行波管在雷达、通信、电子对抗、遥感和等离子体诊断等方面有着巨大的应用潜力。而毫米波行波管,其工作频段介于微波和红外之间,它具有较大的带宽、波束窄、能全天侯工作以及较大的输出功率等优点。慢波结构作为行波管中进行注-波互作用的核心部件,它的优劣直接决定了行波管的性能。曲折波导慢波结构具有带宽性能良好、功率容量大、易加工等优点,是一种有潜力工作在毫米波段的高频系统。本论文主要对脊加载曲折波导及其变态结构进行了模拟和实验研究,主要工作如下：1.设计了w波段脊加载曲折波导行波管的慢波结构和过渡波导结构。介绍了脊加载曲折波导的高频特性的研究方法,为新型曲折波导的研究奠定了理论基础。2.研究了直线渐变脊加载曲折波导。对其高频特性进行了模拟研究,还研究了此类行波管的大信号注-波互作用特性。研究发现,以w波段91GHz为中心频率时,直线渐变脊加载曲折波导和脊加载曲折波导结构有着相似的高频特性,但是它的反射明显比脊加载曲折波导结构的偏低。3.研究了阶梯渐变脊加载曲折波导。模拟了阶梯渐变脊加载曲折波导结构的反射特性和高频特性,并模拟研究了这类行波管的注-波互作用过程。通过与脊加载曲折波导结构的模拟比较,阶梯渐变脊加载曲折波导结构的反射较小。4.W波段脊加载曲折波导行波管的实验研究。介绍了冷测实验方法和实验原理。并对得到的实验数据进行分析,实验测得的数据和软件模拟结果比较吻合。