建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式来说,偏心导致了可能存在的振荡模式发生变化,使得大轨道电子注偏心时的模式竞争更加复杂.

通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化，得出了两个参数的最佳组合值：损耗层厚度0.116 mm，电阻率为铜的77 882倍，此时放大器达到最大增益15.9 dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证，使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。

实验中制备了W-Re,W-Sc,W-Zr,W-Y合金阴极,其中Re,Sc,Zr,Y元素所占合金阴极材料的质量分数都为5%。二次电子发射系数测试结果显示,Re掺杂合金阴极对提高纯钨阴极二次电子发射能力显著,掺杂5% Re的W-Re合金阴极材料具有最大二次电子发射系数,其值为1.8,相比于纯钨阴极,能够提高80%。鉴于Re对提高纯钨阴极二次电子发射能力显著,对Re掺杂质量分数分别为20%,10%,6%,5%,4%,3%W-Re合金阴极材料二次电子发射系数进行了研究,发现随着Re在W-Re合金阴极材料中含量的降低,其二次电子发射系数在不断增大,仅当Re含量下降至5%左右时,合金阴极具有最大二次电子发射系数,继续下降至4%,合金阴极二次电子发射系数不但没有升高,相反下降至1.41,当下降至3%时,合金阴极二次电子发射系数值迅速降低为1.1。

基于回旋行波放大器的线性理论和反射边界条件，建立了渐变输出端存在反射时回旋行波放大器模型，分析了TE01圆电模基波回旋行波放大器输出端反射对其增益、返波起振长度、返波起振电流和返波起振频率的影响。结果表明，随着反射增强，线性增益降低，返波起振长度和起振电流减小，返波起振频率的变化较小；反射增强将在一定程度内影响放大器的稳定性。