箔聚焦强流相对论环形束在同轴波导中的传输

 结合箔聚焦和静电线聚焦的特点，对箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中的传输进行了研究。通过数值求解电势满足的泊松方程，得到电势、电场分布及系统的空间电荷限制流，并根据电子的运动方程得到包络电子的平衡条件及其运动轨迹。     

采用罗戈夫斯基线圈诊断径向束流

 罗戈夫斯基线圈具有结构简单、高频特性好等特点而被广泛应用于脉冲电流测量。提出了用两个自积分式罗戈夫斯基线圈诊断径向束流的方法，在此基础上设计了两个用于径向束流诊断的自积分式罗戈夫斯基线圈，对其进行了标定。当标准电流的上升沿为30 ns时，罗氏线圈响应时间约为10 ns；整个系统的测量误差约为4.7%。从标定结果来看，该系统的频率响应特性和测量精度能够满足ns级束流诊断的要求，该方法可以用于径向结构高功率微波器件的束流强度测量。     

一种新型高功率微波相移器

 研究了一种新型高功率微波相移器同轴插板式相移器，其设计思想为：在同轴波导内插入金属导体板，将同轴波导分为几个扇形截面波导，由于扇形截面波导中传输的TE₁₁模相速度与同轴TEM模的相速度不同，通过改变插入金属板的长度就可以实现相移的调节。设计了中心频率为4 GHz的同轴插板式相移器，并进行了数值模拟验证。结果表明：当相移器同轴波导内半径为2.0 cm，外半径为4.5 cm，相移器总长度为50 cm时，可实现的最大相移量为360°，在3.9~4.1 GHz频率范围内相移器的插入损耗低于0.1 dB。     

径向三腔渡越时间振荡器数值模拟

 基于渡越辐射机理结合径向结构的低阻抗特性，提出了一种新型的低阻抗高功率微波器件——径向三腔渡越时间振荡器，它由3个等间距的边耦合同轴腔组成，径向运动电子束与谐振腔中的角向均匀模式场相互作用。采用PIC粒子模拟程序进行了模拟研究。在电子束能量450 keV、束流60 kA且无外加引导磁场的条件下，当结构参数网长为4.8 cm,腔间距为1.4 cm,电子发射面为0.8 cm,内径为8 cm时，获得了平均功率7.4 GW，频率4.1 GHz的微波输出，效率达27.4%，阻抗7.5 Ω。通过粒子模拟给出了束波互作用效率随电子束电压、电流以及谐振腔间距的变化曲线，电子束电压对输出微波频率的影响曲线以及不同谐振频率与最佳谐振腔间距的对应曲线，这些曲线表明该器件具有渡越时间效应的基本特征，属于渡越辐射器件，且具有对电子束质量要求不高的特点。     

径向三腔渡越时间振荡器高频特性分析

 研究了径向三腔渡越时间振荡器的高频特性，提出了一种近似求解方法，获得了各模式的频率以及场分布特性,并进行了数值模拟验证。近似求解所得的谐振模式的频率与数值模拟的结果基本一致，而模式场的振幅有误差。对近似方法进行了误差分析，结果表明:场振幅的误差随谐振腔径向长度与平均半径之比的减小而减小，该比值小于0.3时，场振幅的相对误差小于5.4%,比值大于1时,该方法不适用。     

边加载径向三腔渡越时间振荡器设计

 提出了一种边加载结构的径向三腔渡越时间振荡器。通过1维单粒子理论研究了直流渡越角和电压调制系数对束-波互作用效率的影响，并进行了2.5维数值模拟验证。数值模拟研究表明:该器件具有低阻抗、高效率、输出微波频率单一稳定等特点。在400 kV，60 kA无外加引导磁场的条件下，获得了平均功率为8 GW，频率为3.9 GHz的微波输出，效率达33.3%，阻抗仅为6.7 Ω。     

新型径向边加载渡越时间振荡器

 根据渡越时间效应3维理论研究，设计了一种工作于6.1 GHz的新型径向边加载渡越时间振荡器。为增强电子束在谐振腔中的横向摆动，部分加大了高频结构中金属圆筒端部的宽度，以增大横向电场的的分布区域。3维理论分析表明,该器件的效率可以超过50%。粒子模拟研究表明,该器件在170 kV，18 kA的电子束激励下，平均输出功率达到1.6 GW，束波互作用效率为52.3%。