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采用冷腔分析研究了带有光阑结构的开放式谐振腔中的模式竞争，设计了采用TE61模式工作的w波段三次谐波回旋管谐振腔。PIC粒子模拟结果表明：在不考虑腔壁损耗及电子注能散的情况下，采用注电压45kV、电流3A的电子注，可以实现三次谐波单模稳定工作，并获得约20kw的输出功率，对应工作效率14．8％。