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                  公布電路圖可以驗證監控屏蔽器設計

                      雙模環境下EIO運行的關鍵問題是模式競爭。一種有效的方法是使攝像頭干擾器工作模式之間的頻率間隔足夠寬。由于多間隙諧振腔的有限周期結構,色散曲線由一系列離散的頻點組成。由CST微波工作室計算的所設計的射頻(RF)電路的色散曲線所示。這是一種識別可能的模式競爭和自振蕩的有效方法。帶有點標記的紅色曲線表示TM11模式,帶有三角形標記的藍色曲線表示TM31模式。TM11-2π和TM31-2π模式的工作電壓分別為18.5 kV至22.5 kV和27.5 kV至34 kV,同步波束電壓分別為20 kV和30 kV,如圖6所示。TM11-2π模的工作電壓小于TM31-2π模。,22.5kV束線遠離TM31-2π模點,因此可以抑制這兩個2π模之間的競爭。然而,30kv波束線與TM11-17/10π模相交,這表明當監控屏蔽器振蕩啟動條件滿足時,這兩個模之間可能發生模式競爭。
                   
                      SEBEIO電路的色散曲線。全尺寸Img PowerPointTM31-2π模沿束流隧道的歸一化Ez場分布明顯強于TM11-17/10π模,攝像頭屏蔽器通過軸向電場估算,TM31-2π模的特性阻抗R/Q約為TM11-17/10π模的10倍,如表1所示。TM31-2π和TM11-17/10π模沿橫截面的歸一化Ez場分布如圖7(b)所示。在梁隧區,TM31-2π模的Ez場強比TM11-17/10π模強。從這兩個模的R/Q值和場分布的結果可以看出,TM11-17/10π模和TM31-2π模之間的競爭很難激發。TM31-2π和TM11-17/10π模的Ez場分布(a)沿束隧方向和(b)沿腔截面。全尺寸Img PowerPoint4PIC模擬

                      為了驗證我們的監控干擾器設計,我們使用3D-PIC模擬來演示雙模SEBEIO的性能。隨著VEDs的工作頻率提高到THz范圍,金屬材料引起的歐姆損耗對其性能有很大的影響。在THz頻率范圍內,銅的導電率遠小于直流情況下的導電率。由表面粗糙度引起的太赫茲頻率下的非理想表面損耗在文獻[46]中已有報道。在我們的模擬中,考慮到歐姆損耗,背景材料的電導率σ被設置為1.1×107 S/m(<σCu/5,σCu=5.8×107S/mΩ)。在互作用電路中分別注入一束電流為3a,電壓為24kv和37kv。如圖8所示,分別在303.4ghz/364.5ghz處獲得51.8v/79.4v(相當于1.34kw/3.15kw的輸出功率)的穩定輸出信號。沿z軸的Ez場分布表明SEBEIO可以在TM11-2π和TM31-2π模下工作,而不存在模競爭,這與上述對電路色散曲線的理論分析是一致的。圖9顯示了輸出功率、攝像頭干擾器頻率和啟動振蕩時間與電壓的關系。預測了TM11-2π模式在23.5kv~26.0kv電壓范圍內輸出功率由0.94kw變為1.34kw,TM31-2π模式在35kv~40kv電壓范圍內輸出功率由1.58kw變為3.15kw。TM11-2π和TM31-2π模的3db調諧帶寬分別為0.50ghz和0.84ghz,最大輸出功率分別為1.34kw和3.18kw。仿真結果表明,所設計的SEBEIO對TM11-2π和TM31-2π模工作是穩定的。
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