被称为“超级器件”的微波功率模块MPM,由电源调节器,固态集成电路和真空微波器件组成,广泛应用于雷达、电子对抗、电子诱饵、相控阵列、空间通信等军事与商用领域。小型化TWT 是MPM 设计中重要的一环。本论文论述了MPM 用小型化行波管的组成结构,以及各分系统的工作原理及其设计方法,工艺实施等问题。包含以下4 个方面的内容: 螺旋线慢波系统的分析一直以来都是困扰行波管制造的难题。行波管的冷参量是电磁波与电子注互作用计算的基础。作者利用CST MWS 高频仿真软件进行了螺旋线慢波系统的冷参量的模拟仿真,使得冷参量数据能够指导实际制管;并编制了基于CST MWS 的螺旋线慢波系统的冷参量计算宏程序,该程序适用于任何加载或不加载的螺旋线结构,数据处理全自动化;结合一定的网格划分经验,可以在很短的时间内得到精度较高的结果:在设计频带内,色散特性平均误差小于1.6%,耦合阻抗平均误差小于3.5%。对电子枪设计方法进行了回顾、讨论,对迭代综合法进行了严格的公式推导,修正了阴极半锥角初值定义公式,解决了该方法不能设计低压缩比电子枪的问题,扩展了的迭代综合法的适用范围情况,提高了电子枪初值设计精度,缩短了设计与优化时间。在电子枪实际电极形状及位置的设计过程,采用两种电子光学仿真软件EGUN 和Orprogr,相互印证共同进行仿真验证,以得到满足设计指标的电子枪。对周期永磁聚束系统的工作原理和设计过程进行了描述,针对不同的设计方案进行了优选,从仿真结果上看,能够保证电子注动态流通率在98%以上,避免螺旋慢波系统的损坏并有助于互作用结束后的电子注进入降压收集极进行能量的回收。 介绍了不同类型的多级降压收集极的特点。详细介绍了轴对称分散透镜型收集极的设计流程,在Excel 中编制了用于收集极级数确定及电压优化的VBA宏程序,简化了数据处理过程,避免了电压选择的盲目性,提高了设计效率。针对宽频带特性,对收集极的电极工作电压点及电极形状位置进行了综合考虑,