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针对在高频率、高效率、低磁场及低电压工作方面具有自身独特优势的磁控管型高次谐波潘尼管进行了研究与设计。通过对磁控管型谐振系统的研究,指出了工作在高次谐波时谐振系统设计与谐波次数选择的问题。在此基础上完成了对采用11腔、工作在2π模式的高次谐波潘尼管的设计。3维粒子仿真和优化的结果表明：该器件可以在磁场为0.379T、工作电压为30kV、工作电流为1A、横纵速度比为2的条件下,在W波段（99.1GHz）得到8.6kW的功率输出,相应的束波转换效率达28.7%。