致地剖析这些高能环境下材料的失效机制，从微观的电子动力学到宏观的放电过程，每一个环节都可能被作者用非常严谨但又充满洞察力的方式展现出来。那种感觉就像是拿到了一份详尽的“故障排除手册”，只不过它的“故障”是发生在极限物理条件下的。这本书的厚度也说明了内容的广度和深度，我期待着它能提供一些前所未有的视角，尤其是在如何控制和预测这些破坏性的物理事件方面。