屏蔽器的电路设计采用谐振模式

    SEBEIO摄像头干扰器电路的设计：SEBEIO电路由11个间隙和结构两侧的两个对称耦合腔组成，如图2所示。一个0.90mm×0.19mm的矩形梁隧道穿过狭缝中心，与慢波结构相交。它结合了行波管和速调管的优点，具有在毫米波和太赫兹频段处理高输出功率的能力。EIO通常在基本模式（TM11模式）下工作，因为它是最容易达到启动振荡条件的模式[20]、[30]、[40]。而近年来，工作在高阶模式的EIO监控屏蔽器由于其更高的光束功率和更大的功率容量而变得越来越有吸引力[41]-[43]。

 

十一间隙SEBEIO电路示意图。

 

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3.1模态分析

 

    三维（3D）SEBEIO模型如图所示。阶梯腔是沿纵向的周期性驻波摄像头屏蔽器电路。根据轴向电场在腔体中沿横向的分布规律，阶梯形腔体的谐振模式通常称为TMn1，其指数n由轴向电场沿横向分布规律的变化决定。基本模TM11和高阶模TM31在横截面上的轴向电场分布如图3所示。TM11和TM31模中的Ez场是单向的，集中在电子束区，因此与电子束的相互作用是有效的。束模耦合由特性阻抗R/Q决定，表示为R/Q=（∫baEzdl）2/2ωW，其中R是腔的等效电阻，Q是品质因子，ω是谐振角频率，W是腔中存储的能量，它是电子与Ez场相互作用的量度。TM31模式提供了一个更强大的电场集中在隧道区以及高R/Q，如图3所示。表1列出了不同模腔的频率、固有品质因数Q0和特性阻抗R/Q。R/Q表示电子束与腔内高频场相互作用的强度。具有更高R/Q的谐振腔有可能获得更高的输出功率。如图4所示，2π模的电场在每个间隙中的方向相同，这有助于提高R/Q值。如图5所示，2π模还提供了在每个间隙中具有相同方向的电场，以实现足够的注波相互作用。TM31-2π模具有最高的R/Q，这对SEBEIOs监控干扰器在高阶模式下工作是有利的。同时，2π模对应于最大的空间基波，因此沿轴向具有最大的结构尺寸[44]，[45]。

 

横截面上（a）TM11模和（b）TM31模的电场强度。

 

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本征模摄像头干扰器的基本参数：

模频（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