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折叠波导行波管是一种微波功率放大源，具有宽频带、大功率和易加工的优势，在电子对抗、卫星通信以及雷达等电子设备中具有广阔的应用前景。近些年来，折叠波导行波管在太赫兹领域的应用引起了国内外学者的广泛关注。但是，相较于耦合腔行波管和螺旋线行波管，折叠波导行波管耦合阻抗较小，要达到较高的输出功率需要较长的互作用电路长度，这样会造成聚焦难度大，聚焦系统设计困难。基于折叠波导的级联结构可以大大缩短行波管长度，预计有助于解决聚焦系统设计困难，对此开展研究具有重要学术意义和应用价值。本文设计并优化了多注级联折叠波导互作用电路，主要内容如下: (1)介绍了TE10模近似法、等效电路法、数值仿真法等折叠波导高频特性分析方法。阐述了小信号理论和如何通过小信号理论对行波管电路增益做出预测，阐述了如何通过小信号参量近似估计行波管的互作用效率。 (2)阐述了折叠波导结构参数设计过程和方法，通过数值仿真方法，分析了结构参数的变化对折叠波导色散特性、耦合阻抗的影响。通过HFSS和CST仿真计算了高频电路损耗，分析了电路参数变化对衰减系数的影响。将有效电导率计算结果运用到注波互作用仿真中去。 (3)使用三维注波互作用仿真软件MAGIC3D建立折叠波导行波管慢波结构模型，验证了参数设计合理性。计算了双注级联折叠波导注波互作用放大特性。 (4)引入三注级联折叠波导慢波结构，分析了级联折叠波导功率输出不稳定因素，通过引入衰减和截断减小反射的影响，结果证明多注级联结构能有效增大电路饱和功率输出。介绍了电路长度可调的级联慢波结构并对其进行了注波互作用仿真。