从20世纪50年代以来，粒子对撞机开始用于研究基础物理领域，伴随着新粒子的不断发现以及技术的提高，对撞机向着高能方向不断发展。2004年国际未来加速器委员会宣布下一代直线正负电子对撞机将采用低温超导加速技术，并命名为国际直线对撞机(ILC)。ILC旨在研究希格斯粒子及其可能与之相关的新粒子，质心能量达到500 GeV到1TeV。2012年，欧洲核子中心发现了希格斯玻色子(Higgs)，成为物理学史上的一座里程碑，为了研究Higgs，同年9月13日，在“第二届中国高能加速器物理战略发展研讨会”上，中国科学家首次提出了一个方案:第一阶段，建造周长50～70 km的环形正负电子对撞机(CEPC);第二阶段，在相同的隧道内能建设一个50-70 TeV的质子对撞机(SppC)。本论文针对ILC/CEPC高能加速器的超导高频系统设计及关键技术展开相关研究，一是针对CEPC物理设计给出一套可行的高频系统设计方案，二是围绕ILC1.3 GHz超导高频加速技术展开研究。　　高频系统主要用于加速正负电子束，是储存环设计的基本组成部分，CEPC增能器和主环运行时高频系统为束流提供能量用以补偿同步辐射损失，提供充足的高频电压来保证能量接受度，同时保证束团长度。本论文首先介绍了CEPC主环和增能器超导系统参数选择，给出了常温腔还是超导腔、加速梯度、工作温度及Q0选择的依据，同时也对CEPC低温功率损耗进行了估算。超导腔作为高频系统的重要组成部分，其设计也十分重要，本论文为CEPC主环设计了一支频率为650 MHz的5cell超导腔。对超导腔中高次模功率损失进行了分析，给出了高次模耦合器设计方案，该设计方案对大部分单极模的阻尼低于阻抗阈值2～3个数量级，对偶极模阻尼也都低于阻抗阈值要求;除此之外，还对同阶模引起的功率损失及束流不稳定性进行了分析，分析结果表明主耦合器可以作为同阶模耦合器，能同时满足束流稳定性及功率损失要求。　　论文除对CEPC主环超导腔高次模引起的多束团不稳定性进行分析之外，还对主环中束长拉伸效应、Robinson不稳定性进行了分析，分析结果表明主环中束长拉伸比较严重，Robinson不稳定性对Higgs设计来说没问题。论文还对增能器超导腔中高次模引起的多束团不稳定性进行了分析，在低能段不稳定性增长时间比同步辐射阻尼时间短，为减小多束团不稳定性需增加横向和纵向反馈系统;此外，增能器在高能段的束长拉伸很小。　　自90年代以来1.3 GHz超导腔技术不断发展完善，ILC采用1.3 GHz9 cell超导腔设计方案，CEPC增能器超导腔也采用1.3 GHz超导腔技术，本论文主要围绕高能所研制的1.3 GHz9 cell超导腔进行了相关研究。首先对大晶粒、低损耗9 cell超导腔(IHEP02)进行了高次模的模拟计算及实验测量，为提高测量准确度，实验中采用了不同方法对高次模的Qe进行测量，测量结果显示高次模耦合器对所有模式的阻尼均低于105，测量结果对以后超导腔及高次模耦合器的优化设计提供了指导;其次根据高次模耦合器的通带特性，对高次模耦合器在常温下进行了调谐，并对高次模耦合器在降温前后的调谐状态进行了测量;本论文还对IHEP02超导腔的相关后处理、洁净间组装、组元组装及80 K低温测试进行了介绍，这为以后超导组元的研制提供了技术参考;最后对细晶粒、TESLA-like超导腔(IHEP03)焊接过程中的频率控制问题进行了分析，这为高能所以后超导腔的产业化发展提供了技术指导。　　论文最后对最新提出的CEPC局部双环设计方案也进行了初步分析。