应用麦克斯韦方程和电子流体方程，利用时域有限差分方法（FDTD）计算模拟了高功率微波（HPM）对大气的电离与击穿；该方法用瞬时电场代替等效电场，时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率，消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程中电场幅度衰减而引起的误差，计算得到击穿阈值大小随海拔高度的变化趋势与文献所得的变化趋势相吻合，其值略大于近似解析解；并通过仿真计算分析了HPM脉冲幅值、脉宽以及海拔高度等参数对大气击穿的影响。

介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变压器。通过对三谐振脉冲变压器无损等效电路的理论分析,给出了在回路本征频率为1∶2∶3时,电路各参数的关系及输出电压解析表达式,由此可知在此条件下变压器次级高压绕组上的最大电压与负载电容上最大电压比为0.36∶1。根据理论结果,设计了一组参数进行了电路模拟,证明了理论分析结果的正确性,可用于三谐振脉冲变压器的设计。并模拟了变压器耦合系数、调谐电感、调谐电容、初级电容及负载电容等参数变化对装置输出电压及能量传输效率的影响。由模拟结果可知,调谐电感和调谐电容在-10%-10%范围,初级电容在0-10%范围以及负载电容在-10%-0范围内变化对装置的性能影响不大,该变压器较容易实现工程化。

通过分析六氟化硫气体在静态高电压和脉冲高电压作用下的绝缘特性对Marx模块式开关结构和外筒尺寸进行了优化设计,着重优化设计了Marx发生器中的两个关键绝缘部位——开关腔体结构和外金属筒与顶部电容绝缘距离,并通过数值模拟计算,分析了该区域的局部3维电场强度分布。结果表明：最大场强均小于六氟化硫的沿面闪络和电击穿场强阈值。对模块式开关腔和外筒尺寸进行优化得到的绝缘结构满足0.3 MPa下六氟化硫的绝缘要求。

利用电磁场模拟软件模拟了BJ100矩形开口波导的增益特性，探讨了法兰和波导长度对矩形开口波导增益的影响，得出了开口波导增益随波导长度以半波长为周期振荡的规律。为了减小增益随频率的振荡，抑制法兰对开口波导增益的影响，采用在波导外壁宽边贴覆吸波材料的办法。数值模拟表明：在波导外壁宽边贴上吸波材料后，增益随频率振荡的现象减弱或消失，矩形开口波导方向图的主瓣变宽，中心的增益值最大，满足高功率微波辐射场测量中使用的要求。

利用数值模拟的方法，研究了角向分区比例分别为1：1，1：2，1：3，2：1和2：2的双频磁绝缘线振荡器（MILO）的微波产生特性，得到了“热腔”条件下的微波电场分布，电子的相空间图，输出微波的总功率，以及微波频率随角向的分布变化等特性。为了比较，还给出了对应于双频MILO的谐振腔深度的两种常规的角向均匀的单频MILO的模拟结果。研究揭示了双频MILO内束一波互作用分区分别工作的规律，提高了对双频MILO产生双频率高功率微波的机理的认识，为双频MILO的双频辐射技术和双频微波测试技术提供了依据。

提出了一种采用单电子束实现C波段和X波段微波同时输出的新型相对论返波振荡器，该器件的束波作用区为中间用渐变段隔开的两段盘荷结构。使用Karat软件进行了2．5维全电磁粒子数值模拟，在工作电压为1MV，电流为8kA，导引磁场为3T的条件下，输出微波功率大于1GW，功率效率约为15％，输出的微波频率分别为5．42GHz和9．58GHz，二者频谱幅度相差2．17dB，模式为TEM模。

设计了一种L波段同轴引出电子束相对论返波振荡器，采用KARAT2．5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内束-波作用的物理过程，分析了二极管电压和导引磁场对产生微波频率和束-波转换效率的影响。模拟结果表明：该器件在小型化，中等磁场的条件下具有较高的束-波作用效率。在电子束能量700keY，电子束流10kA，导引磁场为1．0T时，器件在频率1．62GHz处获得较高的微波输出，饱和后微波的平均功率达2．2GW，平均效率约为30％，器件最大径向半径仅为5．0cm。

提出了X波段双频两段式同轴相对论返波振荡器的物理模型，推导了该结构在冷腔时的TM。。模式色散方程，数值求解了两段式同轴波纹慢波结构TM01模色散曲线；用粒子模拟软件对其结构和电磁参数进行分析研究，优化得到的结构参数为第一、二段分别为10个和4个周期数，周期长度分别为0．50cm和0．73cm，波纹幅值分别为0．13cm和0．21cm，平均半径为2．9cm，同轴间隙为2．1cm。结果表明：在环形相对论电子注电压为510kV、电流为9．4kA，引导磁场为0．7T的条件下，器件得到了X波段稳定的高功率双频微波输出，其平均功率约为0．75GW，平均功率效率为15．6％。

采用CST微波工作室软件,数值模拟了内外导体轴线偏心对开放式同轴谐振腔的影响。结果表明：不管是内外导体的轴线发生平行偏心,还是倾斜偏心,都引起开放式同轴谐振腔的谐振频率、品质因数和场振幅实质性下降;其中,倾斜偏心产生的影响比平行偏心更为严重。

　由于高功率微波（HPM）武器的应用和电子系统的复杂化，通信系统中大功率发射和高灵敏度接收的需要，无源互调（PIM）问题变得日益突出。首先简要介绍了PIM测量系统的特点和基础的测量方法；其次，分析了WCDMA系统中某发射频段内的PIM效应，并计算了有主要影响的三阶互调频率；最后采用反射测量法给出了WCDMA二端口无源互调测量系统框架和相应的参数说明。