与其他的电磁波不同,太赫兹波(THz)具有很多独特的性质,这使其在通信、雷达、远程成像、电子对抗、无损检测等诸多领域具有重大的科学研究价值和广阔的发展前景。但是,由于缺乏低电压、高功率、低造价、便携式、室温下工作的太赫兹辐射源,使得太赫兹技术的实际应用受到很大的限制。近年来,真空电子器件取得了快速的发展,并与微细加工技术相结合形成了微型真空电子器件,其工作频率已经接近甚至达到1THz。论文在总结了太赫兹真空电子器件发展现状的基础上,设计了一种新型的太赫兹两级串联慢波结构,两级慢波结构集成在一个平面内,采用相同的聚焦系统,具有相同的电子发射密度。本论文对结构进行了系统深入的研究,首先,对慢波结构的色散特性进行了数值模拟,并用数值方法计算了返波管、行波管的输出特性。其次,设计了过渡结构和两级串联慢波结构的连接波导,并且分析了器件的工作原理。最后,对两级串联结构的整体输出特性进行了计算,并利用粒子仿真软件对其电压参数进行优化。通过分析,可以看出：两级串联慢波结构在保持了结构紧凑的前提下,在295 GHz-320GHz具有很好的传输特性,反射系数S11<-16dB,传输系数S21>-10.5dB,电流为18mA时,获得14.6W的稳定信号输出。