射频超导技术是大型加速器装置的核心技术，也是射频加速器的重要发展方向之一，例如未来大型环形对撞机(CEPC)、上海硬X射线自由电子激光装置等，都将采用超导加速器系统，其中的射频超导技术是目前世界上正在研究和发展的关键前沿技术，在这些大型加速器里无一例外都采用射频超导加速腔来加速带电粒子，例如CEPC将采用650MHz超导椭球腔作为它的主要加速单元。一般来说，对于强流加速器束流功率比较高，射频超导腔需要给束流提供更高的功率，这样与之配套的高功率输入耦合器就要能够稳定传输更高的高频功率，这对耦合器来说带来了新的技术挑战。
　　高功率输入耦合器除了传输高频功率以外，还承担着保障超导腔内的高洁净度和低漏热连接的作用，此外为了适应不同的束流流强，其还需要实现外部品质因数的调节功能。可调耦合度型高功率输入耦合器的研制是国际的前沿技术，高功率传输能力、洁净预装、低漏热、可调节的外部品质因数、强耦合是可调型功率输入耦合器面临的巨大挑战。针对功率输入耦合器领域的研究热点和难点，本文开展可调耦合度型高功率输入耦合器的研究。
　　本论文吸取国内外功率输入耦合器的研制经验，结合国内功率输入耦合器领域的研究热点，完成可调型功率输入耦合器的类型选择和结构设计，即选用单窗同轴型可调型功率输入耦合器的设计方案。依次开展耦合器电磁结构的优化设计，分析了波导同轴转换器，TRISTAN窗型、特征阻抗、T型耦合天线等设计的依据和必要性;其次，总结各大实验室耦合器的损坏机制，并以此为出发点，对耦合器结构的安全性进行评估，特别是对易损的陶瓷窗体以及发热严重的波纹管，进行了二次电子倍增作用的仿真计算和冷却机制的探索;第三，耦合器作为超导腔的关键部件，与超导腔-低温系统的运行息息相关，控制耦合器的漏热在合理范围内是节约运行成本、保障超导腔稳定运行的必要措施。因而对外导体的漏热进行了模拟计算;第四，窗体焊接、波纹管镀铜等对耦合器的机械设计和加工工艺提出了更高的要求，通过不断的探索工艺路线，最终完成了可调型功率输入耦合器样机的研制;第五，结合650MHz2-Cell超导腔，进行了外部品质因数调节实验。实验过程中，天线的行程达到35mm，外部品质因数的调节范围为1.5E5至2E6。第六，进行了样机的常温高功率测试。测试过程中，耦合器顺利通过行波和驻波状态下的百千瓦功率测试，达到设计指标。这是国内可调型功率输入耦合器的最高功率水平。