毫米波是频率范围为30GHz~300GHz范围内的电磁波,介于微波、红外、光波之间。因此兼有这几个特点:第一,波束窄。第二,极宽的带宽。第三,毫米波器件的尺寸较微波器件而言要小很多。第四,相比激光来说,它的传播特性受气候的影响小,接近全天候特性。扩展互作用器件(EID,Extended Interaction Devices)是在二十世纪六十年代发展起来的,互作用机理介于行波管和速调管之间的毫米波真空电子器件,主要有扩展互作用速调管(EIK,Extended Interaction Klystron)和扩展互作用振荡器(EIO,Extended Interaction Oscillator)。与行波管和速调管相比,扩展互作用器件采用的慢波谐振系统兼顾了两者的优点,既可以获得高增益和效率,又可以获得足够大的带宽。EID在毫米波、亚毫米波频段有非常大的发展的潜力,该器件具有结构紧凑、重量轻、体积小、大带宽、工作电压低、输出功率高等特点。目前国际上一些国家在卫星通讯、深空拓扑成像、气候的观测等一些项目上越来越多地采用了EID。本文主要对毫米波段0.14THz带状注扩展互作用器件慢波谐振系统进行了初步研究。本文采用高频电磁模拟软件CST(Computer Simulation Technology)和CHIPIC软件分别对其进行了冷腔仿真和热腔仿真,分析了慢波谐振系统的各结构参数对其影响,得到一组较优的结构参数值来构建模型。然后基于前面构建的模型,针对该慢波谐振系统进行了色散曲线的仿真计算。在色散曲线与PIC仿真的基础上,对模式竞争进行了分析,选取了?模为工作模式,并给予了论证。最后PIC仿真结果表明在较低工作电压18.2kV,工作电流0.5A的条件下,该谐振系统的注波互作用效率可达到22%,工作模式为?模,输出平均功率可达1.98kW,工作频率为149.4GHz。并且在相同的结构参数以及相同电子注横截面积与密度的条件下,对带状束EIO与柱形束EIO进行了比较,最终模拟输出结果表明带状注EIO比柱状注EIO有更高的输出功率和注波互作用效率。这是因为带状注横截面上的纵向电场更加均匀,导致电子受到的密度调制更加均匀、群居效果更好;另外,带状注的耦合阻抗更大。