基于全局模型，引入氧负离子解吸附过程，完善了重复频率高功率微波脉冲弛豫模型，理论研究了重复频率高功率微波脉冲大气击穿弛豫过程，数值模拟了不同附着频率、解吸附频率以及初始电子浓度条件下，弛豫过程电子浓度随时间的变化规律。结果表明：弛豫过程电子浓度变化分为快衰减和慢衰减两个阶段；发现氧负离子的引入明显延缓了弛豫过程后期电子的衰减；解吸附频率与附着频率对弛豫过程有着相反的影响，解吸附频率越高，慢衰减阶段的电子浓度越高，快衰减阶段电子浓度变化不明显；附着频率越高，快衰减阶段电子浓度变化越剧烈，慢衰减阶段的电子浓度越低；初始电子浓度越大，慢衰减阶段电子浓度变化越剧烈。

结合电子流体方程与 Maxwell方程组,对单脉冲高功率微波 (HPM)大气击穿过程进行仿真,采用时域有限差分方法 (FDTD)并结合 HPM自生等离子体的特征参数，仿真了不同压强和场强下单脉冲 HPM自生等离子体的参量变化，分析了 HPM频率为 6.4 GHz时，不同场强、压强下的大气击穿时间，并开展了大气击穿实验加以验证。理论分析与实验结果表明，实验与理论分析结果一致，压强与场强的变化对大气击穿时间均有显著影响，原因在于场强和压强对大气击穿种子电子浓度的变化起决定性作用，进而影响大气击穿时间。场强为 kV/cm量级时，大气击穿时间在 10 ns量级，在相同的场强下，随着压强的增大，击穿时间会先减小再增加。相同的大气压强条件下，场强越高，大气击穿时间越短。