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行波管是一种传统的真空电子器件，其通过强流电子注和慢波结构上电磁场的相互作用以实现宽频带和大功率的输出，在微波成像、雷达探测、电子对抗等领域得到了广泛的应用。但是，随着应用频段的增加，尺寸共渡效应引起的器件尺寸小型化，导致器件功率容量降低、表面趋肤效应严重等问题，而且传统的加工技术和慢波结构已经不能满足毫米波段乃至太赫兹波段器件的要求。为此基于平面微加工技术的一系列新型慢波结构的研究已经成为毫米波和太赫兹行波管研究的重点。微型化平面交错双栅结构就是一种新型的慢波电路，其既兼容目前微加工技术，同时兼具宽频带和大功率等特点，在国内外引起了广泛重视。然而基于平面交错双栅结构的带状注聚焦困难，耦合阻抗相对较低，栅状结构阻抗匹配困难等问题，使得此结构在毫米波段的应用受到限制。为此，提高耦合阻抗，缩短电子注聚焦长度，改进阻抗匹配等问题，已经成为本领域核心的研究课题。为此，本论文对带状注交错双栅结构和平面线形排列多注交错双栅结构的高频特性及其注波互作用进行了初步的研究，主要工作有: (1)介绍了交错双栅结构高频特性的分析方法，利用场匹配法推导了对称栅和交错双栅的色散曲线和场分布方程，从上下栅相对相移的角度对比了这两种结构的色散和场分布，并给出了采用交错双栅可以获取宽频带和高功率特性的物理内涵。 (2)利用三维电磁仿真软件CST-MWS对0.22THz波段带状注交错双栅行波管的高频特性进行了设计和研究，给出了其结构尺寸与其色散特性和耦合阻抗的关系，利用CST-PS仿真软件对带状注交错双栅行波管在0.22THz的注波互作用进行了仿真计算，获得了初步的结构。同时论文也为该行波管设计了相应的过渡渐变结构。 (3)针对带状注聚焦困难、耦合阻抗相对较低等问题，提出并设计了一支W波段平面线形排列多注交错双栅行波管，对此结构的高频特性进行了系统的分析，并为其设计了相应的耦合结构和衰减段。利用CST-PS对该行波管的注波互作用进行了系统的仿真，获得了其输出功率，瞬时带宽和电子效率等关键特性。将所得结果和传统的单注和带状注交错双栅行波管进行了对比，表明在相同的带宽前提下，平面线形排列多注交错双栅行波管有着更高的耦合阻抗、功率输出、和单位增益，并具有更短的饱和长度和更低的聚焦磁场等优良特性。