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随着雷达系统、科学研究等领域对大功率微波源的需求，多注速调管逐渐由基模多注速调管发展为高次模多注速调管，本文正是在此基础上，对工作于L波段的TM020高次模多注速调管的输出回路进行了研究。
首先回顾了速调管的发展历史，介绍了速调管的工作原理、应用领域及发展趋势。重点介绍了多注速调管的发展背景，及多注速调管的工作模式。
然后介绍了工作于L波段的TM020模圆柱谐振腔的设计方法，以三维电磁场计算软件ISFEL3D为工具，对其进行计算分析，得出了工作模式TM020的场分布，并将其与基模TM010进行比较，说明了TM020模式的优点。然后对谐振腔加漂移管并对其进行计算机模拟，比较了加漂移管前后谐振腔特征参数的变化并分析了产生这种变化的原因，同时分析了漂移管半径对谐振腔特征参数的影响。为了克服加漂移管后谐振腔谐振频率的变化，还对谐振腔的尺寸进行了调整。
最后研究了TM020模圆柱谐振腔与外波导的耦合，通过选择合适的耦合波导尺寸及耦合位置，并对其进行模拟，分析了耦合波导对工作模式TM020模的场分布、特性阻抗、Qext及场不均匀性的影响。