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提出3cm双频两段式同轴相对论返波振荡器，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和4个周期数，周期长度分别为0．5cm、0．73cm，波纹幅值分别为0．13cm、0．21cm，平均半径2．9cm，同轴间隙为2．1cm。实验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3cm波段稳定的高功率双频微波输出，其平均功率约为0．75GW，平均功率效率为15．6％。