前言

真空电子学是一门理论与工程结合非常紧密的学科。自真空二极管问世以来，真空电子学领域不断有新的理论被提出，新的技术被发明。真空电子器件家族不断有新成员加入，在功率电磁波的产生与放大方面发挥了难以替代的作用。随着电磁波技术的新应用不断发展，真空电子器件的舞台也越来越大。美国瓦里安、加拿大CPI、日本东芝、法国泰雷兹等企业，长期引领现代真空电子器件技术的发展。我国在大功率真空电子器件的产品研发及制造工艺等方面起步较晚，器件的制造工艺、寿命、可靠性等方面与国外产品相比还有一定的差距。近年来，真空电子器件在小功率、低频率等领域还要面对半导体器件的强力竞争，市场对真空电子器件技术创新水平的要求也不断提升，高性能真空电子器件的创新周期快速缩短，因此，有必要系统地介绍真空电子器件的基本原理、新的发展趋势与技术、新的系统应用等，支持真空电子器件领域的人才快速成长，从而推动我国真空电子器件技术在不久的将来实现超越与引领。

本书力求回答如下问题：什么是真空电子器件？为何真空电子器件的结构如此复杂？为什么电子与电磁波可以发生能量交换，并实现电子的加速或电磁波的功率放大？如何实现电磁波的降速？不同类型真空电子器件的原理与结构有何异同？本书从真空电子器件的基础理论出发，详细地介绍作者团队在近30年的研究工作中探索过的真空电子器件创新机制、新型结构、新颖应用等相关内容，包括大功率真空电子器件的原理和设计要点，行波管的高频率、大功率、低电压、小型化等方面的创新机制和新型结构。随着科技的不断进步，先进制造工艺如激光烧蚀、三维（3D）打印等得到了快速发展，作者团队在真空电子器件的新工艺和新材料等方面进行了初步尝试，相关成果在本书中也有介绍。本书还对真空电子器件研制过程中的复杂工艺流程和解决方案进行总结，希望能够多方位、立体地展现真空电子器件的完整面貌，最后对真空电子器件的系统应用进行简略展望。本书的内容涉及面广，对真空电子器件的介绍力求全面。同时，本书各章相对独立，方便读者选择性地阅读。

参与本书编写工作的有宫玉彬教授、张平教授、王少萌教授、王战亮研究员、路志刚研究员、杨生鹏副教授、柳建龙副教授、许多博士等。此外，博士研究生董洋、郭靖宇、汪雨馨、杨友峰、王宇欣、段景瑞、田密等参与绘制了大部分图片，在此一并表示感谢。

由于作者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。

宫玉彬
2025年2月于成都