现代电子技术对行波管有了更高的要求。随着行波管向着高功率、高频率、小型化发展,传统的螺旋线行波管难以满足需求。在功率方面,传统的螺旋线行波管,在超过10k V时返波振荡严重,这使其功率受到了较大的限制。在工作频率和小型化方面,随着行波管的高频化,慢波结构的尺寸逐渐变小,这使其对现代高精度加工的要求更加苛刻。因此,符合发展需求的新型慢波结构成为了研究重点。近年来,带状电子注得到了飞速的发展,其相较圆形电子注,有着低电荷效应和高效率的优势。因此适应带状电子注的慢波结构,成为了行波管研究的重要方向。因此,本文提出了一种新型的慢波结构,即矩形环对角双半矩形弯曲杆慢波结构。本文借助HFSS、CST等仿真软件,对于该新型慢波结构进行了多个方面的研究。本文的研究内容主要如下:1.在圆环双杆和矩形环对角双杆的基础上,提出了矩形环对角双半矩形弯曲杆慢波结构。通过HFSS等三维仿真软件,对其高频特性进行了分析,研究了其各个结构尺寸参数对于高频特性的影响。并将其与矩形环对角双杆的高频特性作了对比分析。结果表明,新结构具有更高的互作用阻抗,相较于矩形环对角双杆,其互作用阻抗提升较大,更利于行波管输出功率的提升。2.同时在CST中建立了Ka波段矩形环对角双半矩形弯曲杆的传输特性模型,设计了共面耦合器的输入输出匹配结构,结果表明,在Ka波段,其S11小于-20d B,该模型具备良好的传输特性。3.研究了Ka波段矩形环对角双半矩形弯曲杆慢波结构行波管的注波互作用。在CST粒子工作室中建立模型,利用PIC求解器,对其注-波互作用作了分析。分析结果表明,在33.5GHz该行波管输出功率以及增益和电子效率分别是1410W、41.5d B和29.37%。同等电气参数下,该结构比矩形环对角双杆功率提升了30.55%。4.同时进行了Q波段矩形环中心双半矩形弯曲杆慢波结构研究。一是分析了矩形环中心双半矩形弯曲杆的尺寸参数对于其高频特性的影响。二是探究了共面耦合器的输入输出匹配方式应用该模型的传输特性。同时对比了其与矩形环中心双杆的传输性能。为该慢波结构的行波管设计提供了基础。