毫米波技术在毫米波雷达、毫米波末制导和电子对抗领域发挥了重要作用,特别鉴于V波段毫米波具有独特的大气衰减特性,使其在保密通信领域具有巨大的应用价值,而这些技术的核心器件就是毫米波功率源。我们一般将毫米波功率源分成两种类型:固态功率源器件和电真空器件。目前,由于半导体技术的快速发展,固态功率源的成本急速下降,大规模集成化且易于加工的固态功率源已经占据了大部分低频及低功率的电子应用领域。但随着工作频率和功率要求的上升,电真空器件在高频段具有的宽频带、高功率容量以及抗干扰能力强等特点,使其成为毫米波通信领域不可替代的核心器件。O型电真空器件的最关键部位是慢波结构,其性能的优劣将直接影响整个器件的工作状态。微带曲折慢波结构是一种新型的慢波结构,它的实体体积较小,所要求的工作电压较低,工作频带宽而且适用于微细加工技术制造,成为毫米波行波管新型慢波结构研究的一个热点。本文设计了3种V波段改进型的U型曲折慢波结构:介质杆支撑加脊U型微带曲折慢波结构、多脊U型微带曲折慢波结构和基底悬空U型微带曲折慢波结构。文中对三种结构在V波段的高频特性、传输特性以及注波互作用特性进行了详细研究。本论文的主要内容如下:1.分析微带结构导体带的相关参数对微带曲折慢波结构的影响,出并验证了这种慢波结构的输入输出阻抗匹配设计方法。2.设计了介质杆支撑加脊U型微带曲折慢波结构,调整优化参数后使其可工作于V波段。研究分析了该结构的高频特性及传输特性,最后完成该结构的注波互作用模拟。3.设计多脊U型微带曲折慢波结构,对比了它与普通U型和单脊U型的高频特性。研究分析了该结构高频特性和传输特性,最后完成注波互作用模拟。4.设计基底悬空U型微带曲折慢波结构,分析了它的高频特性和传输特性,并完成了该结构的注波互作用粒子模拟。