为了满足基模多注速调管降低阴极发射电流密度、展宽频带、提高输出功率和效率的需要，本论文研究了一种新型滤波器加载同轴复合腔输出回路。　　本论文的主要工作和取得的成果如下:　　1.在同轴谐振腔理论分析的基础上，采用3维电磁场仿真软件CST-MWS对工作在S波段的同轴谐振腔TM010模式的参数进行了研究，分别仿真计算了标准同轴腔、带重入式漂移头同轴腔、带漂移管同轴腔TM010模式的谐振频率和特性阻抗随结构参数的变化关系，建立了同轴腔TM010模式的电气参数和结构参数之间的对应关系，为同轴谐振腔的设计提供了理论依据。　　2.设计了一个内置30个漂移管的TM010模大漂移头同轴谐振腔，该同轴谐振腔不仅极大地降低了多注速调管对高阴极发射电流密度的要求，而且内外两层漂移管间隙处的电场差别较小。　　3.在设计的同轴谐振腔的基础上，研究了开对称双耦合口的同轴输出腔，计算了其外观品质因数并分析了间隙场分布的均匀性，研究了对称双耦合口的尺寸变化对输出腔外观品质因数和间隙场分布均匀性的影响。研究结果表明:当耦合口宽度较大时，随着耦合口宽度的增大，输出腔的谐振频率增大，而外观品质因数减小且变化较缓慢;当耦合口宽度较小时，随着耦合口宽度的减小，输出腔的谐振频率增大，外观品质因数增大且变化较快;耦合口高度的变化对输出腔的外观品质因数影响较小，谐振频率随着耦合口高度的增大而减小;带漂移管同轴谐振腔在开对称双耦合口后，间隙的场分布依然具有很好的均匀性，耦合口宽度越大，间隙场分布越均匀，耦合口高度越大，间隙场分布均匀性越差。　　4.在设计的双耦合口同轴输出腔的基础上，提出了一种适用于S波段宽带多注速调管的新型滤波器加载同轴复合腔输出回路。根据耦合谐振腔理论对该输出回路进行了理论分析并给出了其等效电路;采用3维电磁场仿真软件CST-MWS进行了计算模拟，研究了输出腔间隙场分布的均匀性和输出回路间隙阻抗的频率特性，并研究了输出回路中各部分结构的变化对输出腔间隙阻抗的影响。研究结果表明，采用该滤波器加载同轴复合腔输出回路在保证多注速调管带宽的同时输出腔间隙处的轴向电场具有较好的均匀性。　　5.加工了滤波器加载同轴复合腔输出回路的实物模型，并进行了冷测实验，测得了输出回路间隙阻抗的频率特性，测试结果与仿真结果具有很好的一致性，达到了预期的设计要求，从而验证了设计思路和方法的可行性，为工程应用打下了基础。