ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА

Книга Харвея представляет собой своеобразную энциклопедию, отражающую современное состояние техники сверхвысоких частот в ее различных аспектах. Автор книги, сотрудник Королевского радиолокационного института в Лондоне, хорошо известен, в частности, своими прекрасными обзорами, посвященными отдельным вопросам техники сверхвысоких частот. Эти обзоры регулярно публиковались в американских и английских научно-технических журналах; некоторые из них были переведены на русский язык. Настоящая книга также отличается высоким качеством изложения.

Книга состоит из 26 глав, в которых рассмотрены следующие основные вопросы:

— системы канализации энергии СВЧ (коаксиальные линии, волноводы различных сечений);

— вопросы стандартизации волноводов, волноводных фланцев и средства герметизации волноводных систем;

— различные элементы и узлы СВЧ, в том числе направленные ответвители, гибридные системы, фазовращатели, вращающиеся сочленения, регулируемые иагрузкн и др.;

— объемные резонаторы и фильтры;

— полосковые системы;

— периодические структуры;

— методы и средства измерения параметров систем СВЧ;

— материалы, применяемые в технике СВЧ, и их свойства;

— вопросы конструирования, технологии и изготовления систем СВЧ;

— оптические методы в технике СВЧ;

— антенные устройства СВЧ;

— системы СВЧ с гиротропными средами;

— усиление сигналов СВЧ с минимальным уровнем шумов;

— электронные устройства СВЧ различных типов;

— применение техники СВЧ в различных областях науки и техники, в том числе в ядерной технике, радиолокации, радионавигации, радиосвязи, ракетной технике, биологии, медицине, радиоастрономии и т. п.

Каждый раздел книги представляет сжатую, но весьма содержательную сводку современного состояния рассматриваемого вопроса, подкрепленную формулами, таблицами и графиками. Теоретические выводы и детальные описания схем и конструкций в книге не приводятся, но зато даются многочисленные ссылки на литературу. Перечни литературных источников помещены после каждой главы. В книге даются ссылки приблизительно на 10 000 источников, помещенных в 370 журналах разных стран, в том числе более чем в 30 журналах, издаваемых в СССР, или в переводах советских журналов.

Не все разделы равноценны. Некоторые из них написаны слишком лаконично и поэтому трудны для понимания. Несмотря на это, книга Харвея будет полезна самым широким кругам научных и инженерно-технических работников, интересующихся применением техники сверхвысоких частот к различным областям науки и техники.

Книга велика и в английском издании имеет около 1400 страниц. Для удобства читателей перевод кииги выпускается в двух томах, с сохранением порядка расположения отдельных глав. По техническим причинам перечни литературных источников, помещенные после каждой главы, воспроизведены так, как они даны в английском издании. Советские работы и работы, переведенные на русский язык, отмечены звездочкой и приводятся дополнительно под теми же номерами после источников на английском языке. Предметный указатель, охватывающий все содержание книги, помещен в книге второго тома.

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

Как хорошо известно, диапазон сверхвысоких частот охватывает ту часть электромагнитного спектра, которая простирается от 0,3 ГГц (длина волны 100 см) до 300 ГГц (длина волны 1 мм). Теория и практика генерирования, передачи, распространения, измерения, производства и применения электромагнитных волн для этой полосы частот во многом имеют свои особенности и составляют предмет техники сверхвысоких частот. Принципы и методы, развитые в последнем десятилетии прошлого века, положили начало бурному росту научных исследований в этой области. В результате улучшения характеристик устройств, использования стабильных когерентных генераторов и повышения объема, точности и степени автоматизации измерений техника сверхвысоких частот сейчас достигла ступени развития, позволяющей проектировать усовершенствованные системы, разрабатывать экономичные способы производства, вводить стандартизацию и расширять ассортимент отдельных узлов. В то же время использование многих научных достижений потребовало изменения классических методов анализа, с тем чтобы можно было учесть наличие квантовых эффектов.

Своим ростом и развитием техника сверхвысоких частот обязана в огромной степени интенсивному обмену методами и идеями между инженерами и учеными. Именно результатом подобного плодотворного сотрудничества и явилась настоящая книга. Задача ее состоит в исчерпывающем описании достижений, которые используются в настоящее время или, возможно, будут применяться в будущем. Автор надеется, что книга окажется полезной не только инженерам, специализирующимся в области антенн, узлов, электронных ламп, систем и других отраслей техники сверхвысоких частот, но и послужит общим руководством для специалистов-смежников, недостаточно знающих эту технику. Книга может также служить справочником для студентов или других лиц, изучающих данный предмет.

Изложение материала проводится на среднем уровне. В то же время некоторые стороны изучаемого предмета освещаются с точки зрения новых принципов и представлений современной практики.

