回旋行波管在国防安全、外层空间小目标跟踪、精确气象监测等领域具有重要的应用价值,是下一代高分辨率成像雷达首选的发射机功率源。高频互作用电路是回旋行波管的核心部件之一,它对回旋行波管的整体性能影响巨大,用螺旋波纹波导做回旋行波管的互作用电路可以增大带宽、提高稳定性。本论文对螺旋波纹波导的色散特性进行了全面研究,并对螺旋波纹波导回旋行波管的注波互作用进行了理论分析与数值模拟,论文的主要内容如下:　　 第一部分,对回旋振荡管、回旋速调管、回旋返波管、回旋行波管的发展历史、发展现状、主要应用进行了全面介绍。全面回顾了回旋行波管互作用电路的发展历程,介绍了本课题的研究背景及选题意义。　　 第二部分,对回旋行波管研究过程中所涉及的数学基础及重要物理概念进行了解释说明。重点介绍了亥姆霍兹方程在电子导引坐标系中的解的形式、回旋脉塞原理,给出了回旋行波管注波互作用计算过程中重要的近似计算关系。　　 第三部分,全面分析了螺旋波纹波导的色散特性。给出了螺旋波纹波导等效表面磁流的详细计算过程,结合有源麦克斯韦方程推导出分别适合于回旋行波管与回旋返波管的螺旋波纹波导色散方程,描述了螺旋波纹波导中模式的耦合规则,并计算了波导各参数对其色散特性的影响。　　 第四部分,对系统与控制理论做了简要介绍,在此理论的指导下,结合电子运动方程、能量演化方程、螺旋波纹波导的模式耦合方程,对螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用非线性理论进行了全面深入研究。数值结果与已报道的实验数据基本相符,在此基础上设计了w波段螺旋波纹波导回旋行波管,给出了电压、磁场等参数的参考值。　　 第五部分,详细介绍了螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用非线性理论的线性化过程,随后对其色散方程进行简化,使其色散方程可以用一元三次方程的简单形式表示。在此基础上,分析了不同参数对螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响。