建立了带输入波导结构的S波段速调管放大器输入腔开放腔模型，利用3维软件对其高频特性进行了数值计算研究，并对输入腔结构进行了优化设计。利用已加工的输入腔进行了高频参数的冷测实验研究，实验中的输入腔结构尺寸与高频分析中的完全相同，实验结果与高频分析结果一致。用3维PIC程序对电子束经过该输入腔后的束流调制以及注入微波的吸收情况进行了模拟。模拟结果表明：该输入腔与微波注入波导匹配很好，注入微波能被电子束和谐振腔全部吸收，在输入腔间隙后37cm处得到了13％的基波电流调制深度。

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％。

提出了利用角向分区来产生双频高功率微波的思想，并根据常规磁绝缘线振荡器的互作用主要在轴向而与角向无关的物理机制，通过在常规磁绝缘线振荡器内设置谐振腔深度的角向分区，建立了L波段双频磁绝缘线振荡器的模型，并利用电磁模拟软件，优化设计了L波段双频磁绝缘线振荡器。粒子模拟的结果为：在电子束电压为530kV，电流为45．5kA的条件下，得到了稳定的双频高功率微波输出，其微波频率分别为1．28GHz和1．50GHz，周期平均功率约为2．65GW，功率效率约为11％，两个频率的频谱幅度相差约0．4dB。

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。