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      屏蔽器的電路設計采用諧振模式

          SEBEIO攝像頭干擾器電路的設計:SEBEIO電路由11個間隙和結構兩側的兩個對稱耦合腔組成,如圖2所示。一個0.90mm×0.19mm的矩形梁隧道穿過狹縫中心,與慢波結構相交。它結合了行波管和速調管的優點,具有在毫米波和太赫茲頻段處理高輸出功率的能力。EIO通常在基本模式(TM11模式)下工作,因為它是最容易達到啟動振蕩條件的模式[20]、[30]、[40]。而近年來,工作在高階模式的EIO監控屏蔽器由于其更高的光束功率和更大的功率容量而變得越來越有吸引力[41]-[43]。
       
      十一間隙SEBEIO電路示意圖。
       
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      3.1模態分析
       
          三維(3D)SEBEIO模型如圖所示。階梯腔是沿縱向的周期性駐波攝像頭屏蔽器電路。根據軸向電場在腔體中沿橫向的分布規律,階梯形腔體的諧振模式通常稱為TMn1,其指數n由軸向電場沿橫向分布規律的變化決定。基本模TM11和高階模TM31在橫截面上的軸向電場分布如圖3所示。TM11和TM31模中的Ez場是單向的,集中在電子束區,因此與電子束的相互作用是有效的。束模耦合由特性阻抗R/Q決定,表示為R/Q=(∫baEzdl)2/2ωW,其中R是腔的等效電阻,Q是品質因子,ω是諧振角頻率,W是腔中存儲的能量,它是電子與Ez場相互作用的量度。TM31模式提供了一個更強大的電場集中在隧道區以及高R/Q,如圖3所示。表1列出了不同模腔的頻率、固有品質因數Q0和特性阻抗R/Q。R/Q表示電子束與腔內高頻場相互作用的強度。具有更高R/Q的諧振腔有可能獲得更高的輸出功率。如圖4所示,2π模的電場在每個間隙中的方向相同,這有助于提高R/Q值。如圖5所示,2π模還提供了在每個間隙中具有相同方向的電場,以實現足夠的注波相互作用。TM31-2π模具有最高的R/Q,這對SEBEIOs監控干擾器在高階模式下工作是有利的。同時,2π模對應于最大的空間基波,因此沿軸向具有最大的結構尺寸[44],[45]。
       
      橫截面上(a)TM11模和(b)TM31模的電場強度。
       
      全尺寸Img PowerPoint
      本征模攝像頭干擾器的基本參數:
      模頻(GHz)R/Q(Ω)Q0
      TM11-2π304.1 91 675
      TM11-19/10π304.9 74 671
      TM11-17/10π312.1 85 712
      TM31-2π366.7 865 837
      TM31-19/10π367.6 702 825
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