太阳耀斑是一种剧烈的爆发活动,会引起各波段的辐射增强。耀斑发生时,会通过磁重联释放大量能量,产生高能电子,并激发硬X射线（Hard X-ray,HXR）、射电等波段的非热辐射。由于目前尚无法对日冕开展实地探测,HXR与射电波段是诊断耀斑源区物理性质,研究耀斑中的能量释放过程和电子加速、传输机制的重要电磁频谱窗口。然而,已有的研究中对耀斑相关物理过程并未建立完整的认识,对于耀斑期间发生的很多射电爆发活动,其辐射机制仍存在争议和问题,因此有必要通过观测和模拟手段对耀斑中高能电子激发的辐射现象开展相应的研究。在本论文中,我们主要关注耀斑期间HXR和射电波段的非热辐射。第一章主要介绍耀斑的概况和主要过程、HXR与射电爆发活动以及常见的射电爆发相干辐射机制;第二、三章中,我们通过极紫外、HXR和射电（微波）等多波段的联合观测,对耀斑中高能电子激发的辐射现象开展了事例分析,以理解其能量释放和电子加速、传输过程;第四、五章针对耀斑区域中,各向异性分布的高能电子驱动相干辐射过程,开展了全电磁动理学粒子模拟（particle-in-cell,PIC）研究,主要用于解释日冕中谐频辐射的激发和逃逸问题;在第六章,我们对主要研究结果进行了总结,并对进一步的研究工作提出了展望。X射线波段的辐射增强可以直接反应耀斑中的能量释放和粒子加速过程。我们首次发现了约束耀斑的双阶段能量释放现象。利用多波段观测数据分析,我们研究了 2016年7月24日发生的约束耀斑事件,该事件发生时活动区位于太阳西部临边,可以在HXR、极紫外和微波波段同时观测到,为研究约束耀斑的动力学演化和辐射特征提供了完整的数据支持。该耀斑的爆发过程表现为环环相互作用图景,同时可以观测到HXR波段的流量出现了两次峰值,峰值之间的时间间隔约4分钟。与以往研究的双峰耀斑事件不同的是,该耀斑的双峰特征可在3-50 keV能段内观测到,在两次峰值之间,低能段的X射线流量有明显的下降。能谱分析表明,第一个峰值时刻主要以非热辐射为主,而第二个峰值则存在一个温度极高（＞30 MK）的超热成分,两峰值期间的HXR成像结果也有显著的区别。极紫外与微波波段的观测数据分析同样展现出明显的双阶段特征,且与HXR观测结果一致。我们认为该约束耀斑的两次HXR峰值代表两阶段的能量释放过程,其中第一阶段主要表现为低日冕处环系交错重联引起的非热能量释放,第二阶段主要表现为较高日冕处的环系重联引起的等离子体直接加热过程,并产生了超热辐射成分。该事件展示了独特的观测特征,在以往文献中未见报道,为揭示耀斑中的能量释放过程提供了新的理解。我们报道了耀斑中环顶HXR源中的能谱高能硬化现象。由于日冕源更靠近粒子加速区域,相应的观测分析对于诊断高能电子性质、研究电子加速机制有着重要意义。以往研究发现,部分事件中HXR和γ射线能谱可以观测到高能硬化现象,即在一定硬化能量（通常为300 keV）以上能谱变平,亦可称为上折谱,有研究认为硬化能谱是不同源区HXR能谱叠加的结果。我们利用RHESSI对2017年9月10日的X8.2级耀斑的观测数据进行了成像和能谱分析,发现该事件中只能观测到环顶源的存在,其观测特征符合厚靶韧致辐射图景。该事件中的HXR能谱可观测到明显的硬化现象,硬化能量在50-70 keV左右,远低于以往报道。我们分析了 RHESSI仪器的堆积效应对能谱拟合的影响,可以发现在堆积效应的矫正系数设为1-2时,拟合结果均支持上折幂律谱分布。我们指出在矫正系数为2时,能谱也可以用单幂律谱模型进行拟合。进一步分析表明,能谱的硬化特征随时间变得越来越明显。