分布式介质加载技术已被成功应用于回旋行波管的高频结构，该结构对于回旋行波管的自激振荡起到很好的抑制作用。对采用分布式介质加载的Ka波段，工作模式为TE01模的回旋行波管进行了稳定性分析；计算了介质加载条件下工作和寄生模式的传播损耗，以及不同传播损耗下工作模式的起振电流；对不同介质加载条件和工作电流，给出了三个主要寄生模式的起振长度；在对介质加载回旋行波管工作和寄生模式稳定性综合分析的基础上，确定了介质加载厚度及相对介电常数等参数。利用优化设计的高频结构及介质加载参数，进行了整管热测实验，得到了输出功率160 kW，饱和增益40 dB，效率22.8%及3 dB带宽5%的回旋行波管。

运用大轨道电子束,对外开槽同轴波导回旋自谐振放大器进行了线性动力学理论分析和非线性自洽模型模拟.由线性动力学理论分析和非线性模拟得到的结果在线性增长部分吻合得很好.为了有效抑制绝对不稳定性,对电子束流的选择进行了讨论.计算结果表明:对于电压为700 kV, 电流为100 A, 电子束纵横向速度比为0.8的大轨道电子束, TE51外开槽同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的峰值功率和峰值效率分别可以达到6.27 MW和8.96%.

详细推导了具有分布损耗波导结构的回旋行波放大器的色散特性.通过绝对不稳定性振荡出现的条件,给出求解具有损耗波导结构回旋行波管放大器的绝对不稳定性起振电流的数值计算方法.研究结果表明:绝对不稳定性起振电流与损耗波导的集肤深度有关,选择有较大的集肤深度的损耗波导可以提高绝对不稳定性起振电流;绝对不稳定性起振电流同时也与工作磁场偏离饱和磁场的程度以及电子束的纵横速度比有关;通过设计具有分布损耗波导结构的注-波互作用电路,以及工作磁场、电子束的纵横速度比,可以在兼顾带宽、效率的条件下,保证回旋行波管放大器稳定工作.

应用分析回旋行波管绝对不稳定性的Briggs-Bers相碰判据与小信号色散方程,结合介质加载波导的冷场分析,数值计算并比较了不同介质加载条件下回旋行波管工作模式的起振电流与寄生模式的起振长度.改变加载介质的特性参数可以增加行波损耗从而显著提高工作模式起振电流,并抑制掉寄生模式的返波振荡.结合介质加载波导冷场分析与回旋行波管小信号色散方程,分析了介质加载条件下回旋行波管小信号增益,计算得出了不同介质加载条件下的回旋行波管的小信号增益带宽曲线.

绝对不稳定性是制约回旋行波管性能的主要因素之一.通过回旋行波管色散方程,详细分析了W波段基波回旋行波管绝对不稳定性的形成和特征,提出了采用多段损耗波导来抑制绝对不稳定性的方法.分析表明,绝对不稳定性的起振存在一定阈值,起振电流对电子注参数和电路参数极其敏感,确定起振电流是稳定器件工作的前提条件.通过PIC模拟,给出了采用无损耗波导结构,且工作电流为25A和10A条件下的放大器频谱图和功率图,结果表明绝对不稳定性的出现与否主要由工作电流是否超过起振的阈值电流决定,损耗波导是抑制绝对不稳定性的有效手段.