在对磁绝缘线振荡器（MILO）慢波结构色散特性进行理论分析的基础上，结合负载限制型和渐变型MILO的特点，对X波段MILO慢波结构、阴极和中心阳极进行了设计。利用2．5维全电磁PIC程序进行粒子模拟，研究了输出功率与结构参数之间的关系，进一步优化MILO结构。在外加电压为510kV，束流43kA情况下，模拟得到平均功率2．83GW的微波输出，中心频率为8．2GHz，功率转换效率12．9％。

利用数值模拟的方法，研究了角向分区比例分别为1：1，1：2，1：3，2：1和2：2的双频磁绝缘线振荡器（MILO）的微波产生特性，得到了“热腔”条件下的微波电场分布，电子的相空间图，输出微波的总功率，以及微波频率随角向的分布变化等特性。为了比较，还给出了对应于双频MILO的谐振腔深度的两种常规的角向均匀的单频MILO的模拟结果。研究揭示了双频MILO内束一波互作用分区分别工作的规律，提高了对双频MILO产生双频率高功率微波的机理的认识，为双频MILO的双频辐射技术和双频微波测试技术提供了依据。