在设计高功率速调管的过程中，输出回路的设计对速调管的效率、带宽等性能指标有重要影响。输出腔间隙高频场击穿和输出窗高频击穿是限制速调管功率容量的重要因素。采用多间隙耦合腔分布作用输出电路，可以降低单个间隙承担的电压，是解决输出腔高频击穿的有效途径;采用双端口甚至多端口输出，可降低每个输出窗的表面场强，避免输出窗的高频打火。本论文针对高功率速调管输出回路，开展了多间隙双耦合口输出电路模型的研究工作。论文的主要工作和创新点如下:　　(1)双耦合口输出回路的等效电路及计算回路高频特性参数方法的研究。从等效电路理论和微波网络理论出发，利用输出回路的散射矩阵计算谐振频率、外观品质因数等高频特性参数。分析了谐振腔的结构参数对高频特性参数的影响。　　(2)提出了多间隙双耦合口回路的冷测模拟模型，推导了适用于计算多间隙双耦合口回路间隙阻抗矩阵的表达式。以S波段单间隙双耦合口回路、双间隙双耦合口回路为例，详细介绍利用该模拟方法计算间隙阻抗的具体步骤。计算结果与理论分析符合。与采用场分析方法、散射参数法的计算结果进行对比，三者比较一致，进一步验证了该冷测模拟方法的可靠性，可以为实际测量提供参考。　　(3)对比了相同的耦合口参数对单耦合口回路与双耦合口回路高频特性的影响;依据上述分析，在双间隙单耦合口输出回路的基础上，设计双耦合口输出回路，为双耦合口输出回路的设计提供依据;讨论了两种输出结构对输出腔场型分布均匀性的影响。　　(4)设计了L波段10MW多注速调管输出系统。利用高频电磁场软件建立了双间隙同轴腔双耦合口输出回路模型，计算了不同的谐振模式分布。开展输出腔的三维注波互作用模拟工作，通过优化腔体尺寸和电子注参数等，使输出系统的输出功率达到11.8MW，注波互作用效率达到77％。计算表明，与单间隙输出结构相比，采用双间隙输出结构，注波互作用效率得到提高，相同功率水平下，平均间隙场强降低60％左右。　　(5)设计了Ka波段滤波器加载三间隙耦合腔输出回路。利用等效电路理论、高频电磁场软件对其进行设计、模拟及优化。对三间隙耦合腔输出回路的冷测方法进行了研究，加工了冷测模型，进行冷测实验。测量得到的1dB相对带宽达到4.3％。