活塞探针法在对非均匀的盘荷波导行波加速结构进行调谐时机加工和调谐工作量大，并且精度不高；利用场分布计算腔链内部反射的调谐方法由于其操作便捷被广泛用于均匀结构尤其是等梯度加速结构的调谐过程中，但是对于非均匀结构则不适用。本文研究了如何将这种调谐方法应用于非均匀结构。首先对一台用于辐照的10~12MeV行波电子加速器加速管进行了物理设计，选取了加速管的参数和聚束方案，结合聚焦线圈设置，根据电子在行波加速器中的运动规律，针对10MeV和12MeV两档进行了粒子动力学计算，并计算了加速管的工作特性，给出了满足性能指标要求的加速方案。利用耦合腔链等效电路模型研究了谐振微扰法测量场分布计算单腔微波参量的方法，并进行了误差分析，为测量非均匀结构的单腔微波参量打下了基础。对S波段加速结构进行了多组实验测试，实验结果与活塞探针法的测量结果非常一致。研究了基于腔链内部反射的调谐方法，提出了用归一化电压代替电场求解腔内反射系数的方法，根据耦合腔链理论对这种调谐方法做了数值模拟，在一个9MeV行波加速管上进行了验证性实验，模拟结果和实验结果表明该方法能够用于非均匀结构的调谐。提出了非均匀结构腔体尺寸的优化设计方法，能够解决了非均匀结构腔体设计不准确的问题。