《C波段低磁场高效率相对论返波管研究》一书研究的主要内容之一在于低磁场束流的规律认识和有效调控。一方面从束流振荡相位出发，通过理论分析揭示了强微波场中束流相位影响包络扩散状态的机理，通过控制进入谐振反射器中的束流相位，降低了RBWO中的束流能散，将转换效率提升了8个百分点；另一方面从束流振幅出发，通过三维非线性理论研究给出了束流振幅影响RBWO效率的物理内涵，提出了一种带阳极腔的管头结构，通过局部增强的径向电场有效降低了束流振幅，促进了束流群聚，将转换效率提升了4个百分点。 《C波段低磁场高效率相对论返波管研究》研究的另一个内容在于对射频场局部和整体的调控。一方面通过引入提供部分微波反射的波导腔结构显著增强了提取腔中的局部谐振场，增强了产生的集中渡越辐射，将转换效率提升了5个百分点；另一方面通过非均匀慢波结构以及内反射器的设计，对器件内的射频功率分布进行了调控，在功率容量允许的范围内使得能量提取更加集中，充分发挥了速调型RBWO能量集中提取的优势。

王荟达1995年出生于陕西省，2016年毕业于清华大学电子工程系获工学学士学位，2021年毕业于清华大学工程物理系获工学博士学位，主要从事高功率微波产生技术研究。

导师序言 导师序言 高功率微波是指峰值功率超过100 MW或者平均功率大于1 MW的强电磁脉冲辐射。高功率微波技术最早源于对核聚变与等离子体的研究，自20世纪70年代以来，高功率微波产生技术得到了迅速的发展，国内外研究人员已在实现高功率、高效率及脉冲重复频率等方面取得了丰硕成果，目前该技术处于从实验室基础研究向工程化应用转型的关键阶段。 作为极有工程应用前景的高功率微波产生器件，相对论返波管具有高功率、高效率的优点，同时还具有较好的频率调谐和拓展能力，可用于产生L波段、S波段、C波段、X波段与毫米波段的高功率微波辐射。经过近半个世纪的发展，使用强引导磁场的相对论返波管已经实现C波段功率超过6 GW（效率达到36%）、X波段功率超过3 GW（效率达到40%）的微波输出。 然而，用于引导返波管工作的强磁场系统（包括螺线管磁体系统和超导磁体系统）存在磁体系统能耗巨大和体积庞大两方面的缺陷。磁体及配套系统体积远大于高功率微波产生器件本身的尺寸，严重限制了高功率微波产生系统的紧凑化和小型化。因此，降低相对论返波管工作所需的引导磁场强度，使其在低磁场下高效工作并最终实现永磁包装，是推动高功率微波技术走向实用的重要技术路线。 尽管针对低磁场高功率微波产生器件的研究工作已开展多年，但人们对低磁场情况下强流电子束的运动规律、束流与强电磁场的互作用特性仍缺乏系统深入的研究，以至于长期以来工作效率始终较低，成为了制约其发展的瓶颈。 在此背景下，本书立足于速调型相对论返波管的技术路线，旨在提升低磁场相对论返波管的转换效率，分别围绕强流相对论电子束与强电磁场两个角度开展了相对...