回旋加速器正被越来越广泛地应用于PET(Positron Emission Tomography)诊断、同位素生产和质子治疗等医学领域。CYCHU-10是一台设计能量为10 MeV的低能强流紧凑型质子回旋加速器,本文详细介绍了作为高频系统重要组成部分的谐振腔的设计、计算与测试过程,完成了谐振腔的电磁、热以及结构的顺序耦合场分析,对末级功率放大器四极管建模仿真,并对功率耦合系统进行了初步计算。简要介绍了应用在回旋加速器中的同轴谐振腔的分类,给出了同轴谐振腔的基本特性参数及相应的计算方法,并回顾了目前谐振腔分析中最常采用的两种方法的原理和典型计算过程。设计了CYCHU-10的谐振腔形状和尺寸,利用三维数值计算软件ANSYS和CST MWS对谐振腔进行了计算,给出了机械尺寸对谐振频率的影响关系,为后期的谐振腔的加工、安装和调试运行提供了理论参考,另外,我们还建造了谐振腔体的1:1比例木模,并完成了初步的冷测实验,结果表明谐振频率的测量值和计算值吻合良好。借助ANSYS实现了CYCHU-10谐振腔的电磁场、热以及结构应力分析,显示了谐振腔内的电磁场、温度和形变分布结果。实际工作状态时的谐振腔会吸收高频功率发热而导致变形,计算了谐振腔形状尺寸的微小变化引起的谐振频率的漂移,为频率微调电容板的设计提供了一定的衡量指标。介绍了建立应用于末级功率放大器中的四极管电路仿真模型的方法,给出了电子管4CW 10,000B的ADS四端口元件模型,其常流特性曲线与生产商提供的测试曲线在管子工作范围内吻合,详细展示了10 kW功率放大器各部分电路参数的设计过程,画出了系统的电路原理图,并演示了初步的仿真结果。最后,对电感耦合环进行了设计和计算。