高功率微波源是高功率微波武器的核心部件,传统的高功率微波源一般只有一个主频率。根据高功率微波的效应机理,如果用两个或多个主频率不同的微波脉冲所产生的拍波去攻击电子系统,将会降低其破坏阀值。本文研究多频相对论返波振荡器,提出采用过模非均匀慢波结构作为返波振荡器的互作用腔,让电子注同时与两个模式相互作用,从而达到产生多频的目的。通过建立多频相对论返波振荡器的物理模型,在对其工作原理分析的基础上,进行了粒子模拟的研究,获得了X波段的三频和四频的微波输出。本文的主要研究内容包括以下几个方面：1.介绍了高功率微波的研究背景,从军事的角度介绍了美国国防部相关高功率微波项目的进展情况。概括了目前国内外多频相对论返波振荡器的研究动态,阐述了多频相对论返波振荡器的研究目的和意义。2.对相对论返波振荡器的工作原理进行了阐述,在分析非均匀慢波结构的基础上,提出了多频相对论返波振荡器的设想,并给出了初步的物理模型。3.采用两段式非均匀慢波结构作为多频相对论返波振荡器的互作用腔,进行了粒子模拟,获得了X波段的三频微波输出。4.同样采用两段慢波结构作为多频相对论返波振荡器的互作用腔,使前段周期小于后段的周期,获得了四个频率的微波输出。5.采用复功率守恒法推导了突变结构波导的散射矩阵,利用所编制的程序分析了谐振反射器的反射特性。