该发明公开了一种新型超常材料高功率微波源，属于真空电子技术、粒子物理和加速器领域。该发明包括：阴极、慢波结构、分别位于慢波结构两端的同轴波导耦合能量输出装置及收集极组件。本发明所涉及的慢波结构远小于同频率的矩形波导的尺寸，实现了器件的小型化，因而易于与半导体器件集成；所提出的同轴波导耦合能量输出装置在较宽的频带内具有良好的传输特性和较低的反射，保证了信号的高效耦合输出；另外，该新型微波辐射源具有高功率输出的优点，脉冲功率可达兆瓦量级。