扩展互作用振荡器（EIO）是一种重要且应用广泛的微波辐射源。同时，近年来的研究则发现，在微波器件中填充等离子体则能有效的提升器件的性能，如增大输出功率，提高互作用效率，增加工作带宽等。本论文设计了工作在Ka波段的扩展互作用振荡器，通过研究等离子体的相关电磁理论，模拟了低密度等离子体填充扩展互作用振荡器对其性能的影响。主要工作内容包括：1．研究了等离子体的极化特性，及电磁波在等离子体中的传播特性等电磁理论，得出通过将等离子体等效为各项异性的介质，以简化等离子体填充微波器件时的复杂电磁特性，方便建模仿真2．通过CST软件计算了扩展互作用振荡器各结构参数对其色散特性和耦合阻抗的影响，设计了工作在Ka波段的矩形扩展互作用振荡器，并进行了大量PIC模拟，在工作电压为9.7Kv，电流为0.3A时获得了274W的功率和34.2GHz的频率输出。3．通过建立等效模型，计算了加载不同等离子体密度时对扩展互作用振荡器色散特性的影响，可知通过填充低密度等离子体可以提高器件的2π工作点，由此提出通过等离子体密度和工作电压的共同调节，以提高扩展互作用振荡器的工作带宽的方法。4.对低密度等离子体填充扩展互作用振荡器进行了PIC模拟，计算了不同等离子体密度时扩展互作用振荡器的输出特性，实现了34.2GHz~38GHz的带宽调谐。