太赫兹波是一种电磁波,在电磁频谱上处在微波和红外线之间。因此太赫兹波具有很多优势,包括它具有很强的穿透力、探测安全性很高以及有很宽的工作带宽等。在安保检测、高速通信和医学成像等许多方面都有着广泛的应用前景。但目前市面上的太赫兹源的价格都很高,使得太赫兹科学技术的研究成本也很大,而小型化、高功率、宽带宽的太赫兹源的缺乏也制约着太赫兹的应用。而利用行波管制作太赫兹发生器则可以很好的解决这一难题。220GHz折叠波导行波管是现在世界各国各科研机构研究的热点之一。这是因为220GHz刚好在大气窗口的光谱段范围内,而且属于太赫兹的低频段。所以,对220GHz折叠波导行波管开展研究,不仅应用价值很高,而且可以对今后更高频段太赫兹折叠波导行波管的研究提供指导。而行波管的核心部件是高频系统,它会直接决定器件的工作频率、增益、带宽等性能。因此,对行波管高频系统的研究显得尤为关键。本文的主要工作有:1、运用等效模型的方法对折叠波导的高频特性进行详细分析,包括色散、耦合阻抗和损耗等。2、对行波管慢波系统的注-波互作用理论进行研究。并使用课题组自主开发的注-波互作用计算程序FWGTWT进行计算,得到注-波互作用结果并对结果进行分析,从而进一步优化结构参数,得到更好的结果。使慢波线工作带宽为10GHz(214GHz~224GHz),在工作带宽内输出功率超过15W,增益超过27.5dB。再使用CST粒子工作室二次计算了注-波互作用,进一步验证了设计方案的可行性。3、研究输入输出结构。针对220GHz行波管设计了过渡波导和4种输入输出窗。其中有锥度的氧化铍盒型窗在204GHz~240GHz范围内电压驻波比小于1.2,S11参数小于-20dB。过渡波导在整个工作带宽范围内电压驻波比小于1.04,S11参数小于-32dB。4、对设计的慢波线、输入输出装置进行加工并测试。为今后更高频段的太赫兹器件的研制提供经验基础。