随着微波理论研究和加工工艺技术的进步,微波电真空器件的工作频段也不断提高,W波段作为微波中的大气窗口之一,应用非常广泛,因此,工作在W波段的器件也越来越多。对于行波管而言,螺旋线行波管在W波段因尺寸结构较小而在加工装配时有较大困难,不仅如此,它的散热性能也欠佳,而耦合腔行波管散热性能高,输出功率也较高,但是其带宽狭窄,应用范围有限。本文以一种非常具有发展潜力的折叠波导作为慢波结构形式,设计了一种工作在脉冲方式的大功率W波段折叠波导行波管。本文主要开展了以下研究及设计:1.结合理论分析,介绍了折叠波导行波管慢波结构及其设计方法,设计流程和相关注意事项。进行了冷参数仿真和注波互作用的仿真,带宽,输出功率等仿真结果均满足设计目标需求。2.结合理论分析,介绍对电子光学系统的设计方法,设计流程,相关注意事项。以皮尔斯理论,用vaughan迭代法设计并优化了一把电子枪,经仿真验证,电子枪的电流,阴极面发射电流密度,注腰半径等均满足设计目标。以周期永磁聚焦结构完成了磁系统的设计,经仿真验证,周期永磁聚焦结构的轴向磁场,周期长度,极靴饱和度均满足要求。最后进行了电子枪和磁聚焦系统的共同仿真,仿真结果较为理想。3.对行波管相关部件进行了设计,包括输入输出波导,输能窗,衰减器。进行了仿真和优化,设计了双曲渐变结构的输入输出波导,以蓝宝石为窗片材料的盒形输能窗,E面渐变结构衰减器。仿真结果显示,其电压驻波比在很宽的带宽内都有良好的表现。4.对工艺上出现的部分问题提出解决方案和改进办法,包括对衰减器的金属化镀膜。并对未来制管工艺做出了相关的展望。5.完成用以加工的工程制图,完成装配整管,并进行了相关测试。