С первых лет работы кафедры начал действовать научный семинар, который пользуется авторитетом и известностью у электронщиков и радиофизиков и Саратова и других городов страны. В 1957 - 1964 годах на кафедре был выполнен цикл работ с участием В. Н. Шевчика, Ю. Д. Жаркова, Д. И. Трубецкова, Н. И. Синицина, аспиранта А. А. Кураева по теории дискретного взаимодействия электронов с ВЧ полями применительно к ЛБВ и ЛОВ с периодическими замедляющими системами, а также серия работ Б. Г. Цикина, посвященная аналитической нелинейной теории ЛБВ. На кафедре совместно с сотрудниками НИИ МФ были проведены широкие теоретические и экспериментальные исследования ЛОВ в различных режимах и диапазонах (В. Н. Шевчик, Д. И. Трубецков, Н. И. Синицин, Н. Ф. Карякин, В. С. Андрушкевич, Ю. Г. Гамаюнов, Ю. Д. Жарков, Р. Ш. Амиров, В. Л. Фишер). Работавшим в то время на кафедре профессором В. С. Стальмаховым, а также В. Н. Шевчиком, Д. И. Трубецковым были проведены работы по развитию теории лучевых приборов магнетронного типа. Результаты нелинейной и нестационарной теории этих приборов были позднее отражены в докторской диссертации Д. И. Трубецкова (1978 г.). Своеобразным итогом научных исследований в эти годы стали монография В. Н. Шевчика и Д. И. Трубецкова "Аналитические методы расчета в электронике СВЧ", вышедшая в свет в 1970 году. В этой книге обобщены и систематизированы результаты теоретических исследований различных электронных приборов СВЧ. Эту монографию без преувеличений можно назвать энциклопедичной, и не случайно она включена в "золотой фонд" научной литературы по электронике.

В конце 60-х годов по инициативе В. Н. Шевчика на кафедре начались исследования в области акустоэлектроники и акустооптики. Научные группы в НИИ МФ, возглавляемые М. А. Григорьевым, Н. И. Синицыным, Ю. А. Зюрюкиным с участием Р. И. Бурштейна, быстро завоевали признание и достигли успеха в разных направлениях акустоэлектроники и акустооптики. Научной группой под руководством Б. Г. Цикина были проведены исследования в области квантовой электроники, связанные с изучением взаимодействия свободных электронов с незамедленными электромагнитными волнами. Было теоретически предсказано существование следующих эффектов: нелинейного усиления незамедленных электромагнитных волн электронным пучком; вынужденного комптоновского рассеяния на нерелятивистском электронном потоке, вынужденного черенковского рассеяния. Эти работы явились первыми отечественными публикациями по лазерам на свободных электронах. В 70-е годы под руководством профессора В. С. Андрушкевича группой сотрудников НИИ МФ, в которую входил и доцент Ю. Г. Гамаюнов, был проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований в области электроники миллиметровых волн. В результате впервые в нашей стране был создан высокоэффективный мощный пакетированный усилитель "О" типа миллиметрового диапазона. В 80-е и 90-е годы этими сотрудниками кафедры были проведены фундаментальные исследования по формированию и транспортировке интенсивных электронных потоков. В значительной мере эти исследования были обобщены в монографии В. С. Андрушкевича, В. А. Вырского, Ю. Г. Гамаюнова, В. Н. Шевчика "Усилительные клистроны с распределенным взаимодействием".

Интенсивная научная работа коллектива кафедры благотворно сказались на учебной работе со студентами. Уже в те годы на кафедре читались 19 общих и специальных курсов лекций, соответствующих широкому фронту исследований, проводимых сотрудниками кафедры. В 1967 году была создана специальная учебная лаборатория по физическому эксперименту. В 1978 году, благодаря усилиям прежде всего доцента Б. Г. Цикина и старшего инженера М. И. Перченко, была организована учебная лаборатория по квантовой электронике. Преподавателями кафедры были написаны и изданы несколько учебных пособий по лабораторным работам. Среди этих пособий следует выделить книгу "Электронные приборы сверхвысоких частот" под редакцией В. Н. Шевчика и М. А. Григорьева, допущенную Минвузом СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов.

