本发明公开了一种应用于高功率微波源的轻型化周期性磁场线圈，高功率微波源包括径向渡越时间振荡器，周期性磁场线圈包括多段均匀间隔设置在径向渡越时间振荡器束波互作用区外壁上的励磁线圈，每个励磁线圈均包括相对设置在束波互作用区外壁两侧的多层密绕螺线管，位于束波互作用区同一侧的多个螺线管呈直线排列，位于束波互作用区外壁同一侧的相邻两螺线管之间设有绝缘体；各螺线管通电后在束波互作用区电子束通道中产生的叠加磁场B(r)呈余弦分布；其中，叠加磁场的峰值B₀为修正后的相对论条件下的电子束的布里渊磁场B_b的倍，叠加磁场B(r)的磁场参量α为0～0.66或1.72～3.76。本发明在保证径向强流相对论电子束稳定传输的前提下，可减轻外加磁场线圈重量。