该博士学位论文阐述了X波段高峰值功率多注速调管的一些相关部件的设计方法，包括功率合成输出结构、多注电子光学系统和多间隙输出腔等。第一，速调管功率合成输出结构主要由功率合成器、转向波导结构和TE₀₁模输出窗组成。功率合成器的作用是将多个相同输入的矩形TE₁₀模式入射波的能量合成为中心网波导TE₀₁模式输出，论文第二章中介绍了功率合成器的设计方法，并分别设计了上作在9GHz的4合1和8合1功率合成器，设计结果与软件仿真结果取得了很好的一致。转向波导结构用于连接功率合成器和速调管输出腔，它由中央的矩形谐振腔、两个矩形耦合孔和两侧的传输波导组成，论文第三章在转向波导结构节点导纳模型的基础上，利用优化耦合积分方程的方法设计出了满足性能要求的转向波导结构，并利用该转向波导，计算了8合1功率合成器加载后，输出腔的间隙阻抗，计算结果与预期相一致。第四章为功率合成输出结构设计了一个工作在9GHz的TE₀₁模输出窗，与传统长盒型窗相比，TE₀₁模输出窗更适合传输高峰值功率微波。考虑到温升效应是高功率输出窗应重点考虑的问题之一，所以第四章最后给出了TE₀₁模输出窗窗片稳态温升效应的计算方法。第二，多注电子光学系统是多注速调管的重要组成部分，它包括多注电子枪、聚焦系统和收集极三个部分。电子光学系统的初始设计主要依靠软件模拟来完成，论文第五章综合使用了多种电子光学计算软件，对多注电子枪和聚焦系统进行了初始设计。第三，速调管三间隙输出腔可以有效避免输出腔区的电场击穿并提高功率和热容量，所以本论文第六章内容旨在速调管三间隙输出腔的设计。间隙阻抗是速调管输出腔的重要性能指标，但是当计算间隙阻抗的传统冷测法应用到三间隙输出腔时，计算过程十分烦琐，不利于初始设计。除此以外，多间隙输出腔等效电路模型的建立，不仅可以很好地解释输出腔的一些特性，还能对输出腔的设计和调试起到一定的指导作用。但作为起步性的研究工作，还需要从单间隙和双间隙输出腔入手，把适用于它们的等效电路模型和间隙阻抗计算方法扩展到三间隙输出腔情况。所以，论文第六章首先利用间隙电场积分的信息简化了单间隙输出腔间隙阻抗的计算方法，随后建立了双间隙输出腔的等效电路模型，并验证了其可靠性。在此基础上，第六章开展了三间隙输出腔的研究工作，建立了三间隙输出腔的间隙阻抗计算方法和等效电路模型。