同轴负载结构是一种腔体内涂覆微波吸收材料的加速腔，是直线加速器实现小型化的关键部件，其功能是替换传统的波导式吸收负载，将加速器剩余的能量全部吸收掉。传统方法设计同轴负载是基于实验的原理，通过以往经验控制温度范围。对于高功率同轴负载设计，实验方法已经不再适用，必须借助计算机辅助设计方法。课题组选用了两种吸波材料，采用一种全新方法设计高功率同轴负载，即温度场，固体变形场，电磁场相互耦合的方案。通过与实验测试对比，FeSiAl吸波材料负载理论设计结果与实验测试值相一致，但Kanthal吸波材料负载仿真设计值与实验值相差50％。　　 本文首先利用温度场和热变形场耦合设计，研究同轴负载有限元模型的合理性，发现在以往的模型中冷却系统隔板用梁单元会带来很大误差，而选用实体单元使模型更精确。另外基于节约冷却系统运行成本，提高其冷却效率，本文对冷却系统结构进行了优化设计，发现改变水道高度参数比改变水道螺距更有效率。最后确定高度为6mm，螺距为50mm，入水温度为23度，水流量为3kg/s，计算FeSiAl同轴负载，其吸收功率为10kW。最后，利用计算机辅助三维重构技术，通过腔体几何模型重构技术，重建热变形后盘荷波导腔体真空几何模型，导入CST中计算出变形后腔体的谐振频率漂移值，其结果符合工程要求。　　 对于Kanthal吸波材料实验结果与理论设计值相差很大的原因，本文尝试运用时域有限差分数值算法(FDTD)计算盘荷波导谐振腔体，探讨是否是因为CST软件在计算加速腔内壁的薄壁金属损耗型材料时存在技术难点。通过计算三维圆柱体封闭谐振腔本征模频率验证了算法和程序的可靠性。之后基于FDTD算法求解盘荷波导本征模频率值。最后通过理论分析和计算对比发现运用傅立叶变换求解频率存在技术限制，当频率分辨率为kHz级别，时域采样点则需要上百亿个数据，这明显是不可取的。因此得出结论，FDTD算法不适合求解频率值要求高分辨率(如kHz)的电磁场问题。