长期以来，人们猜测银河宇宙线可起源于银河系中的超新星遗迹，但是，目前的观测和理论研究尚不能完全确定这样的猜测。近年来，各种地面和空间望远镜已经探测到了来自超新星遗迹的从射电到TeV伽玛射线能段的辐射，这些详细的观测为研究超新星遗迹中的粒子加速及辐射机制提供了大量有用的信息，同时也为人们研究银河宇宙线可能的起源奠定了基础。本论文中，我首先扼要地介绍了超新星遗迹的基本特性、粒子加速、相关的非热辐射机制以及一些目前研究超新星遗迹多波段非热辐射的模型。在此基础上，我详细地考虑了两种可能系统的多波段非热辐射:（中年）超新星遗迹-分子云相互作用系统和（孤立的）年轻壳型超新星遗迹。　　 对于超新星遗迹-分子云相互作用系统，观测上已经发现遗迹的部分壳层与高密度分子云发生相互作用的证据，且遗迹在GeV波段的能谱呈现双幂律形式。根据观测事实，我提出了原有的超新星遗迹中粒子加速和辐射的演化模型的修正版本，并应用该模型研究了四个中年超新星遗迹-分子云相互作用系统（IC443、W51C、W28及W44）的多波段非热辐射特性。在该模型中，粒子以双幂律的形式被注入，超新星遗迹的一部分壳层与高密度分子云发生碰撞并演化，而另一部分壳层正在低密度的星际介质中演化。结果表明，中年超新星遗迹中的高能伽玛射线辐射主要来自于遗迹的壳层与分子云发生碰撞的部分，其辐射机制是质子-质子相互作用，而射电辐射主要由遗迹壳层在星际介质中演化产生，其辐射机制为高能电子产生的同步辐射。该研究为银河宇宙线的超新星起源提供了一定的理论基础。　　 对于年轻超新星遗迹，遗迹中很少发现存在与分子云发生作用的现象，其能谱一般呈现单一幂律形式。我利用超新星遗迹的含时演化模型计算了三个年轻超新星遗迹（第谷超新星遗迹、开普勒超新星遗迹及SN1006）的多波段非热辐射能谱，与中年超新星遗迹相似，在遗迹演化进入绝热相附近的时间内，超新星爆炸总动能的近10％的能量已经完全转化给了激波中的电子和质子的动能。在第谷超新星遗迹中，从GeV能段的观测数据来看，π0衰变过程主导着遗迹的伽玛射线辐射;考虑了磁场随遗迹年龄的变化关系后，我进一步研究了开普勒超新星遗迹和SN1006的辐射特性，结果发现，在较年轻的超新星遗迹中，磁场放大效应更为明显。然而，鉴于伽玛射线观测数据的缺乏，仍不能确定这两个遗迹的伽玛射线辐射来自于轻子过程还是强子过程。　　 最后，非线性激波加速的稳态模型被应用于研究三个壳型超新星遗迹（RXJ1713.7-3946，RXJ0852.0-4622和RCW86）的多波段非热辐射。研究表明，尽管这三个遗迹正膨胀进入其前身星风吹出的低密度空腔，但遗迹的伽玛射线辐射主要来自于质子-质子相互作用引起的π0衰变过程，而其射电及非热X射线辐射则仍然由相对论性电子的同步辐射产生。