近年来，为了达到在某些领域对高功率微波技术的实用要求，让高功率微波源能高效率地输出高能量微波，研究者将研究重点从单纯追求高的输出峰值功率逐步转向了延长输出微波脉冲宽度，以提高输出微波能量。但研究发现，此方法又面临一个脉冲缩短的问题。要解决此问题，就必须深入探讨在高功率微波源中普遍存在的脉冲缩短现象，找到引发此现象产生的根源。国际上对于此现象的研究在80年代开始萌芽，目前虽取得了一定成绩，但对其物理机理的深层含义还不是很清楚，尚处于摸索阶段；而在我国，关于这一问题的研究则处于空白阶段，因此本论文的工作具有一定的探索性质和创新意义。 本论文的主要内容和创新之处包括以下几个部分： 第一：查阅了国内外大量有关高功率微波源中脉冲缩短现象的文献，归纳分析了引起此现象产生的各种因素以及对此问题研究的发展趋势，选定了具体研究对象、制定了研究方案。 第二：重点针对高功率相对论返波管(RBWO)中脉冲缩短现象的机理进行了研究。以归纳分析所得到的引发RBWO中出现脉冲缩短的各种机制为理论指导，率先采用粒子模拟程序magic，针对其中数种可能引起RBWO中出现此现象的因素分别进行了模拟分析，讨论了其中一些宏观参量对输出微波脉冲宽度的影响，探索了拓宽脉冲宽度的方法，为能够输出长脉冲高能量微波的高功率微波器件提供了优化设计依据。 具体包括：RBWO中存在的中性气体被强流电子注电离、RBWO内壁的爆炸发射、阴极等离子体膨胀致使所发射电子注半径发生变化、以及电子注参量的脉动等因素，各自对输出微波脉冲性能的影响、与脉冲缩短现象的关系等。 根据机理讨论和粒子模拟分析的结果，找到了限制这类源输出脉宽和能量的主要原因，提出了如何减弱此现象的影响、延长脉宽、提高输出能量的一些有益的实际方法；为理论上进一步深入研究此现象提供了参考；此外，还为模拟研究其它类型高功率微波源中的脉冲缩短现象提供了一般思路。