行波管具有工作频段宽、输出功率大、增益高、噪声低、使用寿命长和效率高等特点,被广泛使用在雷达、中继通信、遥感遥控和电子对抗等领域。传统行波管的慢波结构包括螺旋线、折叠波导和耦合腔等结构。慢波结构作为行波管的核心部件,它的好坏直接决定着行波管技术水平的优劣。随着现代电子技术的高速进步,要求行波管能够尽量小型化,而传统的慢波结构具有大电压和设备体积大的特点,制约了其发展。微带线慢波结构是一类二维的平面结构,是由介质底板和一定周期的微带线排列构成。这种结构可以使用光刻蚀、溅射和沉淀等微细加工技术来实现。微带线慢波结构具有电压低、重量轻、加工工艺简单、适合批量生产等优点。同时由于微带线慢波结构可以与固态电路进行良好的匹配,因此可以将微带线行波管用于毫米波功率模块的末级功率推动器。深入开展对微带线慢波结构的研究工作对行波管向毫米波和太赫兹方向发展具有重要的推动作用。本文的主要内容和创新点如下:1.提出了变N形微带线慢波结构。首先分析了此结构的色散特性、耦合阻抗特性、传输特性等;其次建立了V波段基于此结构行波管物理模型,包括输入输出结构和衰减器;最后研究了该结构的注-互作用特性,结果表明:变N形微带线行波管能够得到输出功率为87W,与之对应的增益和电子注效率分别为29.4dB和12.2%。2.为了提高微带线慢波结构的耦合阻抗,本文提出了Ω形微带线慢波结构,对相同尺寸下的Ω形微带线慢波结构和变N形微带线慢波结构高频特性进行了对比:Ω形微带线慢波结构具有更高的耦合阻抗。3.计算了Ω形微带线慢波结构传输特性和注-波互作用特性,结果显示:Ω形微带线行波管的峰值输出功率为115W,增益为30.6dB,电子注效率为14.3%。