高功率微波器件在雷达、电子对抗等方面具有重要的应用潜力，因此得到广泛的关注。然而，庞大的体积和重量，以及较低的效率和较短的寿命，严重限制了高功率微波的应用范围。提出了一种径向电子注驱动的同轴槽振荡器，该振荡器无需聚焦系统，从而能够大幅度减少体积和耗能。采用由外向内的径向电子注，阴极电流密度低，可以采用热阴极替代爆炸发射阴极，从而提高器件寿命。PIC仿真中，采用460 kV，6 kA径向电子注能够在3.8 GHz产生1.2 GW的输出，对应效率43.5%。

论文提出了一种用于食品工业中常用添加剂（肌醇、亮氨酸、牛磺酸）高灵敏度区分的太赫兹超材料传感器。该传感器由带有双尖端的开口谐振环（Split Ring Resonator，SRR）阵列组成。液体样品的不同浓度和种类对应于传感器不同的频率偏移，可以被用于液体样品浓度和种类的区分和辨别。该超材料传感器使用微纳工艺制作在对太赫兹波透明的石英基板上。利用太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）系统分别测量了浓度为0.2、0.4、1.5、2、3和4 mg/ml的液体样品。结果表明，所提出的超材料传感器能检测的最低样品浓度为0.2 mg/ml。同时，该传感器也可以实现相同浓度，不同种类液体样品的辨别。该研究为基于开口谐振环结构的太赫兹超材料传感器在食品安全领域的应用提供了新的参考。

提出了一种悬置双微带曲折线慢波结构，介质基板悬置于封闭金属腔内，基板上下表面各镀有一条金属曲折线结构。该结构具有双电子束通道，电磁波具有对称的分布，因此，电磁波可以通过上下腔体与两束带状电子束互作用。通过仿真软件分析了其高频特性，设计工作电压和电流分别为2050 V和0.2 A，PIC仿真结果表明，在36 GHz处最大输出增益为26 dB，具有8 GHz的3-dB饱和功率带宽。实验测得该慢波结构反射损耗低于-10 dB，同时分析了慢波结构制备过程中影响传输损耗的主要因素。

提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构。与传统的矩形曲折波导慢波结构相比，菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸，在相同尺寸下拥有更宽的带宽。同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器。在此基础上，设计了一种用于行波管的340 GHz菱形曲折波导慢波结构，并采用相速负跳变技术提高了其增益。模拟仿真结果表明，在加载电压为15.3 kV，电流为35 mA的圆形电子注的情况下，行波管在343 GHz的输出功率和增益分别达到8 W和33 dB，其3 -dB带宽范围为330～348 GHz。

提出了一种具有高频率、宽频带和低电压特点的矩形同轴曲折波导慢波结构，所提出的矩形同轴曲折波导工作于过模状态，工作频率较高，同时具有不错的传输特性。设计了一种宽带的双脊加载的波导-同轴转换器，其带宽可以覆盖矩形同轴曲折波导行波管的整个工作频带。所设计的矩形同轴曲折波导行波管工作电压和电流分别为3230 V和150 mA，慢波结构长度为32 mm，PIC仿真结果表明，在76～110 GHz频率范围内，其输出功率超过13.7 W，在108GHz频点，输出功率达到最大值，约为27.4 W，对应的射频效率为 5.65%。