由于微波管中总会存在残余气体，它与电子束发生碰撞并发生电离是不可避免的。在长脉冲或者连续波的工作状态下，电离出的正离子与管子中的静电势阱相互作用会引起离子噪声，通常表现为输出信号相位与幅度的缓慢波动。这种低频的离子噪声特别是相位噪声，会严重影响雷达系统的分辨能力和通讯系统的编码位错率。本文采用理论分析与计算机模拟的方法，深入研究了离子噪声的产生机理、特性及抑制方法，论文的主要内容与创新点如下： 1．研究了微波管内离子的产生、运动、积累与平衡及其对电子束的影响，这对解释离子噪声的形成机理有重要意义。 2．采用一维混合模型，将电子束用包络方程描述，正离子用离散的一维宏粒子代替，采用粒子模拟方法研究了行波管与速调管的离子噪声问题，得到了离子噪声的图像，研究了电子束电流、电压、聚焦磁场以及残余背景气体对离子噪声的影响。 3．研究了离子张驰振荡序列的特性，通过分析其重构相图、功率谱与最大lyapunov指数，得出离子噪声具有混沌性质这一重要结论。并将其原因归结为离子噪声产生系统的开放性。 4．通过小信号近似，采用波动理论与运动学理论，严格地给出了行波管低频离子噪声被调制到载波上的机理。并对离子噪声形成的相位噪声特性进行分析，得到了相位噪声表达式，揭示出影响相位噪声的因素。 5．采用二维粒子模拟软件进一步研究离子噪声，通过对实际微波管的合理简化，建立了一个可计算模型，对离子噪声做了二维分析，得到了离子噪声与真空度、管子长度、聚焦磁场间的关系，并指出了抑制与消除离子噪声的关键所在。 6．通过对管内离子运动状态的深入分析，揭示出离子径向逸出的原理，指出菲尔德离子积累理论的局限性，这对深入理解离子噪声的产生原理有重要意义。 7．采用粒子模拟的方法，并考虑电子束与电磁波的互作用，首次直接得到了速调管输出信号中的离子噪声图像，阐述了束电子、二次电子、离子、