与微加工工艺兼容的平面格栅全金属周期慢波结构与带状电子注互作用有望在毫米波乃至太赫兹波段产生高功率输出。与单排栅和对称双栅相比，交错双栅通过将对称双栅的上下两排栅进行错位，有效地增强了电子注通道中的纵向场分量，且拓宽了基模工作带宽，在高频率大功率行波管和返波振荡器中很有应用前景。因此，针对平面格栅特别是其中的交错双栅开展理论分析、仿真模拟和实验具有重要意义。　　本研究主要内容包括：⑴建立任意槽平面格栅高频特性的理论模型。利用系列矩形阶梯逼近槽轮廓，借鉴耦合阻抗中关于空间谐波有效电压的定义，引出槽中高次本征驻波项的横向导纳计算式，然后运用场匹配和导纳匹配相结合的方法，推导出“冷”色散方程和耦合阻抗计算式，在此基础上，将带状电子注引入慢波结构，导出描述线性注波互作用的“热”色散方程。⑵在格栅、慢波周期和电子注通道的尺寸取值相同条件下，利用全波电磁仿真软件CST-MWS对比分析单排栅、对称双栅以及交错双栅的电磁场分布特性和高频特性（色散、耦合阻抗和欧姆损耗）;利用理论模型对任意槽交错双栅高频特性进行数值计算，并与HFSS仿真值进行对比，验证理论模型的正确性;设计W波段矩形槽交错双栅结构色散特性的测试方案，加工实物，给出测试结果，并与理论计算值和软件仿真结果对比。⑶建立描述平面格栅与带状电子注互作用的三维非线性参数化理论模型。基于行波管和返波振荡器中慢电磁行波的周期传输特性、坡印廷定理、电子运动方程以及相对论原理，导出三维场论大信号自洽微分方程组。通过傅立叶展开式将时域中的电流变换为与频率相关的交流电流分量，引入等离子体粒子模拟的方法，求解离散化的带有群聚电流的亥姆霍兹方程，获得交流空间电荷场的三维数值解。将理论模型运用于W波段交错双栅带状注行波管和1.03THz单排栅返波振荡器，计算结果和时域三维PIC粒子模拟软件CST-PS的仿真值进行对比，验证模型的准确度。⑷设计与模拟太赫兹带状注交错双栅行波管和返波振荡器互作用系统。基于理论模型设计慢波结构参数，提出一种紧凑的输入/出耦合器，在宽频带范围内实现交错双栅与输入/出矩形波导的良好匹配，并实现高频互作用系统与电子枪和收集极的良好信号隔离，基于CST-PS进行互作用系统的PIC粒子模拟。