国际直线对撞机(International Linear Collider，简称“ILC”)，是计划建设中的一台超高能量的电子直线对撞机，其束流能量高达250 GeV。国际上很多知名研究所都参与了ILC项目的前期研究(日本的KEK、美国的FNAL、德国的DESY、意大利的INFN等)，而中国科学院高能物理研究所作为中国的代表，也加入了这一研究计划。高能所为ILC发展了1.3 GHz超导射频系统，本论文的主要工作就是围绕该系统开展的；具体内容包括：研制了其中的数字低电平控制系统，建立了1.3GHz超导腔综合试验平台，并在其上成功完成了1.3 GHz数字低电平系统的闭环测试(常温下)，这也是国内首次1.3 GHz超导射频系统的综合试验，为ILC、BEPCⅡ、ADS等项目积累了宝贵经验。　　 1.3 GHz超导腔的数字低电平控制系统主要包含了幅度、相位、频率等反馈环路，采用了以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的数字化控制技术，对低电平控制系统的软件、硬件进行了设计与开发。具体内容有：数字信号处理算法的设计，时钟分配系统的设计，射频前端的集成，通讯及数据采集系统的研制，低电平控制机箱的集成等等。以低电平控制系统为核心，本论文建立了一套包含1.3 GHz超导腔、调谐器与压电陶瓷、输入耦合器及功率放大器在内的综合试验平台。该平台的闭环测试(常温下)结果表明：系统的幅度控制精度可以达到±0.045％(峰峰值)、相位控制精度可以达到±0.03°(峰峰值)，均优于ILC的设计指标(幅度均方值0.07％和相位均方值0.24°)；系统还利用调谐器和压电陶瓷结合数字鉴相技术，在有微扰的前提下将超导腔的谐振频率锁定在±1°(对于频率为±2.4 kHz)。　　 在以上研究工作的基础上，本论文提出了一种新型的IQ解调算法并成功将其应用至1.3 GHz数字低电平控制系统，这种算法可以实现超高精度的IQ检测(相位检测)，存不考虑温漂效应的前提下，其相位分辨率可以达到±0.007°，已接近由ADC位数所限制的理论极限。该算法具有相当好的可移植性，能够很方便地应用于其它数字低电平系统。此外，本论文的第三章还讨论了一些当前数字信号处理与自动控制中的前沿算法与技术，它们将成为未来的数字低电平系统的研究方向。　　 最后，本论文简要介绍了关于高能所500 MHz超导射频系统的一些工作。包括备用超导腔高功率测试中的数据采集系统的搭建，BEPCⅡ超导腔测量与诊断系统的维护与升级等。