本工作基于高温固相法制备的 ZrO2:Ti4+荧光粉和 PDMS硅橡胶, 获得了一种新型力致余辉发光复合弹性材料, 并通过 XRD、扫描电子显微镜、光谱技术等对荧光粉及弹性体的结构、发光和陷阱性能进行了针对性的表征。结果表明: ZrO2属于单斜晶系, 空间群 P21/c (No.14), 为中心对称结构, 力致发光与常见的压电发光无关, 基质的带隙大约为 5.01 eV, 宽度较大, 有利于发光能级的辐照跃迁, 均匀掺入 Ti4+作为发光中心后, 具有 Ti4+特征发射 eg→t2g的青色的光致及余辉发光, 确定了最强发射时Ti4+的掺杂浓度为0.10%, ZrO2:Ti4+荧光粉与PDMS复合制备的弹性材料在通过 254 nm的紫外灯辐照蓄能后, 可在刮划、撕扯、按压、弯折和拉伸等外力刺激下发出明亮的青色力致发光, 并能在裸眼视觉下持续数秒时间, 该力致余辉现象力光线性依赖且辐照可重复, 在应力可视化、力光传感、工程探测和人造皮肤等领域展现出良好的应用潜力和发展前景, 提出了一种可能的摩擦电引发陷阱载流子激励力致余辉发光的机理。

以弱色散特性的扇形金属-介质夹持杆螺旋线慢波结构的Ka波段行波管作为研究对象，进行了互作用特性仿真研究。采用螺距跳变和磁场跳变技术进一步提高了该行波管在工作频带的输出功率和电子效率，并解决了电子注散焦问题。设计结果表明：当工作电压为9 kV、工作电流为210 mA时，行波管在24~40 GHz整个频带内，各频点的增益在37.7~48.7 dB之间，电子效率在15.18%~19.42%之间，输出功率大于286 W。此结果较之均匀周期的设计结果，电子效率增幅在4.19%以上，输出功率增长率在4.3%以上，尤其在26~37 GHz范围内，电子效率增幅达到了11.8%以上，输出功率增长率达11.9%。

提出了一种基于开槽介质基底的卷绕微带线慢波结构.由于金属曲折微带线印制在介质基底的半圆形槽中, 这种卷绕微带线慢波结构非常适合圆形电子注行波管, 从而使得采用这种新型慢波结构的行波管可以利用传统的周期永磁磁场进行聚焦.文章对提出的卷绕微带线慢波结构的色散特性, 耦合阻抗, 传输特性及注-波互作用进行了分析.和传统的平面微带线慢波结构相比, 提出的卷绕微带线慢波结构具有更低的相速、更弱的色散和更高的耦合阻抗, 从而使得其适合于低电压、宽频带、小型化的毫米波行波管.将同步电压及直流电流分别设置为6550 V及0.1 A的情况下, 基于该卷绕微带线慢波结构的Ka波段行波管在35 GHz处能够输出42.32 W的功率, 对应增益为26.26 dB, 且均匀聚焦磁场只需0.4 T.

通过仿真计算对平顶型正弦波导的慢波特性进行了分析研究,提出了一种可用于W波段大功率行波管的两段式平顶型正弦波导高频电磁系统,并完成了输入输出结构和集中衰减器的优化设计；利用粒子模拟方法获得了带状电子注与此结构中慢电磁波注—波互作用特性,计算结果表明该行波管在92~101 GHz的频率范围内可获得200 W以上的输出功率,增益大于30 dB.

提出脊加载同轴径向线慢波结构，并用高频结构仿真器(HFSS)电磁仿真软件对其色散特性和耦合阻抗进行研究，分析了不同结构参数变化对其高频特性的影响。结果表明：脊加载同轴径向线慢波结构的色散曲线平坦，减小内径和周期长度可以明显降低慢波结构的相速，从而减小工作电压；加载脊的宽度对耦合阻抗的影响明显，随着加载脊宽度的增加，耦合阻抗得到提高，相速减小；加载脊的长度对结构的色散特性和耦合阻抗影响不明显；这种脊加载方式有利于增加慢波结构的耦合阻抗，提高行波管的增益和效率。脊加载同轴径向线慢波结构是一种全金属结构，工作频带宽，散热性能好，在毫米波波段的行波管中有较好的应用前景。

提出脊加载同轴交错圆盘波导慢波结构,并用电磁场仿真软件HFSS对其色散特性和耦合阻抗进行了计算，分析了不同结构参数对其高频特性的影响。研究表明：脊加载同轴交错圆盘波导有较好的色散特性，它比非同轴结构的带宽有明显增加，同时可以降低慢波结构的相速，用作行波管慢波结构时可以降低工作电压。脊加载同轴交错圆盘波导是一种全金属结构，散热性能好,损耗低，在毫米波及亚毫米波段的行波管中有较好的应用前景。

为了将槽波导端与标准矩形波导相连接, 设计了一种适用于折叠槽波导结构行波管的输入输出过渡波导,可将其视为槽宽渐变的双槽加载矩形波导。利用电磁仿真软件CST微波工作室对该结构进行仿真计算, 讨论了各个结构参数对其性能的影响。对比了直线渐变、抛物线渐变和指数渐变3种槽宽渐变规律在W波段对其传输特性及损耗特性的影响。研究结果表明:指数渐变结构的驻波系数小于1.15的带宽比其他两种结构都要宽, 且在90~99 GHz、驻波系数小于1.25时, 该结构的整体长度也远小于另外两种结构, 能够实现良好的过渡效果；而直线渐变结构的损耗在90~97 GHz为最低。

研究了Ku波段光子晶体加载曲折波导慢波结构的色散特性和耦合阻抗。用电磁仿真软件CST MWS进行了仿真, 讨论了慢波结构外光子晶体对慢波通道内电磁波的选择通过性。对具有相同结构尺寸慢波结构的研究结果表明：光子晶体加载慢波结构的色散比传统曲折波导慢波结构的色散低；和传统曲折波导慢波结构相比，光子晶体加载曲折波导慢波结构的耦合阻抗略高。

提出了一种新型的菱形微带曲折线慢波结构。该结构可适用于低电压、宽带宽、中等功率水平的高效率毫米波行波管。和传统的慢波结构相比, 微带曲折线是一种平面结构, 因此其加工工艺可采用2维微细加工技术。该结构可以用带状电子束进行注-波互作用, 并且不需要额外的电子束通道。给出了菱形微带曲折线慢波结构在140 GHz的色散曲线和注-波互作用模拟分析。研究结果显示：在输入功率为40 mW, 带状电子束的电流和工作电压分别为90 mA和7 kV的条件下, 该微带曲折线行波管可以获得数十W功率输出, 互作用效率可达14.3%, 瞬时3 dB带宽为18 GHz(132～150 GHz)。