中文摘要：

数百千瓦级的高功率、高增益毫米波、亚毫米波行波放大器，在民用、国防和科学研究上都有很重要的应用前景。本项目提出并研究用大轨道回旋自动谐振脉塞实现高功率高增益毫米波亚毫米波行波放大器的相关应用基础性问题，是一项抑制电子回旋脉塞行波放大器中寄生振荡的机理性创新性研究。内容主要包括相关的基本机制，较为系统的线性和非线性特性，重点研究采用同轴波导结构下抑制寄生模式振荡和减小电子束速度离散对效率的影响。我

结论摘要：

本项目提出了大轨道同轴结构回旋自动谐振脉塞的新构想，对其进行了较系统的基础性研究，结果表明该新构想兼具了大轨道电子束脉塞和同轴结构选模特性的优点，可望发展成束－波互作用强、模式选择性好、工作磁场低、能实现单模运行的高功率毫米波新型器件。主要研究成果（1）阐明了该类微波激射的机理大轨道电子束参数选取在回旋自动谐振脉塞并使用同轴结构，既保证了很强的束－波互作用和很好的选模特性，又抑制了回旋管和回旋返波管性质的寄生振荡,有效克服模式竞争。（2）分析了色散性质，用线性及非线性方法研究了参数的影响及优化，发现大轨道电子束导引中心离散对束－波互作用的影响甚微，增益可高达72分贝。（3）讨论了模式竞争问题，论证了在高阶模式下能有效排除回旋谐波的寄生效应和抑制寄生振荡。（4）定量分析了利用坡度导引磁场对效率受电子束离散负面影响的补偿作用，输出功率可望提高1～1.5倍。（5）发现同轴结构旭日型开槽很适合大轨道电子束运行，布喇格型开槽对抑制多模竞争特别有效。（6）与德国卡尔斯鲁研究中心合作研究了一种兆瓦级高功率微波激射器的准光输出系统，其同轴高阶模转换成高斯模的效率可高达98.3％。