利用求解格林函数的方法，对束流预调制型同轴虚阴极振荡器进行了初步理论分析。分析结果表明，相同参数入射电子束同轴虚阴极振荡器的束波转换效率正比于预调制深度的平方，提高预调制的深度可以很好地提高束波转换效率；任意的束波互作用区结构参数和入射束流分布参数，都会存在一个对应工作状态下最大束波转换效率的最佳预调制频率，合理选择预调制频率可以优化同轴虚阴极振荡器的微波输出。

利用电磁场模拟软件模拟了BJ100矩形开口波导的增益特性，探讨了法兰和波导长度对矩形开口波导增益的影响，得出了开口波导增益随波导长度以半波长为周期振荡的规律。为了减小增益随频率的振荡，抑制法兰对开口波导增益的影响，采用在波导外壁宽边贴覆吸波材料的办法。数值模拟表明：在波导外壁宽边贴上吸波材料后，增益随频率振荡的现象减弱或消失，矩形开口波导方向图的主瓣变宽，中心的增益值最大，满足高功率微波辐射场测量中使用的要求。