束流驱动的等离子体尾场加速（PWFA）在过去的十多年里进展迅猛,具有超高的加速梯度和产生高品质束流的潜力。这种新型加速器为新一代紧凑型光源和未来对撞机的研发提供了新思路,具有非常重要的意义。如何产生兼具高能量和高品质的束流以满足前沿应用需求是PWFA研究的重要挑战。本论文利用高变压比等离子体尾场加速与密度梯度注入相结合的方法产生高能量高亮度电子束。通过理论模拟,成功验证了这种方法的可行性,并对高变压比和高亮度注入之间的物理规律,影响因素等进行了研究。探讨了利用SXFEL束流参数进行高变压比PWFA实验的可能性,对未来的实验研究具有重要的参考意义。论文工作具体从以下章节展开:第一章引言。回顾了PWFA发展历史和重要成果,介绍了高变压比加速及高品质注入的方法和研究进展,简述了论文工作的主要工具PIC模拟。第二章理论梳理。对Blowout机制下的高变压比理论和密度梯度注入过程中的一般规律进行了整理。第三章对基于密度梯度注入的高变压比PWFA加速进行模拟研究。结果显示该方案可以产生平均变压比约为4,发射度约为10nm,峰值亮度约为10²⁰A/m²/rad²的电子束。同时还探讨了驱动束的形状、纵向长度和横向尺寸对于变压比和注入品质的影响,对于未来实验的参数选择具有指导意义。第四章模拟中空及近中空通道下高变压比PWFA及密度梯度注入。结果表明是否中空对于变压比而言影响不大。但中空等离子体对于密度梯度注入电子的发射度有消极影响,从而使其亮度明显降低。第五章基于SXFEL束流参数进行高变压比PWFA模拟研究。探索了在SXFEL装置上实施高变压比PWFA的可行性。通过扫描等离子体密度、电子束尺寸等参数,对变压比进行了优化。最终加速全过程平均变压比为3.6。同时结合密度梯度注入,可以产生高亮度电子注入(>10¹⁸A/m²/rad²)。