在现代国民经济部门如通讯、雷达、航空航天等，以及现代化军事装备如雷达、干扰机等中，宽带大功率行波管的应用具有举足轻重、无可替代的作用。螺旋线是宽带行波管中一种重要的慢波结构，它具有结构简单、易于制造、良好的色散特性、较高的耦合阻抗等一系列优点。对它的研究有助于改善它的慢波性能，实现行波管的计算机辅助设计(CAD)，提高行波管的总体性能。 本文利用场论求解的方法，采用螺旋导电面模型，将实际的螺旋线看成一个螺旋导电圆筒，圆筒上沿螺旋线前进的方向理想导电，而与其垂直的方向完全不导电，建立了翼片加载螺旋线慢波结构的导电面模型，得到了各区的场表达式。并进一步推导了实用的色散方程、耦合阻抗和衰减常数表达式。 采用螺旋带模型，假设螺旋线由金属带绕成，在圆柱坐标下写出螺旋线内、外两区中场的一般展开式，然后从假定的螺带电流出发求出展开式中的幅值系数。推导出了相应的色散方程、耦合阻抗和衰减常数表达式。 利用导出的方程，采用可视化技术，在Visual C++环境下，开发了螺旋慢波结构高频系统CAD软件：Helix，并成功的应用于行波管CAD集成环境软件包中。对实际行波管用螺旋慢波结构进行计算，并将色散关系、耦合阻抗、衰减常数的测量结果与导电面模型、螺旋带模型的计算结果进行了比较，得出了相同条件下，螺旋带模型优于导电面模型的结论。对螺旋带模型，分析了两种不同电流假设对色散特性的影响，并计算了不同夹持杆介电常数、不同管壳半径对色散特性的影响。 采用行波法对翼片加载螺旋慢波结构的色散特性进行了冷测实验，测试结果验证了理论分析的可靠性。