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行波管自问世以来一直都是现代军事装备技术中不可或缺的微波器件,它主要可分为两大类,即螺旋线类行波管和耦合腔类行波管。由于螺旋线行波管具有一系列的优点,如结构简单、耦合阻抗高、色散特性好且频带宽等,它的这些优点使得螺旋线行波管一直备受青睐。此外,由于螺旋线行波管的低噪声和宽频带特性使得远距离通信得以实现,因此,它成为行波管中研究和应用最多的管型。本文将在行波管基本结构和发展状况的基础上,尝试对螺旋线行波管中常存在的阻抗匹配,返波振荡以及高次谐波抑制问题进行研究,运用理论分析和模拟仿真的方法来寻求解决问题的方法,使得输入输出结构与螺旋线的阻抗达到匹配以及返波振荡和高次谐波得到抑制。本论文的研究工作和创新点如下:1.利用CST软件对翼片加载的螺旋线行波管的输入输出结构进行设计计算,通过改变耦合段螺旋线的内外半径以及其它可能影响反射的参数,使得输入输出结构的反射大大降低。2.针对行波管实验中的功率凹陷问题,首先进行了理论分析,指出功率凹陷可能是由返波振荡或基波的二次谐波所引起,然后分别对抑制返波振荡和基波二次谐波寻求理论的解决方案,指出返波振荡的产生与衰减器的位置和衰减量的大小有关,而二次谐波的抑制则可通过螺距跳变解决。3.运用CST软件计算螺旋线的色散和耦合阻抗,并运用大信号软件来模拟螺旋线衰减量的大小和衰减器的位置对输出功率的影响,通过计算可知,合适的螺距大小、衰减器位置以及衰减量的大小能使凹陷频率点的输出功率提高。4.采用特殊螺距跳变方式,可使基波在凹陷点的饱和输出功率要明显高于整管采用均匀螺距的情况,二次谐波在凹陷点的输出功率要低于均匀螺距的情况。