作为行波管的重要种类，耦合腔行波管除了具有一般行波管宽带宽、高增益的优点外，还具有较大的输出功率，这使其作为微波功率末级放大器，获得广泛的应用。耦合腔行波管在功率方面的提升一向是其发展改进的主要方向之一。本文结合一型X波段大功率耦合腔行波管的改进研制工作，对耦合腔行波管的振荡抑制、流通率提高等方面的问题进行了研究和探讨。行波管的振荡是影响其工作可靠性的重要因素。对于采用休斯结构的耦合腔行波管，尤其要重点解决好带边振荡和反射振荡的问题。本文重点针对此两方面进行分析和讨论。对于带边振荡的抑制本文研究分析了损耗钮扣技术。有别于以往的分布衰减方法，损耗钮扣加载后仅在2π模式频率附近产生明显损耗，而对工作频带内的损耗非常轻微，减小了带内增益、效率受到的影响，保证了行波管高增益、高效率时的稳定性。本文利用计算机CAD技术的最新成果，借助大型电磁软件，对加载了损耗钮扣的慢波系统的高频特性和色散特性进行了分析计算，对损耗钮扣的加载位置、钮扣腔尺寸等因素对抑制带边振荡产生的影响进行了探讨。本文对于反射振荡分析了其机理，对行波管慢波线中重点产生反射的部分借助大型电磁软件进行优化，节约了设计和调试时间，获得良好效果。在令慢波线获得较理想匹配特性的同时，也有助于降低增益波动，间接有利于减小散焦，提高动态流通率。本文中提高流通率的工作集中在电子枪和周期永磁聚焦方面。本文分析了栅控电子枪层流性的影响因素，基于本文研制的行波管的具体需求，结合计算机仿真软件对新设计的电子枪进行了优化设计。本文在永磁聚焦方面对双周期永磁聚焦进行了探讨，并将之应用于实践。最后通过对依照文中原则设计的行波管的实际测试，验证了各项设计方案的有效性。