电磁探测成像系统能够对电磁干扰源进行大范围、宽频带且快速的定位，系统主要由抛物反射面和多通道超宽频带信号采集系统组成。由于各个通道器件参数受限于制造工艺的影响不可能完全一致，探测不同频率干扰源的响应特性也不相同，导致获得的电磁图像中存在的条带噪声随干扰源的频率变化而呈现出不同的特征，严重地影响定位的精度。构建了双向门控循环单元（BiGRU）-卷积神经网络（CNN）模型，根据实测数据构建数据集作为模型的输入，BiGRU和CNN利用图像相邻行间的强相关性，从过去和未来的输入中广泛收集冗余信息，对条带噪声进行提取并对空间信息进行整合处理，利用数据之间的差值对这个过程进行循环迭代。通过大量的实验对模型进行验证，BiGRU-CNN方法与测试的经典方法相比更优，在垂直梯度能量方面降低了15.2%，在残差非均匀性方面降低了21.9%。

为满足太赫兹领域对大功率、宽带宽的太赫兹辐射源的需求，提出了一种新型交错双栅脊波导（RDSG）慢波结构。设计并优化了交错双栅脊波导返波振荡器的高频结构，同时对交错双栅脊波导和常规交错双栅的高频特性进行了仿真和对比，结果表明：当二者相速度接近时，交错双栅脊波导拥有更宽的“冷”通带带宽和更高的耦合阻抗。PIC仿真结果表明，在1 THz频段，交错双栅脊波导返波振荡器拥有超过175 GHz的可调谐带宽以及1.1 W的输出功率，比相同工作条件下的常规交错双栅结构输出功率了提高34%～42%。

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%。

针对空间行波管阴极预热过程中热子电流周期性波动的故障，建立热子等效电路估算了热子电流波动范围，采用激光测振频谱分析的手段测试了热子双螺旋结构的固有频率，进而完成了问题定位，对热子电流周期性波动进行了机理分析，阐明了热子电流发生周期性波动的条件，并提出了解决措施，同时从理论上定性分析了热子电流波动对空间行波管可靠性的影响，并通过试验验证了可靠性影响分析结论的正确性。

设计实现了一款C/X双频双圆极化共口径微带天线，在C/X频段均能以双圆极化方式工作，有效提高了天线的口径利用率。采用寄生结构和L型探针耦合馈电拓展了天线的阻抗带宽；以嵌套方式将X波段天线置于C波段天线的间隙处实现了共口径设计；通过对称反相馈电技术实现了良好的交叉极化比。测试结果表明，C波段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别大于23%和17%；X波段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别大于28%和18%；测试频点处的交叉极化比均大于25 dB。

设计实现了一种宽带双频双圆极化的毫米波单馈天线，天线同时在n257（26.5～29.5 GHz）、n260（37.0～40.0 GHz）波段工作。与传统的圆极化天线相比，天线采用上下堆叠的不规则贴片实现了双频双圆极化，提高了信号收发隔离度；通过增加弯曲的寄生贴片，天线拓展了圆极化轴比带宽；金属边框上的矩形缝隙用来改善天线增益和带宽。测试结果表明，天线低频和高频的相对阻抗（<−10 dB）带宽分别达到20.4%和17.0%，相对轴比（<3 dB）带宽分别达到14.9%和11.4%。天线带宽覆盖n257、n260波段，可以用于5G移动设备与低轨卫星的通信。

介绍了大功率高效率功率放大器（功放）在实际设计时面临的晶体管寄生效应问题，并通过引入晶体管封装寄生模型对本征端阻抗进行等效迁移，进而提高了输出匹配网络设计的便捷性。提出一种基于紧凑型微带谐振单元的电路设计方法及其传输线拓扑结构，其中，紧凑型微带谐振单元的作用是提供功放在三次谐波所需的开路点，从而通过调谐传输线满足相应阻抗条件。其优点还包括：基波频率下插入损耗低、效率高；实际物理尺寸小，可满足小型化需求。为了更好地验证上述理论，基于10 W GaN HEMT CGH40010F晶体管和大功率高效率E/F开关类功放在2.2 GHz的工作频率下进行了具体的电路设计。仿真结果表明，该款功放的最大功率附加效率可达78.4%，最大输出功率可达40.1 dBm，功率增益为12.1 dB。

为研究系统级射频设备高功率微波前门效应，采用注入法对某4G基站的滤波器、环形器、低噪放及功放构成的射频前端进行实验研究。结果表明，高功率微波脉冲上升沿和下降沿被射频前端滤波器强烈反射，脉冲平顶段反射很小。反射波形在上升沿及下降沿呈尖峰、在脉冲中部呈平底，显示高功率微波陡峭的上升沿和下降沿包含的丰富的滤波器带外频率成分被反射，导致通过滤波器的脉冲头尾被削弱。经滤波器后，高功率微波脉冲可由环行器进入上行通道低噪放，进而被反射，环行进入下行通道功率放大器，被再次反射，再环行从注入口输出。实验中监测到了经两次反射环行的高功率微波脉冲。说明在高功率脉冲条件下，原本由环形器隔离的下行通道功率放大器同样会承受上行通道进入的高功率微波脉冲损伤的风险。

针对高功率微波器件的低磁场小型化发展需求，设计了工作在S波段的低磁场紧凑型相对论磁控管，建立了三维仿真模型。设计衍射输出结构，输出模式为TE₁₁模。在圆波导中TE₁₁模具有最小的截止半径，因此选取TE₁₁模输出比高阶模输出具有更小的波导半径。分析了磁控管的输出性能随磁场、输出波导半径和倾斜角的变化规律。在磁场0.34 T、电压352 kV条件下，模拟仿真结果显示磁控管输出功率达到567 MW，功率转换效率为62.5%，在频率为2.37 GHz时波导半径仅为77.5 mm。

介绍了105/140 GHz双频兆瓦级回旋管的设计和最新实验进展。该回旋管的谐振腔、准光模式变换器、BN输出窗采用了双频共用的设计，电子枪采用了双频复用的双阳极磁控注入枪，收集极采用单级降压。在现有实验室电网功率容量有限的情况下，进行脉冲调试，得到的实验结果为：在重频1 Hz、ms连续短脉冲条件下，在105 GHz点和140 GHz点脉冲功率分别达到710 kW和1.057 MW，脉宽0.7 ms，对应总效率分别为34%和49%。在105 GHz点通过脉宽延展和老炼，进一步得到300 kW/2 s和400 kW/1 s的秒级脉宽实验结果，BN窗片的温度在两种状态下温度分别达到606 ℃和503 ℃，波束频率单一，没有杂模。实验基本上验证了该器件的物理设计。