提出并研究了一种具有结构紧凑、散热性好、输出功率大等特点的新型扩展互作用结构——径向扩展互作用振荡器(EIO), 并推导了小信号理论.利用电磁仿真软件分析了径向EIO高频结构中的谐振特性与场分布, 并采用三维粒子模拟软件开展了注波互作用研究.研究结果表明在工作电压为5 kV, 电流为8.48 A时, 所设计的径向EIO输出功率达到2.6 kW, 热腔工作频率为30.011 GHz, 效率为6.1%.

为了对扩展互作用振荡器(EIO)进行更为高效研究与设计，提出了一种非线性理论与数值模拟相结合的方法对其进行分析，编制了基于一维电子圆盘模型的数值计算程序，并结合MAGIC模拟结果对其准确性进行了讨论。非线性模拟中，35 GHz EIO输出功率为125 W，频率为35.01 GHz，对应的MAGIC模拟结果分别为100 W，35.11 GHz; 110 GHz EIO输出功率为220 W，频率为107.9 GHz，对应的MAGIC模拟结果分别为190 W，107.93 GHz。非线性方法使得模拟速度有了很大的提高，单次计算时间小于5 min，并且所得数据与传统软件模拟得到的特性曲线相比变化趋势一致、数值上也较为接近。