Хотя вся книга представляет единое целое, отдельные главы ее в значительной степени носят самостоятельный характер. Материал расположен так, чтобы рассмотрение физических принципов и основных методов исследований находилось в гармонической связи с описанием практических схем и устройств. Принятые обозначения, подробно приведенные в специальном разделе, соответствуют современной практике. Для сохранения объема книги в разумных пределах материал излагается очень сжато, поэтому текст дополнен обширной библиографией мировой литературы, изданной с начала века. Автор надеется, что оглавление книги и предметный указатель достаточно полны и помогут читателю извлечь нужные сведения из этого запаса информации.

Всю совокупность вопросов, составляющих содержание книги, можио разделить на три взаимно связанные группе. К первой группы относятся вопросы, связанные с рассмотрением пассивных узлов и цепей. Она начинается

с гл. 1, в которой рассматривается приложение электромагнитной теории к распространению электромагнитных волн в однородных проводящих системах. В гл. 2 на основе понятия импеданса изучаются линии передачи и рассматриваются их практические особенности. В гл. 9 изучаются плоскопараллельные системы и в гл. 10 — периодические и проводящие структуры. Гл. 3 описывает электрические свойства элементов и узлов цепей. В гл. 4, 5 и 19 подробно рассмотрены разнообразные методы измерений. Свойства излучающих структур, включая устройства оптического типа и антенны, описаны в гл. 13 и 14. Механические конструкции, производство и проверка всей сверхвысокочастотной аппаратуры изложены в гл. 15.

Во вторую группу входят вопросы, рассматривающие изменение электрических свойств систем сверхвысоких частот при введении активных материалов или сред. Общие свойства (включая дисперсию) газообразных, жидких и твердых материалов исследуются в гл. 6. В гл. 7 рассматривается измерение квантовых переходов, имеющих место при различных внешних воздействиях. Гиромагнитные среды, и особенно ферромагнитные окислы, придают сверхвысокочастотным структурам ценные свойства, описываемые в гл, 8. Усиление и генерирование сверхвысокочастотиой мощности, издавна связанные с использованием электронных ламп, описываются в гл. 11 и 12. Оценка методов приема слабых сигналов дается в гл. 16, а в гл. 17 показаны значительные успехи, достигнутые в создании усилителей с низким уровнем шумов. Газовая плазма, служащая в качестве еще одной активной среды, дает возможность реализовать дуплексные устройства, описанные в гл. 18.

Вопросы, посвященные методам и устройствам, связанным с многочисленными применениями сверхвысоких частот в повседневной жизни, относятся к третьей группе. Интенсивное излучение сверхвысоких частот вызывает биологические явления, используемые лишь в контролируемой форме; эти явления рассматриваются в гл. 20. Гл. 21 показывает, как сверхвысокие частоты дают возможность конструировать устройства для ускорения заряженных частиц до сверхвысоких энергий. В гл. 22 рассмотрены вопросы обработки информации и накопления, а также системы ее передачи. Характеристики распространения, исследованные в гл. 23, непосредственно приводят к методам, широко используемым в радиосвязи, в гражданских и военных радиолокационных системах и радиоастрономии, которые обсуждаются соответственно в гл. 24, 25 и 26.

Хотя по роду своей деятельности автор имел возможность ознакомиться со многими отраслями техники сверхвысоких частот, эта книга не могла бы быть написана без использования результатов других исследователей. Автор с благодарностью указывает эти источники. Специальные ссылки на опубликованные работы сделаны, насколько это возможно, в тексте, но особенно автор благодарен за любезное разрешение многих организаций, включая the Bell Telephone Laboratories, British Institution of Radio Engineers, Institute of, Radio Engineers, Institution of Electrical Engineers, McGraw-Hill Book Company, Marconi W. T. Company, Physical Society and Institute of Physics, Radio Corporation of America, and RoyalSociety, использовать гарантированные авторским правом материалы из их книг и журналов. Автор благодарит также редакторов и издателей журналов Electronic Engineering, Electronic Technology, Electronics, Journal of Applied Physics, Journal of Electronics and Control, Machinery, Nature, Philosophical Magazine, Physical Review, Review of Scientific Instruments, Review of Modern Physics and Wireless World за разрешение использовать данные из текста и иллюстрации. Автор также обязан своим бывшим и настоящим коллегам, которые обеспечили руководство, помощь и полезные дискуссии в течение долгого времени. Полезные замечания были получены и от многих лиц. Среди них Dr. D. A. Bell, Dr. F. A. Benson, Dr. J. Brown, Dr. P. N. Butcher, Prof. A. L. Cullen, Mr. C. R. Ditchfield, Dr. E. Farwcett, Mr. D. W. Fry, Mr. R. H. Garnham, Dr. R, Hamer, Dr. A. E. Karbowiak, Mr. L. Lewin, Mr. I. A. D, Lewis, Mr. R. Meredith, Mr. A. L. P. Milwright and Mr.F. L. Warner.

Август, 1962 г. А. Ф. Харвей