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提出了X波段双频两段式同轴相对论返波振荡器的物理模型，推导了该结构在冷腔时的TM。。模式色散方程，数值求解了两段式同轴波纹慢波结构TM01模色散曲线；用粒子模拟软件对其结构和电磁参数进行分析研究，优化得到的结构参数为第一、二段分别为10个和4个周期数，周期长度分别为0．50cm和0．73cm，波纹幅值分别为0．13cm和0．21cm，平均半径为2．9cm，同轴间隙为2．1cm。结果表明：在环形相对论电子注电压为510kV、电流为9．4kA，引导磁场为0．7T的条件下，器件得到了X波段稳定的高功率双频微波输