同轴虚阴极振荡器是GW水平的空间电荷器件，是基于在静电场中振荡的相对论性电子注的轫致辐射的高功率微波源。它具有一系列独特的优点：结构较为简单，原则上不需要外加磁场，具有2倍频程的调谐能力，能够产生直到微秒量级的微波脉冲。此外，同轴虚阴极振荡器还有重量轻、对输入电压脉冲要求不高、能产生功率比较高的微波脉冲，有很强的实用性。本文对同轴虚阴极振荡器进行了理论分析，重点研究了二极管的特性，用三维PIC程序对二极管进行了数值模拟，并进行了同轴虚阴极“硬管化”研究，达到了预期的研究目的。 本文的内容主要包括以下几个方面： 一、研究了影响C波段同轴虚阴极振荡器输出微波的多个参数，从理论上分析了阴阳极间距、阴极宽度、阴极半径和输入电压对输出微波频率的影响。对二极管区进行了大量的模拟，模拟结果与理论推导结论相符。并模拟出C波段同轴虚阴极振荡器。 二、设计模拟保真空装置，并成功的完成了实验，结果证明，器件保真空是可行的。 三、设计C波段同轴虚阴极振荡器“硬管”器件，成功完成了保真空实验。该器件在功率调节系统、爆磁压缩装置以及整体爆炸装置上进行了实验，均取得成功。输出微波功率超过600MW，微波频率为3.67GHz，脉冲宽度超过40ns，效率大于5％。