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为了克服单模近似法（SMA）在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性，用“本征函数法”得到了其色散特性，进而求得耦合阻抗．并针对矩形栅的两种典型结构（浅槽栅和深槽栅）进行数值计算，分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响．设计出3cm、8mm波段的矩形栅模型，进行实验测量，实验值与理论值符合良好．导出了考虑电子注时的“热”色散方程，得到其小信号增益，讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响，为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础。