Начиная с 80-х годов научными группами под руководством Д. И. Трубецкова проводились теоретические исследования в области ВЧ релятивистской электроники, теоретические и экспериментальные исследования нестационарных явлений в электронике, хаотических колебаний в распределенных радиофизических системах, большое внимание уделяется исследованиям в других актуальных направлениях нелинейной физики.

С 1985 года на кафедре открыта новая специализация - "Теория колебаний и волн". Был разработан общий курс лекций "Теория волновых процессов" (Д. И. Трубецков, Л. И. Кац, Б. П. Безручко, А. П. Четвериков), спецкурсы "Хаос и структуры", "Асимптотические методы в теории колебаний и волн" и другие. Были созданы новые учебные лаборатории: в 1986 г. - "Компьютерный эксперимент" (ответственный А. П. Четвериков), а в 1997 г. лаборатория "Физика волновых процессов" (ответственный Б. П. Безручко). В 1984 г. выходит монография Д. И. Трубецкова и М. И. Рабиновича " Введение в теорию колебаний и волн", получившая гриф учебного пособия для студентов университетов, изданная в Нидерландах на английском языке и повторно изданная в 1994 г. в России. Эта книга является удачным сочетанием монографии и учебного пособия для студентов и специалистов по радиофизике. Современная теория колебаний и волн представлена в книге явлениями и эффектами, встречающимися во всех областях науки и техники. Книга пользуется заслуженным признанием в Европе и США.

В 1985 г. при ГНПП "Алмаз" был организован филиал кафедры, первый на физическом факультете СГУ, которым руководил профессор Ю.А. Калинин. Основная цель создания филиала была - сокращение времени адаптации студентов кафедры к условиям и требованиям научных исследований в условиях производства. За прошедшие годы множество выпускников кафедры получили специализацию на филиале.

Научные связи кафедры всегда были весьма обширны. Свидетельством этого служит успешное проведение большого числа научных семинаров, конференций и школ различного уровня, на которые приезжают специалисты из многих научных центров. Первую такую зимнюю школу для инженеров по электронике СВЧ и радиофизике кафедра организовала и провела совместно с НИИ МФ СГУ и ГНПП "Алмаз" в 1970 году. С тех пор с интервалом в 2 - 3 года эти школы проводились регулярно. Кроме этого, кафедрой были организованы ознакомительные школы для одаренных школьников Саратова и области «Колебания, волны, электроны» (впоследствии получившие название «Нелинейные дни для молодых»), традиционно проводившиеся на осенних школьных каникулах. С самого начала школы для инженеров приобрели статус Всесоюзных и международных и продолжают проводиться несмотря на сложности современного состояния науки и высшего образования.

По инициативе и при непосредственном участии Д. И. Трубецкова в 1992 году организован уникальный учебно-научный центр "Колледж", объединявший школьное и университетское образование и науку. В центр входили Лицей прикладных наук, учебное подразделение СГУ на правах факультета - "Высший колледж прикладных наук" (впоследствии Факультет нелинейных процессов), ориентированный на одаренную молодежь и внедряющий новую технологию обучения, научная лаборатория нелинейной динамики и редакционно-издательское подразделение, на базе которого стал издаваться общероссийский журнал "Прикладная нелинейная динамика" из серии "Известия ВУЗов". В эти годы на кафедру пришли молодые сотрудники А.А. Короновский, А.Е. Храмов, И.С. Ремпен, В.Н. Титов, Е.Н. Егоров, И.В. Сысоев, А.С. Караваев, С.В. Гришин, С.А. Куркин, А.А. Овчинников и другие.

Разработана и исследована серия математических моделей экологических, экономических и социальных процессов, качественно описывающих их сложную динамику. Некоторые результаты этих исследований обобщены в недавно вышедших монографиях: Д. И. Трубецков, А. А. Короновский " Нелинейная динамика в действии"; Д. И. Трубецков, А. Г. Рожнев, Д. В. Соколов " Лекции по сверхвысокочастотной вакуумной микроэлектронике". Последняя книга является первой в мире монографией в этой перспективной области электроники. В 1997 году вышло учебное пособие Д. И. Трубецкова "Колебания и волны для гуманитариев".

