由于高精度雷达、卫星通讯、电子对抗等方面的不断发展,要求微波电真空器件的频率不断进行提高。W波段电磁波处于微波大气窗口,同时具有微波和红外线的优点,如穿透性强、信号分辨率高、旁瓣低而难以被截获等优点,具有广泛的应用空间,从而W波段的微波管越来越引起相关研究者的关注。本文研究的对象是大功率W波段(91-97GHz)的折叠波导行波管及其关键技术。折叠波导相比于螺旋线慢波结构,在散热性和功率容量方面具有非常明显的优势,相比于耦合腔慢波结构,其工作带宽要宽很多,而且有工艺简单、装配方便等优点。本文对设计该行波管的主要过程进行了详细介绍,内容主要包括:对电子光学系统的理论进行了详细介绍。包括电子枪和聚焦系统的工作原理和理论计算,并利用ORION、HFSS等主要仿真软件来分别进行建模,经过不断的参数优化,最终给出了满足要求的仿真结果。对行波管的核心部分:折叠波导慢波线进行了详细的介绍。通过等效电路的方法分析慢波线的高频特性,在此基础上结合仿真结果详细说明了慢波线各个尺寸参数对其高频特性的影响,仿真结果显示设计的慢波线在效率和带宽等方面符合我们的需要。输能装置和衰减器的设计。介绍了盒型窗、过渡波导、衰减器的设计原则,盒型窗采用蓝宝石作为窗片材料,过渡波导采用双曲渐变结构来设计,衰减器则采用新设计的E面渐变楔形结构。从仿真得到的结果来看,各部件的的VSWR都在合理的范围内。效率提高关键技术的介绍。分别分析了用于提高行波管效率的相速渐变技术和多级降压收集极技术的相关理论。根据其理论重新设计了采用相速渐变技术的慢波线,并通过仿真验证了该技术对效率提高的有效性;在原有二级降压收集极的基础上设计出了2种不同结构的四级降压收集极。仿真结果表明,新设计的四级降压收集极使收集极效率有了明显的提高。展示了最终制造的行波管及其各部件的实物图,给出了其测试结果,并对测试结果进行了分析。