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推导了三轴速调管放大器中受到速度和密度调制的相对论电子束的大信号群聚理论。该理论通过容易获得的调制电压来表示速度调制，描述了群聚过程中的谐波电流和瞬时速度。利用PIC 粒子模拟对大信号理论进行了验证，结果表明该理论能成功预测具有速度和密度调制电子束与调制电压相互作用后的一阶谐波电流和速度。该理论能一般地描述预调制电子束与三轴速调管放大器群聚腔作用后的群聚过程。