微波输出窗是高功率微波系统的重要组成部分,它扮演着十分重要的角色。微波输橱窗既要具备高密封性能,能承受真空与大气之间的压力,也要具有较高的功率容量。高功率微波系统正朝着高功率和紧凑化方向发展,这对应用于高功率微波系统的微波输出窗提出了更高要求。国内外研究机构都对微波输出窗开展了各方面的研究,并取得了一定的进展。现有的输出窗形式较多,且部分技术也较为成熟,但在高功率微波系统的一些特殊需求下,例如高功率微波辐射领域,系统往往对输出窗的功率容量以及紧凑化提出了双重要求。因此,本文拟探索新型高功率紧凑型微波输出窗,以满足高功率微波辐射系统的需求。本文首先对微波输出窗的分类做了简单介绍,选择采用在圆波导下进行密封的输出窗。盒型窗作为圆波导下密封的输出窗基本结构,具有结构简单、功率容量较大、技术成熟、结构紧凑等优点。因此本文以盒型窗作为研究基础,通过等效电路法和数值模拟相结合的方法对Ku波段盒型窗进行了研究与设计。其次,针对功率容量的提升需求,提出扩大中间圆波导直径的方案,并结合输出窗前后端的微波系统连接需求,采用方波导输入、圆波导输出的输出窗结构,同时设计了一种紧凑型方圆转换器。通过耦合波理论分析,设计了圆波导过渡段,并在此基础上设计了Ku波段高功率微波输出窗。随后,对输出窗进行紧凑化改进,考虑介质实际加工密封性要求及三相点对窗表面场强的影响后,对模型进行了改进和优化,采用中间双凸起的窗片结构,并对窗片表面进行刻槽处理,进一步提高了紧凑化后的输出窗功率容量。最后基于以上研究设计,对高功率紧凑型输出窗进行了结构设计与加工试制,测试得到了微波输出窗的驻波比与插入损耗,实验结果表明该窗在12.4-12.65GHz内,S11均小于0.1,插入损耗在整个频带内小于0.2dB,设计功率容量达到7.6MW,初步验证了高功率紧凑型输出窗的可行性。