В 1998 г. кафедра получила название кафедры электроники, колебаний и волн.

Особенностью работы кафедры являлось то, что научная и учебная работа базировалась на научной школе Д.И. Трубецкова, которая с 1995 г. семь раз признавалась победителем конкурса на звание ведущей научной школы России. Это школа в самом широком понимании – наука, образование, большая просветительская деятельность.

Научная школа Дмитрия Ивановича Трубецкова охватила широкий круг проблем, связанных с теоретическим и экспериментальным исследованием нелинейных и нестационарных явлений, а также закономерностей сложной динамики, включая динамический хаос и образование структур, в различных автоколебательных распределенных и сосредоточенных системах радиофизики, электроники и микроэлектроники, магнитоэлектроники, в радиотехнических цепочках и сетях из различных динамических элементов, в моделях экологии, биологии и других наук. Этой школе принадлежит ряд известных результатов по обнаружению динамического хаоса в сверхвысокочастотных системах и моделированию релятивистских генераторов на нерелятивистских аналогах.

В 2001 г. в СГУ была создана новая научно-образовательная структура в виде научно-образовательного института (НОИ) «Открытые системы», в которые входил ряд научных лабораторий, например, таких как:

Лаборатория «Физика нелинейных систем» – изучение сложной динамики и процессов структурообразования в распределенных системах различной природы (в частности, в электронно-волновых и плазменных системах).

Лаборатория «Физика магнитных явлений» – теоретическое и экспериментальное исследование нелинейных явлений в распределенных системах на основе ферромагнитных пленок, включая магнонные кристаллы, и изучение возможности создания на основе этих систем СВЧ-устройств для генерации и обработки сложных сигналов.

В научной лаборатории «Физика нелинейных систем» изучалась сложная динамика виркатора – вакуумного генератора с виртуальным катодом, а также хаотическая синхронизация вакуумных генераторов (д.т.н., профессор Ю. А. Калинин и д.ф.-м.н., профессор А. Е. Храмов, ассистент И.С. Ремпен).

В научной лаборатории «Физика магнитных явлений» генераторное направление стало развиваться лишь с 2006 г. В его становлении активную роль сыграл к.ф.-м.н., на тот момент старший преподаватель кафедры электроники, колебаний и волн С. В. Гришин.

Новый виток физический эксперимент получил после того, как в 2010-х гг. в рамках Президентской программы по поддержке ведущих научных школ РФ для научных лабораторий было закуплено новейшее контрольно-измерительным оборудование мирового уровня. Ответственным за переоснащение экспериментальной базы был С. В. Гришин. Научные работы сотрудников лаборатории приобрели качественно новый вид, что позволило им публиковать статьи в зарубежных научных журналах первого и второго квартилей.

В числе научных тем кафедры активно поддерживалась солитонная тематика. Д.И. Трубецков старался направить исследователей на поиск новых фундаментальных нелинейных волновых явлений в устройствах и генераторных схемах вакуумной СВЧ-электроники. Одним из таких явлений были уединенные волны гигантской амплитуды или «волны-убийцы», которые были обнаружены при численном моделировании режимов гиротрона. В 2018–2019 гг. Гришиным С. В. и Скороходовым В. Н. была проведена серия радиофизических экспериментов по обнаружению аналогов волн-убийц в схемах «шумотрона», выполненных на основе либо двух клистронов-усилителей, либо клистрона-усилителя совместно с ЛБВ-усилителем.

В плане развития фундаментальной теории под руководством Д. И. Трубецкова в последние годы проводились исследования особенностей процессов взаимодействия в неравновесных системах «электронный поток – электромагнитная волна» применительно к приборам типа О (к.ф.-м.н., доцент КЭКиВ Г. М. Вдовина, к.ф.-м.н., ассистент КЭКиВ А. В. Титов, ассистент КЭКиВ А. А. Фунтов) с учетом современных тенденций освоения ТГц-диапазона частот и вопросов миниатюризации радиофизических устройств.

Существенное развитие научных идей, заложенных в школе Д. И. Трубецкова, позволило выйти на новый этап научных исследований в направлении «Фундаментальные и прикладные исследования в сфере высоких технологий».