螺旋线行波管是微波电真空器件中最为重要的一类器件,由于其所具有的宽频带、高增益、以及高输出功率等一系列优点,被广泛地应用到电子对抗、雷达、以及卫星通信等领域。本文主要以18-40GHz宽带连续波螺旋线行波管项目为依托展开研究,主要对螺旋线慢波结构的高频特性以及注-波互作用进行研究。论文的主要工作如下:1.利用仿真软件HFSS对项目方所给定的螺旋线慢波结构的高频特性进行仿真计算,重点介绍了慢波结构的色散特性、耦合阻抗特性、以及衰减常数的仿真计算。通过介质夹持杆和金属翼片加载等方式,在18-40GHz的工作频率范围内,该慢波结构具有较为平坦的色散特性,并且在一定的工作频率范围内呈现出反常色散的特性,这有利于二次谐波的抑制。在此基础之上,我们分析了螺旋线慢波结构的参数发生变化时对高频特性产生的影响,主要包括螺旋线的螺距、内径、宽度、以及厚度变化对高频特性所产生的影响,从而为高频结构的参数选取提供参考。2.在高频特性仿真的基础之上,将所得到的高频特性数据代入到2.5D大信号程序仿真软件中,即可进行注-波互作用的仿真及优化。通过项目方所给定的技术指标,确定计算所需的高频特性参数。我们计算了均匀螺距慢波电路所对应的饱和输出功率以及电子效率,计算结果表明:当采用均匀螺距慢波电路时,在18-40GHz的工作频率范围内,尤其是在工作频率范围的高频点处,饱和输出功率以及电子效率均达不到项目技术指标的要求。因此,我们采用螺距跳变技术来进行慢波电路的优化设计。通过2.5D大信号程序仿真计算得到:当工作电压为10kV,工作电流为100mA,慢波电路的总长度为150mm的条件下,我们得到了在整个18-40GHz的工作频率范围内,行波管的饱和增益大于35dB,饱和输出功率大于80W,对应的电子效率大于8%,低频点所对应的二次谐波输出功率与基波输出功率之比小于-3dB。这符合了既定的技术指标的要求,从而为18-40GHz宽带螺旋线行波管的研制奠定了基础。