太赫兹技术是一种崭新的电磁波技术,也是近年来十分热门的一个研究领域,2004年被评为影响世界未来的十大科技之一。20世纪80年代以前,由于缺乏有效产生方法和检测手段,人们对该波段了解甚少。近年来超快激光技术的迅速发展,为太赫兹辐射脉冲的产生提供了稳定可靠的激发光源,推动了太赫兹技术在基础研究、工业及军事领域的应用。而且,由于太赫兹辐射独特的优点,决定了其在生物医学、微电子学、农业、通讯及其他领域也有着很大的应用潜力。然而,缺少体小便捷、经济适用以及能提供连续的、平均功率较高的太赫兹辐射源是限制太赫兹技术更广泛应用的主要因素。世界上许多国家相继开展了太赫兹源技术的深入研究,已取得了重要的进展。但是,国内的研究尚处于起步阶段。本文将介绍一种基于真空电子学的新型太赫兹辐射源器件,对其线路特性进行研究以及高频系统中注波互作用过程进行数值模拟计算,为国内真空电子学太赫兹源的研究奠定了一定的技术基础。本论文的主要内容如下:首先,对国内太赫兹技术的总体研究进展进行了分析、综述。介绍一种基于真空电子学的微型折叠波导行波管,可望作为比较理想的太赫兹源器件。其次,结合计算机模拟技术对这种新型太赫兹辐射源的折叠波导慢波线路传输特性进行研究:用等效电路法从理论上推导了慢波电路场、色散关系及线路耦合阻抗,电磁模拟软件计算得出的慢波电路色散曲线与理论计算所得结果基本上一致,表明这种尺寸的慢波电路在太赫兹频段有着色散曲线较平坦以及宽带、低损耗的良好传输特性。最后,对互作用段长度为5.94 mm的折叠波导行波管进行了PIC模拟计算。选择器件的工作电压为10.9kV,电流0.67mA,当输入信号的频率为560GHz,输入功率为1mW的情况,得到输出功率大于2mW。模拟中,分析了注波互作用的物理过程,给出电子注速度及电流受高频场调制、放大的行波场纵向电场分量以及其放大输出功率随互作用长度及时间的变化关系,同时研究了其输出功率随周期数的增多而逐步增大的关系。