强流重离子加速器装置（HIAF）的重要实验平台高精度环形谱仪（SRing）将建造随机冷却系统,用以和电子冷却相结合快速降低次级束横向发射度及纵向动量分散,制备高品质放射性次级束,完成相关核物理、原子物理实验。本论文主要内容为随机冷却系统关键硬件pickup/kicker的仿真优化设计以及用于束流纵向冷却的陷波滤波器的搭建与测试。论文在完成国内外束流随机冷却系统的调研之后,介绍了随机冷却原理及硬件组成,详细讨论了随机冷却系统pickup/kicker的具体作用及设计指标,介绍了分路阻抗概念。利用高频结构仿真软件（HFSS）分别仿真模拟并优化了slot-ring结构和Faltin结构的分路阻抗。结果显示slot-ring结构有更高的分路阻抗,更适用于高β束的冷却,但其为一驻波谐振腔结构,有较多的信号输入/输出端口,需要更多的配套信号放大器,成本较高。而Faltin结构为一周期性开槽的行波结构,端口数目少,更适用于在高流强环境下使用。此外设计并加工实测了与slotring结构相匹配的十六路合路器/功分器,测试结果显示该合路器/功分器具有各端口输出幅度平坦度好、隔离度大、插入损耗低、电压驻波比小等特点,满足随机冷却系统使用需求。最后阐述了随机冷却系统陷波滤波器的设计搭建与测试结果。其中同轴陷波滤波器搭建方便并且造价低,但带宽内整体陷波效果较差,在带宽两端陷波深度较低,通过设计加入均衡器后有较大改善。而光纤陷波滤波器带宽内陷波效果整体较好,整体陷波深度大于45 d B,但价格较高,同时需要使用稳相光纤及恒温箱结构防止其陷波随温度变化而产生漂移情况。