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本研究通过推导Maxwell方程并利用Poynting定理建立了三维场方程,通过洛伦兹力方程和能量守恒定律建立运动方程,最终建立了螺旋线三维多频非线性互作用模型。通过编写代码计算了带宽在6-18GHz螺旋线行波管的基波和高次谐波,并模拟计算非线性失真的影响,如相位失真和三次交调五次交调影响,为三维模拟软件提供互作用理论基础和计算代码。