Излагаются основные идеи электроники СВЧ и их современное теоретическое и техническое воплощение. Рассматриваются принципы действия электронных приборов СВЧ, области применения и основные тенденции их развития. С единой точки зрения в рамках линейной самосогласованности и приближенной нелинейной теории проводится достаточно подробный анализ уравнений поля и движения, находятся способы их решения. Анализируются процессы взаимодействия электронов с сверхвысокочастотными полями в лампах бегущей и обратной волны, прямопролетных и отражательных клистронах, в магнетронных усилителях и генераторах, мазерах на циклотронном резонансе, системах с центробежной электростатической фокусировкой, плазменных системах и других приборах. Значительная часть монографии основана на оригинальных работах авторов. Приводятся формулы, графики и порядок величин параметров. Кратко описывается конструкция приборов. Книга предназначается для специалистов, работающих в различных областях физики, электроники и радиотехники, желающих ознакомиться с быстро развивающейся областью техники, а также для студентов, аспирантов, научных работников соответствующих специальностей, желающих углубить свои знания в области физики явлений, происходящих в приборах СВЧ.

Рассмотрены различные типы вакуумных и плазменных приборов физической электроники, особенности их работы и основные характеристики. Последовательно описаны принципы и физические основы работы приборов с сосредоточенным (пролетные и отражательные клистроны, триоды) и распределенным (ЛБВ, ЛОВ, приборы М-типа) взаимодействием. Рассмотрены физические основы использования плазмы для генерирования и усиления СВЧ-колебаний, а также основные принципы работы плазменных приборов. Для студентов, аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области СВЧ-техники и разработки приборов физической электроники.

В учебном пособии представлены основы теории и радиофизический практикум по технике и электронике СВЧ традиционных электровакуумных резонансных и нерезонансных приборов с длительным и кратковременным взаимодействием. В первой главе изложены основы теории электровакуумных приборов. В последующих главах приведена теория отдельных приборов и дано описание лабораторных работ. Рассмотрены такие приборы: клистрон, лампа бегущей волны, лампа обратной волны, генератор дифракционного излучения, магнетрон. Отдельно рассмотрена периодическая структура типа гребенки в волноводе, представлена ее теория и дано описание лабораторной работы по измерению дисперсии. Учебное пособие предназначено для студентов физических и радиофизических специальностей высших учебных заведений, аспирантов и преподавателей.

В настоящий сборник вошли лекции, посвященные анализу некоторых нестационарных явлений в электродинамике и электронике, в частности обсуждаются вопросы распространения импульсов в пассивных и активных средах, а также вопросы нелинейной теории установления колебаний в ЛОВМ. Кроме того, в сборник включены лекции и оригинальные доклады по электронике лучевых приборов типа-М и возбуждению электронными потоками волноведущих систем с импедансной границей.

В учебном пособии описываются процессы группирования в электронных пучках, волны пространственного заряда и их взаимодействия с электромагнитными волнами. Рассматривается работа электронных приборов с сосредоточенным взаимодействием (клистронов, триодов, гироприборов) и с распределенным взаимодействием (ЛБВ, ЛОВ, приборов типа М, электронно-волновых приборов). Исследуются полупроводниковые приборы: работающие на основе контактных явлений и ОДП (диоды, транзисторы, ЛПД, диоды Ганна), полупроводниковые приборы СВЧ на бегущих волнах, а также особенности их конструкций и применения. Особое внимание уделяется вопросам создания гибридно-интегральных схем СВЧ. Для студентов, обучающихся по специальности "Радиофизика и электроника".

Рекомендовано к изданию Научно-техническим советом Всероссийского электротехнического института (ВЭИ - филиал Федерального государственного унитарного предприятия "Российский Федеральный Ядерный Центр - ВНИИТФ").Автор - Завьялов Михаил Александрович, доктор технических наук, профессор, почетный работник науки и техники Российской Федерации, действительный член Академии электротехнических наук РФ. Область научных интересов - физика пучков заряженных частиц, физика плазмы, вакуумная и плазменная электроника.

Изложены физические основы электронных и квантовых приборов СВЧ и квантовых приборов оптического диапазона, их основные характеристики и параметры, определяющие области применения этих приборов. Рассмотрены пролетные и отражательные клистроны, лампы бегущей и обратной волны, многорезонаторные магнетроны, квантовые парамагнитные усилители, оптические квантовые генераторы, квантовые стандарты частоты и другие приборы.

В учебнике изложены физические основы электронных СВЧ приборов и квантовых приборов СВЧ и оптического диапазона. Рассмотрены принципы действия, основные характеристики и параметры пролетных и отражательных клистронов, ламп с бегущей и обратной волной, приборов магнетронного типа, полупроводниковых СВЧ-приборов, квантовых парамагнитных усилителей (мазеров), квантовых стандартов частоты и лазеров. Учебник предназначен для студентов радиотехнических специальностей вузов.

В настоящий сборник вошли лекции, посвященные теории ЛБВ типа О и оптимизации выходных параметров приборов данного класса.

