行波管是重要的军事电子设备。高阶模式振荡是行波管输出不稳定的原因之一。如果在慢波结构外用光子晶体取代行波管慢波结构的金属屏蔽筒,并使工作模式处于光子晶体的禁带,而使竞争模式处于光子晶体的通带,这样可以滤除部分竞争模式,从而提高行波管的稳定性。本论文研究了光子晶体加载曲折波导行波管,以期基于上述原理提高曲折波导行波管的稳定性。研究内容包括有限二维光子晶体对电磁波的选择通过特性、Ku波段光子晶体加载慢波电路的色散、耦合阻抗和传输特性、光子晶体对慢波通道内电磁波的选择通过性、Ku波段光子晶体加载行波管的注—波互作用。第一章为绪论,介绍行波管的发展现状,光子晶体的发展历史及其应用,光子晶体行波管的研究现状。第二章比较了光子晶体加载矩形波导和普通矩形波导的传输特性。第三章研究了光子晶体加载慢波电路的色散和耦合阻抗,并与相同尺寸慢波电路的色散和耦合阻抗进行了对比,仿真了光子晶体加载慢波电路的传输性。第四章介绍了光子晶体加载慢波电路输入、输出匹配的设计过程,设计了慢波匹配电路的加工模型。第五章研究了光子晶体加载慢波电路行波管的注—波互作用,说明光子晶体加载慢波电路能够有效放大电磁波信号。研究结果表明,经合理设计,光子晶体加载行波管可以有效滤除慢波电路中的高阶模式,提高行波管工作的稳定性。