Представлены результаты теоретического и экспериментального исследования особенностей возбуждения колебаний в генераторе дифракционного излучения с двух- и трёхкаскадным пространством взаимодействия, реализованном в одном открытом резонаторе. В теоретической модели для описания многокаскадного механизма взаимодействия рассмотрено возбуждение колебаний типа TEM$_{0nq}$, имеющих на решётке $ n $ синфазных "пятен" поля, т. е. каскадов, вдоль движения электронного пучка. Показано, что уже использование двухкаскадного пространства взаимодействия, реализованного на колебаниях типа TEM$_{01q}$, позволяет в 1,91 раза снизить стартовый ток генератора. Приведены результаты экспериментальных исследований двухкаскадного генератора в 5 и 1,5-миллиметровом диапазонах длин волн. Синфазность электронного пучка с резонансным полем в обоих каскадах достигалась сбоем периодичности нарезки щелей решётки в середине пространства взаимодействия. Выходная мощность двухкаскадного генератора дифракционного излучения в 5-миллиметровом диапазоне на колебаниях типа TEM$_{013}$ составляла $3{\div}5$ Вт. Также наблюдалось возрастание стартового тока для режима поверхностных волн в $4{\div}5$ раз.