毫米波、太赫兹科学技术因其在通信、生物、医疗等诸多领域有着广泛且重要的应用价值,已成为电子科学领域的研究重点。而真空电子器件则是产生毫米波、太赫兹波的重要大功率辐射源。随着工作频率的提高,受尺寸共度效应等限制,高频结构尺寸变小,面临加工难度变大和传输损耗增高等难题;为了解决这些问题,诸多新型高频系统被提出,为预先估计高频结构对整管特性的影响,有必要对高频结构的电磁特性进行理论分析和实际测量,本文着重研究了正弦型行波管和扩展互作用速调管(EIK)这两种新型毫米波器件的高频特性,主要工作和成果如下:1,本文从微扰理论出发,推导出了适用于正弦型行波管高频系统特性的相关测量公式,提出了相应的实验测量方法,并在仿真软件中进行模拟实验,得到了色散特性与耦合阻抗值,对所推导的测量公式进行了验证。2,通过仿真软件设计了基于梯形结构的G波段扩展互作用速调管高频结构,模拟结果表明所设计EIK的中心频率约为216.5GHz,在工作电压18kV,工作电流0.228A,输入信号40mW的条件下,最高输出功率可达115W,增益34.6dB,电子效率2.8%;在输出功率大于100W的情况下有大于200MHz的带宽,增益大于33.9dB。而且利用微扰测量理论,对该模型进行了仿真测量,得到其轴向电场分布。该方法可用于EIK高频结构电磁特性的实际测量。3,设计并搭建了一套毫米波真空电子器件高频特性测量平台,包括运动控制系统、机械固定系统和测量系统,并利用该平台对W波段正弦型行波管的色散特性进行了实际测量,结果表明测量数据和仿真数据最大误差为1.17%,最小误差为0.39%,平均误差为0.73%,二者结果较吻合,同时对测量的误差做了进一步分析。