低温等离子体技术是等离子体应用技术的发展前沿，具有低能耗、高效率、低成本、大面积等优点，广泛应用于新材料研制、军事、装备制造等领域。和辉光放电等低温等离子体技术相比，微波电子回旋共振(electron cyclotron resonance-ECR)是一种先进的低温等离子体技术，具有优良的综合指标，能够提高微电子、大规模集成电路制造等应用领域中低温等离子体加工水平，目前微波电子回旋共振技术已广泛用于工程中。等离子体反应腔是ECR微波等离子体系统的核心部件，在系统中具有至关重要的作用，确保微波功率在腔中形成特定的模式分布，并和特定的等离子体形成与目标反应物产生最有效的相互作用，以在目标反应物表面达到所需的改性处理效果。介绍了等离子的基本概念，常规微波等离子体系统的组成、功能；从电磁学角度分析了电子回旋共振(Electron cyclotron resonance，ECR)的原理，对电子回旋共振在微波等离子体系统中的应用进行了说明；讨论了ECR微波等离子体系统的组成结构、工作机制和原理，对常见的ECR微波等离子系统按照等离子体激发模式进行了分类。在此基础上，讨论了ECR微波等离子体系统稳定工作时的共振条件，重点说明了微波源与外部磁场之间的相互关系对共振的影响。提出了以开缝同轴为辐射器的同轴ECR微波等离子体系统设计方案，用以对金属细管内壁进行材料改性处理，对系统的可行性进行了详细的分析论证。按照方案要求设计了同轴ECR微波等离子体系统，并根据技术指标对各部分设备、器件进行了选型和参数确定，特别是分析了同轴辐射器的工作状态及几何尺寸。根据设计方案，利用专业软件Ansoft HFSS 9.2对同轴辐射器中的电场、能量分布进行了模拟仿真，验证了设计的合理性和可行性。