本事件中首次观测到环顶产生的HXR能谱硬化现象,这表明激发辐射的高能电子存在硬化特征,我们简单讨论了其产生的可能图景,如终止激波加速、束缚——沉降模型、随机加速模型等。该事件的观测为电子加速、传输机制的研究提供观测上的支持和约束。耀斑过程中的大量高能电子会通过不同的辐射机制激发射电波段的辐射,产生各种各样的射电爆发现象。其中很多射电暴事件可以观测到很高的亮温度（＞109 MK）,一般认为是由相干辐射产生,其辐射现象和机制的研究可用于诊断耀斑源区的等离子体和磁场性质,具有很高的研究价值。通常,在耀斑源区等强磁场区域,电子回旋脉泽辐射（ECME）是最主要的相干辐射机制。然而,传统的ECME理论在应用于太阳射电时存在一个重要的问题:基频辐射逃逸困难。为此,在第四、五章中,我们开展了 2D3V（空间二维、速度三维）的PIC模拟研究,探究耀斑环境下高能电子激发谐频ECME辐射的可能性。太阳射电尖峰暴是与耀斑密切相关的一类射电辐射现象,当前认为其主要由束缚于耀斑环内的电子驱动的ECME过程产生,然而驱动辐射的电子分布类型尚未明确。我们模拟了极光千米波（Auroral Kilometric Raidation,AKR）源区探测到的蹄状分布电子在耀斑等离子体环境下驱动的ECME性质。模拟结果表明,蹄状电子会在垂直于磁场方向激发有效的Z模波动和X模二次谐频（X2）辐射,而O模基频（O1）和X模三次谐频（X3）也有较弱增长。我们还模拟了高能电子与总电子密度比取不同数值时的辐射情况,可以发现各种模式能量随密度比升高而增强。对于密度比为5%和10%情况下,高能电子转化为X2的增长率可高达～0.06%和0.17%。在密度比为25%时,谐频的能量转化率最高。这是首次在低频率比条件下得到X2与X3的直接激发,对于解决ECME应用在尖峰暴中的逃逸问题提供了新的解决思路,同时也可以用来解释尖峰暴中经常被观测到的多次谐频结构。我们进一步模拟了等离子体特征频率比为0.25条件下,典型的损失锥分布电子驱动电子回旋脉泽不稳定性（ECMI）,产生射电辐射的过程。模拟结果表明,损失锥电子会在准平行方向和准垂直方向分别激发很强的X模基频（X1）与Z模波动,随后X模二次谐频（X2）可以在倾斜和准垂直等多个角度上明显增长。共振条件分析表明,X1与Z模波动由损失锥电子驱动的ECMI过程直接激发,而不同角度的X2辐射则是由不同传播方向的X1与Z模或Z模与Z模之间通过波模并合过程产生的。能量分析表明该模式并合过程具有很高的能量转化效率。该研究首次在低特征频率比条件下模拟了涉及ECMI和非线性波模并合两步过程的新型辐射机制,并首次得到了损失锥电子对谐频辐射的有效激发。以往研究中大多只关注了低频率比下损失锥电子激发的ECME过程,对相关的非线性物理过程研究很少,故该研究为ECMI相关谐频辐射的激发机制提供了新的思路。这有助于解决传统的损失锥——ECME理论在解释射电爆发（如太阳射电尖峰暴）时所遇到的基频辐射“逃逸”困难。在本论文中,我们对耀斑中高能电子激发的HXR和射电辐射现象开展了观测和模拟两方面的研究工作:通过具体事件的观测数据分析,我们对耀斑中能量释放和电子的加速、加热以及传输效应进行了研究和讨论,并得到了一些新的观测结果,为理解相应的耀斑模型和电子加速机制提供了支持;针对耀斑中加速产生的高能电子,我们进一步分析了各向异性分布的电子激发相干辐射的情况,开展了相应的PIC模拟研究,并提出了谐频辐射激发的新机制,研究结果可用于解决传统ECME理论在太阳射电暴中的逃逸问题、解释耀斑伴随的尖峰暴等射电爆发现象。这些工作有助于认识耀斑中的多种非热辐射现象,对于理解耀斑过程中的能量释放——电子加速——辐射激发的物理图景具有重要意义。