太赫兹波在电磁波谱中占有重要的位置,它具有毫米波和红外线所不同的性质。近年来,由于一些新的太赫兹技术出现,在世界范围内引起一波研究太赫兹的浪潮。2004年太赫兹技术被评为影响未来世界的十大科技之一。在上个世纪80年代以前,由于缺乏太赫兹的有效产生方法和检测手段,人们对该波段认识甚少,但是,由于近年来超快激光技术的迅速发展,为太赫兹辐射脉冲的产生提供了稳定可靠的激发光源,推动了太赫兹技术在基础研究、工业、军事以及生物科技领域的应用。目前,太赫兹辐射的独特性质在生物医学、微电子学、农业、通讯、反恐以及其他领域应用,已展示了它具有极大的价值。然而,在太赫兹的发展中,存在一些制约太赫兹技术的发展因素。其中主要的有缺少轻便、经济适用以及能提供连续的、平均功率较高的太赫兹辐射源。目前,世界许多国家相继开展了太赫兹技术的深入研究,已取得了重要的进展。但是,如何提高太赫兹脉冲的功率是许多国家研究的一个重要方向。为了提高太赫兹脉冲的功率,本文根据微波电子学理论,设计了一种太赫兹扩展互作用速调管放大器件。通过对其线路特性、高频系统中电子注的调制、群聚、电子注与高频场的互作用过程进行研究以及数值模拟,得到了一种新型的太赫兹放大器。本论文的主要内容如下:介绍了太赫兹的发展过程和太赫兹技术的应用;概述了速调管的发展和特点,对速调放大器的现状进行了综述。介绍了扩展互作用速调管的主要结构以及它们的发展趋势。本文系统介绍了速调管的群聚理论;利用群聚理论,进行了太赫兹EIK小信号分析;利用空间电荷波理论,对扩展互作用速调管的工作原理进行了研究。在文中,研究了两种结构的扩展互作用速调管放大器。一种输出在十三腔,另一种输出在十四腔的模型。利用电磁模拟软件CST对它们进行冷仿真,得到放大器的几何参数、色散曲线和工作点;利用PIC软件对它们进行热仿真,在十四腔的结构中,选择器件的工作电压为12.54kV,工作电流64mA,在输入峰值功率为15.79mW,频率为222.731GHz的TE10情况下,得到输出峰值功率为16.765W,其放大倍数为30dB,效率为1.043%。在十三腔的结构中,选择器件的工作电压为12.74kV,工作电流77mA,在输入平均功率为5.7mW、频率为222.74GHz的TE10波的条件下,得到输出峰值功率为36.969W,其放大倍数为38.12dB,效率为3.76%。