Во втором томе книги «Нестационарные и хаотические процессы» рассмотрены такие современные области исследования в радиофизике, электронике и нелинейной динамике как разработка новых принципов генерации хаотических сигналов СВЧ-диапазона и создание на их основе источников широкополосных шумоподобных сигналов для современных информационно-телекоммуникационных систем, различные методы управления хаотическими колебаниями в пучково-плазменных системах, синхронизация (в том числе и хаотическая) в приборах электроники сверхвысоких частот, нелинейные волновые процессы в системах с магнитостатическими волнами и при распространении волновых пучков. Для физиков различных специальностей, интересующихся процессами взаимодействия электронов с электромагнитными полями, для научных работников, аспирантов и инженеров, проводящих исследования в области вакуумной СВЧ электроники, радиофизики, радиотехники и физики плазмы. Она может быть полезна студентам старших курсов соответствующих специальностей.

Сборник содержит курс лекций по теоретическому анализу нелинейных процессов в мощных многорезонаторных клистронах и вопросам оптимизации их параметров.

В монографии рассмотрены вопросы ускорительной техники и физики сильноточных электронных пучков применительно к проблеме получения сверхмощного когерентного электромагнитного излучения. Описаны принципы построения релятивистских СВЧ-генераторов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований многоволновых генераторов с уровнем мощности более 10 ГВт.Книга адресуется специалистам в области радиоэлектроники, ускорительной техники, релятивистской высокочастотной электроники, физики плазмы.

Нелинейная динамика процессов взаимодействия электронных потоков с электромагнитными полями электродинамических систем является достаточно широкой и многоплановой областью исследований в современной физике. В этой области в последние годы получен ряд фундаментальных результатов, относящихся как к новым механизмам излучения релятивистских электронных потоков, так и к новым явлениям, сопровождающим взаимодействие электронных потоков с электромагнитными полями. Новые явления и механизмы могут быть успешно использованы при создании усилителей и генераторов электромагнитного излучения с уникальными характеристиками. Первый том посвящен стационарным процессам, для которых математические модели наиболее проработаны и математически обоснованы. Полученные для стационарных режимов результаты имеют широкий спектр и представляются интересными как с научной, так и с прикладной точек зрения. Книги рассчитаны на специалистов в области СВЧ электроники и нелинейной динамики, а также на аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Сборник целиком посвящен гирорезонансным СВЧ приборам и приборам ультрарелятивистской электроники.

Настоящий небольшой курс лекций посвящен изложению результатов поиска и исследования новых путей повышения эффективности лучевых приборов магнетронного типа, включая анализ побочных колебаний и способов их подавления. Значительное место уделено изложению разработанных теоретических методов исследования физических процессов и расчета выходных характеристик лучевых приборов магнетронного типа. Курс целиком основан на оригинальных работах авторов.

В книге рассматриваются волноводы, полые резонаторы, замедляющие системы и другие элементы техники сверхвысоких частот. Основное внимание уделено системам, находящим применение в современной электронике СВЧ. Книга может быть полезна также студентам радиотехнических и политехнических вузов и инженерно-техническому персоналу промышленности и научно-исследовательских учреждений.

Учебник-монография по актуальному направлению на стыке «классической» вакуумной электроники и нанотехнологий. Наряду с теоретическими моделями особенно подробно даны сведения об экспериментальной технике для исследований, технологиях изготовления эмиттеров и различных конструкциях автокатодов. Подробно изложены результаты исследований и применения новых наноматериалов и углеродных нанотрубок для создания автокатодов и электронных пушек на их основе. Рассмотрены применения автокатодов в новых источниках света и плоских дисплеях, СВЧ приборах и рентгеновских трубках. Для студентов старших курсов и преподавателей, инженеров-разработчиков в различных областях прикладной физики и электроники.

Излагаются новые результаты разработок и исследований современных электронных СВЧ-генераторов и усилителей - пролетных клистронов, ламп бегущей и обратной волны, приборов магнетронного типа и гиротронов. Описываются оригинальные работы по созданию генераторов шумовых и квазишумовых излучений и приборов вакуумной микроэлектроники. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития приборов сверхвысокочастотной электроники. Для научных работников й специалистов в области расчета, моделирования, конструирования и применения приборов СВЧ-электроники, а также для инженерно-технических работников радиолокации, связи, телевидения, медицины и промышленной электроники. Полезна преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов высших учебных заведений.

Совокупность обзоров, включенных в данный сборник, рассчитана на то, чтобы осветить основные аспекты проблемы преобразования энергии интенсивных релятивистских электронных потоков в когерентное электромагнитное излучение. Обзоры содержат описание элементарных физических процессов в высокочастотных релятивистских генераторах и усилителях, основы строгой (линейной и нелинейной) теории и результаты экспериментального исследования таких приборов.Книга может оказаться интересной для широкого круга специалистов, исследующих взаимодействие электромагнитных волн с классическими ансамлбями заряженных частиц, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.