近年来,微波管研究的学者都把目光聚集到一种新型的慢波线结构——折叠波导（曲折波导）慢波线。它是一种全金属结构，具有功率大、工作频带宽的优点。以这种慢波线结构研制的行波管可以作为一种毫米波、甚至亚毫米波小型辐射源。随着微波真空器件高速发展大功率、宽频带的毫米折叠波行波管在军事、卫星、通信等方面得到了广泛应用。目前国外通讯、雷达与卫星数据中继已经扩展到Q波段折叠行波管。相对于其他波段的行波管，这一波段的信号抗干扰能力强，不易被截获，为此能极大的提升军事电子装备通讯系统的安全性。国内在此频段的很多研究都不能达到宽带宽，高功率的输出，从而不能满足现代军事的需求。由此可见Q波段折叠行波管研究具有重要的现实意义。针对国内Q波段折叠行波管的发展缓慢现状，本文设计一只工作在43.5GHz-45.5GHz的折叠波导行波管，在工作频带内整管效率为25%，输出功率大于150瓦，整管的增益大于30dB，本文的主要内容为：1、根据Q波段折叠行波管工作参数，如电子枪的工作电压、电流、以及阴极表面的电流密度等。计算出适合的电子枪尺寸，在乌克兰软件ORION中仿真优化出一把合适电子枪。此电子枪的射程大于20mm，注腰半径约为0.2mm。2、根据曲折波导行波管工作的频率，设计符合行波管工作的慢波线结构，并分析了慢波线中各尺寸对高频特性的影响。根据慢波线得到的高频特性，在ORION软件中进行注波互作用的模拟。模拟结构显示，行波管工作频带内的输出功率/增益等都超过了预期的要求，说明了慢波线设计的合理性。在此过程中对于慢波线各尺寸的优化需要耐心，优化过程中要考综合考虑慢波线色散特性和耦合阻抗，来得出适合的慢波线尺寸。3、根据电子枪工作电压以及电子束半径等参数对周期永磁聚焦系统（PPM）进行设计。通过确定PPM的周期L和轴向磁场的强度，对其他的尺寸进行估算，将得到的PPM在FEMM软件中进行仿真优化，最后把合适的磁场加在电子束上验证。如果模拟结果显示，电子束层流性好，包络脉动也小，这说明了本设计的可行性。4、设计合适的新型输入输出结构和集中衰减器。在HFSS软件中设计优化输入输出结构和衰减器使其电压驻波比都小于1.5左右。5、将设计好的器件装配起来，对整管的流通率、输出功率、增益等参数进行测试。6、对以上的工作情况进行总结，指出了本文的主要工作。同时给出了下一步研究工作的建议。