行波管根据不同的慢波结构,主要可以分为螺旋线行波管和耦合腔行波管。螺旋线行波管具有频带宽、效率较高和重量轻等一系列的优点,一直备受各种电子系统青睐。由于毫米波螺旋线行波管具有带宽宽、效率高和体积小的特点,可以大量的进行功率合成使用,也就成为了毫米波相控阵雷达优先选择的器件。本文将基于毫米波螺旋线行波管现有的设计、制造和测试平台,重点针对毫米波螺旋线行波管的电子光学系统、色散和耦合阻抗仿真及在线测量、注波互作用计算及样管验证结果等进行研究,在理论分析的基础上,采用CAD软件进行模拟仿真计算,通过试验验证的方法来寻求解决问题的方法,最终研制出符合指标要求的毫米波螺旋线行波管。本论文的研究工作和创新点如下:1.利用MTSS、TAU、CST、MAXWELL、ANSYS等软件设计并优化电子枪电子光学系统、注波互作用、输能系统、磁系统和收集极等部件,得到满足指标要求的整管方案。2.从理论分析螺旋线跳变技术的作用,运用MTSS软件来模拟螺旋线衰减量的大小、螺距设置、螺距跳变方式和衰减器的位置对输出功率的影响。3.优化设计完成后,利用在线测量技术,对慢波系统的色散、耦合阻抗进行在线测量,验证慢波系统的色散、耦合阻抗是否与设计值有较高的符合性,通过反复的设计、验证,可以在不装配整管的情况下,完成慢波系统的设计验证。4.研究了毫米波行波管的相位一致性测量和补偿技术,并完成了实测。5.通过本文的研究,本人结合实际工作情况,总结了一点工作体会。