公布电路图可以验证监控屏蔽器设计

    双模环境下EIO运行的关键问题是模式竞争。一种有效的方法是使摄像头干扰器工作模式之间的频率间隔足够宽。由于多间隙谐振腔的有限周期结构，色散曲线由一系列离散的频点组成。由CST微波工作室计算的所设计的射频（RF）电路的色散曲线所示。这是一种识别可能的模式竞争和自振荡的有效方法。带有点标记的红色曲线表示TM11模式，带有三角形标记的蓝色曲线表示TM31模式。TM11-2π和TM31-2π模式的工作电压分别为18.5 kV至22.5 kV和27.5 kV至34 kV，同步波束电压分别为20 kV和30 kV，如图6所示。TM11-2π模的工作电压小于TM31-2π模。，22.5kV束线远离TM31-2π模点，因此可以抑制这两个2π模之间的竞争。然而，30kv波束线与TM11-17/10π模相交，这表明当监控屏蔽器振荡启动条件满足时，这两个模之间可能发生模式竞争。

 

    SEBEIO电路的色散曲线。全尺寸Img PowerPointTM31-2π模沿束流隧道的归一化Ez场分布明显强于TM11-17/10π模，摄像头屏蔽器通过轴向电场估算，TM31-2π模的特性阻抗R/Q约为TM11-17/10π模的10倍，如表1所示。TM31-2π和TM11-17/10π模沿横截面的归一化Ez场分布如图7（b）所示。在梁隧区，TM31-2π模的Ez场强比TM11-17/10π模强。从这两个模的R/Q值和场分布的结果可以看出，TM11-17/10π模和TM31-2π模之间的竞争很难激发。TM31-2π和TM11-17/10π模的Ez场分布（a）沿束隧方向和（b）沿腔截面。全尺寸Img PowerPoint4PIC模拟

    为了验证我们的监控干扰器设计，我们使用3D-PIC模拟来演示双模SEBEIO的性能。随着VEDs的工作频率提高到THz范围，金属材料引起的欧姆损耗对其性能有很大的影响。在THz频率范围内，铜的导电率远小于直流情况下的导电率。由表面粗糙度引起的太赫兹频率下的非理想表面损耗在文献[46]中已有报道。在我们的模拟中，考虑到欧姆损耗，背景材料的电导率σ被设置为1.1×107 S/m（<σCu/5，σCu=5.8×107S/mΩ）。在互作用电路中分别注入一束电流为3a，电压为24kv和37kv。如图8所示，分别在303.4ghz/364.5ghz处获得51.8v/79.4v（相当于1.34kw/3.15kw的输出功率）的稳定输出信号。沿z轴的Ez场分布表明SEBEIO可以在TM11-2π和TM31-2π模下工作，而不存在模竞争，这与上述对电路色散曲线的理论分析是一致的。图9显示了输出功率、摄像头干扰器频率和启动振荡时间与电压的关系。预测了TM11-2π模式在23.5kv～26.0kv电压范围内输出功率由0.94kw变为1.34kw，TM31-2π模式在35kv～40kv电压范围内输出功率由1.58kw变为3.15kw。TM11-2π和TM31-2π模的3db调谐带宽分别为0.50ghz和0.84ghz，最大输出功率分别为1.34kw和3.18kw。仿真结果表明，所设计的SEBEIO对TM11-2π和TM31-2π模工作是稳定的。