对比分析了几种可输出圆波导TE01模激励器的仿真设计结果。结果表明, 利用行波功分结构实现矩形波导TE10模到4路矩形波导TE10模的等幅同相功分, 进而合成转换成圆波导TE01模的转换过程, 可在较宽的频带范围内, 实现圆波导TE01模的高效激励。以中心频率9.40 GHz仿真设计的圆波导TE01模激励器, 在中心频率上的传输效率超过99.9%; 在9.08~9.61 GHz的频率范围内, 传输效率大于99%。实验测量结果表明, 所加工激励器在较宽的频带范围内, 传输损耗优于-0.2 dB, 与仿真结果的差异主要来自于波导壁面的欧姆损耗和波同转换结构; 器件工作频带内平坦特性良好, 有利于开展测量工作。

针对现有基于特定模式成分所设计的高功率mTM0n-TEM/TM01混合模式转换器的工作原理,提出了一种大过模比结构下高功率TM0n混合模式的转换方法,可以实现将状态相对稳定且成分已知的GW量级任意模式成分比例、任意相位差的高功率TM0n混合模式微波高效转换为单一的TEM模或TM01模。利用该设计原则对之前所设计的高功率TM0n混合模式转换器进行优化改进,在保留了原有器件功率容量和频带特性的同时,大幅简化器件设计结构。

针对一种陶瓷真空界面、天鹅绒阴极和不锈钢外壳的无氧铜压封高功率微波管，利用真空设计软件VacTran建立了系统抽气模型，模拟了真空室主要材料放气率和抽气曲线；通过吸气剂简单吸气模型，对保真空过程中吸气剂的吸气行为进行了模拟。实验对比了高功率微波管真空室在常温和烘烤状态下抽真空至10-4 Pa量级所需的时间。在真空度满足要求后，采用非蒸散型吸气剂（NEG）作为吸气泵进行保真空实验，静态下保真空超过30 d后，真空度仍维持在2×10-4 Pa。在此基础上，对保真空状态下的高功率微波管进行加速寿命实验：温度为80 ℃，累计时间超过140 h，真空度仍好于1×10-2 Pa，据此估计高功率微波管在常温下保持真空度高于1×10-2 Pa的时间超过1年。